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    一種煙草葉新包裝與麻片新包裝在智能倉(cāng)儲(chǔ)的研究

      信息來(lái)源:   發(fā)布時(shí)間:2021-11-23  點(diǎn)擊數(shù):

    0 引言

    煙包儲(chǔ)存對(duì)煙葉質(zhì)量和倉(cāng)儲(chǔ)管理有較大影響。采用傳統(tǒng)方式運(yùn)輸煙草部分是采用麻布袋進(jìn)行包裝,由于麻布袋具有極高的吸水性,運(yùn)輸與倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)存在水分吸收和蒸發(fā)的現(xiàn)象,并且在運(yùn)輸時(shí),多個(gè)麻布袋會(huì)堆疊存放,造成煙葉被壓壞[1,2,3,4]。如果使用塑料周轉(zhuǎn)箱包裝搬運(yùn),水霧易在周轉(zhuǎn)箱頂部形成水滴,回流到周轉(zhuǎn)箱內(nèi)部,導(dǎo)致煙草極易受潮發(fā)生霉變,而且周轉(zhuǎn)箱在使用過(guò)程中常被堆疊放置,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高,易變形損壞。此外,在倉(cāng)儲(chǔ)管理過(guò)程中,對(duì)大量的周轉(zhuǎn)箱進(jìn)行分類、統(tǒng)計(jì)和標(biāo)識(shí)需要花費(fèi)很多的人力和物力,很難對(duì)煙草包和麻片包進(jìn)行有效的監(jiān)管,在實(shí)際運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)周轉(zhuǎn)箱內(nèi)煙草包和麻片包丟失的現(xiàn)象。

    針對(duì)上述煙草運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程[5,6,7]中存在的問(wèn)題,本文提出了一種加強(qiáng)型易于排水的周轉(zhuǎn)箱制作方法,采用RFID技術(shù)識(shí)別和跟蹤[8,9,10]煙草和麻片包的類型和所在位置;此外,為了防止運(yùn)輸過(guò)程中煙草包丟失,設(shè)計(jì)了一種RFID識(shí)別標(biāo)簽的連接器和鎖扣,進(jìn)而確保煙草和麻片在運(yùn)輸過(guò)程中不易受損和丟失。

    煙草和麻片包的存儲(chǔ)至關(guān)重要,依賴于物流運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性和規(guī)范程度,所以需要提高倉(cāng)庫(kù)中物品的周轉(zhuǎn)速率,更好地利用倉(cāng)庫(kù)的存儲(chǔ)功能。在大型倉(cāng)庫(kù)中,當(dāng)天的單據(jù)量可以達(dá)到萬(wàn)件以上,工人每天的工作量非常大。因此,如何降低人力成本,提高企業(yè)的管理效率,是目前倉(cāng)儲(chǔ)物流公司亟待解決的問(wèn)題。傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)主要采用條形碼或“二維碼+掃碼槍”結(jié)合的方式對(duì)貨物進(jìn)行管理,首先需要對(duì)每個(gè)物品粘貼條形碼或二維碼標(biāo)簽,之后通過(guò)人工完成后續(xù)的工作,其中條形碼或二維碼記錄了產(chǎn)品的編號(hào)等相關(guān)信息,采用掃碼槍獲取條形碼或二維碼中的貨物信息,通過(guò)集成系統(tǒng)可以在監(jiān)控平臺(tái)中獲取貨物的具體信息、出入庫(kù)情況及位置坐標(biāo)信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的有效的監(jiān)管。此種掃碼管理模式雖然在檢測(cè)時(shí)效率比較高且錯(cuò)誤率也比較低,但是存在著一些問(wèn)題,例如對(duì)檢測(cè)識(shí)別距離有要求,只能近距離獲取條形碼或二維碼中的貨物信息,當(dāng)有大量的貨物急需出入庫(kù),則無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)手動(dòng)掃碼完成工作。此外,員工在進(jìn)行貨物盤(pán)點(diǎn)時(shí),由于時(shí)間間隔較長(zhǎng),因此無(wú)法通過(guò)記憶找到目標(biāo)物,也無(wú)法通過(guò)人工方式對(duì)所有的物品進(jìn)行有效監(jiān)控,導(dǎo)致管理效率低。

    為了解決傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)中存在的問(wèn)題,引入無(wú)源RFID技術(shù),利用其遠(yuǎn)距離無(wú)接觸識(shí)別、快速讀寫(xiě)的特性完成對(duì)貨物的識(shí)別和定位,提高倉(cāng)儲(chǔ)管理效率。在運(yùn)輸包上設(shè)置RFID讀寫(xiě)器,即可在所需范圍空間內(nèi)完成對(duì)目標(biāo)物的動(dòng)態(tài)軌跡跟蹤,減少了貨物管理過(guò)程中的人力和物力成本,節(jié)約了大量的時(shí)間,降低了物品遺失或者擺放錯(cuò)亂的情況。

    1 煙草葉新包裝和麻片包裝方法

    1.1 一種加強(qiáng)型易于排水的周轉(zhuǎn)箱制作方法

    傳統(tǒng)的煙草運(yùn)輸中所用包裝物為麻布袋,使用麻布袋包裝運(yùn)輸時(shí),由于麻布袋自身具有極高的吸水性,因此在運(yùn)輸與倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)存在水分吸收和蒸發(fā)的現(xiàn)象,并且在運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候,多個(gè)麻布袋會(huì)堆疊起來(lái),導(dǎo)致煙葉被壓壞,而使用普通的塑料周轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高且防火性能不好。因此,需要設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、排水和防火性能好及質(zhì)地輕盈的周轉(zhuǎn)箱用于煙草和麻片的運(yùn)輸??紤]到煙草的功能和作用,周轉(zhuǎn)箱的材質(zhì)需選擇不易揮發(fā)和無(wú)毒性的材料。

    在查閱資料中發(fā)現(xiàn),聚丙烯是一種無(wú)毒材料,也是一種食品級(jí)材料,使用聚丙烯作為主要原料制作的周轉(zhuǎn)箱在運(yùn)輸物品時(shí),能確保物品安全。采用芳綸纖維作為周轉(zhuǎn)箱的外表層,芳綸纖維具有較好的阻燃性和持久的熱穩(wěn)定性,可以使以聚丙烯為主要原料制造的周轉(zhuǎn)箱具有很好的防火性能且在高溫下不易發(fā)生變形,長(zhǎng)碳纖維可以增強(qiáng)周轉(zhuǎn)箱的硬度,使多個(gè)周轉(zhuǎn)箱堆疊擺放時(shí)不容易被壓壞或發(fā)生變形。

    為了解決煙草運(yùn)輸過(guò)程中易受潮的問(wèn)題。在箱體和轉(zhuǎn)動(dòng)連接在箱體頂部的箱蓋設(shè)置有排水孔,箱體內(nèi)側(cè)水霧形成的水滴可通過(guò)排水孔排出,從而降低箱體內(nèi)煙葉受潮程度。箱蓋排水裝置主要包括透氣孔、擋水圈、擋水條、流水缺口、側(cè)圍板、流水槽、側(cè)板及漏水孔。為了確保箱內(nèi)流出的水順利流到箱體外側(cè),而不會(huì)反向流回箱內(nèi),因此需要設(shè)置擋水板、流水槽等以便水流出,并且擋水圈的底端外側(cè)與箱蓋的頂端外側(cè)固定連接,頂面透氣孔與擋水圈向箱體投影的位置與底面排水孔的位置不重疊。

    通過(guò)在箱體的外側(cè)開(kāi)設(shè)多個(gè)排水孔,可以使箱體內(nèi)側(cè)水霧形成的水滴通過(guò)排水孔排出,從而降低箱體內(nèi)煙葉受潮的情況,在多個(gè)箱體堆疊運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候,上側(cè)的周轉(zhuǎn)箱內(nèi)側(cè)的水會(huì)通過(guò)排水孔排出落在下側(cè)的周轉(zhuǎn)箱頂部,通過(guò)設(shè)置的外部的排水孔可以防止水再次進(jìn)入周轉(zhuǎn)箱體內(nèi)部。

    1.2 基于RFID技術(shù)的防盜功能設(shè)計(jì)

    傳統(tǒng)的煙草運(yùn)輸中所用包裝物為麻布袋,使用麻布袋包裝運(yùn)輸時(shí),麻布袋不具有防盜功能,在煙葉運(yùn)輸途中容易被運(yùn)輸工人打開(kāi),運(yùn)輸?shù)墓と丝赡軙?huì)拿走一些煙葉,造成煙葉丟失。采用傳統(tǒng)的鎖扣鎖住箱蓋,雖然可以在一定程度上防止工人打開(kāi)箱蓋,但是傳統(tǒng)的鎖扣容易被仿制,或者從其他途徑獲得,防盜性能有限。

    從20個(gè)世紀(jì)90年代末開(kāi)始,RFID技術(shù)受到人們的廣泛關(guān)注。RFID標(biāo)簽分為無(wú)源RFID標(biāo)簽和有源RFID標(biāo)簽,區(qū)別在于標(biāo)簽是否自帶電源模塊。無(wú)源RFID標(biāo)簽傳輸信息的能源來(lái)自其感應(yīng)線圈在讀寫(xiě)器電磁場(chǎng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流完成信息的接收和發(fā)送,在RFID讀寫(xiě)器和標(biāo)簽中需要完成數(shù)據(jù)的編碼和譯碼,讀寫(xiě)器通過(guò)與監(jiān)控系統(tǒng)連接,完成信息交互。

    RFID可以在無(wú)接觸的情況下完成對(duì)標(biāo)簽的識(shí)別和利用,利用RFID讀寫(xiě)器和識(shí)別標(biāo)簽設(shè)置標(biāo)簽鎖扣,通過(guò)設(shè)置的識(shí)別標(biāo)簽,將識(shí)別標(biāo)簽插入并卡合在箱體與箱蓋的重疊處,可以使箱蓋在不取出識(shí)別標(biāo)簽的情況下無(wú)法打開(kāi)。如果采用暴力的方式對(duì)標(biāo)簽鎖扣進(jìn)行操作,拆除后標(biāo)簽鎖扣的結(jié)構(gòu)會(huì)受到永久性的損壞,拆除標(biāo)簽鎖扣后將無(wú)法再次還原,也無(wú)法繼續(xù)使用,從而可以防止人們拆卸后再安裝的情況發(fā)生。通過(guò)設(shè)置的防二次使用組件,在拆卸標(biāo)簽鎖扣后,連接片會(huì)與標(biāo)簽基體發(fā)生分離,破壞連接片和防偽組件,防止其他人盜用防偽組件,防止煙草在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中被工人私自打開(kāi),避免了運(yùn)輸過(guò)程中煙草的損失。

    2 基于RFID技術(shù)的智能倉(cāng)儲(chǔ)研究

    2.1 RFID技術(shù)

    RFID技術(shù)的基本原理是讀寫(xiě)器將數(shù)據(jù)以電磁波的形式發(fā)出的,RFID標(biāo)簽接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行解析,并將內(nèi)部存儲(chǔ)的信息以同樣的方式發(fā)出,讀寫(xiě)器接收信息之后,通過(guò)解讀得到標(biāo)簽內(nèi)部信息。RFID技術(shù)具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、穿透性強(qiáng)、安裝及維護(hù)簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性好,體積小、形式多樣,不受形狀與尺寸大小的限制,可以重復(fù)使用,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大,還具有識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是非連續(xù)測(cè)量,精準(zhǔn)性相對(duì)較低。

    RFID系統(tǒng)主要包括讀寫(xiě)器、標(biāo)簽、通信天線及控制器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    (1)讀寫(xiě)器:用于讀取標(biāo)簽內(nèi)存取的信息和將信息寫(xiě)入標(biāo)簽內(nèi)。讀寫(xiě)器在執(zhí)行讀動(dòng)作時(shí)會(huì)向標(biāo)簽發(fā)送請(qǐng)求信息,標(biāo)簽接收到射頻信號(hào)進(jìn)行解析執(zhí)行對(duì)讀寫(xiě)器的響應(yīng),讀寫(xiě)器接收到應(yīng)答信號(hào)之后,將其發(fā)送給控制器進(jìn)行存儲(chǔ)或運(yùn)算。

    (2)電子標(biāo)簽:內(nèi)部設(shè)置有接口模塊、控制模塊、射頻模塊及天線,主要用于存儲(chǔ)信息。

    (3)天線:電子標(biāo)簽和讀寫(xiě)器之間數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收裝置,以電磁波的形式發(fā)送、接收無(wú)線射頻信號(hào)。

    圖1 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    圖1 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)  下載原圖


    通過(guò)分析RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其工作原理可知,RFID讀寫(xiě)器和標(biāo)簽之間通過(guò)電磁波傳遞信息和傳導(dǎo)能量。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,需提前將目標(biāo)貨物信息以特定的格式通過(guò)讀寫(xiě)器寫(xiě)入標(biāo)簽中,建立貨物唯一標(biāo)識(shí),據(jù)此搭建以貨物唯一標(biāo)識(shí)為索引的數(shù)據(jù)庫(kù),將RFID標(biāo)簽與貨物進(jìn)行物理綁定。當(dāng)貨物流轉(zhuǎn)在運(yùn)輸路程中或是倉(cāng)庫(kù)內(nèi)流轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)RFID讀寫(xiě)器可以無(wú)接觸快速讀取標(biāo)簽內(nèi)貨物的詳細(xì)信息,并上傳至上位機(jī)系統(tǒng),由此可以進(jìn)行后續(xù)的分類、盤(pán)點(diǎn)等操作。

    2.2 RFID技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)中的應(yīng)用

    現(xiàn)今,RFID的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,傳統(tǒng)零售業(yè)物品種類繁多,不論是倉(cāng)儲(chǔ)、物流運(yùn)輸、貨品上架、盤(pán)點(diǎn)及交易等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要大量的人力完成工作任務(wù),RFID技術(shù)的引入解決了一直困擾零售業(yè)的發(fā)展難題。查閱資料發(fā)現(xiàn),在零售業(yè)中最成功的應(yīng)用案例是“沃爾瑪”,“沃爾瑪”通過(guò)RFID技術(shù)重新定義了貨物的類比、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、檢索、盤(pán)點(diǎn)、交易和防盜,不僅節(jié)省了大量的人力成本,簡(jiǎn)化了工作流程,減少了物品丟失的概率,而且優(yōu)化了公司的運(yùn)營(yíng)結(jié)構(gòu),提高了工作效率和管理質(zhì)量及凈利潤(rùn)。

    如何對(duì)大量的煙草和麻片進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的識(shí)別,成為現(xiàn)今煙草倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)中重要的研究課題。利用RFID技術(shù)可以一次性識(shí)別多個(gè)目標(biāo),將其應(yīng)用于煙草的分類、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)纫徽棕浳锪魍鞒?,可以有效地?duì)貨物進(jìn)行全流程監(jiān)控和及時(shí)、準(zhǔn)確的管理。當(dāng)RFID系統(tǒng)正式投入使用后,操作人員只需在煙草或麻片包出廠出入庫(kù)之前進(jìn)行掃描即可,之后利用自動(dòng)化分揀系統(tǒng)可以對(duì)煙草或麻片包信息進(jìn)行監(jiān)控和及時(shí)、準(zhǔn)確的管理,進(jìn)而可以節(jié)約大量的人力成本,提高管理和運(yùn)營(yíng)效率。

    3 應(yīng)用價(jià)值

    (1)減少煙草和麻片損耗。

    (2)建立防盜監(jiān)控系統(tǒng),提高了營(yíng)業(yè)毛利率。以往在煙草運(yùn)輸過(guò)程中,一些運(yùn)輸人員可能會(huì)拿走一些煙葉,造成煙葉丟失,采用基于RFID標(biāo)簽技術(shù)的鎖扣,能有效防止煙草丟失。

    (3)簡(jiǎn)化包裹出入庫(kù)驗(yàn)證流程,提高物流效率。以往煙草或麻片的存儲(chǔ)位置依靠工人的記憶力或者以臺(tái)賬的形式記錄,前者受員工的記憶力影響較大,時(shí)間越長(zhǎng),記憶越模糊,不利于大型倉(cāng)儲(chǔ),后者也存在同樣的問(wèn)題,紙質(zhì)的臺(tái)賬容易受潮破損,當(dāng)大量的煙草包需要運(yùn)輸時(shí)無(wú)法快速查找到位置。RFID技術(shù)可以有效地解決上述問(wèn)題,利用無(wú)線電波可以迅速查找到所需的煙草包,簡(jiǎn)化了工作流程。

    (4)加速盤(pán)點(diǎn)作業(yè)。傳統(tǒng)的條碼閱讀器必須在近距離且沒(méi)有物體阻擋的條件下才可以辨讀條形碼,因此煙草、麻片倉(cāng)儲(chǔ)工作人員在盤(pán)點(diǎn)時(shí)需將包裹逐一地從貨架取下,逐個(gè)盤(pán)點(diǎn)。RFID標(biāo)簽可以通過(guò)無(wú)線電波傳送信號(hào),一次同時(shí)讀取多個(gè)RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息,簡(jiǎn)化了盤(pán)點(diǎn)工作。

    (5)更好地利用倉(cāng)庫(kù)空間。所有貨物都擁有自己的儲(chǔ)位信息且一直被實(shí)時(shí)定位,這樣就不會(huì)在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)出現(xiàn)由于按分類劃分倉(cāng)庫(kù)空間一邊放不下,一邊幾乎空架的情況,在必要的時(shí)候還可以暫時(shí)把不同種類的貨物放在一起。

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