仓库的设计与研究

摘 要：仓库作业是物流环节中最重要的一环，改革开放以来，我国的社会经济不断发展，仓储过程中进出货物的种类、数量在不断的增加，导致了仓库作业中人力资源的投入加大、仓库管理的难度增加、资金占用等问题的发生。在新的物流体系中为了适应时代发展的要求，仓库进行信息化设计已经迫在眉睫，而计算机技术和自动化技术的发展恰恰为这种变革提供了内在支持，以RFID、Zigbee为代表的新技术正在对仓储系统进行着深刻的改变。本文将首先对我国目前的仓储情况进行具体分析，然后在结合RFID技术和Zigbee网络技术对仓库的信息化设计进行简要的介绍，以期能为我国仓储物流行业的发展提供些许的帮助。

关键词：仓库信息化；RFID技术；Zigbee网络；设计；研究

物流是企业运作中非常重要的一环，与企业的利润有着密切的联系，从成本角度分析物流大约占商品最终成本的三成左右，而仓储管理则至少要占物流总成本的一半以上，由此可见仓储管理在物流当中的重要地位，也由此可以看出仓储管理的有效性将直接关系着企业的发展。

1 对我国仓储的分析

1.1 我国仓储的现状

改革开放以来我国的经济一直处于飞速的发展之中，特别是近几年电商活动的逐渐火热，为我国的物流产业带来了强烈的需求，使得我国物流产业的规模不断变大。据有关数据表明，我国的社会物流总花费已经从90年代初期的5000亿元左右增至现在的4万亿元以上，物流规模扩大了6倍以上，年平均增幅约为15%，这远远高于约4.1%的国民经济增速，由此可见我国物流行业的火爆。仓储作为物流管理中最重要的一环，直接关系着物流的效率和效益，尽管在我国物流的发展过程中仓储管理已经得到了较大的发展，但是与欧美等发达国家相比仍有较大差距。例如，美、日等发达国家都已在仓储领域实现了高度的信息化、机械化以及自动化，在欧美企业的物流企业中堆垛机、升降机、叉车、传送带、AVG小车等机械的应用已经相当普遍，仓库作业也进行了流水线式控制，极大的提高了仓储作业的准确性和效率。而我国虽然在仓储领域有了较大的发展，实现了仓储系统化，但信息化、自动化、机械化水平还是很低，与发达国家差距不小。

1.2 我国仓储遇到的问题

目前我国的仓储管理成本较高，而且效率较低，严重影响了我国仓储行业的发展。经过笔者分析发现导致这些问题出现的原因主要有以下几点：部分仓储空间闲置，仓库的存储空间并没有得到充分的利用，导致浪费情况的发生；作业流程不顺畅，在仓库作业中作业流程时间长，流程存在重复，不成规范，导致效率低的情况的发生；仓库区域设置复杂，仓库进行设计时结构不合理，各区域之间设置复；机械化程度低，硬件投入不多，货物运输时大多需要人力资源。

1.3 解决措施

为了实现我国仓储管理效率的提升，降低仓储管理的成本，可以从两方面对仓储管理进行改进。一是企业要大规模的引进机械设备，提高硬件水平，例如，企业可引进高架叉车、堆垛机、自动分拣机、自导向搬运车等机械设备，降低仓储人员的劳动强度，加强仓库管理的效率和水平；另一方面，则是建立完善的仓储管理系统，引进信息化模式，藉此来降低仓库管理中的失误，加强仓储管理的效率，而且，鉴于我国仓储管理现状，借鉴国外成熟的物流经验，通过信息技术来实现我国仓储管理的信息化已经是我国未来仓储发展的必然选择。

2 RFID技术

RFID（Radio Frequency Identification，RFID）即射频识别技术，是一种非接触性的自动识别技术，主要是通过射频信号与空间耦合及传输特性来实现静止或移动物体的自动识别及数据交换的识别技术。

2.1 RFID的组成部分

一般来说，RFID系统由两部分组成，RFID应答器和RFID阅读器，应答器也可以认为是一种电子标签是RFID技术的核心部分，也称为射频标签，RFID系统的数据载体。阅读器则是用来读、写标签信息的设备，其一般包括发送器、接收器、收发器和控制模块等部分，根据携程度阅读器还可以分为固定阅读器与手持阅读器两种。

2.2 RFID的工作原理

RFID系统的基本工作原理并不是十分复杂的，可以通俗解释成如下原理：当数字标签进入阅读器磁场后，数字标签接受阅读器发出的磁场信号，然后凭借感应电流获得的能量将数字标签中存储的信息发出，阅读器接收到射频信号后，对信号内的信息进行读取和解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

2.3 RFID技术的优点

RFID技术具有诸多优点，可适用于多种恶劣环境，可以在灰尘、污染、油渍等恶劣环境中应用；识别方便快速，采用RFID系统进行识别时，无需光源，有效识别距离大，而且还可通过外包装进行识别；数据容量大，RFID标签则可根据用户的需要扩充至几十K，而最大容量的二维条形码，最多只能存储2725个数字；安全性更高，RFID技术可以嵌入在不同的形状和类型的产品之上，而且还可以为标签数据的续写提供密码保护，有效地防止了“欺骗问题”的产生。

3 Zigbee自组织网络技术

3.1 Zigbee自组织网络技术的介

随着无线自组织网络的不断发展，包括红外、蓝牙等许多无线技术都出现在人们的生活中。但在仓库信息化的设计中这些技术由于延时较高、能耗较高等问题，都不符合仓储管理的要求，而Zigbee技术的出现恰好的解决了这一问题。Zigbee技术近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率的特点正好满足仓库信息化的设计要求。而且Zigbee的网络层规范是由Zigbee联盟进行制定的，不仅可以完成自组织网络、路由维护、路由发现等功能，而且还可以支持多种网络拓扑结构。总而言之，我们可以将ZigBee看做一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

3.2 Zigbee的优势

Zigbee网络除了具有一般无线自组网络的优点外，还有着可靠性高、能耗低、价格低、延短、工作容量大以及安全性高等优点。

3.2.1 能耗低

Zigbee网络的节点工作功率较低、周期短，而且还采用了休眠模式，有效的避免了不必要的能量损耗，不必频繁的进行充电，在一定程度上减轻了网络维护的负担。

3.2.2 可靠性高

由于为通讯业务预留了专用的带宽，并且采用了碰撞避免机制，所以发送数据之间的竞争被有效的避免了。而且，由于MAC层采用了完全确认的数据传输机制，根本上保证了数据传输的可靠性。

3.2.3价格低廉

Zigbee协议栈设计简单，所以其开发与生产的成本就相对较低。一般来说随着Zigbee产品的产业化的进行，Zigbee通信模块的价格将会明显降低，每个Zigbeee通信模块的价格可能会降到1.5-2美元。

此外Zigebee网络还具有延时短、大网络容量、安全性高等优势，限于篇幅，此处不再赘述。

4 关于信息化的仓库整体设计

在进行仓库信息化设计时，要依据RFID技术与Zigbee网络技术进行设计，设计完成后的综合系统要包括四个层次的功能层。

4.1 数据采集层

在货物入库时对货物贴上唯一的RFID电子标签，并通过在每个货位上的移动识读节点对该货架上的每个货位进行扫描以此来获取整个货架上的货物信息，完成数据采集，并进行初步整理。

4.2网络通信

此功能层是通过应用每个货架上的移动识读节点上的Zigbee节点，来完成自组织形式的自组织网路，并将已进行初步整理的货架货物信息发送至位于服务器。

4.3 系统应用层

在此功能层中主要通过货物信息数据库服务器和仓库管理信息系统，对Zigbee无线网路传送过来的货位及货物信息来进行更新和储存，并提供接口给仓库管理信息系统，让其能完成其监控管理的功能。

4.4 功能扩展层

在此功能层中，可通过互联网让上游的供货商与下游的零售商了解仓库货物信息，也可以让企业的管理层对仓库的运行状况进行了解，为企业今后的发展决策提供参考。

5 结语

随着社会经济的发展，我国物流行业的前景一定会更加光明，更多的机会摆在了物流企业面前。为了获得更好的发展，在竞争中获得更加有力的地位，相关企业一定要重视仓库的设计，积极进行信息化建设，完成仓储的信息化、机械化进程。

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