1、北京信息科技大學 碩士學位論文基于B/S的智能立體倉庫管理系統的設計與實現 姓名：劉安宇 申請學位級別：碩士 專業：計算機應用技術 指導教師：張仰森 20081212 摘要 摘要 立體倉庫軟件管理系統（即， ）的發展是物流管理行業主要的研究方向，近年來，許多發達的國家和地區對自動化立體倉庫的軟件進行了深入的研究和廣泛的應用，該項技術對物流企業的工作效率、經濟效益以及市場競爭能力的提高都有著非常重要的促進和推動作用。然而，我國的開發及應用還處于起步階段，仍具有很廣闊的發展空間。進一步研究如何設計、實現高效的具有重要的理論意義和工程應用價值。 本文以秦皇島港務集團公司自動化立體倉庫管理系統為背景，

2、以“回轉式軌道堆垛機”、高層貨架、無線掃描設備為硬件基礎，通過設計數據庫接口，與上位資產管理系統（即 ，），下位立體倉庫控制系統（即 ，）進行通信，設計并開發三層邏輯、架構軟件模式的智能倉庫管理系統。 主要包括以下幾個內容： 詳細分析項目的需求，設計并規定系統及其邊界，劃分各功能模塊，抽象業務流程。 系統將條碼技術運用到倉庫管理，方便了器材的出入庫管理，為生產效率的提高提供了強有力的保證。 軟件開發方面，主要介紹如何使用三層架構實現系統，降低開發成本，高度集成物流管理信息；介紹數據庫設計規則及數據庫中實現的部分業務邏輯。 系統設計并使用“貨位優化選擇策略”的算法，以提高出入庫效率，均衡大型倉庫

3、貨架重量，提出解決針對“單倉庫多用戶”設計的相關問題。 最后，總結本文所做的工作，運行結果表明，系統設計與開發滿足用戶的業務需求，提出的“級聯式面向重量均勻分布”的貨位優化選擇策略是合理有效的，能明顯提高系統的綜合利用率。關鍵字：智能化立體倉庫系統；體系結構；貨位優化 （ ） ， ， ， ， ， ” ” ， （ ， ） （ ）， ： ， ， ， ， ， ； ” ” ， · ， ” ” ， ，” ” ： ， ， 學位論文版權使用授權書 本人完全了解北京信息科技大學關于收集、保存、使用學位論文的規定，同意如下各項內容：按照學校要求提交學位論文的印刷本和電子版本；學校有權保存學位論文的印刷

4、本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數字化或其它手段保存論文：學校有權提供目錄檢索以及提供本學位論文全文或者部分的閱覽服務；學校有權按有關規定向中國科學技術信息研究所等國家有關部門或者機構送交論文的復印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學校可以適當復制論文的部分或全部內容用于學術活動。 學位論文儲虢易受予 文陽尹 年月文日 經指導教師同意，本學位論文屬于保密，在 年解密后適用本授權書。（注：論文屬公開論文的，作者及導師本處不簽字） 指導教師簽名： 學位論文作者簽名： 年 月 日 年 月 日 碩士學位論文原創性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文題目為基于的智能立體倉庫管理系統的設計與實現學位論

5、文，是本人在導師指導下，進行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經注明引用的內容外，本學位論文的研究成果不包含任何他人創作的、已公開發表或者沒有公開發表的作品的內容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本學位論文原創性聲明的法律責任由本人承擔。 作者擗二更孑 勺氣年？其，文 第章緒論 第章緒論項目的背景與意義 物流（）管理源于西方“軍事后勤學”，被稱為繼勞動力、自然資源之后的“第三利潤源泉”。目前物流管理己經成為我國經濟發展新的增長點，倉儲管理在物流管理中占據著核心的地位。對于物流管理來說，由于供應鏈的高度集成，對生產企業和銷售企業的效率提出了更高的

6、要求，這些企業不能單純地依靠新增硬件設施和高價購買相應的軟件來尋求質的提高。 隨著中國經濟的快速發展，物流系統的發展已經進入專業化和大型化的時期。“立體倉儲管理系統”作為一種企業運用廣泛的庫存管理技術，正在日益受到我國眾多物流企業的青睞和重視。 我國的主要用于物流配送企業的通用倉庫和大型生產企業的特定倉庫，他們大多數都具有部門機構眾多，相互饜圓桓擼滴窳鞒滔嘍愿叢櫻萘顆喲蟆訃拇媧芾砑骯茍即誄跫督錐巍氈櫬嬖諞韻錄父齜矯嬗跋熗似笠擋執芾淼男畔芰?自動化設備備件識別技術普及率不高。 目前，市場上有多種可適應不同需求的自動化存儲設備和輔助識別設備，但由于技術及換代等問題，新設備的普及率不高，相應成熟的技

7、術就更難參考。 備件存儲規格及標識信息沒有相對統一的標準。 雜亂無章的備件包裝規格給技術的實現帶來了很大的困難，急待制定并實施相對統一的標準。 物流軟件行業與先進的軟件開發技術脫節。 同時具有物流和軟件開發技術的人才缺乏，使得物流行業的軟件開發模式陳舊，無法適應千變萬化的需求。 企業沒有實現網絡化。 網絡在制造性企業的物流管理中所起的作用越來越明顯，沒有實現物流管理網絡化，這就造成了各個部門缺乏協調性，出現管理滯后的現象。 倉庫管理人員缺乏現代自動化的倉儲管理知識。 企業員工現階段還沒有意識到倉儲管理知識的重要性，只有提高企業員工管理知識水平，企業應用倉儲管理系統才可能起到積極的促進作用。 秦

8、皇島港是專業化的大型能源輸出港，是我國“北煤南運”的主樞紐港，也是我國對外貿易的綜合性港口。伴隨著港口生產的快速發展，秦皇島港的設備資產已達近 第章緒論億元人民幣，港口設備正在向大型化、多樣化發展，自動化程度越來越高，港口運營對設備的依賴程度也越來越高，所需備件的存儲與管理壓力逐漸凸現出來。備件中心自動化立體倉庫的建設是為保證企業生產的正常進行，提高經濟效率做出的重大舉耄慕璞亟偈貢訃摯獾惱婊芾碭閑濾劍跎倏獯孀式鷲加茫岣弒訃瞇剩檔涂獯嫠鷙模岣咂笠檔木嫻於己沒?正是在這樣的背景下，本文以秦爭島港務集團公司自動化立體倉庫為例，以先進的“回轉式軌道堆垛機”、高層貨架、無線掃描設備為基礎，配合已有的上位

9、系統，以三層結構的架構開發智能倉庫管理系統。本文具有很強的理論意義和工程應用價值，能夠幫助企業及時準確地掌握庫存信息，便于決策部門做出正確的企業規劃，最大限度地提高企業的競爭力，具有廣闊的市場前景。 主要特點 “倉庫管理系統”（ ，）是物流行業供應鏈的重要組成部分，是用來管理倉庫內部的人員、庫存、工作時間、訂單和設備軟件實旄工具。這里所謂的“倉庫”，包括生產和供應領域中各種類型的儲存倉庫和配送中心心。主要功能包括：相關信息傳輸、備件接收、備件發放以及在線揀選等功能。基于不同的實際信息，一些系統也對提供設定、優化貨位的功能。 為高效的監督并實施備件操作，立體倉庫管理系統經常使用自動數據獲取技術以

10、提供輔助功能，例如條碼掃描、移動終端、無線網絡及等。一旦數據被收集，系統會同步把數據傳送到中心數據庫，并在屏幕上顯示當前倉庫的實際運行信息。刪可以獨立的運行，也可配合上位的、系統同步運行啦。 主要面向大中型企業，面向供應鏈過程中的物流運作最復雜、運作頻率最高的現代化倉儲中心的高效管理，在整個供應鏈中倉庫活動的有效性要高于客戶服務、提前量的控制等活動。倉庫的高效性包含物理操作（如倉庫中基本的存儲、揀選等）和信息鏈中的策略應用。由于倉庫種類和規模各異，倉庫如何運作和系統要求倉庫如何運作之間的矛盾，產生了通用性】和特制兩種軟件。實踐證實，通用性略具優勢，它的總體耗費少，提前量短，售后服務更佳。而且建

11、立復合型方案也是符合企業發展和解決企業與系統之間矛盾的優化方式。作為供應鏈實施的專門軟件，支持現代化和機械化的物流運作方式和流程，也支持與其他合作伙伴的信息系統的接口；使用條碼設備與高速分揀系統等現代物流設備可以提高操作執行速度與準確率。高性能的倉儲管理系統整合人力、設備、空間等各種資源，按照最佳模式統一規劃，分配每天的收貨、上架、訂單揀選、補貨、盤點等大量事務，因此倉儲管理的對象不僅僅是對備件的常規庫存管理，更重要的是對備件所儲存的倉庫的一切資源的管 第章緒論理，達到最優化的存儲布局，并能夠按照使用資源的時間等數據統計成本，使資源的配合最和諧、利用率達到最高。 的特色還在于它的多層次構架及模

12、塊化設計。在開放式的構架下，能夠與多平臺操作系統和數據庫相兼容；而且的擴充性強大，它具備了應對艱巨任務的特性，足以滿足從中小型分發中心到高度復雜、流動快速的倉庫工作環境。 國內外發展現狀分析 小國外發展現狀 在國外，對于以倉儲作業為核心的備件管理的研究與應用已經有半個多世紀，在系統化的領域取得了極大的成就。 世紀、年代是發展的初級階段，最早的倉儲管理的概念僅僅體現在工廠設計過程中，還沒有完整的倉儲管理系統化的思想。年代中期，專用的在美國面世，標志著進入快速發展的階段瞄一。世紀年代，在倉儲管理系統分析中，開始利用計算機仿真技術進行的反感比較和優選、同時對復雜系統的開始了仿真研究，包括從原料接收到

13、倉庫、制造、后勤等支持系統進行分析和評價等，利用圖論、專家系統、模糊集理論進行多目標優化問題的討論嫡一。世紀年代以來，國外開始結合現代制造技術例如、和現代管理技術等進行備件搬運和平面布置的研究，對倉儲管理系統的研究也擴大到產品訂貨到銷售的整個過程一。 國內發展現狀 相比較國外，我國的研究在起步上比較晚，技術上相對落后。年，美國物流專家 來華講授系統布置設計（）、備件搬運設計（）、系統化工業設計規劃（），國內將其三本著作翻譯出版，產生了極大的影響，這可以稱之為我國現代發展的開端射。 目前，我國的研究取得了很大的成就。在應用系統方面，主要有昆船自動化物流工程公司的軟件，該軟件提供從自動化立體倉庫（

14、）到人工倉庫多種管理模式，具有規范和統一的物流控制接口，并已跟公司的軟件相結合，實現按訂單收貨、轉儲、成品發貨等功能；重慶奧林電子技術研制開發的軟件，支持卡條形碼讀入等多種控制接口，具有配方管理功能：匯驛科技 軟件，它面向第三方物流企業現代倉儲管理的設計，能接收來 第章緒論 自倉儲管理設備如手持終端（）、無線射頻等提供的相關信息和數據，并可提供接口與大型系統如進行數據交換引。 我國市場上的應用呈現出二元結構：以跨國公司或國內少數先進企業為代表的高端市場，其應用的比例較高，采用的系統也集中在國外基本成熟的主流品牌：以國內企業為代表的中低端市場，主要應用國內開發的產品。從應用的角度可分為基于典型的

15、配送中心業務的應用系統、以倉儲業的經營決策為主的應用系統以及以作業技術的整合為主要目標的系統三類。 的這些分類反映了我國物流需求還不很成熟的現狀，所以各自有其用武之地。我國的倉儲管理及基礎相對落后，國內目前在市場占有主流的仍然是傳統的。傳統的】在過程設計方面，還不能實現統一配置企業內部資源。從軟件設計手段來看，倉庫管理領域的軟件開發方法相對落后，主要原因是先進的軟件技術與物流管理手段銜接緩慢。 發展動向 從中外物流發展的動向來看，有一些值得關注的特點，可能反映了倉儲管理發展變化的趨勢。 第一，隨著物流資源的整合，在網絡建設過程中，提出了倉儲管理的集中模式與分散模式的關系問題。近年來的研究表明，

16、自然界多數復雜系統的構成，是由簡單系統采用“分布式”模式結合起來的。技術方案的思路也就變成了如何在分布式倉庫網絡基礎上，解決那些需要集中管理的困難。推出的（ ）構架就是此類研究的一個典型代表。在此基礎上的基本結構、標準模塊和數據交換接口標準等方面的研究正在深入。 第二，以（電子標簽）為代表的新技術正在深刻地影響著倉儲管理和，甚至孕育著一場物流革命。由于種種原因，還不可能馬上普及應用到所有的商品上，全世界也不會很快就采用統一的物品編碼標準。但是在物流環節可以通過車輛、集裝箱、托盤、貨架等設備應用技術，提高物流管理水平。事實上我們已經看到在不少案例中采用了技術引。 第三，配送將越來越成為服務的主要

17、市場需求。隨著市場逐步成熟，倉儲管理在流程中的整合作用越來越明顯，傳統倉庫將向配送中心轉化。生產方式的普遍化也將導致配送需求的增長。的發展要基于需求的這個變化趨勢。與此同時，配送需求的專業化市場細分業在深入，要求更加支持配送的專業化。 第四，商業智能技術（）在刪中的應用將越來越多。商業智能就是利用數據挖掘技術開發積累的數據信息，使之變成可以利用的知識。例如利用庫存數據分析市場 第章緒論變化規律，發現市場異常現象，研究倉庫作業的優化方案等等。 在低水平的應用中，往往是系統采集數據，人工進行決策。經過一定的積累，應該過渡到系統具有決策的功能，這標志著系統上了一個新的臺階。以上技術的探討必將成為物流

18、管理越來越重要的組成部分，促進了的建模理論和方法的研究，以及優化方法和算法的研究。本課題主要研究內容 在課題中所設計的倉儲管理系統以存儲服務為核心，基于多層架構的設計模式，上接企業資產管理系統信息，向下傳遞實時的倉儲管理信息給工業實時控制統，在整個企業的信息化建設中起著承上啟下的作用。本課題將主要設計并實現以下內容： 簡要介紹自動化智能立體倉庫的特點，通過對國內外現狀的分析，闡述了本課題提出的背景、意義及發展趨勢。 詳細分析項目的需求，設計并規定系統及其邊界，劃分各功能模塊，抽象業務流程。 系統將條碼技術運用到倉庫管理，方便了器材的出入庫管理，為生產效率的提高提供了強有力的保證。 軟件開發方面

19、，主要介紹如何使用三層架構實現系統，降低開發成本，高度集成物流管理信息；介紹數據庫設計規則及數據庫中實現的部分業務邏輯。 系統設計并使用“入出庫的貨位選擇分配策略”算法，以提高出入庫效率，均衡大型倉庫貨架重量，提出解決針對“單倉庫多用戶”設計的相關問題。介紹三層架構中每一層實現的關鍵技術。 第章倉庫系統總體設計與需求 第章倉庫系統總體設計與需求 本章將根據秦皇島項目的業務情況及相關技術協議的要求，對自動化立體倉庫中的管理系統硬件和軟件的組織、功能和數據流進行描述。系統的硬件設置 秦皇島港務局備件中心立體倉庫總面積約為平米，建立四個倉庫：自動化立體倉庫、平面庫、露天庫和小件庫。這四個倉庫正是進行

20、業務操作和管理的對象。立體倉庫占地面積約為平米，兩跨之間設防火墻，倉庫內設存儲區、出入庫作業區、暫存區和功能區等。倉庫采用庫架分離的方式建設，設排列層共個單元貨位的高層貨架和與之配套的臺有軌轉彎堆垛機，加上相配套的計算機管理、監控系統以及條碼打印、識別系統，實現庫內自動化操作。與系統管理軟件部署相關的硬件介紹如下： 服務器：系列部門級機架式 ×個內存硬盤磁盤陣列卡支持 、雙千兆自適應網卡； 用于安裝：智能立體倉庫管理系統（）服務器、立體倉庫無限射頻系統 （）及數據庫（）服務。 監控機：研華工控機機架式 以上硬盤內存三星”液晶顯示器； 用于安裝：立體倉庫實時監控系統（）。 客戶端：聯想商用機 以上雙核內存硬盤”液晶： 用于操作智能立體倉庫管理系統（），瀏覽立體倉庫信息。 臺無線手持機； 用于操作立體倉庫無限射頻系統（）。 臺無線基站； 用于立體倉庫無限射頻系