胡園一

(重慶市送變電工程安裝公司，重慶401122)

0 引言

物料管理是施工單位在現場工程實施中的一個至關重要的環(huán)節(jié)，從20世紀末開始，國外某些國家就已經開始使用自動化物料管理系統(tǒng)，本世紀初期已經向著智能化的管理方向發(fā)展［1］。我國物料現代化管理起步較晚，從2000年開始才出現迅猛的發(fā)展勢頭。但是，目前大多數施工單位在物料管理時仍采用人員手工方式進行管理，缺乏一套可靠的管理方法。同時由于人工管理存在數據易出錯、數據不一致、可靠性低等缺陷，使得管理成本大大增加，而且管理效率低下。因此，采用科學有效的物料管理對提高管理的有效性、可靠性，具有十分重要的現實意義。

目前在施工現場物料管理上存在不少問題，具體表現有:沒有做好定置管理，物料隨處擺放，物料實際情況與賬面記錄不符;物料混合放置且標識不清;賬與實物不符，物資存貨取貨操作過于依賴庫管和操作人員等。例如倉庫區(qū)域位置存貨和取貨大多憑倉庫內部傳統(tǒng)和人員經驗來操作，沒有通過信息化方式進行優(yōu)化，一方面造成效率低下，另一方面新來員工也需要較長時間才能熟悉區(qū)域與物料種類之間的對應關系;對先進先出的管理原則執(zhí)行效果不佳，沒有相應技術手段進行監(jiān)督，容易造成操作人員根據方便原則就近取貨，產生物料浪費現象;缺乏合適的盤點技術手段，盤點時必須停止物料收發(fā)作業(yè)，影響企業(yè)生產。

針對以上問題，本文探討一種基于無線射頻技術的施工現場物料管理系統(tǒng)，通過將物料輸入信息系統(tǒng)并采用智能化移動終端設備對物料進行管理，有效避免人工管理所產生的諸多問題。

1 無線射頻識別技術簡介

無線射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術，又稱電子標簽，其基本原理是利用空間電磁感應或者電磁傳播來識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。RFID系統(tǒng)的基本工作方法是將RFID標簽通過粘貼、插放、植入等方法安裝在被識別對象上，當貼有標簽的對象進入RFID讀寫器的閱讀范圍時，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產品信息，或者由標簽主動發(fā)送某一頻率的數據信息，讀寫器接收這些數據信息并進行解碼，然后傳送給計算機系統(tǒng)進行處理，從而完成整個信息的接受、識別和處理過程，基本模型如圖1。

圖1 RFID系統(tǒng)的基本模型

RFID系統(tǒng)的最主要特點是利用無線電波來傳送數據信息，不受空間距離的限制。其最大的優(yōu)點在于無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸，而能夠對移動的物體實現自動識別，它的這一特點是目前其它的自動識別技術所不具備的。表1比較了目前常用識別系統(tǒng)的優(yōu)缺點。

表1 目前常用識別系統(tǒng)比較

由表1可以看出利用RFID技術的特性，可以解決很多底層數據采集的瓶頸問題［2］。比如在物料庫存管理中，大部分的操作過程所處理的信息都來自于最初產品包裝上所采集到的數據信息。由于物料產品品種繁多，數量龐大，同時清點操作一般都由人工完成，所以在這一過程中很可能會出現大量的操作失誤。另外，傳統(tǒng)的數據采集工作必須暫停業(yè)務，而不能在動態(tài)的情況下完成。由此可見傳統(tǒng)的數據采集工作不但會影響數據的準確性，而且效率低下。利用RFID技術的上述特征，就可以很好的解決這些問題。

近年來我國已經開始重視RFID的應用，將它的發(fā)展規(guī)劃、產業(yè)化問題列入國家的中長期發(fā)展規(guī)劃，包括國家的“863項目”等相關的課題中。可以很確定地說，RFID在中國具有很大的發(fā)展前景，新的市場機遇將隨處可見。目前，國內已有很多單位在應用 RFID［3，4］，如大型商場中普遍使用的“RFID標簽防盜系統(tǒng)”，在醫(yī)院中運用的“護士RFID標簽管理系統(tǒng)”，在貨運物流領域應用RFID技術，實現貨車車輛、貨物貨箱、鏟車的統(tǒng)一化、聯(lián)動化管理，此外還有我國的整個鐵路調度系統(tǒng)和通信系統(tǒng)，以及中國郵政的RFID郵包分揀系統(tǒng)等。以上可以看出RFID技術的運用已廣泛，今后將進一步拓展其業(yè)務領域。

2 施工現場物料管理網絡系統(tǒng)的構建

施工現場的物料管理網絡系統(tǒng)，主要包括智能移動手持終端、無線網絡和中央服務器。智能移動手持終端作為前端設備，實現對數據采集和預處理。設備包括Android系統(tǒng)的RFID讀寫模塊以及編寫的應用程序;無線網絡實現數據高速、可靠地傳輸，中介設備主要是一個無線路由器;中央服務器主要是編寫一套應用軟件，綜合運用RFID射頻技術實現對物料統(tǒng)一編號的寫入和讀取，運用B/S模型的Web架構實現對物料的出入庫操作，并在后臺實現物料信息的維護和RFID標簽信息的生成管理及添加、刪除、更改、查詢等操作，形成相關的一整套代碼、文檔、表格等信息內容。系統(tǒng)構架圖如圖2所示。

圖2 物料管理網絡系統(tǒng)構架

以下以鋼材為例簡要說明該系統(tǒng)的運行模式。

鋼材庫以重量作為計量單位，該物料為長期保存物料，運輸方式主要為液壓車及鏟車等機械裝備，在管理上采用在運輸車和物料上分別貼標簽的方式，其中車載RFID標簽用于識別運輸車的屬性及重量，金屬RFID標簽用于粘貼在鋼材上對該批物料進行標識。RFID讀寫器部署于出入庫稱重器的旁邊，兩個天線分別安裝在稱重器兩端的地面上，通過天線號讀取標簽的順序來判斷運輸車是入庫還是出庫。智能移動終端用于為操作者指示前往庫位信息和編碼驗證信息，并可通過無線網絡與后臺信息系統(tǒng)相連。經中央服務器處理后將物料庫存信息公布于企業(yè)信息系統(tǒng)，企業(yè)相關人員可通過智能移動終端實時查詢。

3 物料的標識與信息庫的建立

物料的標識是貼在產品上的唯一標識每一件產品的標簽編碼，是建立管理系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。物料的標簽編碼要求具有唯一性、統(tǒng)一性和穩(wěn)定性。唯一性即編碼結構必須保證每一個對象僅有唯一的代碼，統(tǒng)一性即標簽編碼要與國際通用商品分類編碼制度相協(xié)調，穩(wěn)定性即標簽編碼要符合同一編碼標準，不宜頻繁變動。

RFID編碼體系存在三個標準體系，分別為ISO標準體系、EPC Global標準體系和Ubiquitous ID標準體系。射頻標簽的編碼是采用通用的EPC編碼［5］，編碼結構如表2所示。EPC是賦予物品的唯一的電子編碼，其位長通常為64位或96位，也可擴展為256位，主要存放企業(yè)代碼、商品代碼和序列號等。最新的GEN2標準的EPC編碼可兼容多種編碼。EPC中間件對讀取到的EPC編碼進行過濾和糾錯等處理后，輸入到企業(yè)的業(yè)務系統(tǒng)中。ONS服務器根據EPC編碼及用戶需求進行解析，以確定與EPC編碼相關的信息存放在哪個EPCIS服務器上。EPCIS服務器存儲并提供與EPC相關的各種信息。這些信息通常以PML的格式存儲，也可以存放于數據庫中。

表2 常見RFID標簽的EPC編碼組成結構

運用RFID技術對物料進行有效標識，從而使實際物料和信息系統(tǒng)建立映射，由此得到物料信息庫，為系統(tǒng)高效、可靠地對物料信息進行管理提供條件。

4 入庫管理

入庫管理模塊負責對入庫的貨物進行驗收，以及歸類建立數據庫等處理。在由人工管理庫存的情況下，通常采取定貨定區(qū)的方法，以便于查找和避免存儲差錯，這種存放原則雖然簡單，但是卻造成了極大的庫存空間浪費。每一塊區(qū)域，都會確定安排存放某種物品，所以即使該位置空余，其他貨品也不能占用。而將RFID智能終端物料管理系統(tǒng)引入后，可以迅速地安排貨位，同時通過智能移動終端可以很方便地查找貨物信息并實現精確定位。主要流程如圖3所示:

圖3 物料入庫流程圖

(1)庫房收到供應商的發(fā)貨通知單，供應方發(fā)貨;

(2)庫房管理系統(tǒng)根據通知單中預接受貨物的類型、數量選擇庫區(qū)并預分配儲位;

(3)貨物進入檢貨區(qū)后，固定RFID閱讀器自動對貨物進行批量讀取，采集貨物信息，并將信息發(fā)送至中央管理系統(tǒng);

(4)中央管理系統(tǒng)即對實際驗收通過的入庫貨物進行確認并與進貨通知單核對，確認合法后發(fā)放入庫通知單并進行后續(xù)處理，否則反饋信息至庫房管理員拒絕入庫;

(5)庫房管理系統(tǒng)通過無線網絡檢索空閑叉車，調度叉車搬運貨物入庫;

(6)搬運員通過手持RFID讀寫器將入庫后的物品信息上傳至后臺數據庫中;

(7)數據庫建立后可通過無線網絡，利用智能移動終端在庫房環(huán)境中對物料實現精確跟蹤、定位和管理。

5 出庫管理

出庫管理模塊主要根據所收到的用料通知單，對將出庫的貨物進行分揀處理，出庫核實并進行出庫管理。倉庫管理員在接到商品出庫領貨單時，通過智能移動終端定位物料，同時借助手持式讀寫器讀取物料相關信息，與傳統(tǒng)人工方法比較，方便快捷，效率提高。商品在出倉庫出口時，需通過設置在倉庫出口的門式讀寫器讀入出庫商品的RFID標簽編碼，凡是經過門式讀寫器讀記錄的商品，會自動在電腦數據庫里產生出庫記錄，并生成出庫單。當商品出庫時，系統(tǒng)庫存數據實時更新。在出庫口，由倉庫管理員按商品出庫領貨單照單做最后的驗貨，以保證發(fā)貨的準確性，以免造成難以挽回的損失。若發(fā)現錯誤，可及時采取補救措施糾正。其業(yè)務流程如圖4所示。

圖4 物料出庫流程圖

(1)庫房管理系統(tǒng)接收到施工部門的用料通知;

(2)庫房管理系統(tǒng)從數據庫中調出所需物料的貨位，發(fā)送清單至搬運人員的移動終端;

(3)操作人員利用手持移動RFID讀寫器將操作結果通過無線網絡傳輸給庫存管理系統(tǒng);

(4)物料搬運至出庫房的自動分揀系統(tǒng);

(5)通過分揀系統(tǒng)上安裝的自動識別設備，在物料輸送運輸過程中閱讀其RFID標簽，并確定其屬于何施工部門;

(6)物料搬運至出庫口，用手持移動設備掃描驗證貨物信息，與發(fā)貨單對照，并將檢驗結果發(fā)送至庫房管理員;

(7)出庫并更新庫房信息數據庫，回收RFID標簽。

6 庫房盤點

庫房盤點模塊是對現存的物料進行種類和數量的清點，對實際庫存數量和賬面數量進行核對，同時對達到闕值的物料向相關人員發(fā)出提示預警。在傳統(tǒng)的庫存管理中，貨物都堆放在倉庫中，盤點操作需要人工現場筆錄信息，尤其在施工現場，常有大型物料不易移動，大大增加了清點的難度。盤點數據采集后，還需要人工錄入數據，這樣不僅占用了大量的人力物力資源，而且增加了人為錯誤的機率。并且，在盤點過程中，需要停止所盤點貨物的入庫、出庫業(yè)務。而RFID智能終端物料管理系統(tǒng)引入后，只需幾名工作人員攜帶手持RFID讀寫器即可在短時間內完成物料的清點，精確度極高，而且錄入同時就可將實時數據傳回中央處理系統(tǒng)，大大簡化了操作。其業(yè)務流程如圖5所示:

圖5 物料盤點流程圖

(1)制定計劃，生成盤點表;

(2)庫房管理系統(tǒng)將盤點表發(fā)送至相關人員的智能移動終端;

(3)操作人員根據收到的清單，使用手持RFID讀寫器讀取物料信息，并將信息發(fā)送回系統(tǒng);

(4)系統(tǒng)將實時讀取的數據與數據庫中的數據比較，得出損益信息報告，匯報給領導部門;

(5)領導批準損益更改后，更新數據庫，保存盤點信息;

(6)盤點結束后，若當某物料的保質期將至或庫存量降至預設闕值時，系統(tǒng)會自動將警告信息發(fā)送至相關人員的智能移動終端，提醒相關人員做出相應的措施。

7 結語

基于RFID的智能移動終端物料管理系統(tǒng)在我單位投入使用后，為施工部門帶來了極大的方便，出入庫流程得到了簡化，盤點效率得到了很大提高，同時大幅提高了物料分配的準確率，加快了供料的速度，并降低了人力成本。從目前的情況來看，人力成本降低了25%，經濟效益提高30% ～40%，管理效率提高30%以上。我們有理由相信，隨著RFID技術的進一步成熟和理論研究的進一步深入，RFID技術在供應鏈管理中還將會獲得更多的應用。

［1］Chao CC，Yang JM，Jen WY.Determining Technology Trends and Forecasts of RFID by a Historical Review and Bibliometric Analysis from 1991 to 2005［J］.Technovation，2007，27:268-279.

［2］張琪.物聯(lián)網要把握技術創(chuàng)新命脈［EB/OL］.http://www. gdic. gov. cn/detail/tabid/56/mouid/389/Id/1718/Default.aspx.2009-11-13/2011-10-22.

［3］廖燕，魯耀武.RFID技術在供應鏈管理中的應用研究［J］.物流科技，2008，(3):115-118.

［4］耿雪霏.RFID技術在供應鏈管理中的應用［J］.物流科技，2005，(7):79-81.

［5］王忠敏.EPC技術基礎教程［M］.北京:中國標準出版社，2004:35-30.