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超高频防爆手持机钢铁物流仓储管理解决方案

本文将着重介绍超高频防爆手持机系统。工业移动手持机系统采用自动识别技术、无线通信技术和数据库技术,完成物料信息的自动获取和实时传输,从而实现与整个物料管理系统的互连,完成人机交互,提高了钢厂的自动化水平。

发表于:2016-03-02 17:51:07 作者:SOTEN 文章总浏览数:

 本文针对钢厂库区的特点和需求,提出了ERP 系统和超高频防爆手持机库存管理系统的总体方案。

超高频防爆手持机钢铁仓储物流解决方案
工业移动手持机系统采用自动识别技术、无线通信技术和数据库技术,完成物料信息的自动获取和实时传输,从而实现与整个物料管理系统的互连,完成人机交互,提高了钢厂的自动化水平。


1 超高频防爆手持机管理系统总体架构


PDA 无线库存管理系统由超高频防爆手持机、无线 AP 局域网 、数据服务器等组成。


超高频防爆手持机通过无线局域网将指令发送到 Web 服务端,通过Web Service 的数据服务接口从数据库查询成品二维码、提单号等信息并返回,超高频防爆手持机收到数据后执行入库、倒垛、出库指令。


数据服务器作为 ERP 与库存管理系统的接,负责 ERP中获得成品物料信息,入库信息,出库信息等,并将库区物料的执行结果反馈至 ERP 系统。


通过无线库存管理系统实现了现场数据、 数据库数据和MES 系统数据的实时同步。 同时,也提升了厂区的工作效率和管理水平。

超高频防爆手持机钢铁仓储物流解决方案
2 超高频防爆手持机系统数据采集


移动超高频防爆手持机可以对二维码进行扫描,二维码中所包含的信息是物料编号。二维条码具信息量大、可靠性高等优点。近年来,二维条码技术广泛应用于工业控制领域。移动超高频防爆手持机可以识别 QR 码,QR码相较于其他二维码有明显的优势。


2.1 二维码选型


二维条码是用在平面上按照一定规律分布的黑白相间的图形来记录数据信息的符号。二维码在很多方面优于一维码:首先,二维条码在横向和纵向两个维度上描述数据信息,具有更高的信息密度。其次,二维码的校验和纠错功能强,即使二维码图像有污损情况,也能够正确的识读信息。


目前主要的二维条码有:Data Matrix、QR Code、MaxiCode、417 Code、Code 49 和 Code l6K。


本系统选用 QR Code 矩阵式二维条码作为激光标识条码,基于以下几个原因:


1)QR 码具备容量大、可靠性高、安全性能好的特点,并且可表示多种信息,比如阿拉伯数字、字母、汉字等。


2)支持全方位、超高速识读。QR 码能够支持 360°识读,识别速度最快达到 30 个/秒。


3)容错能力强,并具备一定的纠错功能。当 QR 码局部受损范围达到 50%时,仍可恢复包含的数据信息;此外,具有很高的译码能力,误码率低于万分之一。


2.2二维码识读过程


超高频防爆手持机钢铁物流仓储管理解决方案采用 Intermec 公司的二维影像扫描引擎 EA30 扫描二维条码,通过扫描引擎将摄的图像转换为手持计算机可以识别的数据,完成采集物料信息的功能。


二维条码扫描器开始工作时,首先采集 QR 码图像,实际钢移动超高频防爆手持机在钢铁物流仓储管理中的应用厂库区采集的 QR 码图像通常都是不理想的,由两方面因素造成,一方面,图像本身受到损毁,库区的二维码标签由于压堆时间过长,会有污损情况的发生,比如划痕、灰尘覆盖、油污覆盖等;另一方面,在光学采集过程中,摄取的二维条码图像受倾斜、光照不均等影响,被引入大量噪声。


这些都不利于码字的正确译出,因此需要对采集到的二维码图像进行降噪、校正等处理。


QR 码是由黑白模块构成,对QR 码的识别就转换成确定二维矩阵中不同位置的黑白模块对应的是”0”还是”1”比特位,因此需要对采集的彩色图像做灰度化处理。


根据处理得到灰度图像,利用图像中要提取的目标与背景在灰度特性上的差异,通过合适的阈值来判断图像中的某像素为目标还是背景,从而产生相应的二值图像。由于采集的 QR 码图像通常受到拍摄角度的影响, 带有一定程度的倾斜,增加了识读难度,因此需要对 QR 码进行定位。QR 码的定位主要是确定图像旋转的角度以及符号的位置 。


主要方法有用于确定 QR 码符号旋转角度及四个顶点坐标的Hough


变换法和用于确定符号旋转角度和中心坐标的位置探测图形法。对灰度图定位以后就可以进行码字识别。将 QR 码的所有码字进行分割,然后在码本中查找与其对应的值,即可正确的译出编码数据。为了确保扫描是有效的,还需要进行前向错误校验。根据纠错等级,对数据码字纠错,恢复正确信息。


最后,将译码得到的数据传输到手持式计算机,对数据作进一步的处理,通过无线局域网实现超高频防爆手持机与数据库的数据交换。


2.3 物料编码规则


为了对物料进行规范化管理,根据钢厂的实际情况,采用QR 码编码并按照一定规则对物料进行编码,通过激光打标软件生成二维码打印在铝制标签上。


在实际应用中,根据需要确定二维码的长度,比如可将 2014 年 10 月 1 日生产的第一批棒材中第一捆棒材的二维码编号设计为21410000101,通过这个唯一的棒材编码,可以查询到物料的钢种、规格、重量等信息,方便钢厂进行库存管理。

超高频防爆手持机钢铁仓储物流解决方案
3 超高频防爆手持机系统的软件设计


PDA 无线数传库存管理系统软件主要包括超高频防爆手持机软件以及系统服务端软件。


3.1 超高频防爆手持机软件


超高频防爆手持机软件在 VS 2008 平台上开发,运行在基于 Android 4.4操作系统的 PDA 上。


库区无线超高频防爆手持机作为 ERP 系统子终端,通过无线方式与监控计算机等进行通讯,能够完成成品入库、成品出库、倒垛、转库等功能。


1)成品入库功能:扫描二维码或手动输入物料编码 ;根据成品二维码查询入库成品跺位信息;根据实际成品入库位置,可人工输入实际跺位、层次信息,完成入库确认等操作。


同时,将入库确认信息发送给数据服务器。


2)产品出库功能:根据提单号进行提单信息查询 ,显示提单信息,包括计划量、计划件数、已出厂量、已出厂件数、出库库区;出库确认操作:根据提单号等查询信息,对相应的厂内车牌号、钢种、重量等信息进行确认。


3)倒垛管理功能 :扫描成品二维码 ,查询显示材料相关信息;在手持状态完成跺位、层次信息的修改操作,在库区现场实现对物料的库位跟踪。


4)转库管理功能 :扫描二维码,确认翻运库区任务信息,将物料转运到钢厂其他的库区中。


4 应用实例的性能评价


无线超高频防爆手持机系统采用稳定、可靠地 QR 码来描述具体的物料信息,读取二维码,译码获得物料信息,采集的数据通过 WebService 的数据服务接口实现超高频防爆手持机与数据库的数据交互 ,完成自动采集、处理数据等功能,从而实现库存管理的自动化。


同时,采用 Web Service 技术来实现分布式钢厂应用集成系统能够很好地解决钢厂物流信息化建设中的信息孤岛问题,并且在跨企业应用继承中,实现平滑的升级过渡。


目前,基于 Web Service 的 PDA 系统已经实际应用于淮钢集团二轧库区。超高频防爆手持机系统提供的库存管理等功能,在确保的库存信息的准确性与实时性前提下,减少了工人日常业务量,提高了工作效率,更好地适应钢厂的物流发展需求。

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