基于RFID技术的后方仓库管理系统研究

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随着军事装备物资的使用频率与消耗数量日益增加,部队对于仓库保障工作的要求越来越高,同时也带来仓库管理工作任务的增加。当前,我军大部分后方仓库管理主要采用两种方式:一是人工管理。这种管理主要是靠手工录入,每次盘查库存信息时必须对所有的装备物资进行盘查,效率低且出错率高,大量物资积压,得不到及时的利用,造成极大资源浪费。二是条形码管理。这种管理方式能提高装备物资出库、入库的速度,提高工作效率,节约人力资源,但也存在着条形码易被复制和被化学物品腐蚀、数据易丢失等缺陷。

针对当前部队后方仓库管理手段不丰富、信息化程度不高的问题,本文借鉴国内外RFID技术的应用成果,研究利用基于RFID技术的后方仓库管理系统。

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RFID 技术是一种非接触式的自动识别技术,目前已被广泛应用于现代物流管理领域

一、RFID技术工作原理

RFID技术是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号方式进行非接触双向通信,达到自动识别目标对象目的并获取相关数据信息。它具有无接触式、大容量、快速、高容错、抗干扰和耐腐蚀、安全可靠等优点,目前已被广泛应用于现代物流管理领域。通常情况下,RFID系统由电子标签、读写器、天线和通信网络系统等四部分组成。其工作原理是,当标签(无源标签或被动标签)进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息,或者标签(有源标签或主动标签)主动发送某一频率的信号,解读器读取并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID在仓储管理中的主要作用是自动采集货物到货、入库、移库、出库时的数据,包括货物名称、规格、种类、型号等等,并自动分析货物的信息,根据数据整合,经过技术手段找到提高仓库管理效率的方案。其基本原理,如图1。

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图1:RFID工作原理图

二、系统需求分析

部队后方仓库是为了保证部队战时和平时物资需求而设立的,其核心任务是搞好物资的储备供应。因此,基于RFID的后方仓库管理系统应围绕做好储备物资的管理工作展开。后方仓库具有储存物资多、储存周期长、管理工作困难等特点,基于此,本系统应具有以下三个主要功能。

1.出入库管理功能。后方仓库装备物资种类较多,数量较大,出入库频繁,需要借助RFID技术的特点实现对装备物资进出仓库自动识别,达到精确统计货物信息、减轻管理员工作量的效果。

2.库区盘点功能。对库存物资进行盘点是仓库管理员的工作之一。常规情况下,仓库管理员人工盘点,效率低且准确率不高,需要借助RFID实现库区物资快速盘点。

3.预警功能。后方仓库部分装备物资储存周期较长,长时间存放容易损耗物品的使用价值,要求系统能够对库存物资存放的时间进行预警。同时,部分装备物资的储存对温湿度要求较高,系统也需提供温湿度预警功能。

三、系统方案设计

1.系统的架构设计

本系统面向部队后方仓库装备物资的管理自动化、信息化而设计,主要用于装备物资出入库自动识别管理。系统将RFID技术与管理信息系统相结合,实现对装备物资自动识别和信息化管理,有效、准确地识别、采集、记录和上传进出库房的装备物资信息,实现动态监控存放点的温湿度信息,实现对装备物资存放地点的监控,从而建立起部队后方仓库管理信息系统。系统架构,如图2。

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图2:基于RFID的后方仓库管理系统架构

2.系统硬件设计

(1)电子标签

鉴于超高频标签具有传送数据快、阅读距离大、作用范围广、防冲突机制好、数据存储时间长等优点,非常适合应用于仓储管理中,因此RFID标签选用超高频段的电子标签。在储物货架和货位上选用金属标签,减少金属货架带来的识别影响;在物资包装箱上选用普通超高频电子标签,降低成本。

(2)读卡器

读卡器主要包括RFID阅读器、手持终端和定位器三种,通过串行外设接口与S3C44BOX相连。以ARM11为架构的S3C44BOX作为本读卡器的核心控制器和运算器,与RAM和Flash通过地址总线和数据总线进行连接,读卡器的结构如图3。

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图3:读卡器结构图

(3)RFID中间件

RFID中间件是射频识别系统与应用系统之间数据传输的中间媒介,从应用程序端使用中间件所提供的一组通用应用程序接口(API),即可连接到RFID读写器,读取RFID标签数据。这样一来,即使存储RFID标签情报的数据库软件或后端应用程序增加或改由其他软件取代,或者读写RFID读写器种类增加等情况发生时,应用端不需修改也能处理,省去多对多连接的维护复杂性问题。本系统可选取主流厂商BEA的RFID中间件产品。其架构体系如图4,可以清晰获知系统信息的数据流程。

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图4:RFID中间件架构体系

3.系统功能模块设计

该系统主要功能包括系统管理、基本信息管理、出入库管理、库存管理以及查询功能等,其功能组成如图5。

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图5:系统功能模块

该系统的主要功能说明如下:

系统管理和基本信息管理:这两个模块都属于对系统数据的基础管理。可以实现对人员信息、货物信息、货区信息的基础管理,实现对角色权限的变更和系统维护工作。

出入库管理:是本系统的核心功能。其中,入库管理是实现货物的入库操作,包括入库单的录入、修改、删除,入库货位的自动及手动分配等。出库管理主要实现货物出库任务的操作,包括出库单的录入、修改和删除,出库任务的自动及手动生成等。移库管理主要实现移库任务的录入、修改和删除。

库存管理:是对仓库现有装备物资的信息化管理。包括对仓库现有库存的盘点、当前货位的统计,并提供库存预警、过期预警、温湿度预警三大预警功能。

查询功能:仓库管理员通过查询功能,实现入库单、出库单、移库单的查询、货物查询、库位查询、系统日志查询等基础功能。

4.系统关键业务流程设计

基于RFID技术的军用仓库管理系统的核心是:在每套装备或物资的包装箱上附加电子标签,在各个库房的入口、堆垛区附近设置RFID读写器,使得装备物资在通过读写器时,读写器可以通过电子标签获得附带的信息。同时,在库房内挑选适当位置安置温湿度传感器,实时监控仓库的温湿度情况。

(1)入库作业流程

仓库管理系统接收到入库作业指令后,仓库管理员了解相关业务资料信息,做好货物接收准备。当货物准备入库时,RFID读写器自动读取电子标签中的信息,系统自动比较实际入库信息与预入库信息,如信息不符,发出警告并由相关业务部门工作人员解决,如信息无误,系统将按照最佳存储方式自动分配库位,同时生成入库单。入库作业流程,如图6。

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图6:货物入库流程图

(2)出库作业流程

仓库管理员获取出库作业指令,了解相关作业细节,并借助仓库管理系统制定出库计划,编制出库单,工作人员依据出库单上的方案进行出库作业。当货物出库时,RFID阅读器自动读取货物电子标签上的信息,并判断是否为出库单中的货物,货物顺利出库后,仓库管理系统刷新库存清单和出入库记录。出库作业流程,如图7。

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图7:货物出库流程图

(3)库存盘点流程

根据仓库管理系统盘点计划选择要进行盘点的仓库或库区,并生成盘点清单。系统定位到需要盘点的仓库或库区,借助无线网络将盘点指令发送到RFID读写器,读写器根据指令开始读取数据并通过无线网络传输至系统中,仓库系统比较实际盘点信息与盘点清单之间的差异,生成表格。

四、结束语

本文以RFID技术为核心,将重点放在后方仓库物资的跟踪与出入库物资信息的收集上,设计了一套基于RFID的后方仓库管理信息系统,提高了后方仓库的装备物资储存能力,提升了作业效率,实现了对储备物资的信息化管理。

 

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