朱廣涵 許博

摘 要：現(xiàn)代后勤保障的復(fù)雜性、秘密性、精確性、突發(fā)性特點愈加突出，以及倉儲物資數(shù)量增加、類型多樣，如何有效提高傳統(tǒng)軍事物流倉儲的保障水平和運行效率成為一個值得研究的問題。結(jié)合軍事倉儲管理的特點和規(guī)律，針對現(xiàn)行倉儲管理模式存在的不足和問題，設(shè)計并實現(xiàn)了以智能倉儲管理系統(tǒng)為核心、RFID管理系統(tǒng)和自動化倉儲系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合的軍事智能倉儲綜合管理系統(tǒng)，對其中的業(yè)務(wù)流程、功能模塊、數(shù)據(jù)庫以及信息處理方式進(jìn)行了分析設(shè)計，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)和具有多樣系統(tǒng)功能和良好抗風(fēng)險能力的系統(tǒng)模型，并實現(xiàn)了相應(yīng)的原型系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：軍事智能倉儲;物聯(lián)網(wǎng);設(shè)計實現(xiàn);系統(tǒng)框架;功能模塊;RFID

中圖分類號：TP39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-1302（2019）12-00-04

0 引 言

軍事倉儲是軍事物流的重要環(huán)節(jié)，是鏈接供應(yīng)商、上級倉庫以及部隊用戶的紐帶。軍事倉儲管理[1]是專門從事軍事物資存儲活動的工作體系，是后勤保障系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，也是物流鏈上的關(guān)鍵性節(jié)點，主要涉及軍事倉儲的庫區(qū)規(guī)劃與布局、設(shè)備設(shè)施管理、庫存控制、安全管理、庫區(qū)溫濕度管理、物流中心規(guī)劃與管理和特種倉庫管理，以及物資存儲計劃與規(guī)劃、出入庫管理、裝卸及搬運行業(yè)管理、在庫管理等方面。

軍事倉儲管理有其特殊性、嚴(yán)謹(jǐn)性?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個重要方面是信息技術(shù)的競爭，這必將在軍事倉儲管理領(lǐng)域有所體現(xiàn)。加強軍事倉儲管理的信息化、高效化具有重大戰(zhàn)略意義并且符合實際需要。

傳統(tǒng)的倉儲管理主要依托人工操作，倉庫內(nèi)部管理和物資收發(fā)完全由人工和半機械化設(shè)備進(jìn)行，庫存及出入庫物資的信息和數(shù)量依靠紙張和電子表格記錄，導(dǎo)致庫房規(guī)模有限、倉儲管理效率低下、人員勞動強度大。隨著倉儲作業(yè)的日益頻繁，加之保障任務(wù)的不可預(yù)見性與持續(xù)性，以及大量倉儲數(shù)據(jù)依托人工錄入導(dǎo)致錯誤和延時，傳統(tǒng)依賴于人工和半機械化的倉儲操作已難以滿足現(xiàn)代化軍事需求。真正要實現(xiàn)現(xiàn)代化軍事倉儲管理的目標(biāo)，就必須實現(xiàn)管理的信息化和智能化，形成“科學(xué)、簡潔、高效”的管理體系，達(dá)到監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化、保障標(biāo)準(zhǔn)化、管理科學(xué)化。高效的智能倉儲管理可以在物流和倉儲各個環(huán)節(jié)起到優(yōu)化作用，能夠有效克服時間和空間上的差異問題。

本文基于物聯(lián)網(wǎng)和云倉儲技術(shù)，結(jié)合平時及戰(zhàn)時環(huán)境下軍事智能倉儲系統(tǒng)實現(xiàn)物資出入庫和信息共享的需求，綜合考慮了性能提升、后期維護(hù)、功能拓展、實現(xiàn)費用等因素，對傳統(tǒng)軍事倉儲系統(tǒng)進(jìn)行了智能化改造，提出了軍事智能倉儲綜合管理系統(tǒng)的技術(shù)方案。

1 系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)

本章節(jié)主要介紹基于物聯(lián)網(wǎng)、云倉儲[2]、智能倉儲技術(shù)[3]的基本功能，集成物資需求提報與計劃任務(wù)下達(dá)、需求智能測算、時間追溯、云分倉等實用功能，打造一個符合有效性原則、安全保密原則和適用性原則的軍事智能倉儲綜合管理系統(tǒng)。

1.1 系統(tǒng)設(shè)計思路

基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事智能倉儲綜合管理系統(tǒng)主要以RFID射頻識別技術(shù)進(jìn)行物資信息的無線電信號識別與讀寫，以無線傳感技術(shù)[4]綜合處理獲取的聲、光、電等多種信號作為物資、環(huán)境與倉儲管理系統(tǒng)、自動化倉儲系統(tǒng)交互信息的媒介;結(jié)合光載無線交換技術(shù)[5]的無線接入和軍事綜合信息網(wǎng)等軍用通信網(wǎng)絡(luò)的有線接入，作為整個系統(tǒng)的核心通信技術(shù)，通過WiFi無線信號源和有線信號源的遠(yuǎn)端傳輸、分布、交換與控制[6]，將綜合庫、隊屬分庫及野外分倉均連入系統(tǒng);通過倉儲管理系統(tǒng)軟件和自動化倉儲系統(tǒng)實現(xiàn)倉儲管理和物資調(diào)撥操作，解決基礎(chǔ)設(shè)施滯后、信息化程度低、物資分區(qū)布局不合理、庫存周轉(zhuǎn)難、業(yè)務(wù)流程準(zhǔn)確性、連續(xù)性、時效性差等問題，從而方便后勤機關(guān)把握物資的儲備和消耗情況，實現(xiàn)對綜合庫和分庫對庫物資的統(tǒng)一管理，有利于緊急稀缺物資的就近調(diào)撥并可有效遏制虛報冒領(lǐng)等情況的發(fā)生?；谖锫?lián)網(wǎng)的軍事智能倉儲綜合管理系統(tǒng)層次如圖1所示。

為保證系統(tǒng)可靠運行和數(shù)據(jù)的防間保密，防止火災(zāi)、地震等強烈自然災(zāi)害以及戰(zhàn)時敵特分子的破壞，采用基于全冗余方式的雙機熱備方案并對數(shù)據(jù)加密。在后勤機關(guān)、綜合庫設(shè)立兩臺服務(wù)器的熱備份，其優(yōu)勢在于熱備數(shù)據(jù)的傳輸不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)，可進(jìn)行直接復(fù)制，實時性好;一旦發(fā)生宕機，備份存儲器和主存儲器間迅速切換，時間小于500 ms。采用熱備份方法可真正實現(xiàn)7×24小時無縫全冗余備份，滿足軍事領(lǐng)域的高要求。

1.2 系統(tǒng)框架

1.2.1 業(yè)務(wù)框架設(shè)計

系統(tǒng)以智能倉儲管理系統(tǒng)為核心，由RFID管理系統(tǒng)和自動化倉儲系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，框架如圖2所示。倉庫工作人員通過RFID管理系統(tǒng)編寫RFID標(biāo)識碼、打印RFID標(biāo)簽、存儲分析RFID標(biāo)簽識別碼數(shù)據(jù);通過自動化倉儲系統(tǒng)對臺車、堆垛機等倉儲設(shè)備下達(dá)操作指令，完成出入庫、盤庫等工作。智能倉儲管理系統(tǒng)包括9個管理模塊，其中查詢統(tǒng)計、倉庫管理、用戶管理以及系統(tǒng)維護(hù)模塊主要負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫交互，依據(jù)實際情況對倉庫信息、用戶信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行修改查詢，統(tǒng)計庫存物資及現(xiàn)有設(shè)備等情況;貨位管理模塊依據(jù)貨位分配策略和空余貨位情況對RFID管理系統(tǒng)發(fā)出的貨位分配請求予以回應(yīng);環(huán)境監(jiān)測模塊接收分析無線傳感器自動上傳的環(huán)境監(jiān)測信息，依據(jù)需要設(shè)置警戒閾值;入庫管理、庫存管理、出庫管理模塊分別對應(yīng)物資入庫、在庫、出庫時的入庫作業(yè)、庫存盤點和出庫作業(yè)過程，依據(jù)不同的作業(yè)方式由智能倉儲管理系統(tǒng)對自動化倉儲系統(tǒng)下達(dá)操作指令;庫存管理模塊還包括需求測算和補庫計劃生成，如依據(jù)總部規(guī)定的食物定量標(biāo)準(zhǔn)、伙食費標(biāo)準(zhǔn)和就餐人數(shù)設(shè)置具體品名的出庫比例，在智能測算出全單位年度以及各下級單位月度主副食需求量的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步依據(jù)上級庫存和本級具體需求進(jìn)行決策。業(yè)務(wù)框架主要包括基礎(chǔ)信息獲取層、中間數(shù)據(jù)傳輸層和頂層系統(tǒng)管理層。

1.2.2 邏輯框架設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計主要采用B/S模式，根據(jù)系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)自下而上劃分為基礎(chǔ)支持平臺、資源提供層、業(yè)務(wù)系統(tǒng)層和用戶層，邏輯框架如圖3所示。最底層是基礎(chǔ)支持平臺，主要由基礎(chǔ)硬件設(shè)備、系統(tǒng)軟件支持環(huán)境和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等組成。資源提供層融合了企業(yè)資源計劃（ERP）、軟件配置管理（SCM）、辦公自動化（OA）以優(yōu)化管理組織結(jié)構(gòu)，主要由RFID數(shù)據(jù)庫、自動化倉儲數(shù)據(jù)庫、倉庫信息數(shù)據(jù)庫、用戶信息數(shù)據(jù)庫、物資信息數(shù)據(jù)庫和環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫等組成。業(yè)務(wù)系統(tǒng)層主要由RFID管理系統(tǒng)、智能倉儲管理系統(tǒng)和自動化倉儲系統(tǒng)組成，包含RFID標(biāo)簽管理、查詢統(tǒng)計、出入庫管理等10個子系統(tǒng)。最頂層是面向用戶的用戶層，根據(jù)機關(guān)用戶、基層用戶和倉庫用戶權(quán)限的區(qū)分，不同用戶在各自的權(quán)限范圍內(nèi)完成庫存查詢、需求預(yù)測、計劃生成、登記統(tǒng)計、接收調(diào)撥、保管等業(yè)務(wù)工作。

1.2.3 技術(shù)框架設(shè)計

系統(tǒng)技術(shù)框架如圖4所示。本系統(tǒng)技術(shù)框架的設(shè)計過程中，將軟硬件技術(shù)相結(jié)合。核心硬件包括RFID讀寫器、無線傳感器、光載無線交換機、網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備以及自動化倉儲設(shè)施等;軟件方面利用JavaEE，采用B/S模式進(jìn)行開發(fā)。系統(tǒng)的技術(shù)框架主要分為系統(tǒng)技術(shù)支持層、系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理層、系統(tǒng)應(yīng)用層：

（1）系統(tǒng)技術(shù)支持層包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備及執(zhí)行操作指令的硬件設(shè)備;

（2）系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理層結(jié)合多個管理信息系統(tǒng)（MIS）完成工作，主要有企業(yè)資源計劃（ERP）、軟件配置管理（SCM）等;

（3）系統(tǒng)應(yīng)用層主要利用軟件技術(shù)使用系統(tǒng)數(shù)據(jù)，用戶使用客戶端瀏覽器對對應(yīng)的業(yè)務(wù)管理模塊下達(dá)指令，通過超文本傳輸協(xié)議HTTP與服務(wù)器通信，獲取決策信息或執(zhí)行設(shè)備操作。

1.3 功能模塊設(shè)計

相比于傳統(tǒng)的倉儲系統(tǒng)，本系統(tǒng)融合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和軟件技術(shù)，數(shù)據(jù)的采集與處理乃至操作流程極少依賴人工，均通過自動化程度較高的電子設(shè)備實現(xiàn)。系統(tǒng)主要包括查詢統(tǒng)計功能、倉庫管理功能、用戶管理功能、入庫管理功能、貨位管理功能、庫存管理功能、出庫管理功能、環(huán)境監(jiān)測功能和系統(tǒng)維護(hù)功能：

（1）查詢統(tǒng)計模塊含有收發(fā)物單位查詢、出入庫和盤點單據(jù)查詢、庫存物資查詢、用戶查詢以及設(shè)備查詢等功能;

（2）倉庫管理模塊包含倉庫、貨架以及設(shè)備的信息管理功能;

（3）用戶管理模塊包含用戶信息以及用戶權(quán)限管理功能;

（4）入庫管理模塊包含入庫計劃以及入庫作業(yè)功能;

（5）庫存管理模塊包含補庫作業(yè)、移庫作業(yè)、庫存分析以及盤點作業(yè)功能;

（6）出庫管理包含出庫計劃和出庫作業(yè)功能;

（7）環(huán)境監(jiān)測包含監(jiān)測數(shù)據(jù)管理和警戒線閾值管理功能;

（8）系統(tǒng)維護(hù)模塊包含數(shù)據(jù)恢復(fù)以及備份功能。

軍事智能倉儲綜合管理系統(tǒng)功能模塊如圖5所示。

貨位管理功能主要用于入庫以及移庫物資的貨位分配。采用分類存儲策略，倉庫中的物資根據(jù)分類規(guī)則表進(jìn)行分類保存，每類物資設(shè)置固定存放區(qū)域，同屬一類但規(guī)格不同的物資按一定的分配算法來計算其存放的具體貨位。在分配具體貨位時，主要依據(jù)預(yù)先設(shè)定的存儲策略，同時考慮貨架受力情況及出入庫效率。在貨位分配優(yōu)化模型上，設(shè)倉庫貨架排數(shù)為i排（數(shù)量暫定為14排），每排有j列（數(shù)量暫定為50列），每列有k層（數(shù)量暫定為5層），則該庫房共有3 500個貨位，將距入口最近的排記為第1排，該排中距入口最近的列記為第1列，該列最底層記為第0層。（i，j，k）（1≤i≤14，1≤j≤50，0≤k≤4，i，j，k∈N+）表示該倉庫中第i排j列k層上的貨位。每個貨位長度1.8 m（記為L），高度0.9 m（記為H）。設(shè)堆垛機的平均水平運行速度為x（一般為60 m/min），平均垂直運行速度為y（一般為40 m/min）。根據(jù)上述分析，建立如下貨位分配的數(shù)學(xué)模型：

式中：min S和min T分別代表貨架受力和出入庫效率優(yōu)化模型;fjk代表第k層第j列貨位上的貨物出入庫頻率;mjk代表第k層第j列貨位上的貨物重量;tjk代表堆垛機行進(jìn)到該貨位耗費的時間;Vy和Vx代表自動堆垛機垂直運行和水平運行的平均速度。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)與部署

2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)

軍事智能倉儲綜合管理系統(tǒng)軟件的主界面和倉庫管理界面如圖6、圖7所示，采用導(dǎo)航菜單模式，綜合了系統(tǒng)導(dǎo)航欄和工具欄的優(yōu)點。

2.2 系統(tǒng)部署

如圖8所示，本系統(tǒng)的總體框架層級分為綜合庫級和分庫（分倉）級，各級都包含有用戶終端和手持PDA終端。綜合庫、隊屬分庫以及野外分倉可通過光載無線交換機和路由器連接到智能倉儲管理中心，訪問存儲有各級數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行權(quán)限范圍內(nèi)的各項管理操作，各級綜合庫及分庫（分倉）間的數(shù)據(jù)傳輸、備份和同步等流程也通過中心數(shù)據(jù)庫完成。

3 結(jié) 語

在目前倉儲種類不斷增加、倉儲規(guī)模不斷擴大以及出入庫工作量不斷上升的形勢下，軍事倉儲管理任務(wù)日益繁重。為準(zhǔn)確高效地完成物資的出入庫作業(yè)，及時掌握倉儲裝備的工作狀態(tài)，有效提高倉庫操作人員的工作積極性，提高管理水平，加強倉儲物資和數(shù)據(jù)管理，提升現(xiàn)代化后勤保障水平，本文設(shè)計實現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)的軍事智能倉儲綜合管理系統(tǒng)，更加多樣的系統(tǒng)功能和更加完善的抗風(fēng)險能力將是下一步需要重點研究的內(nèi)容。

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