基于物联网技术的后方仓库管理系统建设研究.pdf

2023年/第8期 物联网技术智能处理与应用Intelligent Processing and Application950 引 言随着现代战争中高新技术的广泛应用，战场环境变得愈加复杂，战场规模也逐渐扩大，作战强度愈发剧烈，后勤保障任务就变得异常艰巨。在信息化战争的牵引下，对加快建设基于物联网技术的后方仓库提出了更高的要求。最近以来，物联网技术的蓬勃发展，尤其是在军事智能物流方面所取得的成就，为传统仓库的信息化和智能化建设研究提供了一种有效可行的技术路径。构建基于物联网技术的后方仓库，能够有效提高后方仓库的管理水平，实现仓库业务收、发、管、运等环节的自动化和信息化，改变原先后方仓库管理中手工记账情况，实现物资标签、单据和凭证等资料的电子化，能有效提高后方仓库信息化管理水平。1 需求分析基于物联网技术的后方仓库管理系统建设，主要以相关物联网、计算机网络和信息通信技术为支撑，以实现仓库业务的信息化管理、智能化保障为目标，构建后方仓库管理系统。后方仓库管理系统有着十分可观的应用前景，物联网技术的迅速发展和广泛应用将使我军后方仓库的管理水平上升一个新的阶段，为实现信息化管理、精准化保障、数字化控制提供了坚实基础。后方仓库在未来高新技术战争中所承担的使命任务将会愈加重要，对仓库业务的管理水平和保障要求也越来越严格，重塑后方仓库的管理模式，确保后方仓库库存物资信息与其他有关部门完成信息上的互联互通，是实现后方仓库信息化管理的有效前提。将物联网技术引入到仓库管理中，能够自动获取后方仓库和物资详细信息，为仓库业务管理提供切实可行的解决办法。1.1 实现物资信息化管理我军仓库发展到现在取得了一定的成绩，但是仍然存在一些普遍问题，如后方仓库业务管理信息化水平不高，还有很大一部分依靠手工记账，只有个别仓库有着条形码管理的条件；与物联网技术相比较，条形码技术识别速度较慢、信息储存量有限、系统兼容性不强；现行的管理办法不能实时掌握物资动态情况。面对这些问题，物联网技术的应用可以很好的解决。物联网技术具有系统整体感知、数据有效传递和信息智能处理等基本特征，将这些技术应用到后方仓库管理中，可以实现物资的信息化管理。在物资的外包装、固定托盘、货位货架上安装 RFID 电子标签，标签内存储物资的相关信息，然后通过读写器、通信网络完成数据传输，可以实时了解物资信息整体情况，还能精准快速查找所需要的物资，大幅增强后方仓库业务管理水平。1.2 实现对象精准化保障后方仓库为作战单位提供充足有效的后勤保障。在未来战场上，作战单位需要什么物资？什么时候送到这些物资？如何及时有效安全送达？在以往传统的信息采集过程要耗费很大的精力。现在利用基于物联网技术的数据采集和信息交换功能，能够使决策者及时、有效、准确地获取保障对象和作战环境的重要信息，为制定保障方案提供可靠依据。通过灵活运用物联网技术了解保障对象的信息，进而发挥物联网技术优势，实时跟踪掌控战场动态，提高仓库综合支援保障基于物联网技术的后方仓库管理系统建设研究张 桦，邱雄飞，赵润泽（陆军工程大学石家庄校区，河北 石家庄 050003）摘 要：随着新军事变革的飞速发展，物联网作为一种新兴技术在现代战争中的地位愈发重要。现代战争对后勤保障提出了更为紧迫的要求，而后方仓库作为军队后勤保障的重要节点，就必须顺应时代改变，加快转变保障模式。探索基于物联网技术的后方仓库管理系统建设，是实现后方仓库管理信息化的重要保障。针对传统后方仓库存在人工记账繁琐、信息化程度不高、库存物资积压过多等问题，文中提出了基于物联网技术的后方仓库管理系统建设方案，设计了一套由业务管理、库房管理、安全管理、人员设备管理及其他辅助性功能子系统组成的后方仓库管理系统，并从需求分析、总体设计、功能设计三个方面进行阐述，期望提高我军后方仓库信息化建设水平。关键词：物联网技术；后方仓库；管理系统；管理信息化；业务管理；安全管理中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2023）08-0095-04收稿日期：2022-10-07 修回日期：2022-11-18DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2023.08.025物联网技术 2023年/第8期 智能处理与应用Intelligent Processing and Application96能力。在此基础上，建立基于RFID技术的物资管理信息系统，并沿途安置读写器设备，联入物联网系统，随时掌握保障对象的需求，实现对象的精准化保障。1.3 实现信息数字化控制在完成物资前送保障的过程中，要掌握物资输送的相关情况，首先要对物资进行精确管理。在物联网技术的应用下，同时把无线射频技术以及卫星定位系统有机统一起来，实现对物资的实时追踪，掌握前运的物资信息，这样对前运的物资做到全程有效控制，能够满足未来信息化条件下的战争需求。从物资存储在仓库开始，就利用标签技术进行编码，然后上传到网络系统中，做到在系统中可查。一旦需要运送到作战单位，输送物资从后方仓库搬运到运输工具上，利用物联网技术将相关的信息存储在运输终端上，通过 GPS 定位技术及 GIS 系统，快速传送到管理系统终端，这样在系统内部可以查询获得运送的物资状态，并且可以准确知道它的地理位置、何时可以送达、能否及时送达、技战术状态是否良好等相关信息。针对在运输过程中可能出现的问题，在仓库管理系统终端可以及时发现，从离开仓库到送达作战单位，全局可控，真正做到有效掌握信息，快速解决问题，提高保障效率。2 总体设计基于物联网技术的后方仓库管理系统总体设计是指利用物联网相关技术、计算机通信技术以及网络传输等技术，加上计算机、传感器、移动终端等硬件的支持下，分别在层次上、结构上以及功能上对后方仓库进行总体设计，以此来实现对仓库物资的入库、查询、管理、出库、运输等功能。2.1 架构设计根据后方仓库管理特点，以科学高效、自动调整、切实可靠、动态分析为指导原则，以数据资源共享共用为关键，以数据资源服务为重点，以物联网技术、计算机通信技术以及网络传输技术为支撑，以提高后方仓库信息化管理水平为目标，进行后方仓库管理系统建设的研究。系统架构分为感知层、网络层及应用层三层，如图 1 所示。图 1 基于物联网技术的后方仓库管理系统架构设计感知层的功能是依据北斗定位、传感器技术、RFID 射频识别等物联网相关技术，从不同角度、不同层级对仓库物资实现自动采集的效果。网络层的功能就是针对采集以及输入的信息资源，依托网络传输技术，建立起仓库、保障对象、上级业务部门和其他单位之间的信息互联互通，更好地完成数据资源传输任务。应用层就是在不同服务层面上实现对后方仓库的管理和决策功能。针对接收的信息进行有效分析，实时掌控物资变化情况，依据管理系统功能模块动态调整，在静态管理和动态规划中提高决策的精准性。2.2 结构设计根据后方仓库管理系统总体设计，结合仓库实际，设计系统结构模型，主要可以分为单位对象、交换中心、网络传输、识别终端四个单元，具体如图 2 所示。图 2 基于物联网技术的后方仓库管理系统结构设计单位对象：在仓库、供应单位和运输单位安装后方仓库管理系统，可以实现对仓库物资的实时监控，大幅提高信息化管理水平。交换中心：针对单位对象采集和接收到的各类信息，在信息服务中心进行整合交换，根据不同情况发出不同指令，对仓库物资实现数字化管控。网络传输：通过北斗定位技术、GIS 系统、无线技术以及其他通信网络技术，实现信息的网络传输。识别终端：后方仓库管理系统中接收和识别模块安装在运输工具上，能够实时接收仓库物资的动态消息，不间断传回指令，再通过网络传输可以获取物资的动态情况，从而可以及时解决运输过程中出现的问题。3 功能设计基于物联网技术的后方仓库管理系统主要包含业务管理、库房管理、安全管理、人员设备管理和其他辅助性功能子系统。3.1 业务管理系统业务管理系统包括物资的入库管理、库存管理、倒库管理、出库管理等模块。3.1.1 入库管理物资入库管理是仓库管理人员在收到上级业务部门相关调拨单之后，对接收到的物资安全运送到库区内，并进行物资的卸货、清查、验收、搬运、堆垛、办理入库手续等一系列技术操作的总称。入库管理是后方仓库业务的开始，也是后方仓库业务管理的关键阶段。入库工作的好坏很大程度上2023年/第8期 物联网技术智能处理与应用Intelligent Processing and Application97影响到物资的存储和未来的供应保障。因此，后方仓库必须依据上级业务部门下达的入库计划或调拨单为依据，及时、高效、准确、安全地做好入库工作。3.1.2 库存管理物资库存管理指的是根据后方仓库所在地理位置、自然气候以及物资本身的特性，对库存物资进行科学存储和维护保养的工作。不同物资有着不同的材质，比如塑料、木材、橡胶、金属等材质，因此它们的保养内容和存储期限也就不一样。在入库过程中，保管员通过后方仓库管理系统详细记录各类不同物资的材质，相对应地保存它们的存储时间。在接近每类物资维护保养周期时，系统会自动做出提醒，并且会针对不同种类物资做出不同的维护保养方案。等待仓库保管员保养之后，管理系统也会更新保养时间、保养人员、保养方式、保养结果等信息，确保物资的完好率。3.1.3 倒库管理倒库也是仓库业务工作中一项经常性工作。很多物资在仓库中积压过多、时间过久，就会容易发生损耗，降低物资的使用效能。倒库可以维持和改善物资状态，能够有效减缓物资损坏速率，提高仓库空间利用率。当然，倒库过程中必然会引起物资货位的位置变化，也会直接影响管理系统中相关信息不一致。应用相关定位技术可以很好地解决这个问题。在倒库过程中，用机械读写器或人工读写器来读取要进行移库的物资信息，记录仓库货位改变情况，然后通过传输系统反馈到管理系统中，确保实时更新，保证仓库实际货位情况和管理系统中保持一致，没有差错。3.1.4 出库管理当接收到上级业务部门的调拨单之后，仓库保管员先进行核对，然后进入仓库管理系统中查验物资情况，利用读写器获取物资在库房中相应的位置、入库时间、现存数量、质量情况、批次等级等相关信息，进而确定要发出的物资。利用无线射频识别技术，准确定位到物资所在货架进行拣取物资，通过自动拣货机将物资放于自动传送装置上，物资会被传送到库房的核验区。仓库保管员会对物资进行核对、查验、登记等工作，确保无误后通过读写器完成对发出物资的最后登记，整个操作过程全部自动化。通过物联网技术应用，实现物资的自动识别、自动拣取、自动定位、自动录入以及自动更新等功能，可以有效减少人员参与，更大限度地实现仓库管理的自动化和信息化。3.2 库房管理系统库房管理系统包括仓库温湿度监测、消防报警以及电气安全监控等模块。3.2.1 温湿度监测温湿度监测系统主要通过温湿度传感器、传输模块和信息处理器，实时监测仓库内的环境温度和相对湿度，并与空调、除湿机、排风机、洒水器等设备连接，实现仓库温湿度的自动调节和控制。温湿度监测的主要原理是传感器将采集到的库房温湿度相关信息以一定的时间周期传输到视频监控中心，一旦超过警戒值，管理系统会自动发出警报，值班人员根据警报情况，利用视频监控中心可以实时观察库房情况。经过核查分析，启动库房内设备进行通风、降温以及除湿等操作，实现自动调节库房温湿度功能。另外，管理系统数据库保存库房温湿度的历史数据，可以根据管理者的需要生成温湿度变化趋势图，更加方便直观地提供决策 依据。3.2.2 电气安全监控电气安全监控系统由电气监控设备、电气探测器、剩余电流传感器、温度传感器和安全电源插座盒组成。它的目的是实现保管员入库前插卡取电，出库前拔卡断电，同时也可以防止电路老化、虚拟电路连接、电路过载、电缆温度升高以及雷电引起的电气火灾，消除潜在的安全风险。3.2.3 消防报警仓库保管员将红外光束探测器、手摇报警器、烟雾探测器等消防报警设施放置在库房内部和值班室等重点部位，一旦发生火灾，可以通过管理系统快速锁定火灾情况。值班室通过视频监控中心判断报警点的详细情况，来分析是设施故障还是发生火灾。火灾较小时，立即通知值班员赶往相应库房救火并启动喷头、干粉等消防设备，将火灾情况控制在萌芽状态。当火灾较大无法控制时，立即启动消防预案，仓库人员配合周边部队和当地消防部门迅速灭火。3.3 安全管理系统安全管理系统包括视频监控、巡逻跟踪报警以及门禁管理等模块。3.3.1 视频监控在整个仓库重点部位布设监控设备，利用物联网技术搭建视频网络监控平台，将各个位置的监控设备全部整合集成，实现一个信息、资源、数据、视频互享的监控系统。值班室对监控平台实施统一管理，对全部库房实施无死角监控。对库房发生问题、监控画面出现故障、值班执勤人员发生脱岗、漏岗情况可以远程操作并解决。同时，利用无线射频、红外和图像监测技术，可以实时感知库区周围的异常情况，使值班人员能够快速识别情况，做出反应，防止不明外来人员 进入。3.3.2 巡逻跟踪报警随着无线射频技术的应用，巡逻人员可以携带信息卡，射频监测器通过接收无线信号记录巡逻人员的巡逻轨迹、停留时间和周边动态。值班人员能够实时掌握巡查情况，快速物联网技术 2023年/第8期 智能处理与应用Intelligent Processing and Application98处理，确保库区和巡查人员的安全。通过先进的数字视频分析辨别技术，实现关键部位和关键场合安全防范的自动化和智能化。在很大程度上，巡逻跟踪报警可以避免哨兵倦怠、漏岗等因素造成的误报、漏报情况，有效提高后方仓库的安全防范能力，实现仓库的高效部署。3.3.3 门禁管理按照军队库房管理有关规定，后方仓库要落实好“双人双锁”制度。门禁管理系统是由智能钥匙柜、电子密码锁和数字钥匙组成。采用数字编码、指纹识别、门禁技术、图像生成技术及通信技术，可以实现锁和钥匙的双重控制、钥匙出入信息的自动存储、检索、管理和记忆功能，能有效提高仓库安全防范能力。3.4 人员设备管理系统人员是后方仓库管理中最为关键的决定因素，再先进、再智能的系统如果没有人员的管理使用，那么将无从谈起后方仓库管理系统建设。人员设备管理模块主要包括人员的定岗定位、人员的培训、仓库设施设备信息化管理等功能。通过给仓库管理人员配发个人信息卡来实现跟踪定位，可以精准掌握仓库人员动态。仓库设施设备的信息化管理是确保后方仓库管理系统建设顺利高效实施的重要物质基础。它是通过对智能化设施设备的“动态调整”“静态管控”以及安全管理，使设施设备由始至终处于良好的技战术状态，保持良好的作战性能，从而更好地实现设施设备与仓库保管员的结合，发挥更高的使用效率。3.5 辅助性系统其他辅助性系统主要包括物资运输管理系统、数据库管理系统、标签管理系统及应急管理系统等模块。物资运输管理系统主要是对接收和发出的物资实现全时监控、核查及调度功能。数据库管理系统也是一个关键节点，它主要实现存储信息、查询信息、更新信息以及维护信息等功能。在数据库管理系统中，根据管理者需要生成的数据统计报表也是决策的重要依据。标签管理系统主要功能有对物资的编码，标签信息的采集、识别、录入、更新和管理。物资从接收入库开始，就有唯一的编码，像居民身份证一样，能够高效识别，提高仓库业务管理水平。应急管理系统分为仓库平时的安全管理、非战争军事行动的应急处理以及战时的紧急作业，区分不同情况下的权限指挥和决策，全方位提高后方仓库安全防范本领。整体功能设计如图 3 所示。图 3 基于物联网技术的后方仓库管理系统功能设计4 结 语现代战争打仗就是打保障，面对信息化条件下的现代战争，仓库后勤保障也必将向快速、及时、精确、高效等方面发展。基于物联网技术的后方仓库管理系统建设，可以有效解决传统仓库人工作业繁重、信息采集不准确、库存物资积压过多等问题，很大程度缩短了仓库业务收发时间，提高了仓库作业处置效率，增强了仓库信息化管理水平，全面提升了科学、精准、高效管库能力。参考文献1 张昆伦，王德鑫，刘蔚柯.基于物联网的军用综合仓库信息系统建设研究 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