基于RFID技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施
——以煤炭企業(yè)為例

趙士勇

（山東能源棗礦集團(tuán)物流中心，山東 棗莊 277000）

0 引 言

以RFID技術(shù)為核心導(dǎo)向，構(gòu)建完善的煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理信息化系統(tǒng)，從技術(shù)層面為倉(cāng)庫(kù)管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理精準(zhǔn)性及高效性做以保證，促使煤炭企業(yè)可精準(zhǔn)性掌握當(dāng)下實(shí)際庫(kù)存，合理、科學(xué)控制各類物資庫(kù)存量。整個(gè)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)中，可選取有效編碼對(duì)庫(kù)存貨物自身批次、保質(zhì)期做好管理，充分發(fā)揮系統(tǒng)自身管理功能，精準(zhǔn)性判定企業(yè)庫(kù)存貨物具體部位，顯著提高煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理效率。

1 RFID技術(shù)組成和工作原理

RFID技術(shù)主要構(gòu)成包含四大模塊，即標(biāo)簽、讀寫器、天線和管理系統(tǒng)，不同模塊承擔(dān)的職能不盡相同：首先，電子標(biāo)簽作為其該技術(shù)“心臟”，其可進(jìn)行精準(zhǔn)性標(biāo)識(shí)物品，充分展示其自身唯一性，結(jié)合標(biāo)簽自身工作原理及方式不同，可將其劃分為多種類型；其次，讀寫器可動(dòng)態(tài)化將相關(guān)數(shù)據(jù)信息寫入電子標(biāo)簽內(nèi)部，也可從標(biāo)簽內(nèi)讀取相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)雙方信息流動(dòng)，讀寫器可同步查詢、辨識(shí)多個(gè)標(biāo)簽信息，且可精準(zhǔn)性篩除其內(nèi)部異常信息；最后，天線及管理系統(tǒng)。天線可接收和發(fā)射能量的讀寫器天線，其自身經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良，體積較小，可張貼至主體目標(biāo)上。管理系統(tǒng)核心作用在于辨識(shí)、存儲(chǔ)讀寫器傳送相關(guān)信息，判定電子標(biāo)簽正確性，不同種類標(biāo)簽處理和控制方式不一。RFID技術(shù)自身工作基本原理為標(biāo)簽通過閱讀器時(shí)，RFID上天線與標(biāo)簽內(nèi)天線產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁感應(yīng)，以此產(chǎn)生能量將其芯片中貨物信息及時(shí)傳輸至閱讀器端，閱讀器對(duì)其開展初步處理分析，最終將其錄入管理系統(tǒng)內(nèi)。將該技術(shù)用于煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理中，最為核心的優(yōu)勢(shì)在于數(shù)據(jù)讀寫功能。此外RFID技術(shù)可同步讀取多個(gè)標(biāo)簽，將最終處理結(jié)果傳輸至電子標(biāo)簽內(nèi)部，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，抵抗污染能力，也無須與主體目標(biāo)直接接觸；可進(jìn)行循環(huán)應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良。充分應(yīng)用RFID技術(shù)與傳統(tǒng)條形碼相較優(yōu)勢(shì)包含以下幾方面：（1）無方向性。正式讀取過程中無須對(duì)準(zhǔn)，僅需處于閱讀器范圍內(nèi)，利用無線電進(jìn)行讀取，不受光線、非金屬遮擋條件的影響；（2）豐富性。電子標(biāo)簽可充分儲(chǔ)存較多數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)能力可高達(dá)幾百字節(jié)，且實(shí)現(xiàn)重復(fù)讀寫；（3）方便性。高速讀取數(shù)據(jù)、讀取距離更遠(yuǎn)，對(duì)RFID標(biāo)簽附著物體進(jìn)行追蹤定位；（4）同時(shí)性。一次性可讀取較多的標(biāo)簽識(shí)別碼及數(shù)據(jù)；（5）堅(jiān)固性。實(shí)際應(yīng)用周期較長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)全天候作業(yè)，不易產(chǎn)生污損或破壞。

2 基于RFID技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

基于原有倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)模式下，通常多需使用C/S模式開展系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本文主要以B/S模式的煤炭網(wǎng)絡(luò)化倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，最大限度發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用，尤其針對(duì)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，均可凸顯該系統(tǒng)使用的高效性及快捷性。為從本質(zhì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能化，將RFID技術(shù)引入系統(tǒng)內(nèi)部，可動(dòng)態(tài)化對(duì)煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部貨物檢驗(yàn)、出入庫(kù)、物資調(diào)撥、庫(kù)存盤點(diǎn)等多個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集和匯總，保證煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理人員高效化管控倉(cāng)庫(kù)。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)自身內(nèi)部具有多個(gè)層次，主要包含客戶層、服務(wù)層、存儲(chǔ)支持層、操作系統(tǒng)等，圖1為系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖。整個(gè)功能整體架構(gòu)中，最為關(guān)鍵的便是核心服務(wù)層，可將其進(jìn)行單一化列出，有助于保證整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)功能間完美銜接，為后續(xù)系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)提供強(qiáng)有力保證。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

2.3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

結(jié)合當(dāng)下煤炭企業(yè)發(fā)展實(shí)際狀況，對(duì)其倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)功能模塊劃分類別，需將其功能模塊劃分為四大類別，主要包含出入庫(kù)管理、倉(cāng)庫(kù)信息管理、用戶和系統(tǒng)管理，不同管理模塊內(nèi)部含有多個(gè)子功能。出入庫(kù)管理核心在于物資出入庫(kù)RFID標(biāo)簽管理、貨位管理等；庫(kù)存盤點(diǎn)主要包含倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部調(diào)整和庫(kù)存清單管控；倉(cāng)庫(kù)信息管理主要包含倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部數(shù)據(jù)管理、編號(hào)管理等；而用戶管理主要涉及權(quán)限布設(shè)、用戶信息布設(shè)等；系統(tǒng)管理主要體現(xiàn)在賬號(hào)、授權(quán)等管理模塊。

2.4 系統(tǒng)管理流程設(shè)計(jì)

該倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)內(nèi)部將煤炭企業(yè)物資日常作業(yè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化管控，主要包含收貨、庫(kù)存盤點(diǎn)、訂單核對(duì)等，充分應(yīng)用RFID技術(shù)，將電子標(biāo)簽布設(shè)于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部貨架等物品上，如此物資自身具備唯一性標(biāo)識(shí)，貨架上電子標(biāo)簽可精準(zhǔn)性辨識(shí)貨物類別及其數(shù)量，實(shí)時(shí)將信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，有助于系統(tǒng)管理模塊進(jìn)行判定及完整記錄。煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)中，從初期物質(zhì)信息查詢、流通等均可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化操控，主要管控作業(yè)流程：（1）入庫(kù)流程。充分依托物資進(jìn)入通道內(nèi)布設(shè)RFID辨識(shí)系統(tǒng)對(duì)待入庫(kù)物資進(jìn)行掃描，以此查詢與之相吻合的信息，將其實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行貨物等級(jí)，精準(zhǔn)性提供該物資最佳的位置和行進(jìn)路線。同時(shí)，向運(yùn)輸叉車提供相應(yīng)的指令，對(duì)貨物進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化追蹤和定位，保證其放置于正確位置；（2）庫(kù)存管理。庫(kù)存貨物管控需進(jìn)行內(nèi)部操作處理，主要體現(xiàn)在到位檢查、貨位自動(dòng)化辨識(shí)、數(shù)量驗(yàn)證等；（3）出庫(kù)流程。倉(cāng)庫(kù)管理人員需依托系統(tǒng)遞交相應(yīng)的出庫(kù)申請(qǐng)，系統(tǒng)可查詢庫(kù)單內(nèi)實(shí)際所需物資信息及當(dāng)前具體放置部位，向叉車提供相應(yīng)的指令，通過移動(dòng)式RFID辨識(shí)系統(tǒng)，精準(zhǔn)性判定貨架上物資信息，精準(zhǔn)性逐步轉(zhuǎn)運(yùn)物資。為進(jìn)一步保證各環(huán)節(jié)操作規(guī)范化及精準(zhǔn)性，閱讀器設(shè)備信息將實(shí)時(shí)發(fā)送至數(shù)據(jù)管理中心進(jìn)行校驗(yàn)。

3 基于RFID技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)施

3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境

煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境需滿足兩方面要求，即布設(shè)結(jié)構(gòu)圖、硬件環(huán)境：一方面系統(tǒng)規(guī)劃布設(shè)結(jié)構(gòu)。為保證倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)發(fā)揮更佳的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，整個(gè)系統(tǒng)操作以移動(dòng)式手持段為主，系統(tǒng)內(nèi)部含有的全部電子標(biāo)簽，需交由系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一性管控，該系統(tǒng)與煤炭企業(yè)內(nèi)部管理系統(tǒng)相銜接，正式規(guī)劃過程中底層數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處于多個(gè)層面進(jìn)行靈活性切換；另一方面系統(tǒng)硬件環(huán)境。煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)中，關(guān)鍵性硬件為RFID技術(shù)內(nèi)部主要構(gòu)成及其配套附件組成。電子標(biāo)簽自身功能受多方面因素干擾，綜合性考量電子標(biāo)簽合理化選取中，需將價(jià)格、頻率為選取基準(zhǔn)參考；讀寫器的選取，煤炭企業(yè)自身后續(xù)物資管理方式具有靈活性，若全部選用固定化讀寫設(shè)備，難以吻合企業(yè)基本發(fā)展需求，因此建議選取具有靈活性的讀寫器，為煤炭企業(yè)管理提供便捷性，如圖2為系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)路線。

圖2 系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)路線

3.2 系統(tǒng)登錄模塊

基于RFID技術(shù)的煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，其實(shí)際登錄窗口作為應(yīng)用軟件核心構(gòu)成，其核心功能在于始終保證用戶數(shù)據(jù)可靠性及安全性。煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)登錄界面中，用戶可結(jié)合自身進(jìn)入權(quán)限，輸入賬號(hào)及密碼，若兩者均正確可點(diǎn)擊登錄便可進(jìn)入系統(tǒng)中。用戶可結(jié)合自身實(shí)際需求，進(jìn)入該系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行操作，保證自身所需任務(wù)目標(biāo)達(dá)成。

3.3 系統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)管理模塊

煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)物資出入庫(kù)作為關(guān)鍵性內(nèi)容，正式管理過程中需確保各類信息精準(zhǔn)性及可靠性。實(shí)際應(yīng)用該系統(tǒng)時(shí)，為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，積極啟用自動(dòng)化操作審核工作，對(duì)其進(jìn)行雙層次管控，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部物資出入庫(kù)過程中，始終保證其相關(guān)信息與底層數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)信息相吻合，待整個(gè)出入庫(kù)工作完成之后，需結(jié)合其自身操作自動(dòng)化生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)表，以此減少是倉(cāng)庫(kù)管理人員對(duì)各類信息匯總。不過應(yīng)用該系統(tǒng)內(nèi)部子模塊時(shí)，管理人員會(huì)聯(lián)合定期和不定期檢查方法，對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部物資進(jìn)行盤點(diǎn)，選取電子標(biāo)簽精準(zhǔn)性讀取存儲(chǔ)物資信息，依托天線進(jìn)行強(qiáng)有力的傳輸，將數(shù)據(jù)傳輸至后續(xù)數(shù)據(jù)處理中心，若數(shù)據(jù)信息實(shí)際處理過程中存在異常，系統(tǒng)可自動(dòng)化為管理人員提供警示，有助于其及時(shí)更改。

3.4 系統(tǒng)管理模塊

應(yīng)用該系統(tǒng)中管理子功能模塊，其主要包含用戶授權(quán)、密碼修改、數(shù)據(jù)導(dǎo)入等，進(jìn)入應(yīng)用系統(tǒng)后臺(tái)之后，可積極進(jìn)入系統(tǒng)管理子功能模塊，以此實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)操作。該系統(tǒng)管理人員增設(shè)新用戶過程中，可啟動(dòng)實(shí)際授權(quán)功能。

4 項(xiàng)目實(shí)踐案例分析

4.1 項(xiàng)目概況分析

某煤炭集團(tuán)公司作為國(guó)內(nèi)第一個(gè)億噸級(jí)現(xiàn)代化大型煤炭實(shí)際生產(chǎn)基地，長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)以來主要發(fā)展方向?yàn)閲?guó)際先進(jìn)水平，始終堅(jiān)持精干高效基本原則，創(chuàng)設(shè)高效化礦井建設(shè)模式。隨著近年來煤炭產(chǎn)生顯著增加，管理物資實(shí)際種類超過20萬種，積極使用管理系統(tǒng)。由于該管理體系處于倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)管理存在局限性，企業(yè)急需建立完善的管理體系，積極對(duì)其倉(cāng)儲(chǔ)管理做好創(chuàng)新更新，成功引入RFID技術(shù)，借力相應(yīng)的硬件設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境條件，對(duì)原有系統(tǒng)功能進(jìn)行擴(kuò)充和延伸，實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽、條形碼聯(lián)合使用，呈現(xiàn)一種高效、快捷的倉(cāng)儲(chǔ)管理模式，如圖3為某集團(tuán)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)。

圖3 某集團(tuán)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)

4.2 RFID在煤炭倉(cāng)儲(chǔ)管理中應(yīng)用

該倉(cāng)儲(chǔ)物資實(shí)際種類、數(shù)量較多，超過90%的物資為金屬材料，形狀不規(guī)則，過多標(biāo)簽與讀寫器存在一定的干擾，難以實(shí)現(xiàn)全方位批量讀取，管理人員無法及時(shí)辨識(shí)RFID標(biāo)簽內(nèi)容，一定出入庫(kù)工作效率。結(jié)合倉(cāng)儲(chǔ)管理實(shí)際狀況，基于原有管理模式上進(jìn)行改造提升，選取RFID電子標(biāo)簽與一維條形碼標(biāo)簽混合應(yīng)用管理模式。RFID處于倉(cāng)庫(kù)管理過程中，核心功能在于出庫(kù)業(yè)務(wù)、盤點(diǎn)、車輛配送等方面：第一，驗(yàn)收入庫(kù)。待各類物資到貨后，驗(yàn)收人員需充分對(duì)貨物相關(guān)信息進(jìn)行核對(duì)，驗(yàn)收達(dá)標(biāo)后處于系統(tǒng)內(nèi)錄入相關(guān)信息，針對(duì)價(jià)值高、易丟失的備件打印RFID標(biāo)簽，將其輸送至入庫(kù)區(qū)準(zhǔn)備上貨；移庫(kù)發(fā)放。掃描條形碼RFID標(biāo)簽，輸入移庫(kù)數(shù)量后完成，該標(biāo)簽隨著備件輸送申請(qǐng)倉(cāng)庫(kù)；盤點(diǎn)。RFID盤點(diǎn)較常規(guī)盤點(diǎn)不受時(shí)間、人力的局限，隨時(shí)可針對(duì)貨位、貨架、庫(kù)房進(jìn)行盤點(diǎn)及時(shí)掌握庫(kù)房實(shí)際狀況，如圖4為某集團(tuán)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)入庫(kù)管理模塊。

圖4 某集團(tuán)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)入庫(kù)管理模塊

5 結(jié) 論

基于RFID技術(shù)煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，從本質(zhì)層面解決原有倉(cāng)庫(kù)管理中多個(gè)信息失真，出庫(kù)效率低下等瓶頸，提高倉(cāng)庫(kù)管理自動(dòng)化、現(xiàn)代化水平。RFID技術(shù)自身具有多個(gè)優(yōu)勢(shì)，且應(yīng)用具有一定的成熟性，主要因其成本較大阻礙該技術(shù)進(jìn)一步推廣及應(yīng)用，該倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)之后，需選取合理的操作規(guī)程，減少其實(shí)際應(yīng)用成本，保證提高煤炭企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理水平基礎(chǔ)上，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。