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烟草仓储物流中心智能托盘信息管理系统技术分析

本文原载于《物流技术与应用》杂志。作者在中烟长株潭烟草仓储物流中心现有项目的基础上,新增物联网托盘条形码信息管理系统(包含硬件和软件)1套,制定详细的条形码信息管理方案,使该中心的45万片托盘全部实现信息化,具备信息及时准确、可追索等优点,极大地提高了该仓储物流中心的作业准确率、工作效率和响应速度。

文中提出的智能托盘信息管理系统,对于仓储物流行业实现托盘的信息化、数字化和智能化具有借鉴意义。文中提出的条码解决方案,具有成本低廉的优势,但是由于条码在仓储物流环境中使用已磨损,而且误读和读不出的情形比较普遍,不适用于长期使用。对于具备固定的输送线和码垛机器人的仓库,以RFID电子标签替代条码是更优的选择。如果再辅之以传智物联的Transmart无线方案,实现自动出入库操作和高速盘点,则能够进一步提高仓库作业效率。

传智物联的Transmart无线方案,虽然也需要部署监控机,但是其对安装部署的位置要求远没有条码阅读器和RFID读写器那么高,并且还支持以手机或手持机取代监控机,因此在灵活性上有了很大的提高。

一、引言

仓储物流中心,尤其是带有立体仓库的仓储物流中心,其基本载货单元一般为托盘(工程塑料托盘、木托盘或者定制的钢托盘)或周转框(工程塑料周转筐、木周转筐或者定制的钢周转箱),确保这些载货单元信息的及时准确以及可追索,是做好信息管理的关键所在。

目前,不少仓储物流中心配了WMS(仓库管理系统,以下简称WMS),能对这些载荷单元进行信息层面的管理,但普遍存在以下问题。

(1)载荷单元信息储存于服务器数据库中,实物和信息分离,当载荷单元在自动化线上时,可以通过自动控制逻辑关系把数据库中的信息和载荷单元信息进行一一对应,但这些逻辑容易受到各种人为或者非人为的干扰,从而导致逻辑出现错误,信息对应失败。

(2)如果载荷单元不在自动化线上时,基本无法通过逻辑关系把数据库中的信息和载荷单元信息进行一一对应,信息对应失败。

(3)载荷单元在自动化线上输送时,实物和信息分离,可能出现实物和信息不一致的情况,再加上缺乏检验和校核环节,导致信息管理错误。

本文结合长株潭烟草物流园项目,针对以上问题,提出了一套智能托盘信息管理方案,能有效地对托盘信息进行管理,使之具备及时准确以及可追索等要求,同时又能根据及时的检验和校核结果,制定处理方案和策略。

二、项目简介

本项目包含了3#高架库1座、4#高架库1座、托盘输送线系统1套、件烟输送线系统1套、工业拆码垛机器人6台、条码阅读器18套、外形检测单元7套、托盘自动码分机2套以及WMS系统、WCS系统和电控系统等。

本文主要探讨托盘信息管理系统与本项目中的托盘输送系统结合紧密,因此仅对托盘输送系统做简单介绍。

托盘输送系统主要负责空托盘组、空托盘和实托盘的输送和处理,主要有2个人工入库口、2个人工出库口、20个堆垛机取放货站台、12个机器人拆码垛站台、1个拆盘站台、1个码盘站台、1个异常剔除口和1套托盘输送线。托盘输送系统主要构成详见表1,平面布局详见图1。

物联网托盘


托盘输送系统具备如下几个功能模块:

1.托盘人工口入库

叉车把空托盘组和实托盘叉取放入1#和3#人工入库口,通过托盘输送线,输送至3#立体库或者4#立体库10个取货站台,1#~10#堆垛机前来取货站台取货,放入对应的货位,完成托盘人工口入库。

2.托盘人工口出库

1#~10#堆垛机前往指定的货位取货,放入10个放货站台,通过托盘输送线,输送至2#和4#人工出库口,完成托盘人工口出库。

3.托盘自动口入库

件烟通过件烟输送线输送至4个机器人拆码垛位,进行码垛作业,机器人把件烟码垛到8个机器人码垛站台上的空托盘上。码垛完成为实托盘,实托盘通过托盘输送线,经1#入库主道进入3#立体库的5个取货站台,再通过堆垛机入库,经3#入库主道进入4#立体库的5个取货站台,再通过堆垛机入库。

4.托盘自动口出库

1#~10#堆垛机前往指定的货位取货,放入10个放货站台,通过托盘输送线,经2#或者4#出库主道进入8个机器人拆垛站台上,机器人把件烟拆垛至件烟输送线,拆垛完成后的空托盘经托盘输送线输送至码盘工位进行码盘。

5.托盘异常剔除出入库

异常剔除的托盘,通过叉车从异常剔除口叉取到地面,处理完毕后,切换异常剔除口模式,由排出模式更改为放入模式,再把排出的托盘统一放入异常剔除口重新进入托盘输送线。

三、方案设计

本方案的核心是在托盘4个侧面粘贴条形码,并在托盘输送系统上不同位置通过条形码阅读器读取和校验托盘条码,并与服务器数据库中信息进行对比,根据对比结果,做出相应的对策。

1.条形码标签

(1)贴标位置

托盘4个侧面中心均贴1块条形码标签,详见图2。


(2)标签规格

标签使用105*75规格标签纸,和全场其他标签一致,有利于标签设备的统一。

(3)标签数据

8位递增数据条形码,条码分辨率高,读码成功率高。

2.读写设备布置方案

在以下几处布置托盘条形码阅读器,对托盘条形码进行读取和校验。

(1)托盘人工口入库处

在链条输送机A001、A006、B001和B006处分别设置1台条形码阅读器,分别为1#条码阅读器、2#条码阅读器、3#条码阅读器和4#条码阅读器,共计4台条形码阅读器,详见图3。


人工将托盘放入入库工位,电控自动输送托盘进行外形检测,检测不通过,人工处理直到外形检测通过;外检通过后电控自动读取条形码,WCS(仓库控制系统,以下简称WCS)实时更新条形码,并反馈给WMS,WMS根据入库单据、品牌、数量(任务自动下达时件烟数量根据入口默认为20和24,尾盘手动下达需人工填入),自动下达入库任务(任务下达过程中,需要进行条形码验证,如果该条形码在库内已存在,提示任务下达失败)。任务下达后,电控再获取一次条形码跟任务中的条形码在进行校验,通过则开始入库,不通过则电控报警,人工将该托盘下线调整后重新入(WCS 取消该入库任务)。

(2)空托盘组自动拆盘处

空托盘组拆盘后,在链条输送机C049处设置1台条形码阅读器5#条码阅读器,详见图4,当有空托盘拆出时,电控启动条码阅读器扫码,把条码信息更新到托盘信息区,并随着托盘移动进行信息移动到机器人码垛工位,随着码垛入库申请带入WMS系统。




(3)托盘人工出库口处

在链条输送机C033和A070处分别设置1台条码阅读器,分别为8#条码阅读器和9#条码阅读器,共计2台条形码阅读器,详见图5。


人工出库托盘到达此处后,电控启动扫码设备扫码,并将结果与本托盘信息条码对比,若正确,则申请正常的出库调度任务;若不正确,则电控报警,人工介入对比,若只是读码不正确,则在电控操作端确认后继续出库。若托盘全部实际条码与托盘信息条码不一致,则人工对货物挂牌或贴标,在电控操作端上报错误后继续出库。

(4)托盘自动口入库口处

在链条输送机C018 C043处分别设置1台条码阅读器,分别为10#条码阅读器和11#条码阅读器,共计2台条形码阅读器,详见图6。

当托盘经过这2处位置时,电控启动扫码设备并把结果与本托盘条码信息进行对比,信息对比一致时申请入库,不一致则电控向WMS申请,WMS下达任务调至异常剔除口。货物到达异常剔除口后,人工核对托盘信息,若只是读码不正确,则WMS客户端选该入库单继续入库,若实际条码与托盘信息条码不一致,则人工查询实际条码在库内是否已被占用,若没有占用,则WMS客户端选该入库单继续入库,若有被占用,则需人工把此托盘抽检出库核对信息。

(5)托盘自动口出库处

在链条输送机C001处设置1台条码阅读器6#条码阅读器,详见图4。

当自动出库任务的托盘到达链条输送机C001时,电控启动扫码设备扫码,并将结果与本托盘信息条码对比,正确,则申请正常的拆垛出库;不正确,则申请去异常剔除口,在异常剔除口处理后不再继续自动出库,而是生入库单据先入库。

(6)整托盘剔除口

在链条输送机B081处设置1台条码阅读器7#条码阅读器,详见图4。

四、结论

通过本项目的实施,提出了一套切实可行的条形码信息管理方案,能有效地对托盘信息进行管理,使长株潭烟草仓储物流中心的45万片托盘全部实现信息化,具备信息及时准确、可追索等优点,极大地提高了该物流中心的作业准确率、工作效率和响应速度。

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时间:2019-12-18
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