智能化立体仓库是当前仓库发展比较高级的形式（自动存储/检索系统Automated Storage/Retrievals System,AS/RS），它以高层货架为主要标志，以成套先进搬运设备为基础，以先进的计算机控制技术为主要手段，以此组成高效率的物流、大容量的合理的存储，以适应现代化生产的需求[1,2]。自动化立体仓库一般由货物储存系统、货物存取和输送系统、控制和管理系统3大系统组成。

立体仓库从空间上提升了仓库的使用空间。以往工房的仓库管理都是依靠人工记忆和手动操作的方式，已经远远不能满足要求。因此，必须使仓库管理和计算机系统结合起来，减轻工作人员的管理压力，实现工房仓库出入库的自动化管理与操作[3,4]。

本文设计的管理系统主要用于工房内的立体储存、自动化存取和智能化出入库管理，现从需求分析、功能设计、系统实现等方面进行论述。

根据调研情况，对工房立体仓库提出以下功能性需求。

仓库存储货位利用率和出入库效率为管理调度系统优先考虑的因素，操作简单易学。工房内物资使用特点为以货箱形式出入库，不拆箱；物资常重复使用，使用过后需要放置在立体库中保存，每次入库不得反复录入箱信息。

本立体仓库存放两种规格尺寸的货箱，物资放置不分区，如果货箱内有损坏件，用特殊颜色区分。物资分为轻重两种类型，一般情况下，轻物资放上面一层，重物资放下面两层，轻重的分界线为700 kg。

生成入库单有以下方式：第一，支持Excel文件格式的入库单据、装箱清单据导入；第二，手动添加箱信息和装箱清单[5]。

入库货箱有唯一二维码，每一个二维码对应一个出入库物品（单元）。入库自动扫描二维码操作（或手工确认操作）。

物资识别采用唯一产品编号，产品和外包装箱均有明确的标识。系统扫描二维码可自动识别物资的基本信息。使用过程中，可手动更改每个货物的使用状态（损坏、修复、报废）和某次任务的使用状态。

货物货位分配是根据货位优先级自动分配，分配的结果在可视化终端中显示；同时，可通过人工更改分配货位，做到既可以系统分配货位，也可以人工指定货位。

每层的二列中间排（3排）推荐为货物交换位，这个位置可以用户自己设定，可以设置为任意列任意排，推荐最优为2列。

在系统中显示产品的有效期、可用的装填次数及累计上艇时间。当产品过期或者使用寿命到期，全屏报警提示产品不可用。

仓库管理系统由基本档案管理、基础信息管理、系统管理、盘库管理、货位调换管理、入库管理、出库管理组成[6]，具体如图1所示。

图1 功能结构图  

智能化仓库管理调度系统体系架构分为物理设备层、网络通信层、数据层、应用层等。其中，物理设备层是本系统的数据采集源，所有数据都来源于物理设备通信接口和设备监控系统接口；网络通信层使用智能化仓库管理调度系统平台网络；数据层由运行数据和状态数据组成，是系统运行处理的基础，所有系统业务信息数据、信息交换数据均进行持久化；应用层包括集中监控管理、告警管理、报表管理、权限管理、个性化管理等，其作为人机交互的主要部分，完成所有数据可视化展示，为管理者提供决策服务。智能立体仓库管理系统拓扑图如图2所示。

根据需求，结合实际应用，以Microsoft Visual Studio2012为软件开发平台，以Microsoft SQL Server 2008为数据库服务平台[7]。

图2 智能立体仓库管理系统拓扑图 

基本档案模块的功能为物资档案录入（见图3）、入库单管理（见图4）和出库单管理（见图5）。

图3 物资档案录入界面 

图4 入库单管理界面   

图5 出库单管理界面 

基础信息管理模块主要是对货位进行管理，如对货位的使用状态、交换位进行修改（见图6）。

图6 货位管理界面 

系统管理模块的功能为用户管理，主要为添加、修改、删除、保存用户信息（见图7）。

图7 用户管理界面  

盘库管理模块主要是对物资进行盘库，盘库界面如图8所示。

图8 盘库界面   

货位调换模块的功能为将物资从一个货位搬移到另一个货位（见图9）。如果出现系统异常，可手动强制退出或强制完成任务。

出入库模块功能为自动分配货位、计算出入库的指令，并下发给设备级。物资出入库管理如图10和图11所示。

目前，管理系统已投入使用，运行效果良好，实现了物资管理和调度管理等需求。界面友好，操作简单，极大简化了仓库管理的操作流程，提高了工作效率。

图9 货位调换界面   

图1 0 物资入库管理   

图1 1 物资出库管理