Kolektor danych Android WMS - parametry sprzętu i praca w sieci

Kolektor danych z Androidem pracuje przez całą zmianę w rękach kilku operatorów: przy rampie, w alejkach regałowych, a czasem w chłodni. O tym, czy Android WMS sprawdzi się w praktyce, rozstrzyga więc najpierw sprzęt, a dopiero potem aplikacja. Studio WMS.net działa na terminalach przemysłowych klasy Zebra lub Honeywell oraz na tabletach i smartfonach z Androidem, ale każda z tych grup ma inne ograniczenia.

Ten tekst porównuje parametry, które warto zestawić przed zakupem floty. Zaczyna od obudowy i klasy szczelności, potem opisuje moduł skanujący i baterię. Dalej omawia sposób wprowadzania danych, zachowanie urządzenia bez Wi-Fi oraz wsparcie systemu Android. Rejestrację całej floty i profile użytkowników opisano osobno, w artykule o wdrożeniu programu magazynowego przez MDM. Tutaj punktem wyjścia jest jedno urządzenie w ręku magazyniera.

Kolektor danych Android WMS a zwykły smartfon

Kolektor danych Android WMS wygląda jak telefon, ale konstrukcyjnie jest narzędziem. Ma wzmocnioną obudowę i dedykowany moduł skanujący uruchamiany bocznym spustem. Smartfon konsumencki wykonuje te same zadania w aplikacji, lecz odczytuje kody aparatem i wymaga ostrożnego obchodzenia się z ekranem.

Różnica ujawnia się po kilku tygodniach eksploatacji, a nie w dniu zakupu. Telefon z pękniętą szybą zwykle trzeba wymienić w całości. Wiele kolektorów projektuje się z myślą o serwisie, więc baterię czy osłonę ekranu wymienia się osobno. Cena jednostkowa kolektora jest wyższa, ale awaria w środku zmiany kosztuje więcej, bo zatrzymuje kompletację zleceń.

Reguła: urządzenie dobiera się do najtrudniejszej strefy, w której będzie pracować, bo operator przenosi je między strefami w ciągu jednej zmiany.

Obudowa i odporność na upadki

Klasa szczelności zapisywana jako IP i dwie cyfry opisuje ochronę obudowy zgodnie z normą IEC 60529. Pierwsza cyfra dotyczy pyłu (skala od 0 do 6), druga wody (skala od 0 do 9). W magazynie liczą się przede wszystkim pył z kartonów i wilgoć z chłodni.

Ochrona IP nie mówi nic o wytrzymałości mechanicznej. Ta jest deklarowana osobno jako upadek na beton z określonej wysokości, zwykle 1,2-1,5 m, a producenci podają też liczbę powtórzeń próby. Warto sprawdzić, czy próba dotyczyła urządzenia z założoną baterią i osłoną ekranu, bo bez nich wynik bywa gorszy.

Temperatura pracy i kondensacja

Standardowy zakres pracy kolektora obejmuje temperatury od kilku stopni poniżej zera do kilkudziesięciu stopni powyżej zera. Do chłodni i mroźni producenci często oferują osobne warianty z ogrzewanym ekranem albo baterią przystosowaną do niskich temperatur, a zakres trzeba odczytać z karty produktu. Osobny problem to kondensacja: urządzenie wyniesione z mroźni do ciepłej hali pokrywa się wilgocią, więc w takich strefach warto przewidzieć krótką aklimatyzację w przedsionku.

Moduł skanujący i przekazanie skanu do aplikacji

Moduł skanujący wpływa na tempo pracy bardziej niż procesor. Skaner laserowy odczytuje wyłącznie kody jednowymiarowe, na przykład EAN-13 i Code 128, i wymaga ustawienia linii skanu w poprzek kodu. Imager 2D fotografuje etykietę, więc odczytuje kody liniowe, a także DataMatrix i QR, z dowolnej orientacji.

• Skaner laserowy 1D - tańszy, odczytuje tylko kody liniowe i gorzej radzi sobie z etykietami uszkodzonymi.
• Imager 2D - odczytuje kody liniowe i dwuwymiarowe, także z ekranu, a wersje dalekiego zasięgu (ER) sięgają wyższych poziomów regału.

W magazynie z regałami wysokimi zasięg odczytu ma znaczenie równie duże jak rodzaj kodu. Etykieta lokalizacji na trzecim poziomie, oddalona od operatora o kilka metrów, wymaga modułu dalekiego zasięgu, a standardowy imager jest zwykle przewidziany na odległości rzędu kilkudziesięciu centymetrów. Szerzej o doborze skanera pisze artykuł program magazynowy ze skanerem, a o strukturze etykiet paletowych tekst o etykiecie GS1.

Odczyt trafia do aplikacji na dwa sposoby: jako tekst wpisany jak z klawiatury (keyboard wedge) albo jako komunikat systemu Android (intent) z treścią kodu i nazwą symbologii. Drugi sposób nie wymaga aktywnego pola tekstowego, więc zmiana fokusu w trakcie skanowania nie gubi odczytu. Oba tryby opisano w tekście o aplikacji magazynowej na Androidzie.

Bateria i ładowanie na zmianie

Pojemność baterii podaje się w mAh, ale do oszacowania czasu pracy potrzebna jest energia w watogodzinach. Bateria 4000 mAh o napięciu nominalnym 3,8 V magazynuje około 15,2 Wh. Jeżeli ekran i radio Wi-Fi pobierają średnio 2 W, urządzenie pracuje około 7,6 godziny. To przykład z założonymi wartościami, a rzeczywisty pobór trzeba zmierzyć na własnej aplikacji i własnej sieci Wi-Fi.

Pełna zmiana trwa osiem godzin, więc przy takim poborze bateria nie dowozi jej końca. Ogniwa litowo-jonowe tracą pojemność z każdym cyklem ładowania, więc w planie kosztów floty trzeba uwzględnić wymianę baterii.

• Bateria wymienna - część modeli pozwala zmienić ją w trakcie pracy, co eliminuje przestój na ładowanie.
• Stacja dokująca - ładuje urządzenie w miejscu odkładania i wymusza porządek: kolektor wraca na to samo stanowisko.
• Ładowanie przez USB-C - wygodne w serwisie, ale otwarte złącze wymaga zaślepki, żeby zachować deklarowaną klasę IP.
• Wygaszanie ekranu - wydłuża czas pracy, lecz zbyt krótkie ustawienie zmusza operatora do ciągłego budzenia urządzenia.

Klawiatura fizyczna czy ekran dotykowy

Kolektor z klawiaturą numeryczną pozwala wpisać ilość jednym ruchem kciuka, bez patrzenia na ekran i bez zdejmowania rękawic. Urządzenie wyłącznie dotykowe daje większy wyświetlacz i czytelniejszą listę pozycji, ale wymaga trybu rękawic w ustawieniach ekranu oraz dużych przycisków w aplikacji. Wybór zależy od tego, czy operator częściej wpisuje liczby, czy przegląda zadania.

Ekran pojemnościowy reaguje na dotyk przewodzącej powierzchni, więc bez trybu rękawic nie działa przez grubszy materiał. Tryb rękawic zwiększa czułość, ale zwiększa też ryzyko przypadkowych dotknięć dłonią, dlatego aplikacja powinna zatwierdzać operacje przyciskiem o wyraźnym, dużym obszarze.

Reguła: jeśli operator wpisuje ilości częściej niż przegląda listy, kupuje się kolektor z klawiaturą fizyczną.

Według opisu Studio WMS.net tablety 10 cali stosuje się przy stanowiskach kompletacji i kontroli jakości, gdzie liczy się większy ekran. Smartfony z dedykowaną aplikacją to rozwiązanie dla mniejszych magazynów bez budżetu na sprzęt przemysłowy. Terminale klasy Zebra lub Honeywell z wbudowanym skanerem 1D i 2D obsługują natomiast pracę zmianową.

Praca kolektora bez Wi-Fi

Metalowe regały i betonowe stropy między antresolami tłumią sygnał Wi-Fi, a operator przechodzi w ciągu zmiany przez zasięg wielu punktów dostępowych. Kolektor musi więc płynnie przełączać się między nimi (roaming), a aplikacja nie może zakładać, że każde żądanie do serwera dojdzie za pierwszym razem. Rozwiązaniem jest lokalna kolejka: skan zapisuje się na urządzeniu i wychodzi do serwera, gdy łączność wraca.

Kolejka wymaga jednego zabezpieczenia. Każda operacja dostaje unikalny identyfikator w chwili skanu. Jeżeli potwierdzenie z serwera zginie po drodze, urządzenie wyśle ten sam skan drugi raz, a serwer musi rozpoznać powtórkę i nie księgować jej podwójnie. Poniższy przykład T-SQL pokazuje ten mechanizm, a nazwy tabel są przykładowe i nie odpowiadają schematowi konkretnego produktu.

CREATE TABLE dbo.OperacjaTerminala (
    OperacjaId   uniqueidentifier NOT NULL PRIMARY KEY,
    TerminalId   int              NOT NULL,
    Zeskanowano  datetime2(0)     NOT NULL,   -- czas nadany na urządzeniu
    Kod          nvarchar(100)    NOT NULL,
    Przyjeto     datetime2(0)     NOT NULL DEFAULT SYSUTCDATETIME()
);

BEGIN TRY
    INSERT INTO dbo.OperacjaTerminala (OperacjaId, TerminalId, Zeskanowano, Kod)
    VALUES (@OperacjaId, @TerminalId, @Zeskanowano, @Kod);
END TRY
BEGIN CATCH
    -- 2627 i 2601: naruszenie klucza, skan już przyjęty wcześniej
    IF ERROR_NUMBER() NOT IN (2627, 2601) THROW;
END CATCH;

Reguła: identyfikator operacji nadaje urządzenie w chwili skanu, a nie serwer w chwili odbioru.

Klucz główny odrzuca powtórzony identyfikator, a wyjątek inny niż duplikat jest zgłaszany dalej instrukcją THROW opisaną w dokumentacji Microsoft Learn. Kolejność zdarzeń zapewnia znacznik czasu nadany na urządzeniu w chwili skanu, a nie w chwili wysyłki. Studio WMS.net, według opisu producenta, po odzyskaniu Wi-Fi synchronizuje zakolejkowane dane z centralną bazą i zachowuje kolejność oraz oznaczenia czasowe.

Konflikty powstają dopiero wtedy, gdy dwa urządzenia zeskanowały tę samą paletę w trakcie przerwy w łączności. Potrzebna jest wtedy reguła scalania, na przykład przyjęcie operacji o wcześniejszym znaczniku czasu i skierowanie drugiej do wyjaśnienia. Ochronę transmisji w samej sieci Wi-Fi omawia tekst terminal radiowy w magazynie - łączność Wi-Fi i ochrona transmisji.

Peryferia i ergonomia kolektora

Kolektor rzadko pracuje sam. Jeżeli proces przewiduje drukowanie etykiet przy przyjęciu towaru, urządzenie musi współpracować z drukarką mobilną, zwykle przez Bluetooth, a wydruk sterowany jest językiem drukarki, na przykład ZPL. Przy dużej liczbie skanów w ciągu godziny sprawdza się też skaner pierścieniowy noszony na palcu, który zwalnia drugą rękę.

Ergonomię mierzy się masą urządzenia i sposobem chwytu. Kolektor cięższy o kilkadziesiąt gramów jest odczuwalny dopiero po kilku godzinach, ale to właśnie po kilku godzinach spada tempo pracy. Uchwyt pistoletowy poprawia komfort skanowania z dystansu, lecz utrudnia wpisywanie danych klawiaturą. Jasność ekranu ma znaczenie na rampie w pełnym słońcu, a w wąskich alejkach ważniejszy jest kąt widzenia.

Wsparcie systemu Android i zdalne zarządzanie

Kolektor z Androidem starzeje się szybciej niż sam sprzęt, bo aplikacja wymaga minimalnej wersji systemu, a łatki bezpieczeństwa producent wydaje przez ograniczony czas. Przed zakupem trzeba więc sprawdzić, jak długo producent deklaruje aktualizacje danego modelu, a nie tylko jaką wersję Androida urządzenie ma w dniu dostawy. Od wersji 8.0 system ogranicza też pracę aplikacji w tle, więc synchronizacja kolejki offline powinna korzystać z mechanizmów systemowych, takich jak WorkManager, które uruchamiają wysyłkę po powrocie sieci.

Flotą kolektorów zarządza się przez oprogramowanie MDM (Mobile Device Management). Pozwala ono instalować aplikację zbiorczo, blokować nieautoryzowane programy i odczytywać stan baterii bez fizycznego dostępu do urządzenia. Android udostępnia dla urządzeń dedykowanych tryb kiosku (lock task mode), który ogranicza ekran do wskazanych aplikacji. Opisuje go dokumentacja Androida dla urządzeń dedykowanych.

Model zakupu floty i sposób rozliczania sprzętu omawia artykuł aplikacja magazynowa Android - dobór urządzeń i zarządzanie flotą. Ten sam sprzęt bywa też potrzebny w magazynie wysokiego składowania, gdzie wymagania dotyczące zasięgu skanera i Wi-Fi są najostrzejsze, o czym pisze tekst o aplikacji dla magazynów wysokiego składowania.

Dobór kolektora do strefy magazynu

Jedna flota rzadko pasuje do całego obiektu. Poniższe zestawienie łączy strefę z wymaganiami wobec urządzenia. Wartości są zasadami doboru, a nie parametrami konkretnego modelu.

Kolektor przenośny nie zawsze jest właściwym urządzeniem. Na wózkach widłowych obsługujących wysokie poziomy stosuje się terminal montowany na stałe, opisany w tekście o terminalu radiowym w magazynie. W stałych punktach kontroli jakości wystarcza tablet. Identyfikację pojemników czytnikiem UHF opisuje artykuł o RFID dla pojemników magazynowych.

Na etapie zakupu opłaca się przeprowadzić pilotaż na kilku sztukach w najtrudniejszej strefie, przez pełny tydzień pracy, razem z rejestracją awarii i czasu ładowania. Wyniki takiego pilotażu przekładają się na liczbę baterii zapasowych i stacji dokujących. Po każdej operacji z kolektora aktualizują się stany magazynowe, więc błędy sprzętowe widać w liczbach, zanim zauważy je kierownik zmiany. Przegląd urządzeń mobilnych stosowanych z systemem prowadzi także strona SoftwareStudio o terminalach radiowych.