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    基于4G网络技术的仓储分布式管理模式研究

      信息来源:   发布时间:2021-10-13  点击数:

    1 引言

    目前, 网络技术快速发展, 已经进入到4G网络时代[1]。2013年12月4日, 工业和信息化部正式发放4G牌照, 宣告我国通信行业进入4G时代。另外, 仓储管理[2]的业务受理、日常巡视、出入库等工作都发生在库房现场。在这种管理模式下, 仓管工作受到地域及时域的很大限制。

    因4G网络具有高带宽、高速率、高稳定性等特点, 为革新仓储管理模式、提高仓储管理效率提供了良好条件。鉴于此, 本文在理论上提出了一种基于4G网络技术的仓储分布式管理模式。

    2 4G网络技术引入

    4G是第四代网络通信技术的简称, G是generation (一代) 的缩写[3]。4G技术的发展不是一蹴而就的。从2G的GSM、GPRS到现在的4G是一个不断演化的过程。起初的移动电话, 如大哥大, 是采用非数字的调制解调的蜂窝通信技术。这种技术只能提供语音通信服务, 而且效果不佳, 防窃密性差, 且受地域限制也大。随着移动电话数量的增多, GSM技术出现了。这种技术是窄带TDMA, 可以实现一个射频组的同时联通, 但是它提供的数据传输率仅为9.6kb/s。为了弥补这项缺陷, 2000年GPRS技术出现, GPRS能够在移动用户和数据网之间提供一种连接, 给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务[4]。随后, 象征3G通信的标志技术WCDMA成为通信的主流技术。WCDMA通过有效地利用宽频带, 不仅实现了顺畅的音频、视频、网络传输, 而且WCDMA和MPEG-4技术结合实现了真实动态图像的处理。在上述技术的基础上, 无线网络通信技术迈向了4G时代。

    4G网络通信的主要优势如下。一是通信速度更快。第一代只支撑语音;第二代的速率为9.6kpbs;第三代为2Mbps;第四代可实现100Mbps的无线网络传输速度, 这种速度相当于目前手机数据传输速度的1万倍。二是网络频谱更宽。据权威报告显示, 每个4G信道将占有100MHz的频谱, 相当于W-CDMA 3G网络的40多倍。三是通信更加灵活。4G无线网络可支撑各种数据的传输, 其手持终端也不限于手机, 也可是一种小型电脑。四是智能性更高。4G手持终端的高级编程App智能程度较高, 能够实现基于4G网络的各种应用程序编辑。五是兼容性更高。手持终端可扩展各种应用接口, 如串口、网口等, 甚至是工业用口[5]。总之, 如果说2G、3G通信对于人类信息化的发展是微不足道的话, 那么4G通信却带来了真正的基于无线的畅通联络, 并将彻底改变既定的生活方式。

    3 仓储管理业务流程

    (1) 入库业务受理。客户先提交入库业务申请, 仓库经理经考虑后, 如果同意则与客户签订入库管理协议。否则退回申请。

    (2) 货物入库管理。货物入库时需记录货物各种属性, 如数量、品牌、颜色、状态、储存条件等, 进而对货物的存放地点、入库时间、管理方式等进行记录和备案。货物入库后, 按照仓库管理条例, 进行例行巡检、安保、存储条件维持等工作, 确保货物的安全、有效, 当发现问题时及时处理、上报。

    (3) 出库业务受理。当仓储管理协议到期, 或者客户提出出库要求时, 仓库经理考察各种费用结算, 如仓储管理费、配套费等。如果同意, 则签发货物出库单, 否则进一步与客户商议。

    (4) 货物出库管理。货物出库时, 需记录出库货物的数量、种类等信息, 对空出的存放地点做好记录, 以便其他货物入库时使用。另外, 对货物出库时间、出库单据等做好记录。图1给出了仓储管理业务示意图。

    图1 仓管业务示意图

    图1 仓管业务示意图   下载原图


    4 管理模式革新规划

    4G技术实现了高速率的无线数据联通, 借助4G网络随地、随时的应用特点, 可以改变当前仓储管理的时、空限制。依托4G无线网络实现远程业务受理、货物管理、出入库操作等功能。在4G网络技术下, 实现分布式管理模式。如办公人员可以在家里办公, 经理人可以在异地进行业务受理, 在线引导工作人员进行特定活动。图2给出了仓管革新规划示意图。

    从图2中可以看出, 在4G网络覆盖下, 仓库根据仓管业务需要建立基于4G网络的仓管硬件、仓管App。建立4G网络信息接收及控制的通道和端口。实现经理人、工作人员分别利用4G智能手持终端, 无线的对仓库业务进行受理和管理。下面给出基于4G的仓库软硬件构建规划。

    图2 仓管革新规划

    图2 仓管革新规划   下载原图


    根据仓管业务需要, 基于4G的仓库硬件规划有四项内容, 其硬件搭建示意图如图3所示。

    图3 硬件搭建示意图

    图3 硬件搭建示意图   下载原图


    (1) 4G视频监控系统的部署。视频监控对于仓储管理具有特别意义。通过部署视频监控系统, 可实现远程化、异地化的实时巡检。4G视频监控硬件设备包括:摄像头、云台、4G无线信息收发设备、视频服务器等。

    (2) 4G业务受理平台部署。通过部署4G业务受理平台可实现分布式网络业务管理。如入库业务受理、协议签订、数字水印签字、出库业务受理、在线费用统计、单据网络生成等。主要硬件有业务受理平台服务器。

    (3) 4G智能控制系统的部署。如基于4G无线网络的智能门控制、灯光控制、温湿度调节控制、报警信息通知等。主要硬件包括继电器、空调、除湿机、PLC等。

    (4) 4G货物管理系统的部署。货物管理包括货物录入操作、货物删除操作、货物出库操作、货物入库操作、货物毁损记录等。主要硬件有货物管理系统服务器、Web服务器等。

    根据仓库的硬件部署, 合理开发App支撑硬件运行。

    (1) 4G视频监控系统的App设计。App设计目标是能够采集摄像头视频信息, 并上传至视频服务器, 视频服务器整合各路视频数据至缓冲池, 实时存入大容量硬盘, 并设定循环采集、记录周期, 如一个月等。视频服务器接入4G无线网络, 经理人和仓库管理工作人员可以异地访问该4G设备, 获取其视频资料, 实现远程视频监视功能。

    (2) 4G业务受理平台的App设计。根据仓管业务需求, App实现货物管理功能、数据库应用功能、企业出入库业务提交受理功能、合同协议生成功能。业务服务器 (包括Web服务器) 通过4G无线设备直接接入互联网。

    (3) 4G智能控制系统的App设计。App采用总分式结构, 部署一个4G控制主机, 4G控制主机中分布各种控制接口、红外无线收发口等, 接入电机系统 (仓储门、传送带等) 、弱电系统 (监控云台、灯光系统、空调、加湿器、烘干机等) 。其工作流程为:4G控制主机在入网后, 实时接收4G网络发来的控制命令, 当接收到信息后, 与既定协议相匹配, 分析命令类型, 再由相关控制口发送相应命令, 其App设计流程如图4所示。

    图4 4G智能控制App流程

    图4 4G智能控制App流程   下载原图


    (4) 4G货物管理系统的App设计。设计思想为:在.Net编程App的C#环境中, 搭建三层架构, 上层为Web网页、中层为Ajax动态通信层、底层为SQL数据库层。上层Web网页提供货物管理的操作界面, 中层提供动态数据通信, 实现界面的动态刷新功能, 底层实现数据的存储功能。具体的设计如下所述。

    (1) SQL数据库设计。建立四个数据表分别为货物表、库存表、出入库记录表。货物表的作用是记录货物的种类, 并对此货物的属性进行描述和记录。货物表的字段为货物ID号、货物名称、入库时间、出库时间、价格、质量、颜色、生产地、保质期、保存条件等, 其中货物ID号为货物表的关键字段。库存表的作用是记录当前在库的所有货物, 能够生成库存清单。库存表的字段为货物ID、货物批次、管理人、所有人等。其中货物ID为关键字段, 可以索引库存表中的各个记录。出库记录表的作用是记录货物出库的历史, 可进行出库记录查询。出库记录表的字段为出库记录ID、出库时间、货物ID、审批人、出库原因、接收方、经手人等, 其中出库记录ID为出库表的关键字段。入库记录表的作用是记录货物入库的历史, 可进行货物入库记录查询。入库记录表的字段为入库记录ID、入库时间、货物ID、审批人、入库事由、经手人、管理员等, 其中入库记录ID为入库表的关键字段。这四个数据表可以通过货物ID关联起来, 进行数据的多表提取。

    (2) Web界面设计。此管理系统采用B/S结构, 利用C#的Web程序开发环境, 通过创建Web应用程序, 实现经理人和仓管工作人员的4G无线访问。Web界面是4G货物管理系统的用户操作部分。界面上的操作设计为:一是用户管理页面;二是出库管理页面;三是入库管理页面;四是综合应用页面。在用户管理页面中, 通过输入用户名和密码进行用户确认, 还包括用户注册、用户注销、用户信息更新等操作。在出库管理页面中, 通过输入出库信息, 确定后系统自动更新数据库, 完成出库操作。在入库管理页面中, 通过输入入库信息, 确定后系统更新数据库后, 完成入库操作。在综合应用页面中, 可以进行各种基于SQL数据库的统计, 如库存情况、出入库情况、货物情况等, 还能进行高级的数据挖掘操作, 如近期仓库入库率等。

    (3) Ajax动态通信层设计。Ajax为Web页面动态信息通信技术, 通过Ajax能实现局部信息与服务器的交互。在Web页面中需要与服务器进行数据交互的地方进行Ajax模式编程, 实现Ajax动态通信功能。

    在仓库4G管理系统软硬件平台搭建完成后, 仓库经理人和仓管工作人员可以在有4G网络覆盖的地方, 通过手机智能设备接入4G网络, 分布式的访问部署在仓库中的业务服务器, 进行仓管业务受理、仓库现场视频监视、智能控制、出入库数据管理等工作, 畅享4G网络技术带来的新工作模式。

    5 结语

    在4G技术全面推广之际, 本文以4G技术为依托, 从理论上给出了一种基于4G网络技术的仓储分布式管理模式, 给出了基于4G技术的仓储管理革新规划。通过部署4G网络设备、搭建系统硬件、开发系统App, 实现了仓储管理经理人、仓储工作人员分布式的仓储业务管理, 能够实现基于4G网络的远程在线视频监视、智能控制、数据库管理、业务受理、出入库管理等功能, 具有一定的理论引导意义。

    下一步的研究工作是关注4G网络的最新硬件及App技术, 实现4G技术在仓储管理上的实际应用。

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