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    2. 歡迎訪問 中國智慧物流網,
      • 主管單位:住建部中國城市科學研究會
      • 組長單位:中物協(北京)物流工程設計院
      智慧技術 Products
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      產品名稱

      工業4.0倉庫管理

      發布時間: 2018-04-12
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      概述

      將無源RFID和有源RFID進行結合,針對煙紙生產的行業性特點,完美地解決其生產過程中監控和管理的難題。


      2

      需求背景


      針對煙紙的生產過程,在生產、運輸、盤點等方面遇到了的難題主要分為以下四個方面。

      1. 大卷紙管理

      從原料開始切成大卷紙,一個大卷紙重量可達1噸,半徑的厚度可達60cm,叉車工作員到大卷紙圓心距離大紙為2~3米。當叉車夾起大卷紙運送至切割機時,系統需要知道當前夾起的大卷紙信息。切割機操作員在實施切割操作時,可用移動PDA掃描大卷紙的無源標簽,確認當前大卷紙的切割信息,然后進行切割操作。另外大卷紙的中軸部分可作為回收利用,叉車數量為1輛。

      2. 托盤管理

      一個托盤可以裝4個小卷紙,一輛叉車可以運2個托盤,叉車到托盤的距離為2~3米,當叉車托起2個托盤時,系統需要知道當前托起的貨物信息。出貨的時候托盤不回收,叉車數量為3輛。

      3. 倉庫庫位搜索

      當叉車將兩個托盤運輸進入倉庫時,系統需要盡最大方便讓叉車工作員找到存放位置,叉車工作員在行車過程中,系統即可時刻判斷離其最近的庫位是否有空出的位置,如果有即發出提醒。

      4. 倉庫盤點

      對于存放在倉庫的外圍的托盤,工作人員可通過手持PDA進行盤點,對于存放在內部的托盤,工作人員無法進入的情況,可通過其他外接設備進行盤點。


      3

      大卷煙管理


      1. 使用說明

      每個大卷紙配一個有源標簽和一張無源標簽,無源標簽貼在有源標簽的外殼上,出廠時候廠家可先貼好并進行ID號綁定。安裝位置在入口處30公分左右。

      當大卷紙是站立式擺放時,有源標簽處于工作狀態。

      大卷紙的物料可以切成三個大卷紙,分為上中下三卷,分別采用不同顏色的紅綠藍,紅色有源標簽的ID號編碼從1000開始,綠色標簽的ID編碼從2000開始,藍色標簽的ID編碼從3000開始。發卡的時候,只有當有源標簽的標識與大卷紙的上中下品質匹配時,發卡才能成功。

      安裝在車上的有源接收器的讀取距離控制在8~9米的范圍內,方便叉車工作員進行搜索工作。當叉車夾起一個大卷紙時,該大卷紙上的有源標簽會被喚醒,并向叉車上的接收器發送信號,以此確認被夾起的大卷紙的信息。

      當大卷紙要進入切割狀態前,切割工作員可用手持機到大卷紙筒口處讀取無源標簽,確認切割的大卷紙信息。

      大卷紙處于平放狀態時,有源標簽變為平放,如圖4所示,有源標簽可以檢測到當前狀態是平放狀態,此狀態不被叉車上的接收器接收,當大卷紙重新立放時,有源標簽的狀態切換為站立狀態,恢復工作。

      叉車上標配一臺手持機,手持PDA通過有源RFID技術與接收器通訊,叉車工作員可隨意取下,大卷紙的信息可通過手持PDA與后臺數據庫同步。

      由于大卷紙叉車只有一輛,考慮到設備在運行過程中出故障時,能快速做出替換,建議多備一套接收器和手持PDA。

      2. 系統拓撲圖

      大卷紙在發卡的時候需要綁定有源標簽和無源標簽的信息,叉車夾起大紙圈時的判斷通過接收器對有源標簽的讀取,接收器再將讀取到的標簽信息通過無線技術傳輸給叉車上的手持PDA,手持PDA再通過WIFI與數據庫同步。最后切割工作員操作大卷紙時,通過手持PDA再對無源標簽進行識別,確認切割操作時的大卷紙信息。


      4

      托盤成品管理


      1. 使用說明

      四個小卷紙放在一個托盤上,托盤入口處安裝無源RFID標簽,Tag在系統里都代表托盤的貨物信息。確保成品叉車從入口進入可識別到上下兩個標簽。

      每卷成品都有一個條碼,代表該卷成品信息,托盤放置好時,工作人員需要拿手持PDA將托盤標簽Tag的信息與托盤上的所有成品條碼進行綁定。

      在成品進行包裝時,工作人員需要拿手持PDA核對托盤Tag與托盤上的成品信息,確認匹配無誤。

      安裝固定在車上的無源接收器的讀取距離控制在1米的范圍內,確保能讀到Tag1和Tag2,叉車上標配一臺手持機,手持PDA通過有源RFID技術與接收器通訊,叉車工作員可隨意取下,托盤的信息可通過手持PDA與后臺數據庫同步。

      2. 系統拓撲圖

      小卷紙的標簽在發卡的時候,一個托盤發1張無源標簽,記錄該托盤的信息,叉車托起2個托盤時,無源接收器識別2個托盤對應的標簽,并將讀到的標簽信息通過無線技術傳輸給叉車對應的手持PDA,手持PDA再通過WIFI與數據庫同步。


      5

      倉庫庫位搜索


      1. 使用說明

      每個庫位安裝一個有源標簽,每個有源標簽上貼一張無源標簽,同時記錄該庫位的信息,安裝在車上的有源接收器能識別到4米左右范圍內的有源標簽,考慮到叉車行程越短就越方便和安全,所以有源接收器僅能接收到相鄰2個庫位的標簽。手持PDA可對無源庫位標簽進行識別。

      2. 系統拓撲圖

      庫位標簽立在桿上,在安裝的時候,需要通過有源發卡器進行發卡操作,當叉車接近庫位標簽4米左右范圍內時,叉車上的有源接收器可以識別到標簽信息,同時將讀到的標簽信息通過無線通訊傳輸給手持PDA,手持PDA再通過WIFI將讀取到的信息與數據庫同步處理。


      6

      倉庫盤點


      1. 使用說明

      平時工作人員要盤點的時候,采用手持PDA和移動讀頭結合的方式,當托盤放在外面的時候,工作人員可以直接用手持PDA讀取庫位標簽上的庫位ID,確認當前盤點的庫位,然后工作人員手持桿子將移動讀頭伸入進行庫位成品盤點。

      2. 系統拓撲圖

      每個托盤都貼有兩張無源標簽,在入庫的時候已經綁定好信息,當工作人員進行盤點時,移動讀頭將讀到的標簽信息通過無線的方式傳輸給手持PDA,手持PDA對庫位標簽進行讀取,手持PDA再通過WIFI將讀取到的信息與數據庫同步處理。


      7

      產品介紹


      1. 有源標簽

      在整個系統中,有兩個環節需要用到有源標簽,第一處是貼于大卷紙的內部,用于叉車夾起識別;第二處是安裝在庫位桿子上,便于叉車進行庫位搜索。

      大卷紙有源標簽的設計是,平時不動時處于被搜索的狀態,當叉車夾起或移動時,有源標簽處于被識別狀態,當處于切割時,有源標簽處于停止發送數據狀態,標簽工作時間可達2年左右時間。

      大卷紙有源標簽的特性如表格1所示。

      表格1大卷紙有源標簽特性

      序號

      項目

      內容

      1

      尺寸

      81mm×41mm×15mm,外殼采取公模。

      2

      工作溫度

      標簽的工作溫度為-20°C~70°C,完全滿足煙廠的需求。

      3

      工作時間

      系統采用超低功耗設計,標簽可用2年時間,工作時1秒發送1次數據。

      4

      防震動

      標簽承受叉車運行過程中的振動及切割機的高速旋轉。

      5

      讀取距離

      估計8~9米,叉車上的有源接收器要固定安裝。

      6

      安裝

      大卷紙放在地上時,標簽箭頭朝上安裝,采用粘貼的方式。

      庫位標簽也是采用有源標簽,其設計是一直處于工作狀態,1秒鐘發送一次數據,標簽的使用時間預計2年左右。其特性如表格2所示。

      表格2庫位標簽特性

      序號

      項目

      內容

      1

      尺寸

      81mm×41mm×15mm,外殼采取公模。

      2

      工作溫度

      標簽的工作溫度為-20°C~70°C,完全滿足煙廠的需求。

      3

      工作時間

      系統采用超低功耗設計,標簽可用2年時間。工作時1秒發送1次數據。

      4

      讀取距離

      估計2~3米左右,叉車上的雙頻接收器要固定安裝。

      5

      安裝

      安裝在桿子上。

      2. 無源標簽

      無源標簽主要用在兩處地方,一處是大卷紙的筒口處,另一處是托盤標簽,采用粘貼的方式,方便又安全。采用PVC材質,尺寸為85mm×27mm,圖案印刷可自由設計。

      3. 發卡器

      發卡器分為有源發卡器和無源發卡器,分別針對有源標簽和無源標簽進行發卡,要求百分之百的精準性。由于有源的讀取范圍比較遠,所以發卡具有一定的難度,故有源發卡器采取另一種類似低頻喚醒的功能,以達到發卡及更改配置的目的,所以讀取一般控制在2~5cm左右。無源發卡器一般的發卡距離在10cm~20cm左右?;緟等绫砀?所示。

      表格3發卡器參數

      序號

      項目

      內容

      1

      尺寸

      120mm×78mm×28mm。

      2

      讀卡距離

      有源發卡器為2~5cm,無源發卡器為10cm~20cm,確保一對一工作。

      3

      讀卡提醒

      蜂鳴器、LED燈顯示。

      4

      工作溫度

      -20~65℃,完全滿足現場環境需求。

      5

      工作時間

      連接電腦,可24小時不間斷工作。

      4. 有源接收器

      有源接收器固定安裝上叉車上,一方面用來識別大卷紙的有源標簽,有源接收器能接收離他8~9米范圍內的大卷紙標簽,另外當大卷紙有源標簽處于休眠狀態時,有源接收器是接收不到其信息的,當有源接收器夾起大卷紙時,標簽正好被喚醒,并被接收器識別到。

      另一方面,有源接收器也能進行庫位搜索,庫位搜索的距離在4米左右。

      有源接收器其特性如表格4所示。

      表格4有源接收器特性

      序號

      項目

      內容

      1

      尺 寸

      110mm×90mm×16mm,不含天線尺寸。

      2

      防震動

      有源接收器能承受叉車運行過程中的振動。

      3

      高低溫

      工作溫度-20°C~70°C,完全滿足紙廠現場的要求。

      4

      通 訊

      通過無線的方式與手持機通訊。

      5

      距 離

      讀取大卷紙:8~9米,讀取有源庫位標簽:4米左右。

      5. 無源接收器

      無源接收器即可讀取無源標簽,固定安裝于運托盤的三輛叉車上,每車叉車安裝一個讀頭。

      無源接收器的另一個角色是作為移動讀頭,考慮到手持PDA識別無源標簽的距離有限,所以盤點主要由移動讀頭負責,手持PDA作為控制和顯示。無源接收器的特性如表格5所示。

      表格5無源接收器特性

      序號

      項目

      內容

      1

      尺 寸

      120mm×120mm×24mm,固定在托盤叉車上。

      2

      供 電

      5V供電,配套適配器。

      3

      距 離

      讀取無源標簽:2~3米。

      6. 手持PDA

      此系統的手持PDA應用分為幾個環節,第一是用在叉車上,第二是用在切割機工作人員確認上,第三是用在盤點上,第四是用在成品掃描核對上。手持機的特性如表格6所示。

      表格6手持機特性

      序號

      項目

      內容

      1

      基本參數

      Android 4.22,Cortex-A9,1GHz主頻,ROM 1Gb,RAM 8Gb。

      2

      顯示屏

      4.3寸IPS屏,480×800,高清全視角。

      3

      尺 寸

      148mm × 77mm × 27mm (公差±2mm)。

      4

      防護等級

      IP65。

      5

      溫 度

      操作溫度:-20°C~50°C,工作溫度:-20°C~70°C。


      8

      設備清單


      根據方案設計,統計所用到的設備清單如下,具體設備清單需要雙方再溝通落實確認。初步設備清單如表格7所示。

      表格7初步設備清單

      序號

      設備名稱

      數量

      報價/元

      匯總/元

      說明

      1

      大卷紙有源標簽

      1000

      不填

      不填

      每個大卷紙配一個,可回收。

      2

      大卷紙無源標簽

      1000

      不填

      不填

      貼于大卷紙有源標簽上。

      3

      庫位有源標簽

      400

      不填

      不填

      每個庫位配一個,裝于桿上。

      4

      庫位無源標簽

      400

      不填

      不填

      貼于庫位有源標簽上。

      5

      無源標簽

      30000

      不填

      不填

      每個托盤用1個標簽,不回收。

      6

      無源發卡器

      5

      不填

      不填

      可批量發無源標簽。

      7

      有源發卡器

      5

      不填

      不填

      可批量發有源標簽。

      8

      無源接收器

      3

      不填

      不填

      三輛叉車每臺配一個。

      9

      有源接收器

      4

      不填

      不填

      四臺叉車每輛配一個。

      10

      移動讀頭

      8

      不填

      不填

      倉庫盤點,可加快速度。

      11

      手持PDA

      17

      不填

      不填

      叉車4,盤點4,切割6,綁定3。

      系統總價:

      不填



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