馬源良，周新元，張?zhí)煜?，?迪，仇 嵐，郭丙晨

（1．國(guó)網(wǎng)新源建設(shè)有限公司，北京市 100053；2．華東宜興抽水蓄能有限公司，江蘇省宜興市 214205）

0 引言

隨著有關(guān)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的提出，抽水蓄能電站將在支持社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、服務(wù)民生、構(gòu)建清潔低碳的能源體系中占有更大地位，其作用也日益凸顯[1]。精益高效的物資倉(cāng)儲(chǔ)管理水平是抽水蓄能電站平穩(wěn)建設(shè)與運(yùn)行的重要保障，對(duì)抽水蓄能電站物力管理水平和運(yùn)行能力的提升影響巨大。

1 抽水蓄能電站物資倉(cāng)儲(chǔ)管理現(xiàn)狀及解決方向

1.1 物資倉(cāng)儲(chǔ)管理現(xiàn)狀

現(xiàn)如今的物資倉(cāng)儲(chǔ)管理被公認(rèn)為是現(xiàn)代物流管理中的核心環(huán)節(jié)。抽水蓄能電站建設(shè)周期長(zhǎng)、物資種類繁多，出入庫(kù)的頻次高，作業(yè)復(fù)雜多樣[2-3]。傳統(tǒng)的物資倉(cāng)儲(chǔ)管理方式主要依靠人工記錄，工作量極大且極易造成準(zhǔn)確率低、管理效率低、管理成本高、無(wú)法及時(shí)掌握全面的物資信息等狀況[4]。

現(xiàn)有的國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司抽水蓄能電站物資倉(cāng)儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)WMS系統(tǒng)主要是ERP系統(tǒng)中IM和WM兩個(gè)模塊，在一定程度上較傳統(tǒng)方式有了明顯進(jìn)步，但對(duì)于實(shí)現(xiàn)物資倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)的精益化管理、自動(dòng)化操作、智能化運(yùn)作目標(biāo)還有不小差距。

IM和WM兩個(gè)模塊功能不同，操作流程較為復(fù)雜且系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)盤庫(kù)和糾錯(cuò)功能，因此物資倉(cāng)儲(chǔ)管理人員不僅需要同時(shí)熟練兩個(gè)模塊的使用，還要進(jìn)行人工錄入對(duì)賬，完成貨物驗(yàn)收、上下架工作。實(shí)用性欠妥，不能適應(yīng)物料快速出入庫(kù)的管理機(jī)制?，F(xiàn)有KKS編碼、物料編碼體系也無(wú)法有效建立物資管理、生產(chǎn)管理以及設(shè)備運(yùn)維之間的關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)更新不及時(shí)、出錯(cuò)率高，無(wú)法清晰掌控物料管理過(guò)程，導(dǎo)致庫(kù)存總量較大，占用較大流動(dòng)資料，影響電站工作的開展。ERP系統(tǒng)對(duì)定額儲(chǔ)備的物資消耗情況、存儲(chǔ)情況等信息缺乏預(yù)警、分析以及指導(dǎo)制定采購(gòu)策略、儲(chǔ)備策略等功能。

1.2 解決方向

抽水蓄能電站的獨(dú)特屬性決定了物資管理要面臨更艱巨的困難，現(xiàn)有模式已不能滿足需要，無(wú)法實(shí)時(shí)掌握物資的信息。智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理可以將物資流、信息流和設(shè)備流完美融合，減小人工投入，規(guī)范出入庫(kù)手續(xù)、定期盤點(diǎn)，完善物資采購(gòu)、驗(yàn)收、出入庫(kù)、維護(hù)保養(yǎng)等信息，實(shí)現(xiàn)物資全壽命周期管理。因此，智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理，因其突顯的高效性與準(zhǔn)確性正逐漸成為今后抽水蓄能電站物資倉(cāng)儲(chǔ)管理的發(fā)展方向。

2 關(guān)鍵技術(shù)的基本原理

與傳統(tǒng)管理模式相比，智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)充分利用信息庫(kù)技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)等先進(jìn)手段，通過(guò)先進(jìn)的硬件設(shè)施和軟件技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物資倉(cāng)儲(chǔ)管理的精細(xì)管理[5]。本文基于抽水蓄能電站，通過(guò)PDA構(gòu)建起“二維碼（條形碼）+RFID”的智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理的新模式，實(shí)現(xiàn)抽水蓄能電站高效智能的物資倉(cāng)儲(chǔ)管理。

2.1 RFID技術(shù)

射頻識(shí)別RFID技術(shù)就是借助電磁波對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物資進(jìn)行識(shí)別。20世紀(jì)中葉RFID開始萌芽，歷經(jīng)一系列探索，1990年前后在多個(gè)行業(yè)開始應(yīng)用。步入21世紀(jì)后，隨著科技進(jìn)步，開始走進(jìn)日常生活被人們所熟悉和使用。

RFID閱讀器由內(nèi)置天線接收信號(hào)，并通過(guò)自身微處理器對(duì)信號(hào)分析后傳遞給后方計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。電子標(biāo)簽雖存在不同類型，但主要功能均是保存對(duì)應(yīng)物品的具體信息，供閱讀器讀取使用分析?，F(xiàn)如今的RFID技術(shù)具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存量大、適用性強(qiáng)、唯一性、安全性高、讀取速率快、可以識(shí)別多目標(biāo)等優(yōu)勢(shì)。不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，多家大型公司使用RIFD技術(shù)對(duì)物資倉(cāng)儲(chǔ)進(jìn)行管理并不斷優(yōu)化升級(jí)[6]。

使用RFID技術(shù)首先需將信息導(dǎo)入，與實(shí)際物資一一對(duì)應(yīng)，將標(biāo)簽固定在其表面上，當(dāng)閱讀器與電子標(biāo)簽二者相距在一定距離之內(nèi)時(shí)，閱讀器便可通過(guò)電子標(biāo)簽的射頻信號(hào)讀取相對(duì)應(yīng)的物資信息，自動(dòng)識(shí)別物資，實(shí)現(xiàn)高效的物資倉(cāng)儲(chǔ)管理[7，8]。

2.2 二維碼技術(shù)

二維碼一般采用黑白兩色的矩形組成。按照一定規(guī)律將不同顏色的方格組合成圖形，用特定圖形取代相應(yīng)代碼并通過(guò)特定設(shè)備讀取出對(duì)應(yīng)信息。其作為一種集存、傳、識(shí)于一身的新技術(shù)，得到極大關(guān)注。對(duì)于二維碼的研究，國(guó)外最早于1990年左右開始進(jìn)行，而中國(guó)則在1993年開始研究。經(jīng)過(guò)多年的研究探索，出現(xiàn)了多種類型的二維碼，其中QR二維碼為代表[9]。

QR二維碼以其容納信息量大、全方位識(shí)別、容錯(cuò)能力強(qiáng)、具有糾錯(cuò)功能、可靠性高、良好的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于物資倉(cāng)儲(chǔ)管理、生產(chǎn)系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。

對(duì)于物資倉(cāng)儲(chǔ)管理，可利用二維碼技術(shù)生成物資的二維碼標(biāo)簽粘貼在對(duì)應(yīng)的位置上，物資倉(cāng)儲(chǔ)管理人員便可通過(guò)掃描二維碼獲取相關(guān)信息進(jìn)行相應(yīng)操作。

2.3 PDA

根據(jù)適用對(duì)象的不同分為兩部分。工業(yè)級(jí)PDA主要包含閱讀器等，而消費(fèi)品PDA則為手機(jī)、平板等。21世紀(jì)以來(lái)，隨著科技的進(jìn)步，工業(yè)級(jí)PDA逐漸變得更加方便攜帶，集成功能增多，不再受線纜約束，實(shí)用性有了質(zhì)的飛躍，在多方面得到了廣泛應(yīng)用。

對(duì)于物資倉(cāng)儲(chǔ)管理，PDA具有極大的優(yōu)勢(shì)。隨著PDA的發(fā)展，物資倉(cāng)儲(chǔ)管理能力也有了極大進(jìn)步。首先，在面對(duì)種類眾多的物資時(shí)，可以做到現(xiàn)場(chǎng)采集、處理物資信息，減少出錯(cuò)的概率。其次，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理，移動(dòng)辦公，物資信息實(shí)時(shí)更新。

3 “二維碼（條形碼）+RFID”智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理模式

開展倉(cāng)儲(chǔ)物流體系“兩基一化”建設(shè)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)物流業(yè)務(wù)精益化管理、自動(dòng)化作業(yè)、可視化管控、智能化運(yùn)作。從“提質(zhì)增效”的角度出發(fā)，以PDA為載體構(gòu)建起“二維碼（條形碼）+RFID”的智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理新模式，全面優(yōu)化操作流程，提升現(xiàn)場(chǎng)辦公能力。

3.1 總體框架

通過(guò)PDA構(gòu)建起“二維碼（條形碼）+RFID”的抽水蓄能電站智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理新模式其總體框架如圖1所示。通過(guò)三大技術(shù)手段，識(shí)別存有物資倉(cāng)儲(chǔ)信息的新型電子標(biāo)簽，在利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)、移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)、統(tǒng)一權(quán)限平臺(tái)三大支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)ERP庫(kù)存管理中的八大基本功能應(yīng)用。

圖1 智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理新模式系統(tǒng)整體框架Figure 1 Overall framework of a new model system for smart storage management

3.2 新模式系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

新模式依靠三大技術(shù)，運(yùn)用“二維碼（條形碼）+RFID”電子標(biāo)簽、便攜移動(dòng)終端PDA等設(shè)備實(shí)現(xiàn)以下主要功能：

（1）入庫(kù)和上架業(yè)務(wù)管理。將ERP系統(tǒng)中有關(guān)入庫(kù)管理信息加載到PDA中，在倉(cāng)儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)入庫(kù)物資相關(guān)參數(shù)進(jìn)行核對(duì)，進(jìn)行入庫(kù)和驗(yàn)收管理。在完成驗(yàn)收之后，將物資關(guān)聯(lián)到唯一對(duì)應(yīng)的托盤上，并固定新型標(biāo)簽，對(duì)物資進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并確定上架倉(cāng)位。再次對(duì)物資參數(shù)和貨架位置進(jìn)行確認(rèn)，并在應(yīng)用中添加相應(yīng)庫(kù)存，隨后上報(bào)ERP系統(tǒng)，最終完成入庫(kù)上架。

（2）出庫(kù)和下架業(yè)務(wù)管理。將ERP系統(tǒng)中有關(guān)出庫(kù)管理信息加載到PDA上，隨后在倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房確定物資貨架位置，對(duì)出庫(kù)物資的具體參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)，在應(yīng)用中減少相應(yīng)的庫(kù)存，隨后分發(fā)物資上報(bào)系統(tǒng)，最終完成出庫(kù)下架。

（3）盤點(diǎn)管理。根據(jù)ERP系統(tǒng)中的盤點(diǎn)信息加載到PDA上，借助“二維碼（條形碼）+RFID”電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)物資倉(cāng)儲(chǔ)盤點(diǎn)工作，仔細(xì)核對(duì)各個(gè)倉(cāng)位物資的數(shù)量，核查無(wú)誤后上傳ERP系統(tǒng)，獲得相關(guān)物資倉(cāng)儲(chǔ)清單，實(shí)現(xiàn)盤點(diǎn)功能。

（4）理貨管理。在經(jīng)過(guò)多次入庫(kù)出庫(kù)后，需要對(duì)物資進(jìn)行相應(yīng)整理，主要包括物資的庫(kù)內(nèi)移動(dòng)、倉(cāng)位補(bǔ)貨等。根據(jù)系統(tǒng)得出的建議，利用PDA掃描源電子標(biāo)簽對(duì)相應(yīng)庫(kù)位物資進(jìn)行理貨下架處理，在下架物資整理完成后重新掃描電子標(biāo)簽進(jìn)行理貨上架處理，最終完成理貨管理。

（5）物資庫(kù)齡分析。在錄入數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)物資保管壽命進(jìn)行明確，便于及時(shí)了解物資存放時(shí)間以及物資是否失效。對(duì)于例如防汛物資等，可以設(shè)置檢驗(yàn)周期，實(shí)現(xiàn)對(duì)該類物資庫(kù)齡的管理，并到期提前通知準(zhǔn)備相應(yīng)檢驗(yàn)工作。

（6）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。主要對(duì)倉(cāng)庫(kù)的基本信息進(jìn)行分析，對(duì)入庫(kù)物資分類并分配存放位置，也可以對(duì)庫(kù)房中的倉(cāng)位、托盤等進(jìn)行管理，對(duì)于電子標(biāo)簽也可以進(jìn)行相應(yīng)管理。同時(shí)對(duì)于一些實(shí)行定額管理的物資，還可以實(shí)現(xiàn)庫(kù)存自動(dòng)跟蹤，提供一定的采購(gòu)建議。

（7）報(bào)表查詢。可以對(duì)當(dāng)前庫(kù)存?zhèn)}位存儲(chǔ)情況生成表格，例如：庫(kù)存報(bào)表、業(yè)務(wù)分析報(bào)表等，根據(jù)各種表格可以從不同角度對(duì)庫(kù)存物資數(shù)量、種類、是否存在差異進(jìn)行分析提出策略。

（8）權(quán)限管理。對(duì)用戶信息、密碼等進(jìn)行管理，并針對(duì)ERP系統(tǒng)中不同的角色進(jìn)行相應(yīng)權(quán)限的分配。

（9）倉(cāng)儲(chǔ)配置。首先，可以對(duì)功能進(jìn)行分級(jí)配置，根據(jù)實(shí)際需求選擇適合自己的分級(jí)進(jìn)行使用。其次，可以為物資倉(cāng)儲(chǔ)提供相應(yīng)的策略，對(duì)入庫(kù)出庫(kù)物資進(jìn)行分組，將同類型物資集中存放，并根據(jù)物資體積的大小提供合適的倉(cāng)位。最后，規(guī)劃路線，能夠在最短的時(shí)間完成入庫(kù)、出庫(kù)、理貨等工作，提高工作效率。

3.3 新模式硬件設(shè)備

任何模式系統(tǒng)均需要有硬件設(shè)備的支撐，以PDA為載體構(gòu)建起“二維碼（條形碼）+RFID”的智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理新模式主要包括以下硬件設(shè)備：

（1）服務(wù)器。數(shù)據(jù)傳輸必不可少的途徑之一就是網(wǎng)絡(luò)傳輸，而網(wǎng)絡(luò)傳輸需要有服務(wù)器的支持。根據(jù)不同工作內(nèi)容分為3種服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器主要負(fù)責(zé)WMS系統(tǒng)的應(yīng)用組件和PDA移動(dòng)設(shè)備的支撐組件。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器主要對(duì)新模式中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、讀取、管理等操作。接口服務(wù)器則主要負(fù)責(zé)讓信息流可以在WMS系統(tǒng)中的應(yīng)用和ERP系統(tǒng)之間可以雙向傳遞。

（2）新型電子標(biāo)簽。新型電子標(biāo)簽主要采用RFID技術(shù)和二維碼技術(shù)，具體樣式見圖2。RFID技術(shù)可以無(wú)接觸的同時(shí)識(shí)別多個(gè)物資的信息，同時(shí)以二維碼作為輔助，更確保了識(shí)別的準(zhǔn)確性，對(duì)抽水蓄能電站的物資倉(cāng)儲(chǔ)工作能力有了極大的提升。在日常業(yè)務(wù)管理中，將新型電子標(biāo)簽導(dǎo)入物資基本參數(shù)后，張貼在物資旁邊。工作人員可利用PDA對(duì)多個(gè)電子標(biāo)簽同時(shí)進(jìn)行辨認(rèn)，完成物資地出入庫(kù)、盤點(diǎn)理貨等工作，實(shí)現(xiàn)物資倉(cāng)儲(chǔ)全過(guò)程動(dòng)態(tài)管理。

圖2 “二維碼（條形碼）+RFID”新型電子標(biāo)簽Figure 2 “QR code （bar code）+ RFID”new electronic tag

（3）便攜式PDA。便攜式PDA，如圖3所示。其主要作用是配合新型電子標(biāo)簽，對(duì)物資信息進(jìn)行采集、識(shí)別操作，并依靠服務(wù)器完成物資倉(cāng)儲(chǔ)管理工作。根據(jù)新模式的需求，便攜式PDA既要支持二維碼、一維碼掃描功能，又能使用RFID技術(shù)，同時(shí)也要支持WIFI和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向互聯(lián)。

圖3 便攜式PDAFigure 3 Portable PDA

（4）RFID通道門。RFID通道門，如圖4所示。一般位于物資倉(cāng)儲(chǔ)的門口，經(jīng)過(guò)RFID通道門的物資信息將會(huì)被采集和識(shí)別，通過(guò)服務(wù)器上傳系統(tǒng)，生成相關(guān)臺(tái)賬。同時(shí)也可以對(duì)未履行出入庫(kù)手續(xù)的物資起到預(yù)警作用，提高物資存儲(chǔ)和發(fā)放的準(zhǔn)確性，避免不必要的損失。

圖4 RFID通道門Figure 4 RFID access door

3.4 新模式在抽水蓄能電站應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

抽水蓄能電站物資倉(cāng)儲(chǔ)管理因其種類復(fù)雜、存有大量定額物資、需進(jìn)行頻繁地出入庫(kù)操作等諸多物資倉(cāng)儲(chǔ)管理難點(diǎn)。傳統(tǒng)的以手工記錄，設(shè)置手工標(biāo)簽的管理方式有所欠缺。現(xiàn)有的抽水蓄能電站物資倉(cāng)儲(chǔ)管理大多采用二維碼配合PDA進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理，但因現(xiàn)場(chǎng)條件，二維碼容易損壞，同時(shí)二維碼無(wú)法多個(gè)目標(biāo)同時(shí)進(jìn)行，這些局限性都再次限制了抽水蓄能電站物資倉(cāng)儲(chǔ)管理的高效性。

通過(guò)PDA構(gòu)建起“二維碼（條形碼）+RFID”的智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理新模式。將兩種技術(shù)整合，完成新型電子標(biāo)簽，如圖2所示。不需要直接接觸，也可以對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，提高工作效率，同時(shí)又能保證在確實(shí)專業(yè)工業(yè)級(jí)PDA的情況下繼續(xù)完成工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)抽水蓄能電站智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理進(jìn)行研究，分析了物資倉(cāng)儲(chǔ)管理的現(xiàn)狀，并根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題提出了一種新的智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理模式，簡(jiǎn)要介紹了新模式的總體框架和功能在管理中的優(yōu)勢(shì)。

通過(guò)PDA構(gòu)建起“二維碼（條形碼）+RFID”的智能化物資倉(cāng)儲(chǔ)管理模式，主要利用移動(dòng)技術(shù)等先進(jìn)的現(xiàn)代物資管理技術(shù)，將二維碼（條形碼）和RFID技術(shù)結(jié)合，以其無(wú)須接觸、多目標(biāo)同時(shí)識(shí)別、高效移動(dòng)等特點(diǎn)，方便物資倉(cāng)儲(chǔ)人員進(jìn)行入庫(kù)出庫(kù)、盤點(diǎn)整理等業(yè)務(wù)操作，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)管理流程的在線監(jiān)測(cè)及倉(cāng)儲(chǔ)現(xiàn)狀的動(dòng)態(tài)管控，助力抽水蓄能電站物資倉(cāng)儲(chǔ)管理提質(zhì)增效。