在科技飛速發展的當下,配送中心作為物流體系的關鍵節點,正積極尋求創新技術以提升運營效率和管理水平。UWB(Ultra Wide Band,超寬帶)技術,這一利用納秒至微米級非正弦波窄脈沖傳輸數據的無線通信技術,憑借其獨特優勢,正逐漸成為配送中心實現智能化轉型的有力助推器。
UWB 技術概述
UWB 技術的歷史可追溯到 20 世紀 40 年代,最初應用于軍事領域,如雷達、定位和通信系統。隨著技術的演進與法規的完善,2002 年,UWB 技術首次獲得美國聯邦通信委員會批準用于民用通信,此后開始在民用領域嶄露頭角。
其工作原理基于發送和接收脈沖間隔嚴格受控的高斯單周期超短時脈沖。與傳統通信技術不同,UWB 不采用正弦載波,而是利用極短脈沖進行通信,這使得信號帶寬極寬。接收機通過一級前端交叉相關器將脈沖序列直接轉換為基帶信號,省略了中頻級,極大降低了設備復雜性。UWB 無線系統的關鍵技術涵蓋脈沖信號串產生、調制、天線設計及接收機設計等方面。例如,產生納秒級脈沖信號源是 UWB 技術的基礎,可通過光電法或電子法實現,其中光電法前景廣闊,電子法應用廣泛但存在一定精度限制。在調制方式上,脈沖幅值調制(PAM)、脈沖位置調制(PPM)等多種方式適用于 UWB 技術,以實現信息傳遞。
UWB 技術的優勢
高精度定位
UWB 技術能夠提供厘米級的定位精度,這是其區別于其他傳統定位技術如 GPS、藍牙等的顯著優勢。在配送中心復雜的室內環境中,GPS 信號易受遮擋而減弱或丟失,藍牙定位精度相對較低,而 UWB 技術可精確確定人員、車輛和貨物的位置。以某大型物流配送中心為例,部署 UWB 定位系統后,對叉車的定位精度可達 10 厘米以內,能有效避免叉車在狹窄通道行駛時的碰撞風險,同時大幅提升貨物裝卸的準確性和效率。
抗干擾能力強
UWB 采用跳時擴頻信號,系統處理增益大。在發射時,將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊頻帶中,輸出功率甚至低于普通設備產生的噪聲,接收時再還原信號能量。這使得 UWB 在復雜電磁環境中,如配送中心內眾多電子設備同時運行的情況下,仍能保持穩定通信和定位,不易受到其他無線信號如 Wi-Fi、藍牙等的干擾,保障了系統的可靠性和穩定性。
系統復雜度低
UWB 技術的接收機省去了傳統通信設備中的中頻級,簡化了設備結構。同時,其信號處理過程相對簡單,無需復雜的載波調制和解調過程,降低了硬件成本和軟件開發難度。對于配送中心而言,這意味著更低的系統建設和維護成本,以及更便捷的系統部署和升級。
信號穿透能力強
UWB 信號能夠有效穿透墻體、貨架等障礙物,實現對被遮擋物體的定位和通信。在配送中心堆滿貨物的倉庫中,即使貨物阻擋了視線,UWB 技術仍能準確感知貨物背后的人員或設備位置,避免因視線受阻導致的管理盲區,提高了空間利用效率和管理的全面性。
UWB 技術在配送中心的應用場景
人員管理
在配送中心,人員的高效調度和管理至關重要。通過為員工配備 UWB 定位標簽,管理人員可在監控平臺實時掌握員工位置及工作狀態。例如,在貨物分揀環節,能迅速找到距離目標貨物最近的分揀員,合理分配任務,減少人員等待時間,提高分揀效率。同時,對于進入危險區域或限制區域的人員,系統可及時發出警報,保障人員安全。此外,利用 UWB 定位數據,還能對員工工作時長、活動軌跡等進行統計分析,為績效考核和工作流程優化提供數據支持。
車輛與設備調度
配送中心內叉車、AGV(自動導引車)等車輛設備眾多,合理調度這些設備對于提高物流效率至關重要。UWB 技術可實現對車輛的實時定位和軌跡追蹤,根據車輛位置和任務需求,智能調度系統能夠優化車輛行駛路線,避免車輛擁堵和碰撞,提高車輛運行效率。如在貨物搬運過程中,系統可根據叉車位置和貨物存放位置,規劃最佳搬運路徑,減少叉車行駛距離和時間,提升整體搬運效率。同時,通過設置車輛間安全距離,當車輛距離過近時,UWB 定位系統可及時發出預警,防止碰撞事故發生。
貨物追蹤與庫存管理
UWB 技術可用于貨物追蹤和庫存管理,實現貨物從入庫到出庫的全流程監控。在貨物入庫時,將 UWB 標簽與貨物綁定,標簽記錄貨物信息并實時發送位置信號。倉庫管理系統通過接收標簽信號,可隨時掌握貨物位置,快速查找所需貨物,提高貨物出入庫效率。在庫存盤點方面,UWB 定位系統可自動識別貨物位置和數量,與庫存管理系統數據實時比對,及時發現庫存差異,確保庫存數據準確性,減少人工盤點工作量和誤差。例如,某配送中心采用 UWB 貨物追蹤系統后,庫存盤點時間從原來的每周兩天縮短至半天,庫存準確率從 85% 提升至 98%。
智能倉儲布局優化
借助 UWB 技術對人員、車輛和貨物的精準定位數據,配送中心可對倉儲布局進行優化。通過分析人員和車輛的頻繁活動區域、貨物的存取頻率等數據,合理調整貨架布局和貨物存儲位置。將高頻存取貨物放置在靠近出入口或便于搬運的位置,減少人員和車輛行走距離,提高倉儲空間利用率和物流作業效率。同時,根據定位數據反饋,還可對通道寬度、作業區域劃分等進行優化,提升配送中心整體運營效能。