吳加春

(鹽城生物工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 鹽城 224000)

0 引言

在目前的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下，物流企業(yè)為提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力，需要不斷引入新技術(shù)來(lái)提升物流作業(yè)效率、減少物流損耗與成本。在物流管理領(lǐng)域，供應(yīng)鏈的優(yōu)化整合有重要的意義，可以據(jù)此來(lái)有效實(shí)現(xiàn)物流降本增效目的，而這種整合主要是通過(guò)優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)管理流程而實(shí)現(xiàn)，有必要進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的研究。本文進(jìn)行這種系統(tǒng)研究時(shí)，引入了射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)，以滿(mǎn)足零備件物流倉(cāng)儲(chǔ)效率和準(zhǔn)確性要求，對(duì)解決傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)管理相關(guān)的問(wèn)題可提供參考作用。

1 RFID技術(shù)的構(gòu)成

目前，在智能識(shí)別和自動(dòng)控制領(lǐng)域，RFID技術(shù)開(kāi)始被廣泛應(yīng)用，這種技術(shù)主要是在電磁場(chǎng)作用下，基于無(wú)線(xiàn)射頻模式而實(shí)現(xiàn)通信目的，可以對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行高效快速地檢測(cè)和識(shí)別[1]。RFID系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，不同的頻段條件下，相應(yīng)的通信距離存在明顯差異，且應(yīng)用場(chǎng)景也各有不同。以下對(duì)RFID系統(tǒng)組成情況進(jìn)行簡(jiǎn)述。

1.1 RFID系統(tǒng)組成

這種系統(tǒng)可總體上劃分為軟硬件單元兩部分，其中硬件部分主要有讀寫(xiě)器、電子標(biāo)簽、天線(xiàn)等，且天線(xiàn)大部分為集成式的。軟件部分則包括管理單元和數(shù)據(jù)采集單元[2]。在運(yùn)行過(guò)程中其中的讀寫(xiě)器讀取標(biāo)簽信息，且將其中的信息發(fā)送到管理系統(tǒng)。后者接收到信息后進(jìn)行一定處理后，控制相關(guān)單元進(jìn)行操作，滿(mǎn)足業(yè)務(wù)要求。

1.2 RFID系統(tǒng)工作原理

射頻識(shí)別系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信功能，在運(yùn)行過(guò)程中一般基于電磁耦合模式傳遞數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)器與電子標(biāo)簽在進(jìn)行通信時(shí)，相應(yīng)的信號(hào)可基于不同模式進(jìn)行耦合：其一為電感耦合，也就是基于交變磁場(chǎng)而耦合。其二則為電磁反向散射耦合：輸出的信號(hào)被電子標(biāo)簽反射后采集了其攜帶的信息。由此分析可知在整個(gè)信息交換期間，讀寫(xiě)器可發(fā)揮一定控制和處理功能。讀寫(xiě)器的內(nèi)部設(shè)置了多個(gè)模塊，主要如射頻模塊(主要用于收發(fā)信息)、讀寫(xiě)模塊(可通過(guò)其解碼接收的信息，同時(shí)對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行編碼)、天線(xiàn)，可以據(jù)此滿(mǎn)足各方面應(yīng)用要求。

2 基于RFID的備件倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1.1 整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

這種系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，相應(yīng)的采集信息設(shè)備為閱讀器和Web端，可以通過(guò)這些對(duì)電子標(biāo)簽中的信息進(jìn)行采集，據(jù)此為倉(cāng)儲(chǔ)管理提供支持。RIFD技術(shù)輔助下進(jìn)行出入庫(kù)操作，使得備件倉(cāng)儲(chǔ)管理的效率和準(zhǔn)確性顯著提高，且在增加倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益方面也有重要的意義[3]。這種管理系統(tǒng)從總體上分可劃分為3個(gè)部分：數(shù)據(jù)采集、傳輸以及業(yè)務(wù)應(yīng)用等。其中第一部分應(yīng)用RFID技術(shù)而讀取電子標(biāo)簽中的信息，而進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。對(duì)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)WiFi傳輸，相應(yīng)的傳輸速率可滿(mǎn)足要求。業(yè)務(wù)應(yīng)用部分主要是存儲(chǔ)了相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，這3個(gè)部分結(jié)合起來(lái)可以高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采集，而滿(mǎn)足總體應(yīng)用相關(guān)要求。如圖1所示，顯示出本系統(tǒng)的總體架構(gòu)情況。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

2.1.2 技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

無(wú)線(xiàn)射頻系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，不必進(jìn)行物理接觸，表現(xiàn)出較高的環(huán)境適用性。根據(jù)實(shí)際使用結(jié)果表明，這種系統(tǒng)的特征表現(xiàn)為效率高，讀寫(xiě)速度極快、操作控制方便，功耗小，其性能明顯高于傳統(tǒng)手持掃描模式，可很好地滿(mǎn)足倉(cāng)儲(chǔ)管理相關(guān)要求[4]。在庫(kù)房各區(qū)域設(shè)置RFID讀寫(xiě)器，這樣在應(yīng)用過(guò)程中可以通過(guò)讀取電子標(biāo)簽而方便的獲取貨物的各方面信息，然后將所得信息通過(guò)電磁耦合作用發(fā)送到中間件。后者進(jìn)行一定業(yè)務(wù)處理，最終處理后的信息發(fā)送到管理系統(tǒng)中，管理系統(tǒng)在接收到信息后分析處理，據(jù)此更新倉(cāng)儲(chǔ)中的出入庫(kù)信息。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

這種系統(tǒng)從總體上劃分可分為兩個(gè)部分，分別為倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)和RFID識(shí)別采集系統(tǒng)，相應(yīng)的運(yùn)行流程情況具體如圖2所示。

2.2.1 RFID識(shí)別采集模塊

在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中可通過(guò)此模塊來(lái)傳遞信息，且有效地結(jié)合起軟硬件部分，為系統(tǒng)總體功能實(shí)現(xiàn)提供支持。該模塊的主要功能為數(shù)據(jù)掃描、加工、傳遞等，根據(jù)功能進(jìn)行劃分，可將其進(jìn)一步劃分為數(shù)據(jù)采集和業(yè)務(wù)處理單元。在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)數(shù)據(jù)采集單元提供業(yè)務(wù)處理相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)送處理后的信息，據(jù)此來(lái)滿(mǎn)足信息管理要求[5]。

2.2.2 倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)

此系統(tǒng)可劃分為多個(gè)模塊，以下進(jìn)行具體說(shuō)明：

(1)基本信息模塊?？梢酝ㄟ^(guò)此模塊修改用戶(hù)相關(guān)信息，接收上位機(jī)發(fā)送的信息等。

(2)原材料模塊。一般通過(guò)此模塊進(jìn)行原材料購(gòu)買(mǎi)申請(qǐng)、鑒定相關(guān)操作。通過(guò)RFID編號(hào)對(duì)貨物進(jìn)行標(biāo)識(shí)，據(jù)此來(lái)確認(rèn)購(gòu)買(mǎi)原材料信息。倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，如果出現(xiàn)庫(kù)存報(bào)警、原材料不足相關(guān)的信號(hào)，則應(yīng)該補(bǔ)貨。在購(gòu)買(mǎi)原材料時(shí)，先申請(qǐng)購(gòu)買(mǎi)，選擇貨物信息，然后自動(dòng)得到相關(guān)的訂單號(hào)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鑒定分析。判斷分析原料農(nóng)殘情況，在判斷分析原料合格條件下提請(qǐng)領(lǐng)導(dǎo)審批，在不符要求情況下打回采購(gòu)申請(qǐng)。在審批通過(guò)后則計(jì)劃裝箱提交，對(duì)裝貨箱上RFID編碼進(jìn)行掃描，據(jù)此而確保裝箱目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，從裝箱開(kāi)始，將唯一的RFID編號(hào)賦予貨物，為其后的信息查詢(xún)提供支持。在全部的操作都結(jié)束后，提交訂單，進(jìn)行下一步的操作。

(3)車(chē)輛模塊?？赏ㄟ^(guò)此模塊盤(pán)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)全部車(chē)輛信息，且對(duì)車(chē)輛進(jìn)行安排和規(guī)劃。在購(gòu)入原材料后，車(chē)輛需求中的相關(guān)目標(biāo)分配車(chē)輛信息會(huì)顯示出?；谘b箱信息而對(duì)車(chē)輛進(jìn)行安排，通過(guò)上級(jí)部門(mén)審批提交的車(chē)輛需求單，在審批通過(guò)后則進(jìn)行出車(chē)。出車(chē)時(shí)，應(yīng)該選擇預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，為其后的調(diào)度提供支持。車(chē)輛到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)且在確認(rèn)后，則分配過(guò)程結(jié)束。用戶(hù)可以通過(guò)此模塊查詢(xún)車(chē)輛的使用狀況，為車(chē)輛過(guò)管理提供支持和依據(jù)。

(4)入庫(kù)模塊。實(shí)現(xiàn)貨物的入庫(kù)操作。在入庫(kù)單匹配情況下掃描相應(yīng)的貨物信息，接著對(duì)比分析入庫(kù)單和掃描信息，在滿(mǎn)足匹配要求情況下發(fā)送數(shù)據(jù)，相反情況下則填寫(xiě)出錯(cuò)信息且進(jìn)行保存。當(dāng)車(chē)輛完工后，入庫(kù)申請(qǐng)信息會(huì)顯示出。在檢查發(fā)現(xiàn)貨物的數(shù)量和檢測(cè)都滿(mǎn)足要求情況下，則入庫(kù)申請(qǐng)通過(guò)，且開(kāi)始等待入庫(kù)。在進(jìn)行多貨物同步入庫(kù)時(shí)，選擇了精簡(jiǎn)IPA算法，入庫(kù)時(shí)若有非同類(lèi)貨物，或者訂單不匹配，這種條件下進(jìn)行報(bào)錯(cuò)提示，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤問(wèn)題。

(5)倉(cāng)庫(kù)管理模塊。這種模塊在運(yùn)行過(guò)程中主要是進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)和貨物監(jiān)測(cè)管理兩方面工作。前者包括倉(cāng)庫(kù)的溫度、濕度信息檢測(cè)等，可以據(jù)此為倉(cāng)庫(kù)管理提供支持和參考，且在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題情況下進(jìn)行報(bào)警提示。而后者則主要包括貨物查詢(xún)、溫和濕度查詢(xún)、警報(bào)提示等，可以據(jù)此來(lái)滿(mǎn)足庫(kù)存查詢(xún)與核對(duì)相關(guān)要求，確保貨物準(zhǔn)確，也滿(mǎn)足其后的統(tǒng)計(jì)分析與核對(duì)相關(guān)要求。

(6)出庫(kù)模塊。此模塊的作用主要是進(jìn)行貨物出庫(kù)。在運(yùn)行過(guò)程中基于相關(guān)出庫(kù)單，分揀貨物，然后掃描出倉(cāng)貨物，且對(duì)比分析出庫(kù)單和貨物信息，在匹配情況下進(jìn)行入庫(kù)，相反情況下則填寫(xiě)出錯(cuò)信息。在出現(xiàn)出庫(kù)需求時(shí)，則申請(qǐng)起草，如果發(fā)現(xiàn)貨源充足，則應(yīng)該及時(shí)的出庫(kù)審批。而不充足條件下填寫(xiě)缺貨單，為其后的材料購(gòu)買(mǎi)提供支持。掃描處理待出庫(kù)后則結(jié)束相關(guān)出庫(kù)操作。

(7)系統(tǒng)設(shè)置模塊。這種模塊對(duì)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)有重要支持作用。在應(yīng)用過(guò)程中可以通過(guò)此模塊進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，部門(mén)管理、用戶(hù)信息管理等功能。部門(mén)管理主要是修改和添加部門(mén)信息。用戶(hù)管理則可以設(shè)置不同類(lèi)型用戶(hù)的操作權(quán)限，且添加和刪除用戶(hù)信息。為滿(mǎn)足系統(tǒng)的應(yīng)用安全性要求，而設(shè)置不同類(lèi)型用戶(hù)差異性的權(quán)限。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置主要和系統(tǒng)運(yùn)行模式有關(guān)，如對(duì)報(bào)警閾值參數(shù)進(jìn)行修改，改變運(yùn)行狀態(tài)和模式等。歷史記錄主要是記錄系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)信息，在出現(xiàn)錯(cuò)誤情況下可以據(jù)此來(lái)方便的分析錯(cuò)誤。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

這種管理系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生各類(lèi)型復(fù)雜數(shù)據(jù)，為更好地滿(mǎn)足數(shù)據(jù)管理應(yīng)用要求，應(yīng)該確保設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)合理、安全性強(qiáng)大，且可以高效查詢(xún)。數(shù)據(jù)庫(kù)主要的作用是存儲(chǔ)各類(lèi)型數(shù)據(jù)，如倉(cāng)儲(chǔ)自身信息，以及客戶(hù)信息、包裹信息和出入庫(kù)信息等，為系統(tǒng)的運(yùn)行和管理提供支持。

這種倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的用戶(hù)角色有很多種，主要如商務(wù)組，管理員、信息員等，相關(guān)用例圖情況如圖3所示，可以通過(guò)此圖對(duì)不同類(lèi)型用戶(hù)的權(quán)限情況進(jìn)行分析。

圖3 系統(tǒng)用例

3 結(jié)語(yǔ)

本文開(kāi)發(fā)了一套基于RFID的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，在研究過(guò)程中先對(duì)這種系統(tǒng)的運(yùn)行原理和結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行論述，接著進(jìn)行框架和模塊的設(shè)計(jì)，為其功能的實(shí)現(xiàn)提供支持和依據(jù)。RFID技術(shù)目前在智能管理領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用，且表現(xiàn)出很高的性能優(yōu)勢(shì)，其在提高倉(cāng)儲(chǔ)管理效率和準(zhǔn)確性方面有較高應(yīng)用價(jià)值。本文基于這種技術(shù)進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，對(duì)提升物流效率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有一定促進(jìn)作用。