设施规划与物流分析课程论文
基于RFID技术的自动化仓储管理系统的应用研究
摘要：针对目前效率不高的人工管理和半自动化管理下的仓储管理状态，以RFID技术为核心，设计基于RFID的自动化仓储管理系统，实现仓储管理自动化和智能化。对系统进行了需求分析，给出了系统架构和功能模块，通过无线射频技术自动采集仓储人库、分拣、盘点、出库等环节数据，实现数据的实时传递，提升仓储管理水平。
关键词：自动化立体仓储；仓库管理系统；RFID技术
中图分类号：0224 文献标识码：A
Study on Application Automatic Warehouse Management System Based on RFID
Abstract: based on the current efficiency is not high under the artificial management and half automation management of warehouse management state of the RFID technology as the core, design of automated warehouse management system based on RFID, warehouse management automation and intellectualization. On the system requirements analysis, system architecture and function module are given, through radio frequency technology, automatic collection, sorting, take inventory, warehousing, outbound data, realize the data real-time transmission, enhance the level of warehouse management.
Key words: automatic stereoscopic warehouse; Warehouse management system; RFID technology
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1 引言
自动化立体仓储管理系统是一种高效率、大容量，以计算机控制技术为主，采用高层立体货架和成套搬运方式的仓储系统。RFID(射频识别，Radio Frequency Identification)是一种无线自动识别技术，它与传统的条码技术相比，具有明显的优越性。将RFID技术应用到自动化立体仓库中，不仅可以提高立体仓储系统的效率，还可以提高物资的管理水平，减少错误率。本文详细阐述了介绍自动化仓储系统和RFID技术，然后基于RFID技术设计了自动化立体仓储管理系统。该系统能够高速、准确地传递货物信息，还能够在一定程度上降低物资管理成本、增加整体效益，同时也为RFID技术在自动化立体仓库管理的应用中提供了有效的解决方案。
1 自动化仓储系统
自动化仓储系统是现代物流技术的核心，它集高架仓库及规划、管理、机械、电气于一体，是一门学科交叉的综合性技术[1]。自动化仓库一般包括货架、搬运机械、输送机、托盘或货箱、控制系统、物料识别系统、计算机数据管理系统等设备。
1.1 仓储货架
仓储货架是存储设备，是基于包装、运输、装卸、分拣、信息管理是物流的六大基本功能。货架是仓储的主要设施之一，可以说，货架是现代工业仓库、物流中心、配送中心必不可少的组成部分。
1）移动式货架：移动式货架易控制，安全可靠。每排货架有一个电机驱动，由装置于货架下的滚轮沿铺设于地面上的轨道移动。其突出的优点是提高了空间利用率，一组货架只需一条通道，而固定型托盘货架的一条通道，只服务于通道内两侧的两排货架。所以在相同的空间内，移动式货架的储存能力比一般固定式货架高得多。
2）货格式货架：这种货架最常见，在我国也比较多，多用于容量较大的仓库。如以集装箱为单位存储的立体仓库。
3）水平或垂直旋转式货架：这是一种旋转或循环的存储装置，它适合于存储体积小、重量轻的物品。
4）悬臂货架：多用于存储长料，如金属棒、管等。
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1.2 巷道式堆垛机
搬运设备是自动化仓库中的重要设备，它们一般是由电力来驱动的，通过自动或手动控制，实现货物从一处搬到另一处。设备形式可以是单轨的、双轨的、地面的、空中的、一维运行（水平直线运行或垂直直线运行）、二维运行、三维运行等。典型设备有升降梯、搬运车、巷道式堆垛机、双轨堆垛机、无轨叉车和转臂起重机等[2]。
巷道式堆垛机是立体仓库中最重要的运输设备。巷道式堆垛机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，如图1-1所示。它的主要用途是在高层货架的巷道内来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存于货格；或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口。这种使用工艺对巷道式堆垛机在结构和性能方面提出了一系列严格的要求。
图1-1 堆垛机构成示意图
有轨巷道堆垛起重机通常简称为堆垛机。它是由叉车、桥式堆垛机演变而来的。桥式堆垛机由于桥架笨重因而运行速度受到很大的限制，它仅适用于出／入库频率不高或存放长形原材料和笨重货物的仓库。其优点在于可以方便地为多个巷道服务。目前的AS/RS中应用最广的是巷道式堆垛机。巷道式堆垛机由运行机构、起升机构、装有存取货机构的载货台、机架(车身)和电气设备五部分组成。
（1）机架
堆垛机的机架由立柱、上横梁和下横梁组成一个框架。 （2）运行机构
在堆垛机的下横梁上装有运行驱动机构和在轨道地轨上运行的车轮。 （3）起升机构
堆垛机的起升机构是由电动机、制动器、减速机、卷筒或链轮以及柔性件组成，常用的柔性件有钢丝绳和起重链等。
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（4）载货台及存取货机构
载货台是货物单元的承载装置。对于需要搬运整个货物单元的堆垛机，载货台由货台本体和存取货装置组成。
（5）电气设备
电气设备主要包括电力拖动、控制、检测和安全保护。 （6）安全保护装置
堆垛机是一种起重机械，它要在又高又窄的巷道内高速运行。为了保证人身及设备的安全，堆垛机必须配备有完善的硬件及软件的安全保护装置，并在电气控制上采取一系列链锁和保护措施。
1.3 控制与管理系统
自动化仓库中的电气与电子设备主要指检测装置、信息识别装置、控制装置、通信设备、监控调度设备、计算机管理设备以及大屏幕显示、图像监视等设备。
（1）检测装置
为了实现对自动化仓库中各种作业设备的控制，并保证系统安全可靠地运行，系统必须具有多种检测手段能够检测各种物理参数和相应的化学参数。对货物的外观检测及称重、机械设备及货物运行位置和方向的检测、对运行设备状态的检测、对系统参数的检测和对设备故障情况的检测都是极为重要的。通过对这些检测数据的判断、处理为系统决策提供最佳依据，使系统处于理想的工作状态。
（2）信息识别装置
信息识别设备是自动化仓库中必不可少的，它完成对货物品名、类别、货号、数量、等级、目的地、生产厂，甚至货位地址的识别。在自动化仓库中，为了完成物流信息的采集，通常采用条形码、磁条、光学字符和射频等识别技术。条形码识别技术在自动化仓库中应用最普遍。
（3）控制装置
控制装置是自动化系统运行成功的关键。没有好的控制，系统运行的成本就会很高，而效率很低。为了实现自动运转，自动化仓库内所用的各种存取设备和输送设备本身必须配备各种控制装置。这些控制装置种类较多，从普通开关和继电器，到微处理器、单片机和可编程控制器（PLC），根据各自的设定功能，它们都能完成一定的控制任务。
（4）监控调度设备
监控系统是自动化仓库的信息枢纽，它在整个系统中起着举足轻重的作用，它负责协调系统各个部分的运行。有的自动化仓库系统使用了很多运行设备，各设备的运行任务、运行路径、运行方向都需要由监控系统来统一调度，按照指挥
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