蘇小浩

摘要：氣象設(shè)備倉(cāng)庫(kù)具有備件種類(lèi)多、數(shù)量大、價(jià)值高、位置分散等特點(diǎn)。為了方便及時(shí)更換備件，第一時(shí)間掌握備件的庫(kù)存等信息，提高倉(cāng)庫(kù)管理效率，本文引入RFID技術(shù)，提出了一種智能化的倉(cāng)庫(kù)管理方案。該方案通過(guò)射頻天線(xiàn)自動(dòng)識(shí)別貼有電子標(biāo)簽的設(shè)備，能夠快速定位備件存放位置，方便設(shè)備出入庫(kù)和統(tǒng)計(jì)，及時(shí)了解設(shè)備狀態(tài)等信息，從而提高倉(cāng)庫(kù)管理效率和信息化水平，對(duì)于設(shè)備保障具有重要意義。

關(guān)鍵詞：RFID技術(shù) 倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng) 備件管理 電子標(biāo)簽

Application of RFID Technology in Meteorological

Equipment Warehouse

SU Xiaohao

（Henan Air Traffic Control Branch of CAAC， Zhengzhou， He'nan Province， 450000 China）

Abstract： Meteorological equipment warehouse has the characteristics of many kinds of spare parts， large quantity， high value and scattered location. In order to facilitate the timely replacement of spare parts， grasp the inventory information of spare parts at the first time， and improve the efficiency of warehouse management， this paper introduces RFID technology， and puts forward an intelligent warehouse management scheme. The scheme can quickly locate the storage location of spare parts， facilitate the equipment storage and statistics， and timely understand the equipment status and other information， so as to improve the warehouse management efficiency and information level， which is of great significance for equipment support.

Key Words： RFID technology; Warehouse management system; Spare parts management; Electronic tags

0.引言

倉(cāng)庫(kù)管理是氣象設(shè)備保障中的重要環(huán)節(jié)。目前設(shè)備倉(cāng)庫(kù)的管理方式以人工為主^[1]，不僅耗時(shí)耗力，還極易出現(xiàn)差錯(cuò)，導(dǎo)致更換備件時(shí)無(wú)法迅速找到位置，影響設(shè)備保障效率。本文以倉(cāng)庫(kù)中備件管理為主要研究對(duì)象，在分析日常管理中存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，將射頻識(shí)別（Radio frequency Identification，RFID）技術(shù)引入倉(cāng)庫(kù)管理中，實(shí)現(xiàn)對(duì)備件的高效精準(zhǔn)管理，提高氣象設(shè)備保障的效率和信息化水平。

1.目前倉(cāng)庫(kù)管理存在的問(wèn)題

當(dāng)前，大多數(shù)空管分局（站）的氣象設(shè)備倉(cāng)庫(kù)管理模式單一，在對(duì)種類(lèi)繁多、出入庫(kù)頻繁的備件進(jìn)行管理時(shí)，往往顯得力不從心，暴露出以下幾方面問(wèn)題：

（1）氣象設(shè)備倉(cāng)庫(kù)設(shè)備出入庫(kù)以手工記錄為主，長(zhǎng)時(shí)間記錄，導(dǎo)致信息更新不及時(shí)，記錄混亂等問(wèn)題。

（2） 倉(cāng)庫(kù)內(nèi)備件眾多，在需要更換某些體積小的備件時(shí)往往無(wú)法快速找到，影響工作效率。

（3）對(duì)于需要定期檢定的設(shè)備，存在檢定日期更新不及時(shí)，型號(hào)不對(duì)應(yīng)，忘記在規(guī)定時(shí)間內(nèi)送檢等問(wèn)題。

（4）對(duì)倉(cāng)庫(kù)的每個(gè)貨物狀態(tài)不了解，存在出庫(kù)的備件丟失或浪費(fèi)現(xiàn)象，無(wú)法在備件缺庫(kù)存時(shí)及時(shí)補(bǔ)足。

2.RFID技術(shù)介紹

RFID技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，它利用電磁波信號(hào)自動(dòng)獲取到電子標(biāo)簽存儲(chǔ)的物理對(duì)象信息，是一種非接觸式智能識(shí)別技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)、物流運(yùn)輸與貨物管理、商品貿(mào)易、醫(yī)療衛(wèi)生、安全檢查和智能交通等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值^[2]。

RFID系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。其中，硬件部分包括閱讀器、電子標(biāo)簽和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等，軟件系統(tǒng)包括RFID中間件、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等^[3]。一套簡(jiǎn)單的RFID系統(tǒng)主要包括閱讀器、天線(xiàn)、電子標(biāo)簽和應(yīng)用系統(tǒng)，如圖1所示。

在RFID系統(tǒng)中，具體工作步驟如下：

（1）處于開(kāi)啟狀態(tài)的閱讀器通過(guò)控制天線(xiàn)將特定頻率的電磁波信號(hào)發(fā)出;

（2）處于識(shí)別區(qū)域的電子標(biāo)簽通過(guò)自身的射頻電路接收到電磁波信號(hào)，從而獲得能量被激活，將存儲(chǔ)的信息經(jīng)過(guò)編碼處理后發(fā)送給閱讀器。

（3）閱讀器通過(guò)天線(xiàn)接收到電子標(biāo)簽回傳的信息后，經(jīng)過(guò)一系列處理后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

（4）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)處理后，利用數(shù)據(jù)庫(kù)將信息存儲(chǔ)，在應(yīng)用軟件上得到需要展示的信息。

3.RFID倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以某氣象設(shè)備倉(cāng)庫(kù)為例，在了解日常倉(cāng)庫(kù)中備件出入庫(kù)流程和業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，通過(guò)RFID技術(shù)構(gòu)建一套完整的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，通過(guò)硬件設(shè)備采集和傳輸、軟件系統(tǒng)的管理，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備到貨、入庫(kù)、出庫(kù)、借用、歸還、定位、庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)、庫(kù)存預(yù)警等數(shù)據(jù)^[4]的全過(guò)程監(jiān)控和可視化管理。

3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

在日常值班過(guò)程中，值班人員的活動(dòng)區(qū)域包括倉(cāng)庫(kù)、設(shè)備機(jī)房和工作區(qū)。倉(cāng)庫(kù)主要存放各種氣象設(shè)備和工具，機(jī)房存放支持氣象設(shè)備運(yùn)行的各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，工作區(qū)主要對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，因此，基于RFID技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)硬件主要部署在這三個(gè)區(qū)域，如圖2所示。倉(cāng)庫(kù)管理員在倉(cāng)庫(kù)操作管理員終端錄入設(shè)備信息，利用電子標(biāo)簽打印機(jī)將存儲(chǔ)有設(shè)備信息的電子標(biāo)簽打印出來(lái)粘貼在倉(cāng)庫(kù)設(shè)備上，再利用固定式天線(xiàn)和閱讀器將電子標(biāo)簽識(shí)別，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸?shù)綑C(jī)房的服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理，在工作區(qū)的普通用戶(hù)可以通過(guò)用戶(hù)終端登錄倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，及時(shí)了倉(cāng)庫(kù)各種備件的庫(kù)存情況等，并將需要得到的各種數(shù)據(jù)報(bào)表通過(guò)打印機(jī)打印出來(lái)。

3.2功能模塊分析

氣象設(shè)備倉(cāng)庫(kù)中存放設(shè)備眾多，備件更換頻繁，還需要定期對(duì)某些設(shè)備進(jìn)行檢定、采購(gòu)和資產(chǎn)統(tǒng)計(jì)等，因此，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不僅要具備倉(cāng)庫(kù)管理的一般出入庫(kù)和統(tǒng)計(jì)功能，還要實(shí)現(xiàn)貨物定位和各種報(bào)警功能。基于RFID技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)共分為四大模塊，每個(gè)模塊下對(duì)應(yīng)不同的功能，如圖3所示。

3.2.1 系統(tǒng)管理

此模塊主要對(duì)系統(tǒng)的基本信息進(jìn)行維護(hù)和管理，具體包括備件信息管理、標(biāo)簽信息管理、人員信息管理和閱讀器管理。備件信息管理主要是對(duì)系統(tǒng)中錄入的電子標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的設(shè)備信息進(jìn)行修改;標(biāo)簽信息管理主要是對(duì)標(biāo)簽中的字段信息、標(biāo)簽樣式和加密信息的修改;人員信息管理主要實(shí)現(xiàn)人員信息的修改、人員權(quán)限和所在群組的變更，對(duì)不同級(jí)別的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限的數(shù)據(jù)給予限制^[5];閱讀器管理實(shí)現(xiàn)已安裝閱讀器的參數(shù)修改、添加和刪除閱讀器等。

3.2.2 備件出入庫(kù)管理

（1）出庫(kù)

當(dāng)倉(cāng)庫(kù)中存放的備件被使用或調(diào)撥到其他地方的時(shí)候，需要進(jìn)行出庫(kù)操作^[6]，出庫(kù)時(shí)需要首先在用戶(hù)終端查詢(xún)需要出庫(kù)的貨物，待確定庫(kù)存和位置信息后，提交出庫(kù)申請(qǐng)單，倉(cāng)庫(kù)管理員接到出庫(kù)單后準(zhǔn)備出庫(kù)操作。若出庫(kù)貨物數(shù)量較少，可以使用手持式閱讀器采集電子標(biāo)簽信息;若出庫(kù)貨物數(shù)量較多、體積較大或者貨品為小件散貨時(shí)，則使用托盤(pán)出庫(kù)，將貨物放置在貼有電子標(biāo)簽的托盤(pán)中，利用安裝在倉(cāng)庫(kù)門(mén)口的固定式RFID閱讀器和天線(xiàn)讀取標(biāo)簽信息，如圖4所示。

在出庫(kù)過(guò)程中，應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)核對(duì)出庫(kù)清單和出庫(kù)申請(qǐng)單中的貨物，如有錯(cuò)誤則提示錯(cuò)誤信息，最終打印出庫(kù)清單，完成出庫(kù)任務(wù)。

（2）入庫(kù)

當(dāng)采購(gòu)的貨物到貨或者歸還備件時(shí)需要進(jìn)行入庫(kù)操作。倉(cāng)庫(kù)管理員在接收到待入庫(kù)的貨物后，需要在終端上根據(jù)貨物的基本信息和需存放位置，根據(jù)編碼規(guī)則打印出對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽，將電子標(biāo)簽貼在貨物上。金屬物品表面粘貼抗金屬標(biāo)簽，非金屬物品表面粘貼非抗金屬標(biāo)簽^[7]。通過(guò)手持或固定式RFID設(shè)備自動(dòng)采集到電子標(biāo)簽信息，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)掃描結(jié)果，以可視化界面的形式將存放位置顯示在管理員終端，引導(dǎo)倉(cāng)庫(kù)管理員完成入庫(kù)操作，生成入庫(kù)清單以便倉(cāng)庫(kù)管理員核對(duì)。

3.2.3 備件倉(cāng)儲(chǔ)管理

由于氣象設(shè)備總體分為自動(dòng)氣象觀測(cè)設(shè)備、天氣雷達(dá)設(shè)備和數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備三大類(lèi)，為了方便管理、實(shí)現(xiàn)貨物的定位，將倉(cāng)庫(kù)分為三個(gè)倉(cāng)區(qū)，每個(gè)倉(cāng)區(qū)對(duì)應(yīng)一類(lèi)設(shè)備，在每個(gè)倉(cāng)庫(kù)中根據(jù)貨架數(shù)量，又分為多個(gè)倉(cāng)位，每個(gè)倉(cāng)位包含若干個(gè)貨架，每個(gè)貨架上粘貼有電子標(biāo)簽，從倉(cāng)位到貨架再到貨架上的貨物通過(guò)編號(hào)的方式實(shí)現(xiàn)位置和在庫(kù)貨品的關(guān)聯(lián)，具體倉(cāng)庫(kù)布局如圖5所示。

為保證倉(cāng)庫(kù)中的貨物都被識(shí)別到，在每個(gè)貨架上至少配備四個(gè)平板天線(xiàn)，當(dāng)需要貨物盤(pán)點(diǎn)時(shí)，倉(cāng)庫(kù)管理員通過(guò)應(yīng)用軟件打開(kāi)指定貨架上的天線(xiàn)通道，會(huì)自動(dòng)識(shí)別并顯示存放的貨物信息，生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

3.2.4 報(bào)警信息管理

當(dāng)某個(gè)氣象設(shè)備部件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，需要立即更換備件，由于傳統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)管理模式無(wú)法實(shí)時(shí)掌握備件庫(kù)存狀態(tài)，往往是根據(jù)管理者的經(jīng)驗(yàn)或者年度采購(gòu)計(jì)劃來(lái)進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)補(bǔ)給的^[8]，很容易造成“平時(shí)不備，用時(shí)不夠”的情況?；赗FID技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)掌握庫(kù)存情況，當(dāng)庫(kù)存低于設(shè)定閾值時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，便于提前制定采購(gòu)計(jì)劃。對(duì)于需要定期檢定的設(shè)備，將最近一次檢定時(shí)間寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)每種設(shè)備設(shè)定的檢定周期提前發(fā)出報(bào)警信息，提示用戶(hù)及時(shí)進(jìn)行檢定。通過(guò)軟件系統(tǒng)設(shè)定某些設(shè)備的借用周期，當(dāng)借出時(shí)間超過(guò)借用周期時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信息，便于倉(cāng)庫(kù)管理員管理，防止資產(chǎn)流失。

4結(jié)語(yǔ)

精細(xì)化、智能化是今后倉(cāng)庫(kù)管理的發(fā)展方向。本文在分析傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)管理弊端的基礎(chǔ)上，提出了一種基于RFID技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理方案，能夠基本滿(mǎn)足日常氣象設(shè)備倉(cāng)庫(kù)的管理需求，減少人力投入，提高工作效率和管理水平。

但在實(shí)施過(guò)程中，還需重點(diǎn)解決如下幾方面問(wèn)題：

（1）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)多個(gè)閱讀器或者多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時(shí)，產(chǎn)生碰撞問(wèn)題，造成信息的丟失或誤讀，因此如何最大限度避免碰撞，提高標(biāo)簽識(shí)別率是項(xiàng)目的難點(diǎn)。

（2）如何合理布置天線(xiàn)架設(shè)位置，調(diào)整天線(xiàn)參數(shù)設(shè)置，利用定位算法等方法提高貨物定位的精準(zhǔn)度也是值得研究的問(wèn)題。

（3）在利用RFID 設(shè)備進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)設(shè)備管理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的底層元組數(shù)據(jù)，并保持著很高的增長(zhǎng)速度，給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)增加負(fù)擔(dān)。因此，如何通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的有效組織和聚類(lèi)存儲(chǔ)，盡可能的降低數(shù)據(jù)冗余度，提高運(yùn)行效率是今后的一個(gè)研究方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 項(xiàng)進(jìn)解，張永衡，張凱.基于RFID手持終端的智能倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2019（11）：96-98.

[2] 黃玉蘭. 物聯(lián)網(wǎng)射頻識(shí)別技術(shù)核心教程[M].北京，人民郵電出版社，2016：9-11.

[3] 康炳杰. 基于RFID的分布式物流倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2020.

[4] 梁永湖，章金標(biāo).基于RFID倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2018（6）：96-98.

[5] 高源，安育新，張譯.基于RFID技術(shù)的電力物資倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2018（12）：84-86.

[6] 蔣益強(qiáng).變電站備件庫(kù)存管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2018.

[7] 姜立芳.超高頻RFID技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)管理中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代信息科技，2018，2（11）：192-193.

[8] 賀凱旋，羅朝輝，董鵬.基于RFID技術(shù)的××部隊(duì)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)改造項(xiàng)目研究[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2018，16（7）：90-94.