RFID在實驗設備庫存管理中的應用研究

王 艷, 孟 勤, 劉 昕, 王 睿

（吉林大學 藥學院 藥學實驗中心, 吉林 長春 130012）

RFID在實驗設備庫存管理中的應用研究

王 艷, 孟 勤, 劉 昕, 王 睿

（吉林大學 藥學院 藥學實驗中心, 吉林 長春 130012）

為了提高實驗設備庫存管理的工作效率和資源的合理化配置水平,對射頻識別技術（RFID）在實驗設備庫存管理中的應用進行了研究。首先,對基于RFID的實驗設備庫存管理業務流程進行了分析與優化,接著,設計了基于B/S與C/S分層混合結構的RFID實驗設備庫存管理系統總體架構,然后,提出了RFID系統與現有實驗設備庫存管理系統的集成方案,最后,采用多讀頭單工作站網絡系統模型完成對RFID數據采集系統的實施部署,并成功地應用于吉林大學實驗設備管理中心。實踐結果表明,RFID系統的應用極大地提高了管理效率和設備資源的利用率。

射頻識別； 實驗設備； 庫存管理

目前,大部分高校實驗室采取手工記錄單據再錄入系統的方式對實驗設備進行管理[1]。隨著儀器設備數量和型號的逐年增加,儀器設備管理工作的規模日益擴大,隨之而來的問題是如何提高儀器設備管理的工作效率和實驗設備資源的合理化配置水平[2-3]。采用傳統的管理模式和方式不但容易造成儀器設備丟失損壞,而且整個業務處理過程較為繁瑣復雜,無法保障儀器設備監管的實時性和設備資源的使用效率與共享利用率[4-5]。

為了解決上述問題,本文通過對射頻識別（radio frequency identification,RFID）在實驗設備庫存管理中的應用研究,提出了基于RFID的實驗設備管理系統設計方案，并成功地應用于吉林大學實驗設備管理中心，提高了管理效率和設備資源的使用效率。

1 RFID設備管理業務流程優化

基于RFID的實驗設備管理流程主要包括:設備入庫管理、設備在庫管理和設備出庫管理3個過程與環節[6]。

1.1 設備入庫業務流程

設備入庫業務環節,首先,要完成入庫貼標,這是設備入庫之前對設備粘貼RFID標簽、創建RFID應用的庫存管理接口。然后,入庫時RFID閱讀器再次采集核對設備信息,并將入庫信息傳遞到基于RFID的實驗設備管理系統中,系統根據RFID系統傳來的信息自動生成入庫單據,確認入庫。最后,入庫后對設備進行堆擺處理,更新并上傳庫位信息,系統自動更新庫存。設備入庫業務流程如圖1所示。

圖1 基于RFID的設備入庫流程

1.2 設備庫存盤點業務流程

庫存盤點業務環節,首先通過系統設置要盤點的庫區、庫位、設備等信息,制訂盤點計劃；然后利用移動式的RFID閱讀器根據盤點計劃進行實地盤點,并通過無線網絡將盤點數據傳送到管理系統；最后,管理系統自動進行盤點處理,計算出盤點倉庫的設備數量,自動生成盤點表。庫存盤點業務流程如圖2所示。

圖2 基于RFID的庫存盤點流程

1.3 設備出庫業務流程

設備出庫業務環節,首先,設備管理人員根據設備使用預約訂單申請,制定設備出庫計劃；然后,根據設備的出庫計劃,到指定的位置提出設備,并組織設備出庫。設備出庫業務流程如圖3所示。

圖3 基于RFID的設備出庫流程

上述3個過程的業務流程的實現主要通過現有的儀器設備管理軟件、RFID標簽識別和信號采集裝置三方集成、協同工作共同完成的。RFID電子標簽作為數據采集終端可實現設備信息的自動識別與采集,并可以為庫存管理入庫、庫存盤點和出庫3個業務流程提供數據支持,保證了系統數據處理的實時性。儀器設備管理系統保障了業務流程的申請、下達和執行。信號采集裝置保證了設備數據的實時性更新。

2 RFID設備管理系統總體架構

2.1 系統層次結構設計

RFID實驗設備庫存管理系統層次結構分為物理層、中間件與設備管理軟件層,如圖4所示。

圖4 RFID實驗設備管理系統層次結構

在圖4中：設備管理層用于完成用戶交互、業務處理和數據維護等；中間件用于完成RFID數據采集系統與庫存管理系統的集成；物理層用于完成將RFID閱讀器、電子標簽等的部署與實施,實現數據采集和對相關設備的驅動控制等[7]。

2.2 系統網絡訪問模式

系統采用B/S與C/S混合結構的網絡訪問模式,如圖5所示。

圖5 C/S與B/S混合結構的網絡訪問模式

在C/S模式下,局域網數據傳輸速率較快,用于完成RFID數據采集系統和射頻標簽數據的傳輸,便于系統能夠快速驗收識別標簽信息,在B/S模式下用于完成客戶端業務邏輯處理,包括實驗設計的入庫操作、庫存盤點和出庫操作等[8]。

3 RFID設備管理系統集成設計

3.1 系統集成框架設計

中間件的作用是用于完成RFID數據采集系統與庫存管理系統的集成[9]。本文采用將RFID采集到的數據通過DBLINK鏈接方式,對RFID服務器和倉儲管理服務器的數據進行采集。RFID系統與實驗設備庫存管理系統的集成模式如圖6所示。

圖6 RFID系統與設備管理系統集成框架

3.2 系統集成功能設計>

RFID系統與實現設備庫存管理系統的集成是根據RFID閱讀器提供的應用程序API接口。

由于實驗設備管理系統基于微軟公司推出 .NET Framework 開發框架,為了提升系統的兼容性RFID系統采用了微軟公司推出的BizTalk RFID中間件產品,基于框架可以分為如圖6所示的設備服務接口中層、運轉引擎層、BizTalk RFID基礎框架OM/API層、設計工具和適配器層[10]。

（1） 設備服務接口中層負責為硬件設備供應商提供可任意擴展的設備驅動API集合；

（2） BizTalk RFID基礎框架OM/API層提供了對象模型和應用程序開發接口；

（3） 設計工具和適配器層提供用于開發調度的軟件工具,包括RFID Manager管理控制臺和Rule Composer業務規則設計工具；

（4） 運轉引擎層通過業務規則和事件處理程序組成事件處理機制,對RFID事件進行過濾并轉換為業務系統可以識別的信息,主要包括事件處理引擎和事件處理器2個核心部分[11]。

4 RFID設備管理系統實施方案

4.1 運行環境和接口

本文設計的RFID設備管理系統具有較好的集成性與可擴展性,其應用程序可以運行于Windows XP、Windows 7等計算機平臺系統,另外也可運行于Android、iOS等移動平臺系統。另外,閱讀器和應用系統之間的數據傳輸采用的接口包括RS232、RS485、Wiegand、WLAN802.11、藍牙和USB等。

4.2 系統實施與部署

RFID數據采集系統在C/S模式的局域網絡采用多讀頭單工作站網絡系統模型完成RFID閱讀器數據采集[12]。多讀頭多工作站部署方案是將多個識別點的信息利用一臺計算機完成數據的采集與處理,這就需要在不同的識別點安裝多臺讀頭,然后利用多讀頭網絡系統將來自所有讀頭的信號傳輸到后臺計算機中,進行數據處理[13]。

5 結束語

本文就目前高校實驗室設備庫存管理存在的問題進行了分析,對RFID技術在實驗設備庫存管理中的應用進行了研究與實踐,提出了RFID系統與現有實驗設備管理系統的集成方案,并成功地應用于吉林大學實驗設備管理中心。實踐表明,系統的應用提高了管理效率和設備資源的使用效率。

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[1] 劉昕,孟琳,張超. 當前高校大型儀器管理共享平臺發展思考與實踐[J]. 實驗技術與管理,2015,32（4）:266-269.

[2] 潘堅揚,邵青. 科研實驗室大型儀器管理與共享服務的探索與實踐[J]. 實驗技術與管理,2014,31（12）:264-267.

[3] 李盛,劉朝暉. 高校大型儀器設備資源共享平臺建設與管理[J]. 實驗科學與技術,2015,13（1）:198-212.

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[11] 孫紅,厲彥剛,陳世平. RFID中間件數據處理研究[J]. 上海理工大學學報,2014,36（3）:234-238.

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Application of RFID in inventory management about experimental equipment

Wang Yan, Meng Qin, Liu Xin, Wang Rui

（Pharmacy Experimental Center, College of Pharmacy,Jilin University,Changchun 130012, China）

In order to improve the efficiency of inventory management about the experimental equipment,the application of radio frequency identification （RFID） technology in inventory management is researched. First,the business process of the inventory management is analyzed and optimized based on RFID. Then,the overall architecture of layered hybrid structures about RFID inventory management system is designed based on C/S and B/S .Then the integration scheme is proposed about the RFID system and the inventory management system. Last,the network system model of multi read head and single workstation is adopted to implement the RFID data acquisition system,and the RFID system is successfully applied by the Experimental Equipment Management Center of Jilin University. The practice shows that the application of RFID system has improved the efficiency of management and utilization ratio of the experimental equipment.

radio frequency identification; experimental equipment; inventory management

2015- 04- 21 修改日期：2015- 06- 28

吉林省科技發展計劃資助項目（YYZX201123-4）

王艷（1979—），女，吉林長春，碩士，工程師，主要從事實驗室建設與管理方面的研究工作.

E-mail：shenmary@163.com

TP391

A

1002-4956（2015）11- 0276- 04