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    一种烟草叶新包装与麻片新包装在智能仓储的研究

      信息来源:   发布时间:2021-11-23  点击数:

    0 引言

    烟包储存对烟叶质量和仓储管理有较大影响。采用传统方式运输烟草部分是采用麻布袋进行包装,由于麻布袋具有极高的吸水性,运输与仓储环节存在水分吸收和蒸发的现象,并且在运输时,多个麻布袋会堆叠存放,造成烟叶被压坏[1,2,3,4]。如果使用塑料周转箱包装搬运,水雾易在周转箱顶部形成水滴,回流到周转箱内部,导致烟草极易受潮发生霉变,而且周转箱在使用过程中常被堆叠放置,结构强度不高,易变形损坏。此外,在仓储管理过程中,对大量的周转箱进行分类、统计和标识需要花费很多的人力和物力,很难对烟草包和麻片包进行有效的监管,在实际运输和仓储过程中经常发现周转箱内烟草包和麻片包丢失的现象。

    针对上述烟草运输和仓储过程[5,6,7]中存在的问题,本文提出了一种加强型易于排水的周转箱制作方法,采用RFID技术识别和跟踪[8,9,10]烟草和麻片包的类型和所在位置;此外,为了防止运输过程中烟草包丢失,设计了一种RFID识别标签的连接器和锁扣,进而确保烟草和麻片在运输过程中不易受损和丢失。

    烟草和麻片包的存储至关重要,依赖于物流运输的时效性和规范程度,所以需要提高仓库中物品的周转速率,更好地利用仓库的存储功能。在大型仓库中,当天的单据量可以达到万件以上,工人每天的工作量非常大。因此,如何降低人力成本,提高企业的管理效率,是目前仓储物流公司亟待解决的问题。传统的仓储管理系统主要采用条形码或“二维码+扫码枪”结合的方式对货物进行管理,首先需要对每个物品粘贴条形码或二维码标签,之后通过人工完成后续的工作,其中条形码或二维码记录了产品的编号等相关信息,采用扫码枪获取条形码或二维码中的货物信息,通过集成系统可以在监控平台中获取货物的具体信息、出入库情况及位置坐标信息,实现对货物的有效的监管。此种扫码管理模式虽然在检测时效率比较高且错误率也比较低,但是存在着一些问题,例如对检测识别距离有要求,只能近距离获取条形码或二维码中的货物信息,当有大量的货物急需出入库,则无法在短时间内通过手动扫码完成工作。此外,员工在进行货物盘点时,由于时间间隔较长,因此无法通过记忆找到目标物,也无法通过人工方式对所有的物品进行有效监控,导致管理效率低。

    为了解决传统仓储管理系统中存在的问题,引入无源RFID技术,利用其远距离无接触识别、快速读写的特性完成对货物的识别和定位,提高仓储管理效率。在运输包上设置RFID读写器,即可在所需范围空间内完成对目标物的动态轨迹跟踪,减少了货物管理过程中的人力和物力成本,节约了大量的时间,降低了物品遗失或者摆放错乱的情况。

    1 烟草叶新包装和麻片包装方法

    1.1 一种加强型易于排水的周转箱制作方法

    传统的烟草运输中所用包装物为麻布袋,使用麻布袋包装运输时,由于麻布袋自身具有极高的吸水性,因此在运输与仓储环节存在水分吸收和蒸发的现象,并且在运输的时候,多个麻布袋会堆叠起来,导致烟叶被压坏,而使用普通的塑料周转箱的结构强度不高且防火性能不好。因此,需要设计一款结构强度高、排水和防火性能好及质地轻盈的周转箱用于烟草和麻片的运输。考虑到烟草的功能和作用,周转箱的材质需选择不易挥发和无毒性的材料。

    在查阅资料中发现,聚丙烯是一种无毒材料,也是一种食品级材料,使用聚丙烯作为主要原料制作的周转箱在运输物品时,能确保物品安全。采用芳纶纤维作为周转箱的外表层,芳纶纤维具有较好的阻燃性和持久的热稳定性,可以使以聚丙烯为主要原料制造的周转箱具有很好的防火性能且在高温下不易发生变形,长碳纤维可以增强周转箱的硬度,使多个周转箱堆叠摆放时不容易被压坏或发生变形。

    为了解决烟草运输过程中易受潮的问题。在箱体和转动连接在箱体顶部的箱盖设置有排水孔,箱体内侧水雾形成的水滴可通过排水孔排出,从而降低箱体内烟叶受潮程度。箱盖排水装置主要包括透气孔、挡水圈、挡水条、流水缺口、侧围板、流水槽、侧板及漏水孔。为了确保箱内流出的水顺利流到箱体外侧,而不会反向流回箱内,因此需要设置挡水板、流水槽等以便水流出,并且挡水圈的底端外侧与箱盖的顶端外侧固定连接,顶面透气孔与挡水圈向箱体投影的位置与底面排水孔的位置不重叠。

    通过在箱体的外侧开设多个排水孔,可以使箱体内侧水雾形成的水滴通过排水孔排出,从而降低箱体内烟叶受潮的情况,在多个箱体堆叠运输的时候,上侧的周转箱内侧的水会通过排水孔排出落在下侧的周转箱顶部,通过设置的外部的排水孔可以防止水再次进入周转箱体内部。

    1.2 基于RFID技术的防盗功能设计

    传统的烟草运输中所用包装物为麻布袋,使用麻布袋包装运输时,麻布袋不具有防盗功能,在烟叶运输途中容易被运输工人打开,运输的工人可能会拿走一些烟叶,造成烟叶丢失。采用传统的锁扣锁住箱盖,虽然可以在一定程度上防止工人打开箱盖,但是传统的锁扣容易被仿制,或者从其他途径获得,防盗性能有限。

    从20个世纪90年代末开始,RFID技术受到人们的广泛关注。RFID标签分为无源RFID标签和有源RFID标签,区别在于标签是否自带电源模块。无源RFID标签传输信息的能源来自其感应线圈在读写器电磁场中产生的感应电流完成信息的接收和发送,在RFID读写器和标签中需要完成数据的编码和译码,读写器通过与监控系统连接,完成信息交互。

    RFID可以在无接触的情况下完成对标签的识别和利用,利用RFID读写器和识别标签设置标签锁扣,通过设置的识别标签,将识别标签插入并卡合在箱体与箱盖的重叠处,可以使箱盖在不取出识别标签的情况下无法打开。如果采用暴力的方式对标签锁扣进行操作,拆除后标签锁扣的结构会受到永久性的损坏,拆除标签锁扣后将无法再次还原,也无法继续使用,从而可以防止人们拆卸后再安装的情况发生。通过设置的防二次使用组件,在拆卸标签锁扣后,连接片会与标签基体发生分离,破坏连接片和防伪组件,防止其他人盗用防伪组件,防止烟草在运输的过程中被工人私自打开,避免了运输过程中烟草的损失。

    2 基于RFID技术的智能仓储研究

    2.1 RFID技术

    RFID技术的基本原理是读写器将数据以电磁波的形式发出的,RFID标签接收到数据后进行解析,并将内部存储的信息以同样的方式发出,读写器接收信息之后,通过解读得到标签内部信息。RFID技术具有较强的环境适应性、穿透性强、安装及维护简便、稳定性好,体积小、形式多样,不受形状与尺寸大小的限制,可以重复使用,数据存储容量大,还具有识别距离远、识别响应速度快等优点;缺点是非连续测量,精准性相对较低。

    RFID系统主要包括读写器、标签、通信天线及控制器,其结构如图1所示。

    (1)读写器:用于读取标签内存取的信息和将信息写入标签内。读写器在执行读动作时会向标签发送请求信息,标签接收到射频信号进行解析执行对读写器的响应,读写器接收到应答信号之后,将其发送给控制器进行存储或运算。

    (2)电子标签:内部设置有接口模块、控制模块、射频模块及天线,主要用于存储信息。

    (3)天线:电子标签和读写器之间数据的发送和接收装置,以电磁波的形式发送、接收无线射频信号。

    图1 RFID系统结构

    图1 RFID系统结构  下载原图


    通过分析RFID系统结构及其工作原理可知,RFID读写器和标签之间通过电磁波传递信息和传导能量。在实际应用过程中,需提前将目标货物信息以特定的格式通过读写器写入标签中,建立货物唯一标识,据此搭建以货物唯一标识为索引的数据库,将RFID标签与货物进行物理绑定。当货物流转在运输路程中或是仓库内流转时通过RFID读写器可以无接触快速读取标签内货物的详细信息,并上传至上位机系统,由此可以进行后续的分类、盘点等操作。

    2.2 RFID技术在仓储中的应用

    现今,RFID的应用范围越来越广,传统零售业物品种类繁多,不论是仓储、物流运输、货品上架、盘点及交易等各个环节都需要大量的人力完成工作任务,RFID技术的引入解决了一直困扰零售业的发展难题。查阅资料发现,在零售业中最成功的应用案例是“沃尔玛”,“沃尔玛”通过RFID技术重新定义了货物的类比、仓储、运输、检索、盘点、交易和防盗,不仅节省了大量的人力成本,简化了工作流程,减少了物品丢失的概率,而且优化了公司的运营结构,提高了工作效率和管理质量及净利润。

    如何对大量的烟草和麻片进行高效、准确的识别,成为现今烟草仓储行业中重要的研究课题。利用RFID技术可以一次性识别多个目标,将其应用于烟草的分类、仓储、运输等一整套货物流通流程,可以有效地对货物进行全流程监控和及时、准确的管理。当RFID系统正式投入使用后,操作人员只需在烟草或麻片包出厂出入库之前进行扫描即可,之后利用自动化分拣系统可以对烟草或麻片包信息进行监控和及时、准确的管理,进而可以节约大量的人力成本,提高管理和运营效率。

    3 应用价值

    (1)减少烟草和麻片损耗。

    (2)建立防盗监控系统,提高了营业毛利率。以往在烟草运输过程中,一些运输人员可能会拿走一些烟叶,造成烟叶丢失,采用基于RFID标签技术的锁扣,能有效防止烟草丢失。

    (3)简化包裹出入库验证流程,提高物流效率。以往烟草或麻片的存储位置依靠工人的记忆力或者以台账的形式记录,前者受员工的记忆力影响较大,时间越长,记忆越模糊,不利于大型仓储,后者也存在同样的问题,纸质的台账容易受潮破损,当大量的烟草包需要运输时无法快速查找到位置。RFID技术可以有效地解决上述问题,利用无线电波可以迅速查找到所需的烟草包,简化了工作流程。

    (4)加速盘点作业。传统的条码阅读器必须在近距离且没有物体阻挡的条件下才可以辨读条形码,因此烟草、麻片仓储工作人员在盘点时需将包裹逐一地从货架取下,逐个盘点。RFID标签可以通过无线电波传送信号,一次同时读取多个RFID标签的数据信息,简化了盘点工作。

    (5)更好地利用仓库空间。所有货物都拥有自己的储位信息且一直被实时定位,这样就不会在仓库内出现由于按分类划分仓库空间一边放不下,一边几乎空架的情况,在必要的时候还可以暂时把不同种类的货物放在一起。

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