基于3D 虚拟现实和RFID 技术实现3D 仓库的可视化管理

毛铎陪，谢露艳

（国核工程有限公司，上海 200233）

目前核电建设现场范围大周期长，仓库多且分散，多个单位共用仓库，仓库内金属类物项、设备较多，大小不一，公司目前使用的仓储管理系统，由于其在移动化和移动化定制方面存在不足，因此引入RFID 技术[1]，并开发该数据采集终端，便于用户在仓库内、室外现场进行移动化作业，并将接收、调拨、发放、盘点等操作的结果实时通过接口传回仓储系统，优化仓储操作模式，快速定位物资位置，全面跟踪物资动态，逐步实现智能化库存管理。

1 系统设计

1.1 系统功能和组成

实现3D 仓库的可视化管理，在仓库内便捷、实时完成物项的接收、调拨、发放、盘点、标签打印、关联等。

（1）软件方面

图1 系统架构图

系统有Web 和APP 两部分组成：

APP 端主要用于仓库内移动端操作使用，主要有以下模块组成：RFID 标签管理模块，接收模块（直接、SRN、合同），调拨模块（移库、返库、返厂），释放模块（直接、BOM、预测预留），盘点模块；

Web 端主要由办公室内使用，主要有以下模块组成：RFID 标签管理模块（制作、打印、回收、报废等）、接收模块（直接、SRN、合同），调拨模块（移库、返库、返厂），释放模块（直接、BOM、预测预留），盘点模块、接口管理（相关接口、门禁接口等）、报警管理等；系统架构如图1所示。

通过接收入库时悬挂（捆绑、粘贴）抗金属RFID 标签并打印、粘贴二维码，通过手持RFID 扫描仪，扫描存放的库位标签，并将接收信息实时传递给仓储系统，能够准确及时完成接收，提高工作效率；调拨时，携带RFID 扫描仪，通过3 次扫描（扫描移出货位的标签，扫描移入货位的标签，扫描物项标签），同时搬运物项，完成一次调拨，方便仓储人员工作；在盘点方面，只需要手持RFID 扫描仪，沿着货架行走一圈，即可完成盘点工作，极大减轻工作量，并生成差异报表，报表可以导出成pdf、Excel、Word 等格式。

（2）硬件方面

UHF 超高频抗金属RFID 标签，UHF 超高频手持数据采集器，蓝牙UHF 超高频手持数据采集器，条码纸，条码标签打印机，无线网关（AC、AP），仓库服务器等。

1.2 技术实现

（1）3D 仓库的可视化管理

基于webGL[2]的3D 虚拟现实技术，实现3D 仓库的可视化管理，让仓库管理人员快速定位货物位置，在3D仓库中，进行货物数据直观简洁的操作。在3D 虚拟现实技术中，实现仓库物项快速定位，数据与场景货物同步、模拟仓库巡检。

图2 3D仓库

（2）RFID 技术

基于RFID 技术，是在传统的仓储管理的工作方式和流程中加入RFID 终端设备和电子标签，来实现数据采集并完成库内作业管理工作，同时同步数据到3D 虚拟仓库中。从仓库管理的核心流程中：入库—调拨—出库—发放及库存控制上实现更高效精确的管理。有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现完善的企业仓储信息管理。

随着物联网技术在我国的快速发展，作为物联网支撑技术的RFID 技术被认为是有发展前途的信息技术之一。未来几年中，将有更多的产品中会被植入RFID 标签，RFID 技术的应用将会是相当的广泛。RFID 是一种通信技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。因此，RFID 是一种非接触式自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，RFID 技术与信息化技术相结合能够快速识别对象、快递获取数据，这将大幅提升管理效率。

图3 RFID在仓储系统中各个环节应用

（3）WebGis 技术[3]

基于WebGIS 地图（厂区），充分利用WebGIS 的优势图文并茂地展示仓库分布，在2D 和3D 之间自由切换，支持Web 和APP 双终端流畅运行。

图4 WebGis地图与仓库平面图展现

2 应用系统

系统采用了B／S 架构[4]RESTful 风格，前后台剥离，APP 和web 共用一套后台接口，所有的数据最终都汇集到系统中进行存储、分析和处理。系统由二个模块16个应用组成。应用系统模块结构如图5所示。

图5 应用系统模块

3 结束语

基于3D 虚拟现实技术，实现3D 仓库的可视化管理，未来接入环境温湿度传感器与烟雾报警装置，实现3D 仓库与现实环境同步，预警与远程温湿度环境控制结合的3D 可视化管控仓库，它是提高仓库管理水平、质量的有效途径，能够解决仓库管理系统杂、清点物品效率低等问题，具有较好实用价值；通过对其深入研究和应用，将有利于提高核电仓库的管理水平，逐步搭建3D智慧仓库。