CN114358674A - 一种基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法，包括采用北斗高精度定位在仓储区内布设北斗卫星接收定位基站；通过5G通讯实时将人、车及仓库的位置信息传输到物联网平台；建立并使用3D可视化数字孪生，将位置信息实时显示在仓储控制中心屏幕上实时监控；记录作业人员全程作业的数据，进行数据分析；作业人员把车停在指定库位，系统自动感知作业状态自动完成作业流程。本发明通过使用3D数字孪生显示人、车、库的位置信息，并进行监控，实现高精度、超精细的可视化渲染，辅助管理者直观掌握现场运行状态，及时发现安全隐患，能够精确管控以精益生产、合理调度安排、提高智慧仓储管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及仓储自动化技术领域，具体来说，涉及一种基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法。
背景技术
现有的电子化作业每个作业流程都需要人工参与，无法获知货物的移动轨迹，无法进行全面的数据分析及安全预警, 传统整车仓储目前信息化程度低，大量依靠纸质单据流转与人工操作记录，或者较传统的信息化系统应用与人工录入无纸化操作的现状。
目前，国内整车物流及仓储管理趋向信息化、智能化发展，其中又以RFID、普通GPS定位技术为常见应用技术。传统RFID具有简单可靠、便携耐用、快速读写等特性，但受限于信号接收传输距离，适用于室内场景，如在室外使用过程中则需要在现场布置大量的信号接收基站，实施难度大、管理复杂、成本高。普通GPS技术应用广泛，但其定位技术精度差、稳定性弱，目前一般定位精度约为10米，且车内导航信号易丢失，对于定位精度要求高且需要稳定交换位置信息的特定应用场景来说不太适用。
整车物流仓储包括大量室外场景作业，目前多数库区业务作业环境及自动化水平不一，面临的主要问题如下：
作业效率：多数业务场景使用PDA依靠人工作业完成触发，作业环节信息需大量人工输入操作完成，大批量出入库作业操作导致现场作业效率不高。
过程管理：面对部分有信息化系统使用的库区，系统只能对作业结果做到查询管理，缺少作业过程的记录及分析，无法进行全流程的精益化管理。
安全管理：多数库区作业目前因大量环节存在管理盲区且定位、监管手段有限，无法做到作业环节的有效安全监管。
运营决策：缺乏对整车仓储管理、运行、决策有机统一的决策体系与依据，无法进行有效的内部监督管控。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种采用无线载波通信技术对完成仓储自动化作业的方法，能够克服现有技术方法的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法，包括以下步骤：
S1:首先采用北斗高精度定位，在仓储区内布设北斗卫星接收定位基站；
S2:通过5G通讯，实时将人、车及仓库的位置信息传输到物联网平台；
S3:建立并使用3D可视化数字孪生，将人、车及仓库的位置信息实时显示在仓储控制中心屏幕上，进行实时监控；
S4:通过实时监控，记录作业人员全程作业的数据，对作业过程进行数据分析；
S5:使用电子围栏技术，对整个库区的每个库位及作业区进行电子区域划定，同时实体电子围栏区域具备明显标识，对实物进行电子围栏区域内实时触发作业流程算法，准确实时上传给IOT平台；
S6:作业人员使用特定PDA设备绑定任务，把商品车停入指定库位，系统自动感知作业状态，自动完成作业流程。
进一步地，步骤S3中，实时监控的是仓储控制中心屏幕上的人、车及仓库位置信息的安全区域管控、人员在岗监控及车辆实时轨迹监控。
进一步地，步骤S3中，建立3D可视化数字孪生是通过三维建模还原复现整车仓储库及设备的外形、纹理细节的精密细节显示、复杂工作环境、设备组态结构以及复杂动作的全数据驱动显示。
进一步地，步骤S3中，人、车及仓库的位置信息包括人员、车辆及仓库的位置分布、类型、环境和车辆的运行状态。
进一步地，步骤S3中，当人、车及仓库的位置信息出现异常时，会触发实时警报，通知辅助管理人员直观掌握并解决现场运行状态。
进一步地，步骤S4中，作业过程的数据分析主要包括作业习惯的分析、库区布局的分析以及易于出现异常的分析。
进一步地，步骤S5中，电子围栏技术在IOT平台具备大数据处理功能，准确采集定位设备上报的状态信息，对采集到的数据实时存储和处理。
本发明的有益效果：通过北斗卫星高精度定位技术，对现有PDA进行改造升级，使得现有PDA（内置北斗高精度定位标签）达到厘米级定位，对库区进行3D地图模拟，达到数字孪生的效果；覆盖商品车在库内验车、入库、备车、出库、盘点等所有环节，通过物联网实现商品车与系统的实时同步，达到系统作业流程的自动化，库内商品车实时盘点分析，人员车辆动态实时监控等，实现仓储作业全过程的数字化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
本发明方法采用人佩戴高精度定位PDA设备，通过虚拟技术实现“司机-车辆-任务”自动匹配，仅需要与任务司机相等的数量设备即可实现整车仓储可视化运行管理过程；另外，针对普通GPS定位技术精度差、车内导航信号易丢失等问题，进行了设备升级改造和建立了“司机-车辆-库位”的高精度定位匹配算法，实现了车辆行驶过程中亚米级定位，车辆入库停车过程中分米级定位，有效保证了整个系统的稳定可靠运行。
如图1所示，根据本发明实施例所述的基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法，包括首先采用北斗高精度定位，在仓储区内布设北斗卫星接收定位基站；再通过5G通讯实时将人、车及仓库的位置信息传输到物联网平台。
然后建立3D可视化数字孪生是通过三维建模还原复现整车仓储库及设备的外形、纹理细节的精密细节显示、复杂工作环境，实现高精度、超精细的可视化渲染，支持设备组态结构以及复杂动作的全数据驱动显示。
并使用3D可视化数字孪生，将人、车及仓库的位置信息实时显示在仓储控制中心屏幕上，对人、车及仓库位置分布、类型、环境和车辆的运行状态进行真实复现，并进行安全区域管控、人员在岗监控及车辆实时轨迹监控。当人、车及仓库的位置信息出现异常时，会触发实时警报，通知辅助管理人员直观掌握并解决现场运行状态。精确管控以精益生产、合理调度安排、提高智慧仓储管理水平。
传统仓储管理仅是作业结果的记录，无法做到作业过程的分析，本申请通过实时监控，记录作业人员全程作业的数据，对作业过程进行数据分析。所述作业过程的数据分析主要包括作业习惯的分析、库区布局的分析以及易于出现异常的分析。
使用电子围栏技术，对整个库区的每个库位及作业区进行电子区域划定，同时实体电子围栏区域具备明显标识，对实物进行电子围栏区域内实时触发作业流程算法，准确实时上传给IOT平台；所述电子围栏技术在IOT平台具备大数据处理功能，准确采集定位设备上报的状态信息，对采集到的数据实时存储和处理，而且，电子围栏支持在系统中自定义电子区域和颜色提示。
作业人员使用特定PDA设备绑定任务，把商品车停入指定库位，系统自动感知作业状态，自动完成作业流程。且作业过程无需人工参与。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过边缘计算，在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台，就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求；通过3D可视化数字孪生技术结合云计算数据分析和物联网技术，融入于数字孪生当中，将数据与真实场景相关联，把海量数据都与时间、空间和地理位置相联系，并通过包括5G在内的物联网技术传递到云端，从而将现实世界投射到数字世界里，再通过三维可视化重构后展示在用户面前，形成现实世界与虚拟世界在物理维度和信息维度上的虚实交融。
本项目为达到低时延、低功耗等特性，选择5G通讯模块，设备兼容性和高效性以及未来可扩展性都很好的支持；采用北斗卫星厘米级高精度定位技术，在20公里范围内只需要安装一个基站即可达到要求，实施方便且成本低，达到相同效果，且成本低、效益高；通过采用3D数字孪生技术，对全库区3D地图建模，做到对作业过程实时可视化管理，管理效益更大。
本方法采用技术具有易部署、精度高、成本低等多种优势，实现了垂直领域作业管理专业化、智能化、高效化、精益化，同时延伸应用服务链条至上下游生产企业及供应商，提供技术成果应用的互联共享；实现行业内安全生产管理线上线下一体化管理，通过各类预警、防碰撞技术建立行业安全管理规范；实现作业全程轨迹、位置、频次、结果等全流程监管，同时通过线上数据分析优化，实现流程监管的同时实现作业流程的优化；通过降低人员、管理、运营等综合成本，极大地提升了物流仓储作业运转与信息传输效率，也为社会物流业降本增效做出贡献；积极在汽车产业库区做应用推广示范，为全行业技术成果转化应用发挥领先案例示范与成果共享作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:首先采用北斗高精度定位，在仓储区内布设北斗卫星接收定位基站；
S2:通过5G通讯，实时将人、车及仓库的位置信息传输到物联网平台；
S3:建立并使用3D可视化数字孪生，将人、车及仓库的位置信息实时显示在仓储控制中心屏幕上，进行实时监控；
S4:通过实时监控，记录作业人员全程作业的数据，对作业过程进行数据分析；
S5:使用电子围栏技术，对整个库区的每个库位及作业区进行电子区域划定，同时实体电子围栏区域具备明显标识，对实物进行电子围栏区域内实时触发作业流程算法，准确实时上传给IOT平台；
S6:作业人员使用特定PDA设备绑定任务，把商品车停入指定库位，系统自动感知作业状态，自动完成作业流程。
2.根据权利要求1所述的基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法，其特征在于，步骤S3中，实时监控的是仓储控制中心屏幕上的人、车及仓库位置信息的安全区域管控、人员在岗监控及车辆实时轨迹监控。
3.根据权利要求1所述的基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法，其特征在于，步骤S3中，建立3D可视化数字孪生是通过三维建模还原复现整车仓储库及设备的外形、纹理细节的精密细节显示、复杂工作环境、设备组态结构以及复杂动作的全数据驱动显示。
4.根据权利要求1所述的基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法，其特征在于，步骤S3中，人、车及仓库的位置信息包括人员、车辆及仓库的位置分布、类型、环境和车辆的运行状态。
5.根据权利要求1所述的基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法，其特征在于，步骤S3中，当人、车及仓库的位置信息出现异常时，会触发实时警报，通知辅助管理人员直观掌握并解决现场运行状态。
6.根据权利要求1所述的基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法，其特征在于，步骤S4中，作业过程的数据分析主要包括作业习惯的分析、库区布局的分析以及易于出现异常的分析。
7.根据权利要求1所述的基于北斗高精度定位实现仓储自动化作业的方法，其特征在于，步骤S5中，电子围栏技术在IOT平台具备大数据处理功能，准确采集定位设备上报的状态信息，对采集到的数据实时存储和处理。
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