Wi-Fi-сеть на складе: превращаем серую зону в самую эффективную часть бизнеса 

 

Мне нужна консультация. Свяжитесь со мной.

 

Промышленная революция 4.0 при помощи беспроводных сетей объединила цифровой мир с физическим. Сегодня преимущества получают компании, которые могут повысить производительность и эффективность работы при снижении затрат. Если несколько десятилетий назад склад отгружал один большой поддон для магазина, то сегодня с ростом онлайн-торговли обычной является ситуация, когда необходимо обрабатывать сотни небольших заказов. В то же время, потребители требуют более высокой скорости доставки. В итоге беспроводная связь и автоматизация играют все более важную роль.

 

Рисунок 1. Развертывание Wi-Fi-сети на складе может стать самым эффективным способом повышения рентабельности для некоторых предприятий

 

Склад является «сердцем» многих компаний, распределяя потоки продукции и материалов. При этом основой современного склада обычно является беспроводная сеть Wi-Fi. Она обеспечивает работу технологий, которые повышают эффективность, безопасность склада и, в конечном счете, обеспечивает конкурентоспособность бизнеса.

Wi-Fi-сеть позволяет создать интегрированную систему управления складом. В результате склад контролируется в режиме реального времени и вливается в бизнес-процессы предприятия и перестает быть «оторванным» активом с малоэффективным мониторингом, который случается время от времени.

 

Рисунок 2. Без интегрированных систем управления и мониторинга в реальном времени склад быстро превращается в «серую зону» бизнес-схемы предприятия

 

За рубежом такие средства называют системами управления складом (Warehouse Management System, или сокращенно WMS). Обычно они включают аппаратные и программные средства развертывания Wi-Fi-сети, мобильные компьютеры (терминалы), IP-телефонию, средства радиочастотной идентификации (RFID-метки), а также, по мере необходимости, другие технологии: IP-видеокамеры, датчики климата, дыма, огня, опасных веществ, беспроводные чипы на погрузчиках, носимые Wi-Fi-камеры охраны, роботизированные платформы.

Примером успешной реализации WMS является самая эффективная в мире складская система онлайн-ретейлера Amazon. Склады компании оснащены беспроводными сетями, множеством датчиков и используют 30 тыс. роботов, которые сокращают время отгрузки товаров до минимума, что делает возможным доставку за 24 часа по всей территории США. WMS делает возможным интеграцию складов Amazon в логистическую систему, в которой все процессы доставки от завода к потребителю максимально автоматизированы вплоть до сортировки товаров в пути и немедленной отправки товара со склада клиенту. Таким образом WMS увеличивает количество обработанных за сутки заказов, сокращает время пребывания товара на складе до минимума и почти исключает порчу и потерю продукции.

 

Элементы одной системы

Почти все современные устройства для интеграции склада в системы WMS используют беспроводное подключение Wi-Fi. В частности, IP-телефоны, ручные сканеры RFID-меток, компьютеры погрузчиков, камеры видеонаблюдения, терминалы сбора данных, сенсоры контроля климата, датчики безопасности и другие IoT-устройства.

Из-за большой площади складов, прилегающих территорий и зачастую их удаленности от центрального офиса беспроводная сеть является оптимальной с точки зрения финансовых затрат на развертывание и обслуживание.

Протянуть обычные кабели длиной более 500 м слишком дорого, поэтому на складах площадью 5-20 тыс. кв. м. часто используется одноранговая смешанная Wi-Fi-сеть (Mesh network), основанная на беспроводных узлах на крышах зданий. Эти узлы разделяют все ресурсы, такие как местные серверы, приложения и подключения к Интернету. Узлы могут подключаться к ПК, маршрутизаторам, точкам доступа внутри и вне зданий.

Организация смешанной Wi-Fi-сети позволяет организовать подключение разных систем. Например, двухдиапазонная точка доступа может по каналу 5 ГГц направлять «тяжелый» трафик между точками доступа, а по каналу 2,4 Ггц работать с мобильными терминалами, IP-камерами и другими клиентскими устройствами.

 

Рисунок 3. Пример смешанной сети для обеспечения Wi-Fi на большой площади

 

Авторизованные пользователи могут получить доступ к ресурсам сети из любого места, куда «добирается» сигнал Wi-Fi. Смешанная сеть является самоорганизующейся и может включать подвижные клиентские устройства, например автомобили, смартфоны, IP-телефоны, автопогрузчики, сканеры RFID, мобильные терминалы. Сеть Mesh, как правило, является изолированной, то есть без доступа в Интернет, что существенно повышает ее защищенность. Спроектировать и развернуть такую сеть сложно, поэтому для создания надежной Mesh Wi-Fi-сети всегда пользуются услугами специалистов.

Часто развертывание Wi-Fi-сети на складе, ангаре или в цеху начинается с требования обеспечить телефонной связью сотрудников, которые перемещаются по складскому помещению. Также среди наиболее частых причин — необходимость обеспечения видеонаблюдения и мониторинга в целях безопасности. При это видеонаблюдение на складе имеет свои особенности, поскольку часто связано со сканерами RFID, установленными в ключевых точках, например у выездов, дверей, в погрузочных зонах. IP-камеры и RFID-метки работают как «глаза» и «уши», непрерывно контролируя перемещение грузов. IP-камеры обеспечивают безопасную передачу данных с помощью методов шифрования и аутентификации WEP, WPA, WPA2, TKIP и AES. Видео можно просматривать удаленно с ПК или мобильного устройства, при этом IP-камеры более гибкие в применении: их можно перемещать по территории склада. На улице можно использовать автономные беспроводные камеры с питанием от солнечных панелей, а также устанавливать IP-камеры на подвижные платформы, включая автопогрузчики.

Компания Motorola первой создала доступные RFID-метки под названием BiStatix, которые использовали токопроводящие чернила на основе углерода вместо металлических чипов. Такие дешевые бумажные метки легко крепятся к любому типу товаров и позволяют интегрировать RFID-систему контроля с IP-видеонаблюдением. Сегодня в логистике, медицине, розничной торговле и других областях широко используются более совершенные высокочастотные метки с радиусом действия около 30 м. Современные системы RFID, интегрированные с IP-камерами, имеют множество аналитических функций, например, автоматически ведут видеозапись, когда товар, помеченный меткой, начинает перемещаться по складу.

 

Рисунок 4. Большинство современной складской техники и оборудования могут подключаться к сети Wi-Fi и без нее теряют эффективность

 

Современные складские погрузчики и транспортировщики палет также оснащаются модулями, поддерживающими стандарты Wi-Fi 802.11 a/b/g/n. Такие модули могут выполнять как простые функции текстового мессенджера для работы в шумных помещениях, так и собирать детальную информацию о передвижении погрузчика, перевезенных грузах и состоянии техники.

Помимо этого с помощью Wi-Fi-сети можно определить местоположение и перемещение сотрудников, работающих на складе. Важную роль играют и беспроводные датчики. Также при наличии Wi-Fi-сети на складе намного проще развернуть сенсорную сеть. Например, беспроводные датчики температуры стоимостью около $150 можно просто закрепить в нужных местах и оперативно перемещать в разные точки склада без необходимости прокладывать кабель для управления и питания. От двух обычных батареек АА такой датчик может работать автономно несколько лет в диапазоне температур от -18 до +55 °C.

В зависимости от типа товаров можно выбрать нужный тип датчиков, например сенсоры влажности для пищевых продуктов, датчики дыма и токсичных веществ для пожароопасных, ядовитых веществ и т. д. Помимо оперативного реагирования на нештатные ситуации подобные сенсорные сети помогают расследовать происшествия и интегрировать инфраструктуру склада в современный Интернет вещей (IoT), например умное освещение, климат и т. д.

 

Рисунок 5. Сеть Wi-Fi упрощает внедрение инноваций, таких как очки дополненной реальности

 

Не стоит забывать, что Wi-Fi-сеть — самый простой способ внедрения инновационных технологий. Так, немецкая компания Bechtle, управляющая 60 складами в Европе, с начала 2016 г. на своих складах использует очки дополненной реальности, связанные через Wi-Fi с сервером компании. С помощью таких очков работник склада может видеть названия товаров на стеллажах, данные по условиям хранения, сканировать штрих-коды без необходимости использования дополнительных терминалов. Такие устройства не только повышают эффективность работы, но и упрощают обучение сотрудников.

 

Особенности развертывания

Следует учесть, что развертывание Wi-Fi-сети в складском помещении и на прилегающей территории требует особого подхода к радиопланированию. Обычно простых решений недостаточно, так как склад — сложная среда с многочисленными помехами для радиосвязи. Прежде всего это относится к стеллажам с товаром. Например, простые всенаправленные точки доступа обеспечат надежную связь только на уровне верхних полок складских стеллажей. Современные точки доступа (AP) Wi-Fi 802.11n и 802.11ac с несколькими антеннами (MIMO) при установке на высоком потолке склада требуют максимальной мощности передатчика. Это вызывает переотражение сигнала и помехи между разными AP. Напротив, слишком малая мощность приводит к появлению мертвых зон. Кроме того, постоянное перемещение грузов и возможное изменение типов материалов (дерево, жидкости, металл) меняют радиообстановку. В итоге, в первую очередь страдают слабые источники сигнала, например ручные терминалы RFID и беспроводные сенсоры. Следует учитывать и другие факторы: низкую температуру внутри склада, возможную запыленность, вибрации, выхлопные газы и радиопомехи от работающих погрузчиков и автомобилей.

 

Рисунок 6. Радиопланирование на складе редко бывает простым и требует привлечения специалистов

 

При развертывании беспроводной сети на складах и прилегающих территориях следует учесть, что ее бесперебойное функционирование — залог того, что работа на складе не остановится, и предприятие не понесет убытки. Для этого необходимо выбрать правильную спецификацию оборудования, например, обычные офисные точки доступа не подойдут для склада стройматериалов. Также следует предусмотреть резервирование ключевого компонента сети — контроллера. При централизованной сети применяется резервный физический или виртуальный контроллер.

Разумеется, современные решения, например от Motorola Solutions (входит в состав компании Zebra), учитывают особенности функционирования Wi-Fi-сетей на складах. Также специализированные системы для складов способны автоматически адаптировать параметры сети под изменения радиообстановки и направлять трафик по самым эффективным каналам.

Тем не менее, тестирование оборудования и проверку конфигурации сети необходимо проводить в реальных условиях склада и с привлечением квалифицированных специалистов. В отличие от небольших офисных сетей, складские системы более сложные и дорогие, поэтому экономия на радиопланировании недопустима.

 

Заказ оборудования и радиопланирования

Если вашему бизнесу нужен современный надежный склад, который помогает увеличивать доход, а не является источником проблем и убытков, необходимо обратиться к специалистам в области развертывания соответствующих беспроводных сетей. Они не только помогут выбрать оптимальную конфигурацию оборудования и спланировать его размещение на складе, но и предложат варианты расширения технологических возможностей склада.

Прежде всего речь идет о качественном профессиональном оборудовании от известных брендов, например компании Motorola. Точки доступа, контроллеры сети, мобильные компьютеры, сканеры RFID и штрихкодов, а также другой «складской» продукции этой компании используется множеством компаний по всему миру. В настоящее время Motorola Solutions  является одним из лидеров отрасли. Преимущество Motorola Solutions в том, что компания предлагает комплексные решения, включающие WMS. Опросы, проведенные специалистами Zebra, показали, что сегодня 40 % складов не используют сложные беспроводные сети и WMS, а в 2018 г. таких устаревших складов будет всего 18 %. Очевидно, компании, которые не смогут адаптироваться к требованиям рынка, потеряют конкурентоспособность.

 

 

 

 

Смотрите также:

• Из чего состоит Wi-Fi сеть?
• Как построить Wi-Fi сеть?
• Реклама в Wi-Fi сетях