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以往電子物資倉(cāng)儲(chǔ)管理嚴(yán)重依賴于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的已有經(jīng)驗(yàn)，主要依賴于人工作業(yè)，相關(guān)工作重復(fù)繁瑣，倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)效率較低，且存在因人為疏忽而導(dǎo)致的作業(yè)差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)。故構(gòu)建基于發(fā)光電子標(biāo)簽的智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，通過(guò)智能化將人員從繁瑣低效的工作中解放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的泛在接入、全面感知和信息高效處理。通過(guò)實(shí)現(xiàn)庫(kù)房?jī)?nèi)物資的定位查找，能在幾秒內(nèi)從批量密集物資中迅速找到所需單品貨物，極大提升作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)物資的精益化管控。

不少物資公司以往使用的物資標(biāo)簽，將電力物資信息記錄在普通紙張上，用塑料殼封起來(lái)后粘貼在電力物資本體上，在使用一定時(shí)間后容易發(fā)生損壞、脫落等問(wèn)題，導(dǎo)致作業(yè)人員完成相關(guān)工作的平均時(shí)長(zhǎng)延長(zhǎng)到1.5倍以上。表1為傳統(tǒng)物資標(biāo)簽信息管理情況。

而發(fā)光電子標(biāo)簽內(nèi)嵌“國(guó)網(wǎng)芯”UHF射頻識(shí)別標(biāo)簽芯片，利用無(wú)線取能技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)源發(fā)光功能，支持指定標(biāo)簽的可視化查找。其原理如圖1所示。發(fā)光電子標(biāo)簽的技術(shù)參數(shù)如下：

表1 傳統(tǒng)物資標(biāo)簽信息管理情況     

(1）支持協(xié)議：符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO-18000-6C;

(2）識(shí)讀距離：讀距≥2.5m；寫(xiě)距≥1.6m；點(diǎn)亮距離≥1.6m;

(3)EEPROM：擦寫(xiě)次數(shù)≥10萬(wàn)次；數(shù)據(jù)保存時(shí)間≥15年；

(4）標(biāo)簽材質(zhì)：阻燃耐候防曬抗UV材料，適用于室內(nèi)及戶外倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境；

(5）抗靜電能力：HBM(VESD）：±2 k V;

(6）工作溫度：-30～70℃；

(7）存儲(chǔ)溫度：-40～80℃；

(8）防護(hù)等級(jí)：IP68。

相較于傳統(tǒng)物資標(biāo)簽，發(fā)光電子標(biāo)簽具有如下顯著優(yōu)勢(shì)：采用TPV材質(zhì)，耐磨、防鹽霧酸堿腐蝕、阻燃達(dá)到V0等級(jí)；采用注塑一體成形工藝生產(chǎn)，防護(hù)等級(jí)IP68；符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO-18000-6C協(xié)議；采用無(wú)源設(shè)計(jì)，可按要求點(diǎn)亮選中標(biāo)簽上的LED指示燈；內(nèi)置中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)SM7算法，支持雙向身份認(rèn)證，杜絕非授權(quán)設(shè)備獲取相關(guān)信息。

圖1 發(fā)光電子標(biāo)簽的工作原理   

基于發(fā)光電子標(biāo)簽的電力物資倉(cāng)儲(chǔ)管理應(yīng)用方案如圖2所示。整體由如下幾個(gè)部分構(gòu)成：

(1）終端層：負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)信息采集，其中物資粘貼發(fā)光電子標(biāo)簽，支持指定標(biāo)簽點(diǎn)亮功能，標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)物資唯一身份碼；作業(yè)人員配備工業(yè)級(jí)平板手持機(jī)，為超高頻讀寫(xiě)手持設(shè)備（可單獨(dú)使用），支持符合ISO/IEC18000-6CEPCClass1Gen2和GB/T29768-2013《信息技術(shù)射頻識(shí)別800/900MHz空中接口協(xié)議》雙協(xié)議；

圖2 基于發(fā)光電子標(biāo)簽的電力物資倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用方案  

(2）網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的通信傳輸，支持北斗定位，5G u RLLC/m MTC,LTE電力無(wú)線專(zhuān)網(wǎng)、廣域窄帶物聯(lián)網(wǎng)等組網(wǎng)模式；

(3）平臺(tái)層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接口，存儲(chǔ)相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，包括物資信息、作業(yè)人員信息、作業(yè)人員地理位置信息、管理歷史記錄等；

(4）應(yīng)用層：電力物資倉(cāng)儲(chǔ)管理平臺(tái)。通過(guò)該平臺(tái)可實(shí)施各項(xiàng)管理功能，如定制倉(cāng)儲(chǔ)盤(pán)點(diǎn)任務(wù)、物資出入庫(kù)、倉(cāng)儲(chǔ)工作人員管理等。

(1）信息化管理。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中用戶的信息數(shù)據(jù)、電力倉(cāng)儲(chǔ)物資信息、地點(diǎn)信息、圖片數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、作業(yè)操作履歷的導(dǎo)入導(dǎo)出、個(gè)性定制、增刪改查等操作，如管理員可導(dǎo)出和刪除作業(yè)人員的具體操作記錄。

(2）作業(yè)管理。設(shè)定系統(tǒng)的一些重要參數(shù)，如設(shè)置目標(biāo)服務(wù)器、目標(biāo)存儲(chǔ)器類(lèi)型；作業(yè)一欄顯示具體作業(yè)的上傳、下載和刪除；將已完成的作業(yè)提交服務(wù)器進(jìn)行作業(yè)審批認(rèn)可；進(jìn)行作業(yè)下的報(bào)表數(shù)據(jù)采集，信息采集終端還包含操作文檔下載、歷史數(shù)據(jù)查看、作業(yè)項(xiàng)目定位及圖片信息采集等；實(shí)現(xiàn)地圖顯示功能，實(shí)時(shí)定位操作人員所在位置信息和電力物資位置信息等。

(3）終端功能?？梢苿?dòng)終端的主要任務(wù)是讓作業(yè)人員獲取各自的工作任務(wù)，在執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中將相關(guān)信息傳輸?shù)椒?wù)器，具體如表2所示。

特殊情況下，本應(yīng)用還具有作業(yè)模板功能，用戶在下載作業(yè)的同時(shí)也下載作業(yè)模板。離線狀態(tài)下，在現(xiàn)場(chǎng)信息采集終端上通過(guò)作業(yè)模板創(chuàng)建作業(yè)來(lái)應(yīng)對(duì)特殊情況下的離線作業(yè)。離線作業(yè)的創(chuàng)建過(guò)程包括作業(yè)數(shù)據(jù)的復(fù)制和報(bào)表文件的復(fù)制。

表2 可移動(dòng)終端的功能     

(4）典型應(yīng)用：發(fā)光電子標(biāo)簽在電力物資倉(cāng)儲(chǔ)管理整體應(yīng)用流程如圖3所示。

圖3 發(fā)光電子標(biāo)簽在電力物資倉(cāng)儲(chǔ)的應(yīng)用流程 

下面分別講述其中幾個(gè)典型應(yīng)用：

(1)物資入庫(kù)：通過(guò)識(shí)讀發(fā)光電子標(biāo)簽完成物資入庫(kù)，其流程如圖4所示。

圖4 物資入庫(kù)   

A.供應(yīng)商提前預(yù)約物資送貨并安排物資裝車(chē)，將物資運(yùn)輸至指定的倉(cāng)庫(kù)；

B.倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員通過(guò)移動(dòng)作業(yè)終端選擇業(yè)務(wù)類(lèi)型及入庫(kù)物資條目，掃描發(fā)光電子標(biāo)簽，識(shí)別物資身份碼，讀取物資身份信息，并上傳當(dāng)前地理位置信息。系統(tǒng)自動(dòng)比較物資身份信息與物資補(bǔ)庫(kù)計(jì)劃，核實(shí)物料類(lèi)型、數(shù)量、廠商、倉(cāng)庫(kù)地點(diǎn)等信息，確認(rèn)無(wú)誤后，倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員檢查到貨物資外觀，拍攝現(xiàn)場(chǎng)到貨物資照片，同步至后臺(tái)系統(tǒng)，便于后期物資管理人員抽樣查驗(yàn)；

C.倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員掃描《貨物交接單》、《到貨驗(yàn)收單》、《退料申請(qǐng)單》、《廢舊物資入庫(kù)申請(qǐng)單》等業(yè)務(wù)單據(jù)上的單據(jù)碼，關(guān)聯(lián)物資身份碼與單據(jù)碼，系統(tǒng)自動(dòng)核實(shí)業(yè)務(wù)單據(jù)信息是否與物資身份碼信息一致，核實(shí)無(wú)誤后，系統(tǒng)自動(dòng)完成相應(yīng)的ERP系統(tǒng)入庫(kù)操作，提示業(yè)務(wù)人員打印相關(guān)業(yè)務(wù)單據(jù)；

D.系統(tǒng)根據(jù)到貨物資類(lèi)型、數(shù)量及當(dāng)前倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)狀態(tài)，通過(guò)移動(dòng)作業(yè)終端，向倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員自動(dòng)推薦物資存儲(chǔ)貨位；

E.倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員結(jié)合WMS系統(tǒng)提供的物資存儲(chǔ)貨位建議，選擇、確認(rèn)物資存儲(chǔ)庫(kù)區(qū)，并借助移動(dòng)作業(yè)終端查看可存儲(chǔ)貨位信息，選擇最佳存放貨位（全自動(dòng)作業(yè)存儲(chǔ)區(qū)的倉(cāng)儲(chǔ)位置由后臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)分配）；

F.根據(jù)倉(cāng)庫(kù)選擇的不同，利用相應(yīng)設(shè)備完成物資搬運(yùn)上架作業(yè)。自動(dòng)立體庫(kù)由懸臂吊、輸送帶、堆垛機(jī)、精定位行吊、穿梭車(chē)等物流設(shè)施設(shè)備，進(jìn)行自動(dòng)上架入庫(kù)；平置自動(dòng)庫(kù)由AGV將物資運(yùn)送至指定貨位，輔以人工作業(yè)完成上架；室內(nèi)平置區(qū)、室外堆場(chǎng)區(qū)分別由叉車(chē)、行吊完成物資上架作業(yè)。

(2)物資掃碼出庫(kù)：通過(guò)識(shí)讀發(fā)光電子標(biāo)簽完成物資精準(zhǔn)查找及物資出庫(kù)，其流程如圖5所示。

圖5 物資出庫(kù)  

A.項(xiàng)目單位提前通過(guò)電話或移動(dòng)APP聯(lián)系倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行預(yù)約領(lǐng)料，倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員在接到項(xiàng)目單位領(lǐng)料業(yè)務(wù)辦理信息后，及時(shí)將領(lǐng)料物資類(lèi)型及數(shù)量等預(yù)約信息錄入后臺(tái)管理系統(tǒng)；

B.系統(tǒng)根據(jù)領(lǐng)料物資信息，生成出庫(kù)物資貨位信息，并推送至倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員的移動(dòng)終端上；

C.倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員根據(jù)系統(tǒng)提示的出庫(kù)物資信息，進(jìn)行領(lǐng)料物資提前備貨準(zhǔn)備工作。若為人工作業(yè)庫(kù)區(qū)，倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員根據(jù)發(fā)光電子標(biāo)簽提示，至相應(yīng)貨位前，通過(guò)移動(dòng)終端，掃描相應(yīng)的貨位碼，更新發(fā)光電子標(biāo)簽物料卡信息，完成物資下架確認(rèn)工作，并借助行吊、叉車(chē)等設(shè)備，將待出庫(kù)物資搬運(yùn)至相應(yīng)區(qū)域；若為立體自動(dòng)庫(kù)區(qū)，系統(tǒng)接收出庫(kù)指令后，由安裝有RFID讀寫(xiě)裝置的堆垛機(jī)、穿梭車(chē)、輸送帶等設(shè)施設(shè)備，自動(dòng)讀取貨位碼信息，更新發(fā)光電子標(biāo)簽物料卡信息，將待出庫(kù)物資搬運(yùn)至指定區(qū)域，完成物資出庫(kù)下架準(zhǔn)備工作；

D.倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員掃描項(xiàng)目單位提交的《領(lǐng)料單》上的單據(jù)碼與物資身份碼，系統(tǒng)自動(dòng)核實(shí)物料類(lèi)型、供應(yīng)商名稱、出庫(kù)數(shù)量等信息，確認(rèn)無(wú)誤后，完成相應(yīng)的系統(tǒng)出庫(kù)操作；

E.所領(lǐng)物資交由領(lǐng)料單位/回收商裝車(chē)出庫(kù)，同時(shí)，領(lǐng)料雙方通過(guò)手機(jī)APP，進(jìn)行線上簽字確認(rèn)，完成物資發(fā)貨。

(3)物資自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)：通過(guò)識(shí)讀發(fā)光電子標(biāo)簽完成物資自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)，其流程如圖6所示。

圖6 物資自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)   

A.針對(duì)立體自動(dòng)作業(yè)庫(kù)區(qū)，倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員通過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)發(fā)送庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)指令，配備RFID讀寫(xiě)裝置的堆垛機(jī)、自行式叉車(chē)、穿梭車(chē)等自動(dòng)化物流設(shè)備，通過(guò)掃描發(fā)光電子標(biāo)簽，對(duì)倉(cāng)庫(kù)物資進(jìn)行全方位、多頻次的自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)；針對(duì)平置區(qū)盤(pán)點(diǎn)，倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員手持移動(dòng)作業(yè)終端，逐個(gè)掃描發(fā)光電子標(biāo)簽清點(diǎn)物資數(shù)量，并將實(shí)盤(pán)數(shù)量錄入移動(dòng)終端，傳至后臺(tái)系統(tǒng)；

B.系統(tǒng)根據(jù)盤(pán)點(diǎn)數(shù)量，自動(dòng)從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)抓取對(duì)應(yīng)的賬面物資數(shù)量，對(duì)比賬面物資數(shù)量和實(shí)際盤(pán)點(diǎn)數(shù)量是否存在差異，如存在差異，則系統(tǒng)提示倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員再一次對(duì)相關(guān)庫(kù)存物資進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)、核實(shí)，并將盤(pán)點(diǎn)結(jié)果錄入移動(dòng)終端，后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行差異對(duì)比；

C.系統(tǒng)根據(jù)賬面庫(kù)存數(shù)量與庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)實(shí)物數(shù)量，自動(dòng)生成庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)表，相關(guān)人員簽字后，留檔保管。

(4)倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)可視：通過(guò)識(shí)讀發(fā)光電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)物資可視化，其流程如圖7所示。

圖7 倉(cāng)儲(chǔ)可視化   

A.在辦理物資入庫(kù)時(shí)，物資移至指定貨位后，倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員通過(guò)移動(dòng)作業(yè)終端，讀取貨位碼（自動(dòng)作業(yè)庫(kù)區(qū)由安裝有條碼、電子標(biāo)簽等讀取裝置的堆垛機(jī)、自行式叉車(chē)、穿梭車(chē)等設(shè)備，自動(dòng)讀取貨位編碼），系統(tǒng)自動(dòng)將物資身份碼與貨位碼進(jìn)行綁定，并借助WM模塊，即時(shí)更新貨位信息與發(fā)光電子標(biāo)簽物料卡信息，包括貨位編碼、物資信息及存儲(chǔ)數(shù)量、庫(kù)齡、可用貨位等；

B.在辦理物資出庫(kù)時(shí)，倉(cāng)儲(chǔ)人員根據(jù)出庫(kù)要求，通過(guò)手持移動(dòng)作業(yè)終端掃描貨位碼（安裝有條碼、電子標(biāo)簽等讀取裝置的物流設(shè)施設(shè)備可自動(dòng)掃碼貨位碼）與發(fā)光電子標(biāo)簽，辦理物資出庫(kù)，借助WM模塊同步更新貨位信息；

C.倉(cāng)儲(chǔ)管理人員可通過(guò)WMS系統(tǒng)，實(shí)時(shí)查看倉(cāng)庫(kù)各存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)狀態(tài)，包括已存儲(chǔ)數(shù)量和剩余可存儲(chǔ)數(shù)量，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存信息可視化管理。

(5)廢舊物資處置。廢舊物資拆除環(huán)節(jié)，項(xiàng)目管理部門(mén)與使用保管單位通過(guò)掃描發(fā)光電子標(biāo)簽盤(pán)點(diǎn)退役電網(wǎng)實(shí)物資產(chǎn)拆除情況，檢查與拆除設(shè)備對(duì)應(yīng)準(zhǔn)確性；廢舊物資入庫(kù)環(huán)節(jié)，使用保管單位與物資部門(mén)辦理廢舊物資移交及入庫(kù)手續(xù)，通過(guò)掃描發(fā)光電子標(biāo)簽，核實(shí)廢舊物資入庫(kù)基本信息，獲取廢舊物資編碼，完成廢舊物資入庫(kù)，廢舊物資和標(biāo)簽ID同步移交；廢舊物資銷(xiāo)售出庫(kù)環(huán)節(jié)，各級(jí)物資公司（供應(yīng)中心）在系統(tǒng)中創(chuàng)建廢舊物資銷(xiāo)售訂單，在銷(xiāo)售訂單中記錄實(shí)物ID信息，在廢舊物資銷(xiāo)售出庫(kù)后，歸檔實(shí)物ID編碼。

輸出信息列舉：物資身份信息：物資編碼、廢舊物資碼、項(xiàng)目編碼、物資規(guī)格型號(hào)、物資數(shù)量、物資單位、供應(yīng)商名稱、廢舊物資拆解信息等信息。倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)信息：庫(kù)存地點(diǎn)、存儲(chǔ)庫(kù)區(qū)、貨位信息、物資出入庫(kù)數(shù)量、出入庫(kù)時(shí)間、在庫(kù)時(shí)間等信息。

實(shí)施步驟：

A.倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員通過(guò)移動(dòng)作業(yè)終端掃描發(fā)光電子標(biāo)簽獲取物資身份信息，完成物資一鍵收發(fā)貨。

B.物資上下架后，通過(guò)讀取貨位碼，關(guān)聯(lián)貨位碼與唯一編碼，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存信息可視化管理。

C.物資盤(pán)點(diǎn)環(huán)節(jié)，倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員通過(guò)掃描發(fā)光電子標(biāo)簽獲取物資信息，系統(tǒng)自動(dòng)比較實(shí)物信息與庫(kù)存信息。

D.廢舊物資處置環(huán)節(jié)，倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員通過(guò)掃描發(fā)光電子標(biāo)簽獲取廢舊物資碼，核實(shí)廢舊物資入庫(kù)信息。

當(dāng)采用移動(dòng)式終端來(lái)開(kāi)展電力物資倉(cāng)儲(chǔ)管理時(shí)，作業(yè)數(shù)據(jù)一般直接存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，容易被人篡改，并且數(shù)據(jù)庫(kù)動(dòng)后不易被察覺(jué)，信息缺乏安全性，對(duì)責(zé)任追究也造成了不便。針對(duì)此現(xiàn)象，具體應(yīng)用時(shí)增加加密模塊來(lái)做到作業(yè)的有效監(jiān)管，確保信息的真實(shí)性。

為增加應(yīng)用可信度，作業(yè)人員在現(xiàn)場(chǎng)拍照記錄后，終端在將圖片上傳至服務(wù)器前，會(huì)將采集到的作業(yè)信息通過(guò)加密算法處理。服務(wù)器端接收到圖片后，通過(guò)對(duì)應(yīng)的算法將信息提取出來(lái)，與數(shù)據(jù)庫(kù)記錄進(jìn)行比對(duì)，如此一來(lái)，提高了作業(yè)照片的真實(shí)可信度，減小了數(shù)據(jù)庫(kù)被篡改的風(fēng)險(xiǎn)。圖8為信息加密示意圖。

這種方法的可行性和優(yōu)勢(shì)在于，信息加密算法相當(dāng)于給圖片做了一個(gè)安全防護(hù)和防偽加密，在不知道秘鑰以及精確的時(shí)間和地理位置的前提下，無(wú)法偽造數(shù)據(jù)，只有終端傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)才能通過(guò)可信性檢驗(yàn)，從而確保了數(shù)據(jù)的可信性。

圖8 信息加密示意圖   

綜上所述，基于發(fā)光電子標(biāo)簽的電力物資倉(cāng)儲(chǔ)管理應(yīng)用支持對(duì)識(shí)讀到的電力物資進(jìn)行身份認(rèn)證、秘鑰解析、消息上傳等物資倉(cāng)儲(chǔ)管理工作，同時(shí)還支持全網(wǎng)通話、短消息、北斗/GPS定位、攝像拍照、二維碼掃描等功能，方便電力倉(cāng)儲(chǔ)管理人員的使用，幫助實(shí)現(xiàn)電力倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)字化及智能化管理，能夠有效提升管理水平，具有較高的應(yīng)用價(jià)值