RFID和AGV集成系统在物流配送中心的应用研究

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所属分类:AGV设计资料
摘要

物流配送中心在当今商品的流通运输中是最重要的枢纽,推动着现代物流发展的进程。在传统的物流工作中,商品的储存分拣和加工配送都是单独的,而现代的物流配送中心将这些部分都联通了起来,实现了一体化。在减少人工的同时提升了物流工作的效率和准确性。AGV 能自动完成自动搬运装卸,而 RFID 则是一种可以多目标读取信息的技术。这两种技术在物流配送中心起着非常关键的作用。

1 AGV 系统结构及技术实现

AGV 系统的几大部分是车辆本体、驱动板块、调控板块、通信板块、安全系统和蓄电充电。车体和相关机械设备共同构成车辆本体,这是其它零件安装的平台。它的驱动板块包括车轮、变速、制动和驱动电机控制电路等。AGV 调控模块是系统的核心部分,将电机系统与其他系统相结合同时能够处理传感器信号、控制驱动器、算法定位、无线通讯和卫星地图。能够接收中央计算机的指示来实现控制 AGV 的操作方向及速度、行动或者停下等指令,能够有效的避开障碍、确保系统运行时的安全。AGV 的通信部分是靠着无线通讯运行实现的,它的转向板块影响着 AGV 的运行能力,包括有速差转向和前后轮转向。而它的安全保护系统则是指保护机器人本身以及工作人员或者车间里的其他设备的安全。蓄电充电直接影响着机器人的工作时长,要求在续航在八小时以上并且快充。

2 RFID 设备结构组成

RFID 射频识别是一种可以多目标识别的设备,它利用了射频信号和空间耦合传输的特点,自动识别目标物体并获取相关信息。读写时间短、读写距离跨度大并且不需要光学可视,最重要的是还能多目标的同时识别。RFID 技术有很多优点,大大提高了物流行业的效率。传统的物流行业是采用条形码来表示货物,人工操作录入和检查,效率低,出错率高,但是 RFID 的电子标示的使用能够自动多目标分类货物并检查,提高了效率,降低出错率。

RFID 系统由三部分构成,分别是电子标签、读写器和计算机通信。被标记识别的货物信息储存在 RFID 的电子标签中。这些信息则可以被读写器非接触式的读写出来。读写器部分是利用射频技术非接触式的读写 RFID 标签再通过计算机的处理来分类管理记录。最后一部分是计算机的通信网络系统,主要作用是对读写获取的信息进行分类并传输给其他网络设备,起到联通共享信息的作用。

3 RFID 与 AGV 控制系统的集成

在 RFID 系统和 AGV 的集成中,两者的控制器应该串联来实现。并通过相关的设备来完成 AGV 和 RFID 的功能集成。RFID 系统可以通过无线通讯与 AGV 联合,使得 RFID 的识别数据能与 AGV 的数据共同的及时上传到互联网计算机上。这样的集成相当于一个可移动的 RFID 系统。

4 RFID 和 AGV 的集成系统在配送中心应用

4. 1 传统物流配送中心存在的主要问题

物流配送中心是物流系统的核心,它是从流通型的仓库演变而来的。区别于一般的仓库,它包含了九项基本工作: 进货、搬运货物、存储信息、盘点货物、订单处理、挑拣货物、发货以及配送货物等。

传统的物流配送中心存在很多问题,因为条形码的读取和人工操作会存在问题,所以,物流的存货统计以及物流的运输实时就会发生错误,缺乏准确性,以至于物流配送中心不能及时的做出正确的决策来调控。在很多订单的填写中都很不规范,这会导致货物很难准确的运输到配送点,降低了物流配送的效率。还有在货物盘点的过程中,就需要花费大量的人工和精力,盘点货物的效率非常低。这些问题都会导致物流作业的工作效率低下,耗费大量的人工和精力,增加了更多的劳动力成本。

4. 2 集成 RFID 和 AGV 的解决方案

4. 2. 1 集成方案的设计

物流配送中心的工作主要有收货、货物入库、补货、分拣、审核以及出库。在出入库以及分拣的管理系统中,集成系统使用高频的读写器,大面积的同时读取多个目标的电子标签,极大的提高商品的出入库速度以及配送效率。读写器能够通过互联网计算机对数据进行及时更新,降低出错率。RFID 和 AGV 的系统集成可以在货物出入库时对货物的信息进行复核,并将复核的结果提交互联网计算机。在集成系统读取货物电子标签信息时可以及时定位其在仓库货架上的具体位置,以便于后期的盘点作业。同时,可以在仓库安装相应的 RFID 的设备来读取 AGV 在物流工作中的具体位置和工作路线。这种集合数据的采集是不会串读并且高效的,是由 RFID 的读写器和显示系统来完成,并通过无线的通讯设备来实现数据的共享交换。

4. 2. 2 功能模块实现

AGV 的定位是物流配送中心想要解决问题进行高效计算机管理的核心步骤。想要定位 AGV,就需要通过 RFID 的定位技术。RFID 通过检测 AGV 底部读写器发射的无线电波来用计算机系统分析 AGV 的状态,同时,可以通过定位来测算出它的工作路线图。也可以在作业的道路上安装相应 RFID标签,当 AGV 通过时则通过集成的读写器不断读取实时信息来反馈到计算机管理系统中,根据电子标签的位置来确定AGV 的位置以及作业路线图。在测算时要注意最短路径的算法以及周游路径的算法。

4. 2. 3 收货模块功能实现

当送货单传输到集成系统时,物流配送中心对货物进行定位并生成收货的命令。当货物到达物流配送中心后,集成系统及时通过无线网络寻找空闲的 AGV,并输入收货搬运的任务。当 AGV 将货物搬运到指定的监测点后,集成终端系统上传相应信息。然后,标记货物的具体位置,更新相关的数据。集成终端系统确认收货后,AGV 返回其原先的停放位置,然后,利用无线网络将信息反馈给中心计算机,重新标记 AGV的状态。

4. 2. 4 出库发货功能模块的实现

该模块功能在于实现货物的准确出库发货,具体操作步骤如下:

首先,根据业务的具体要求,计算机系统生成一个相对应的操作指令,并根据事先设定好的最短路径算法确定使用哪一辆 AGV 后,通过无线网络对该 AGV 发送发货任务指令,待集成终端收到发货任务指令后,固定式 RFID 读写器批量读取事先搬运至待检区货物的货物信息,并将货物信息传回给计算机系统。计算机系统收取到货物运输信息后,判断所采集到的信息与系统所发出的信息是否相一致,若一致,则计算机系统向集成式终端发送指令,执行发货操作,与此同时更新计算机系统中有关的数据信息,AGV 执行操作完成计算机系统发出的出库指令; 若不一致,则计算机系统向集成式终端发送信息错误的警报,停止之前的错误指令与相关操作信息,并令AGV 执行新的操作指令以完成正确操作。待集成式系统完成操作确认发货完毕后,AGV 返回到原来位置,读写器读出该AGV 所停放的位置与状态,集成式终端通过无线网络向计算机系统发送该 AGV 的信息,将该 AGV 归入“空闲”状态,等待下一次发货指令的调度。

4. 2. 5 集成解决方案的优点

传统物流公司的发货配送模式存在很多缺点,耗费人工的同时耗费更多的精力与成本。而本文所提出设计的集成FRID 和 AGV 解决方案在经过诸多实验验证后,体现出了许多传统配送中心所不具有的优点:
①大大缩减了货物出库的流程与所需时间,全自动化的设备可以多目标的同时扫描电子标识,不需要人工一个个录入,准确性高且高效。
②货物的配送更加准确,能勾画出具体的配送路线,并且能实时监控配送的情况,减少了错误配送的情况。
③显著提高了作业效率,并使得配送中心的吞吐量得到提升,服务质量也得以提升,顾客的满意度增高。
④采用智能自动化的技术,降低了转运的费用,明显节省了成本。

5 结语

RFID 与 AGV 的自动化集成技术,无需耗费人工,就可以在配送中心自动完成货物信息的读取、搬运分拣以及出入库。节约人力资源,更高效的完成物流工作,并且降低出错率。随着这种集成系统的发展,物流配送中心也会越来越完善。

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