英语原文共 20 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
汽车物流中自主控制的仓储管理——RFID及移动计算系统的应用
如今，汽车场站物流过程中的规划与控制一般由集中化物流系统来执行，但由于不断增长的动态性与复杂性，这种系统将无法满足灵活处理订单的高要求。由汽车制造商通知车辆、运输到汽车场站、进行存储和技术处理以及汽车经销商的配送等汽车场站的主要业务均由集中化的应用软件系统进行规划与控制。本文以E.H.Harms公司的一个理想汽车场站的物流订单处理为例，研究了汽车物流中自动控制的一种创新方法。通过仿真研究，证明了自主控制在车辆仓储管理领域现有的应用潜力。在此基础上，对自主控制仓储管理系统的技术可行性进行了研究。自主控制仓储管理的系统需求在技术实现方面出现偏差。此后，展示了基于RFID技术的自主控制仓储管理系统的实施和测试案例的研究结果，并确定了已应用的IT解决方案的其余弱点。最后，以基于可穿戴计算技术概念的智能衣物的使用为形式，对进一步的研究与开发活动进行介绍。
1.绪论
1.1物流中的自主控制
物流中的自主控制的思想是发展分散的、分层的计划和控制方法，这与现有的中央与各层次一致计划和控制方法不同（Scholz-Reiter, Windt, amp; Freitag, 2006）。决策功能被转移到物流对象上去。在自主控制的情况下，物流对象被定义为网络化物流系统中的实体项目（如车辆，存储区）与非实体项目（如客户订单），它们能够与所考虑系统中的其他物流对象进行交互。自主物流对象能够根据自己的目标独立行动，并在物流网络中自行导航（Windt, Bouml;se, amp; Philipp, 2008）。
自主控制的基本条件是高度的互操作性。自主物流对象必须能够与其他对象通信并交换数据，以确保决策所需的所有相关数据的可用性。在满足分散式物流系统的这些基本需求中，革新的传感器系统及其他信息和通信技术（ICT）尤为重要。用于进行识别的射频识别（RFID）、用于定位的全球定位系统（GPS）以及用于通信任务的通用移动电信系统（UMTS）和无线局域网（WLAN）等技术，使物流对象能够获取有关其系统环境的信息，也为自主控制的物流系统中的分散决策提供了基础（Bouml;se, Piotrowski, amp; Windt, 2005）。然而，目前在汽车物流领域中采用应答器仅限于闭路中的一些应用。其主要原因是相对较高的成本以及RFID系统标准化和性能的不足（Bouml;se amp; Lampe, 2005）。
这项研究是由德国研究基金会资助的，是不来梅大学（Scholz-Reiter等人）637合作研究中心 “自主合作的物流流程–范式转变及其局限性”（SFB 637）研究的一部分（Scholz-Reiter等, 2004）。
1.2研究对象
E.H.Harms为新车和二手车开发并提供复杂的服务，包括运输、装卸、技术处理及仓储。由E.H.H. Automobile Transports、 E.H.H. Auto-Terminals和E.H.H. Car Shipping构成的公司集团，在汽车码头这一具有重要战略意义的交通枢纽的基础上，建立了囊括欧洲范围的物流网络。每辆车都要经过汽车物流网络中的一系列处理步骤：在汽车制造商处接收车辆，通过公路、铁路或内陆/海上水路的多式联运将汽车运输到汽车场站，对汽车开展存储于技术处理工作以及将汽车交付汽车经销商。本文着重介绍E.H.Harms汽车物流中典型汽车场站的车辆存储管理。
交付后，场站工作人员使用移动数据录入设备（MDE）通过车辆识别码（VIN）对每辆车进行识别，该录入设备可读取挡风玻璃后的车内条形码。VIN使得车辆与物流IT系统中存储的仓储与技术处理命令相互对应成为可能。基于预定义的优先级，IT系统为每辆车在仓储区域分配一个存储位置。由搬运员工将车辆移至指定的存放位置。当车辆在库存中被移除后，车辆可能经过多个技术处理站，例如加油站或洗车场。所经过技术处理站的顺序由车辆的技术处理顺序确定。在完成所有的技术处理任务后，车辆将被转移到装运区并运输给汽车经销商（Bouml;se, Lampe, amp; Scholz-Reiter, 2006）。图1阐述了典型汽车码头中汽车物流的价值链。
图1.典型汽车码头中汽车物流的价值链
2.改进的潜力
汽车物流网络中有效的车辆管理要求在给定的时间内了解系统中所有车辆的位置。而在所考虑的物流网络中，只有所有车辆活动的高度透明性，才能有效配置汽车码头上与汽车码头之间的可用资源。因此，汽车供应链中的所有参与者——汽车制造商、汽车物流供应者、汽车经销商——对仓储管理的需求都相同：快速准确地车辆识别，较短的出入库操作时间，较高的车辆位置透明度以及持续更新的库存水平。依据Gudehus（1999）所述，汽车场站的仓储管理任务可以归纳为如下内容：
- 接收、存储和控制存货与卸货订单
- 根据最佳占用策略分配车辆的存储空间
- 根据最佳移动策略，对由搬运人员和穿梭巴士执行的存储过程进行指导与协调
- 运输订单的生成与分配
2.1组织潜力
汽车场站中车辆的仓储管理为改进提供了很大的组织潜力（Bouml;se 等, 2005; Fischer, 2004）。存储分配由基于固定启发式规则和优先级的集中化计划和控制系统执行。这种物流系统既不提供一种考虑未来处理步骤的灵活的存储区域和位置分配方法（例如，汽车从库存中移除后所去往的下一个技术处理站），也不在订单处理过程中提供对干扰（例如加急订单、技术处理站的故障）的及时反应（Bouml;se 等，2005）。基于固定和预定义的优先级，将每辆车分配到仓储区域中的存储位置。即使这些优先事项考虑了是否向车辆分配了可能的技术处理命令，但当技术处理站之间相距很远时，这些优先事项没有区别对待技术处理类型和与之所处的技术处理站的位置这类问题。由于对具有或不具有技术处理命令的车辆的存储区域进行了固定优先排序，因此无法在考虑未来的处理步骤中灵活选择存储区域。此外，停放时间——即操作人员将在仓储区域中的车辆停放至指定存储位置的时间——未被纳入仓储分配过程的考虑范围内。由于存储区域所需的停放时间会因其库存水平而产生很大的差异，因此这一点尤为重要。由于未考虑停放时间而导致的结果是，因为当前车辆位置与存储区域之间的距离短而节省的时间，可能会被在存储区域中的长停车时间而浪费。
存储管理中对复杂性和动态性的考虑不足，导致对存储区域分配的规划和控制工作效率低下。由于信息技术使用不充分而导致的大量手工工作，以及大量的计划任务（例如，2004年在E.H.Harms Auto-Terminal Hamburg的汽车码头上160,000辆汽车的吞吐量）导致计划过程相当耗时且存在着可观的沟通和协调需求。由于付出的巨大努力，导致可能的计划替代方案数量受到限制。此外，备选方案的选择和评估基于调度员专业知识的掌握程度，该程度可能因员工而异，因此调度员的专业知识水平，对做出的决定的质量具有至关重要的影响。
2.2技术潜力
错误和不完整的数据获取会损害存储管理处理的规划和控制效率。汽车场站中每辆汽车移动的开始和结束由场站人员使用移动数据输入设备通过键盘或条形码扫描仪进行记录。尽管条形码技术是最先进的技术，但是一些由天气带来的影响会削弱其功能。通常，条形码标签位于挡风玻璃后的车辆内部。而挡风玻璃上的雨滴、冷凝水或积雪则使扫描的条形码变得不可靠，甚至无法对条形码进行扫描。此外，条形码在暴露于直射阳光下时会出现被漂白的趋势，漂白带来影响具体取决于纸张质量和打印模式。在长时间的存储期间，许多条形码标签将会变得不可读和不可用。
另外，在进行车辆处理、入库或出库以及技术处理任务时，通过键盘手动输入数据存在着数据错误的风险以及由此产生的高额成本。因此无法确认已分配任务是否被执行，并且在运营IT系统中保持着过时的流程状态。这导致了对相关汽车的人工检查以及可能相当耗时的搜索。综上所述，通过条形码扫描仪或键盘手动输入车辆移动信息容易出错和费时，并且其质量取决于所负责员工的能力（Bouml;se＆Lampe，2005）。解决上述缺点的一种替代方法是采用应答器代替条形码标签，这具有很大的改进潜力，尤其是：
- 改善数据质量：由于自动捕获存储在应答器中的车辆数据，因此可以完整无误地输入数据。
- 流程加速：在如配送区域、技术处理站及存储区域等重要场站区域的即时车辆识别和通行证件识别。车辆通过场站门闸的及时通知能够直接进行车辆处置。同时识别多个车辆应答器（例如，对整辆卡车货物的批量识别）。
- 减少操作流程：减少由于将车辆停放在错误的存储位置而带来的搜索活动。
- 增强过程的透明度：生成正确的标识，完善所有车辆移动的文件以及最新的车辆库存。
- 节省成本：减少由于输入错误数据而产生的成本。通过回收应答器提高处理过程稳定性，降低设备成本。
- 改善工作条件：通过更全面、更完善的计算机辅助支持，简化了数据输入的任务。
- 保护和改善市场地位：由于提前采用新的信息和通信技术以及创新的物流计划和控制方法，从而形成了竞争优势。
3.仿真研究
3.1客观对象
为了实现上述有关存储管理和相关车辆移动过程的改进潜力，开发了一种用于自主控制物流系统的分散决策的方法。由于此方法的开发不是本文中的重点，因此以下不对此点进行详细介绍（有关更多信息，请比较Bouml;se amp;Windt，2007年）。根据自主控制的定义，自主物流对象能够仔细处理和呈现信息，并自行执行决策。因此，车辆和存储区域都拥有其自己的主数据，并且就其本地目标系统独立运行（比较图2）。
图2.车辆与存储区域的自主控制决策
每辆车的目的是在场站区域中缩短运输时间，并为每个单独的存储区域提供存储位置的占用。另一方面，存储区域的目的是高存储占用率。车辆与存储区域为所查询车辆提供总的移动时间，包括从当前车辆位置到存储区域的移动时间、在存储区域内的停车时间以及车辆从库存中移除后到第一个技术处理站的将来移动时间。根据库存水平和汽车场站中存储区域的位置，存储区域或多或少可提供一定的便捷存储时间并链接到下一个技术处理站。将上述所有时间添加到总移动时间中并传输至所查询车辆，该查询车辆将比较所有接收到的存储区域总移动时间，并选择其中评分最高的总移动时间。
3.2仿真模型
仿真研究的研究对象是汽车在汽车场站的转移时间。汽车在汽车场站的总转移时间TTtotal包括从交付区域至存放地点的转移时间TTstorage，到技术处理站的转移时间TTtechnical treatment，以及从存储区域、当前技术处理站到装运区的转移时间TTdisposition（参见公式（1））。
（1）
从交付区域到存储地点TTstorage的转移时间可划分为从交货区域到存储区域的转移时间TTstorage area和在存储区域上的停车时间TTstorage location（参见公式（2））。
（2）
到技术处理站的转移时间TTtechnical treatment包括从库存中移除后有存储区域到第一个技术处理站的可变转移时间TTtechnical treatment，variable，以及在两个技术处理站间的固定转移时间TTtechnical treatment，fixed（参见公式（3））。
（3）
最后，从存储地点、当前技术处理站到转运区域的转移时间TTdisposition包括从存储区域到装运区域的可变转移时间TTdisposition，variable，以及从最后一个技术处理站到装运区域的固定转移时间TTdisposition，fixed（参见公式（4））。
（4）
上述转移时间均考虑了可变时间和固定时间两个方面。例如，由于技术命令处理中的预定处理顺序，使得车辆在技术处理站之间的转移时间是固定的。又例如，在执行技术服务或在车间进行安装后，总是将汽车移至洗车场。可变时间部分是车辆从存储区域至装运区域的转移时间，这是因为该部分时间的长短取决于先前做出的存储区域的决策。概括地讲，只有这种具有可变起讫点的车辆移动过程才包含着对总转移时间进行改进的机会。在所考虑的示例中，这些过程是在存储中置入或移出的情况下车辆来回于所选存储区域的移动过程。在考虑了交付区域与存储区域间的距离、存储区域的库存水平以及将车辆从库存中移出后的第一个目的地，每辆车都可以确定最佳的可能存储位置，并最大程度地缩短汽车在场站中的总转移时间。
仿真研究的基础是E.H.Harms汽车场站在一年时间内124000辆汽车的车辆和技术处理订单的真实数据。除了交货区域以外，该仿真模型还包括七个平均具有1500个存储位置的存储区域，以及九个具有附属缓冲区和装运区域的技术处理站。技术处理站与汽车场站的多个区域间的距离以运输时间矩阵表示，该矩阵包含了所有被考虑位置之间的车辆转移时间。
基于所描述的常规控制以及自动控制的存储分配的业务流程，开发了如下两种仿真方案。
- 常规控制方案SC：在固定和预定义规则的基础上集中地执行存储分配，这些规则包括已分配和未分配技术处理命令的车辆在所有存储区域中的优先级顺序。根据技术处理命令的存在情况，将每辆车分配给与当前优先存储位置连续的下一个可用存储位置。
-
自动控制方案SA：存储分配由自主物流对象分散执行。每辆车总是选择去往总运转移用时最短的存储区域。仓库中的车辆停放是在无序中完成的，即搬运人员将车辆移至指定的存储区域
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[240431]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
