劉雪飛

（上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司示范項(xiàng)目部物資部 上海 200233）

核電項(xiàng)目倉儲管理是采購供應(yīng)鏈的末端環(huán)節(jié)，也是現(xiàn)場人、機(jī)、料、法、環(huán)中施工先決條件中的一環(huán)，直接影響現(xiàn)場施工的順利開展，對現(xiàn)場施工質(zhì)量、進(jìn)度、費(fèi)用等目標(biāo)有至關(guān)重要的作用。有效的核電工程物資管理可以更好地支持核電站現(xiàn)場施工，縮短電站建設(shè)工期，降低工程成本。核電的物資管理工作目前主要依賴“人工實(shí)體操作+系統(tǒng)數(shù)據(jù)”管理模式，兩塊工作比較獨(dú)立且都存在一定的問題。其中，倉庫內(nèi)實(shí)物材料查找、材料核對、材料盤點(diǎn)、標(biāo)示管理主要依靠人工操作，導(dǎo)致人力投入較大，工作質(zhì)量也跟個人經(jīng)驗(yàn)和意識參差不齊。而數(shù)據(jù)整理、報(bào)告出具主要依靠ERP系統(tǒng)，雖然系統(tǒng)功能涵蓋范圍較廣，但在某些方面應(yīng)用并不理想，如數(shù)據(jù)整理能力不足、適用性二次開發(fā)困難、操作界面復(fù)雜、個性化應(yīng)用缺失等。為滿足日常工作需要，現(xiàn)場物資管理建立了大量的輔助報(bào)表、臺賬，導(dǎo)致在賬務(wù)數(shù)據(jù)管理方面不僅人力投入較多，且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也不高，同時出現(xiàn)物資重復(fù)采購、設(shè)備積壓、物資大量冗余等問題，嚴(yán)重影響工程物資管理中信息流的及時性和有效性。

RFID（射頻識別）是目前最有前景的信息采集技術(shù)，將會對未來企業(yè)的物資管理產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。因此，深入研究核電站的物資管理模式，開發(fā)基于RFID技術(shù)的智能化物資管理系統(tǒng)［1］，對物資的入庫、出庫、盤點(diǎn)實(shí)施管控，使物資信息與企業(yè)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)非接觸式的交互與處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無縫連接，建立智能化倉庫，提升工作效率，更加科學(xué)、有效地進(jìn)行物資管理，進(jìn)一步提升倉儲信息化水平。

1 RFID技術(shù)簡介

1.1 RFID技術(shù)發(fā)展

射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，縮寫RFID）又稱電子標(biāo)簽，是目前比較先進(jìn)的自動識別技術(shù)。隨著大規(guī)模集成電路、信息安全、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的迅猛發(fā)展，RFID技術(shù)逐步成熟，逐漸被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化和物流信息自動化等眾多領(lǐng)域。其通過利用控制電磁波耦合和傳播的原理進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，不需要直接接觸就能夠?qū)σ粋€甚至是多個處于靜止、運(yùn)動狀態(tài)的物體進(jìn)行識別，并將采集得到的數(shù)據(jù)存儲起來，識別工作無須人工干預(yù)［2］。

1.2 RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

RFID 系統(tǒng)構(gòu)一般至少是由讀寫器、智能標(biāo)簽、天線和主機(jī)組成（見圖1）。

圖1 R F ID 系統(tǒng)構(gòu)示意圖

1.2.1 智能標(biāo)簽

智能標(biāo)簽由耦合元件與芯片構(gòu)成，每一個標(biāo)簽都具有唯一的編碼，當(dāng)標(biāo)簽固定到物體上后，即可通過標(biāo)簽中的天線與讀寫器進(jìn)行信息交互。

1.2.2 讀寫器

讀寫器是讀取（有時還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，可接收標(biāo)簽信息并將其發(fā)送至主機(jī)，并可與主機(jī)進(jìn)行通信互動。一般為手持式或固定式兩種。

1.2.3 天線

天線是在讀寫器與智能標(biāo)簽間傳遞射頻信號的載體，其質(zhì)量直接影響信號的響應(yīng)速度、識別距離和準(zhǔn)確度。

1.2.4 主機(jī)

主機(jī)是后臺控制單元，用于發(fā)送任務(wù)指令、接收電子便簽發(fā)送的信息并進(jìn)行識別處理等。

1.3 RFID技術(shù)特點(diǎn)

RFID技術(shù)利用無線電波傳送信息，可快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換，可識別性能好，可以實(shí)現(xiàn)批量、遠(yuǎn)距離、快速識別。閱讀器每秒可以讀取100 個以上RFID 電子標(biāo)簽，作用距離可達(dá)數(shù)十米甚至上百米，可以識別安裝在高速運(yùn)動物體上的RFID 標(biāo)簽。整個讀取過程不需人工干預(yù)而通過系統(tǒng)自動完成，有利于信息自動化處理。RFID標(biāo)簽?zāi)苡洃泝Υ娲罅繑?shù)據(jù)，可反復(fù)讀取與寫入。電子標(biāo)簽可以根據(jù)用戶的需求設(shè)計(jì)存儲的信息容量，并設(shè)定是否可以讀寫。通過RFID讀寫器，非接觸式地讀取或更改RFID電子標(biāo)簽單元中存儲的數(shù)據(jù)信息，并能根據(jù)需求加密數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)物流數(shù)據(jù)的實(shí)時采集及自動化處理。

2 基于RFID技術(shù)的物資管理系統(tǒng)的應(yīng)用

基于RFID技術(shù)的物資管理系統(tǒng)的應(yīng)用主要描述了物資管理過程中出入庫、庫存盤點(diǎn)、返廠、狀態(tài)轉(zhuǎn)移、設(shè)備維護(hù)等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)自動化采集，同時確保每個操作步驟的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和實(shí)時性，同步更新物資管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，使物資管理人員能夠及時、準(zhǔn)確地掌握庫存的真實(shí)情況。

2.1 入庫管理

設(shè)備抵達(dá)倉庫后，在入庫前，使用手持終端進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描采集，驗(yàn)收結(jié)束后，將接收狀態(tài)、庫位及貨架信息手動輸入手持設(shè)備后，實(shí)時傳送到電腦或服務(wù)器后臺，后臺將掃描數(shù)據(jù)與廠家發(fā)貨數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，確認(rèn)無誤后，即完成該批次設(shè)備接收入庫。根據(jù)核電現(xiàn)場的工作實(shí)際，入庫管理分為如下兩種情況。

2.1.1 根據(jù)合同或發(fā)運(yùn)通知接收方式

在RFID系統(tǒng)的操作界面，自動提醒即將到貨的發(fā)運(yùn)單號或者合同號，操作人員選擇相應(yīng)物項(xiàng)對應(yīng)的合同號或發(fā)運(yùn)單編號，將到貨接收工作指令進(jìn)行分發(fā)。收到指令的工程師在開箱驗(yàn)收完成后，使用遠(yuǎn)程手持設(shè)備掃描RFID標(biāo)簽獲取相應(yīng)信息，并輸入（選擇）物項(xiàng)驗(yàn)收狀態(tài)、質(zhì)量驗(yàn)收報(bào)告編號、接收時間、驗(yàn)收時間、倉庫、庫位等字段信息，確認(rèn)無誤后，信息自動同步到ERP數(shù)據(jù)庫，自動完成需要的電子簽名。

2.1.2 直接接收方式

在RFID系統(tǒng)的操作界面，可以生成直接接收物項(xiàng)的工作指令，并可以將該工作指令進(jìn)行分發(fā)。收到指令的工程師開箱驗(yàn)收完成后，可以在RFID系統(tǒng)操作界面中輸入物項(xiàng)編碼、物項(xiàng)描述、接收數(shù)量、單位、尺寸、爐批號、核等級等信息，確認(rèn)無誤后，生成RFID 標(biāo)簽，并將信息同步到ERP數(shù)據(jù)庫。

2.2 出庫管理

設(shè)備出庫時，由領(lǐng)用人員根據(jù)施工圖紙或文件在智慧物資管理系統(tǒng)中查找需要的物資，編制物項(xiàng)領(lǐng)用申請單，物項(xiàng)領(lǐng)用申請單編審批通過后，系統(tǒng)會將該批設(shè)備的在庫狀態(tài)、具體庫位或貨架信息以列表的形式傳輸?shù)绞殖衷O(shè)備上，設(shè)備管理人員根據(jù)手持設(shè)備的指示信息就可以快速找到相應(yīng)設(shè)備，領(lǐng)料過程將對設(shè)備再次進(jìn)行掃描，確認(rèn)完成出庫。在此過程中，如果掃描信息與手持設(shè)備顯示的信息不符，系統(tǒng)會預(yù)警提示，無法完成出庫［3］。

2.3 物資盤點(diǎn)

在RFID 系統(tǒng)的操作界面，進(jìn)入庫存盤點(diǎn)模塊，之后，可以選取一個或多個倉庫、一個或多個庫位形成盤庫數(shù)量為空的盤庫清單，并在操作界面形成一條指令，并可以將該工作指令進(jìn)行分發(fā)。盤庫時，設(shè)備管理人員利用手持機(jī)在倉庫中巡視一圈，即可迅速完成設(shè)備清點(diǎn)任務(wù)。盤點(diǎn)工作可分區(qū)域進(jìn)行，設(shè)管理人員用手持機(jī)掃描相應(yīng)的區(qū)位或貨架，并將信息傳送到終端電腦，形成新數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)會自動與原始剩余庫存數(shù)進(jìn)行新舊數(shù)據(jù)比對，出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)將自動提示。盤點(diǎn)結(jié)束后，將生成設(shè)備統(tǒng)計(jì)表和差異表，三級審批完成后，可以打印出帶簽字的材料盤庫報(bào)告［4］。根據(jù)核電現(xiàn)場的工作實(shí)際，物資盤點(diǎn)可通過如下兩種方式進(jìn)行。

2.3.1 PDA巡庫盤點(diǎn)

通過智能PDA 掃描倉庫貨物進(jìn)行精準(zhǔn)快速的盤點(diǎn)工作，高效便捷，品類數(shù)目一目了然。使用無線網(wǎng)絡(luò)連接后臺系統(tǒng)，實(shí)時傳輸盤點(diǎn)信息至數(shù)據(jù)庫，根據(jù)產(chǎn)生的物資最低值預(yù)警，管理員可在第一時間發(fā)起采購申請，及時完成貨物補(bǔ)給。由于超高頻RFID讀寫器可同時讀取多個標(biāo)簽，而且讀距遠(yuǎn)，大大縮減了盤點(diǎn)時間，降低了管理人員工作難度。

2.3.2 感應(yīng)式全庫盤點(diǎn)

在倉庫敷設(shè)遠(yuǎn)場天線，以感應(yīng)方式實(shí)時監(jiān)控庫內(nèi)物資，當(dāng)管理人員需要對倉庫進(jìn)行盤點(diǎn)時，僅需要在電腦前點(diǎn)擊“盤點(diǎn)”按鈕，系統(tǒng)則觸發(fā)讀寫器操控遠(yuǎn)場天線進(jìn)行倉庫內(nèi)的標(biāo)簽的讀取，并將讀取的數(shù)據(jù)傳遞給系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，通過標(biāo)簽值匹配物資信息，并精準(zhǔn)計(jì)算出庫存數(shù)量，盤點(diǎn)響應(yīng)時間小于10s。

2.4 在庫管理

基于RFID技術(shù)的智慧物資管理系統(tǒng)可與ERP 管理系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時信息交互，可在物資管理的各個階段生成系統(tǒng)報(bào)表，如驗(yàn)收入庫單、物資出庫單、盤點(diǎn)報(bào)告、狀態(tài)轉(zhuǎn)移報(bào)告、返廠單、壽期物項(xiàng)清單等，能夠更好地支持物資在庫階段的管理工作。

2.4.1 物資狀態(tài)轉(zhuǎn)移（位置和質(zhì)量狀態(tài)）

在RFID 系統(tǒng)的操作界面，可以手動/自動生成物資轉(zhuǎn)移任務(wù)指令，并可以將該任務(wù)指令進(jìn)行分發(fā)。收到指令的工程師掃描物項(xiàng)的RFID標(biāo)簽，將物項(xiàng)從原有位置或狀態(tài)移出，待實(shí)物移至新位置或狀態(tài)后，修改相關(guān)信息，確認(rèn)無誤后，將信息同步到ERP 數(shù)據(jù)庫，生成物資狀態(tài)轉(zhuǎn)移報(bào)告，三級審批完成后，可以打印出帶簽字的材料轉(zhuǎn)移報(bào)告。

2.4.2 返廠

在RFID 系統(tǒng)的操作界面，可以手動/自動生成返廠任務(wù)指令，并可以將該工作指令進(jìn)行分發(fā)。收到指令的工程師掃描物項(xiàng)的RFID標(biāo)簽，驗(yàn)證物項(xiàng)正確性之后，允許輸入返廠時間、操作人員、返廠數(shù)量、返廠依據(jù)等信息，將物項(xiàng)移出庫存，同時生成物項(xiàng)返廠報(bào)告，三級審批完成后，可以打印出帶簽字的物項(xiàng)返廠報(bào)告。

2.4.3 物項(xiàng)維護(hù)

在RFID系統(tǒng)的操作界面，可以針對某一類物項(xiàng)或單個設(shè)備設(shè)置維護(hù)計(jì)劃，包括維護(hù)時間要求、維護(hù)工作項(xiàng)（維護(hù)項(xiàng)可以勾選）等信息，自動生成維護(hù)計(jì)劃，材料出庫后，維護(hù)計(jì)劃自動停止?？梢詫S護(hù)時間進(jìn)行修改，更新后續(xù)的維護(hù)計(jì)劃。

2.4.4 壽期物資管理

RFID系統(tǒng)可以根據(jù)接收物項(xiàng)時填寫的壽期時間，提前3個月以郵件或待辦提醒方式告知物項(xiàng)維護(hù)工程師該物項(xiàng)即將失效，并且在失效前定期滾動提醒，系統(tǒng)可以根據(jù)相應(yīng)查詢條件導(dǎo)出壽期物項(xiàng)清單，以便對壽期物項(xiàng)進(jìn)行有針對性的管理。

3 基于RFID技術(shù)的物資管理系統(tǒng)特點(diǎn)

3.1 實(shí)時性

基于RFID技術(shù)的物資管理系統(tǒng)采用目前最先進(jìn)的5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以大幅提高倉庫設(shè)備和管理人員的效率。

3.2 整體性

基于RFID技術(shù)的物資管理系統(tǒng)由無線手持設(shè)備、無線接收設(shè)備、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成，它可以與ERP系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)相互傳遞及交互，實(shí)現(xiàn)物資管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性。

3.3 穩(wěn)定性

基于RFID技術(shù)的物資管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時加入了風(fēng)險(xiǎn)識別功能，對所有可能出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行核對并發(fā)送預(yù)警。另外，設(shè)計(jì)中，特別考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率問題，進(jìn)行了優(yōu)化，可以讓系統(tǒng)在保持穩(wěn)定性的同時響應(yīng)速度更快。

3.4 先進(jìn)性

基于RFID技術(shù)的物資管理系統(tǒng)是集成5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RFID 射頻技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)為一體的智慧化、數(shù)字化的物資管理系統(tǒng)［5］。

3.5 可擴(kuò)充性

基于RFID技術(shù)的物資管理系統(tǒng)考慮了二次開發(fā)的需要，預(yù)留了與其他系統(tǒng)交互的端口，具有更好的可擴(kuò)充性［6］。

4 結(jié)語

本文在充分了解核電物資管理業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，初步設(shè)計(jì)基于RFID技術(shù)的物資管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)為基礎(chǔ)，通過無線網(wǎng)絡(luò)及智能化移動終端，把智能化、數(shù)字化和信息化滲透到物資管理過程中，在構(gòu)建物資全生命周期管理理念的基礎(chǔ)上，優(yōu)化實(shí)物業(yè)務(wù)流程，規(guī)范作業(yè)管理，從而實(shí)現(xiàn)倉儲管理、物資跟蹤管理、決策指揮的自動化和智能化。