基于RFID技術(shù)的應急物資配送管理系統(tǒng)設計_圖文

1、基于RFI D技術(shù)的應急物資配送管理系統(tǒng)設計楊純朵 李建國蘭州交通大學機電技術(shù)研究所 蘭州 730070摘 要:針對應急物資配送管理系統(tǒng)對應急物資信息實時采集、作業(yè)自動化管理和在途物資實時跟蹤監(jiān)控等的要求,在現(xiàn)有倉庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,設計了以RF ID技術(shù)為讀寫手段的應急物資配送管理系統(tǒng)。應用該系統(tǒng)可實現(xiàn)對應急物資信息的自動采集和匯總處理,有利于完成應急物資出入庫、盤點的自動化作業(yè)和運輸過程的跟蹤監(jiān)控,提高了應急物資配送效率,達到應急目的。關(guān)鍵詞:應急配送;R F I D;配送管理系統(tǒng);跟蹤運輸;流程設計中圖分類號:U169 61 文獻標識碼:A 文章編號:1001-0785(201105-0

2、023-04Abstrac t:A i m i ng at requ ire m ent of e m e rgency m a terial distributi on m anage m ent syste m on rea l ti m e acqu i s ition o f e m ergency m ater i a l i nfor m ation,automa ti c ope ration m anag e m ent and rea l ti m e track i ng and m onitor i ng of ma teria l s i n tran s it,bas

3、ed on the ex i sti ng w arehouse managem ent sy stem,the paper desi gns an e m ergency m ate rial d istri buti on m anag e m ent syste m wh i ch takes RF ID techno logy as m eans to read and w r ite T he syste m can i m ple m ent autom ati c acquisiti on and su m m ary processi ng o f em ergency ma

4、teria l i nfor m a ti on,w hich he l ps auto m atic opera ti on o f i nto and out of w arehouse,i nventory and track i ng and m on itor i ng o f transpo rtati on,and i m proves t he distr i bution e ffi c iency for t he purpose o f e m ergency K eywords:e m ergency d istri buti on;RF ID;d i str i bu

5、tion m anag e m ent syste m;transporta ti on track i ng;process de s i gn0 引言當災害特別是特大災害發(fā)生后,為了快速有效地搶救和安置受災人員,達到時間效益最大化和災害損失最小化,必要的救助設施設備、醫(yī)療藥品器械、生活用品等應急物資必須及時運送到災區(qū)。如何將應急物資以最短時間最有效地送至災區(qū)的問題受到廣泛的關(guān)注1。近年來,RFI D技術(shù)在許多領(lǐng)域已得到廣泛應用。在物流領(lǐng)域,特別是在應急物資配送過程中,采用RFI D技術(shù)能夠自動準確地標識和描述物資信息,不僅可以減少勞動力,提高工作效率,還可以在各個環(huán)節(jié)跟蹤物資,實時掌握物資

6、的動態(tài)資訊,為合理配送應急物資發(fā)揮重要的作用2。1 RFI D在應急物資配送中的應用優(yōu)勢3目前,我國應急物資配送管理系統(tǒng)較多使用條碼技術(shù)來標識和采集物資信息,這雖然在一定程度上實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動采集和管理,但是,條碼技術(shù)自身存在不可克服的缺陷。例如,條碼標簽暴露在外,易撕裂、污損甚至脫落,使用壽命短;存儲信息量少,不可重寫,保密性差;識讀受距離和角度的限制,易受干擾;條碼標簽在物資出發(fā)后無法實時跟蹤在途物資的位置、狀態(tài)等信息,同時實際需求或路況發(fā)生變化時無法及時將在途物資重新調(diào)配。條碼技術(shù)不能滿足突發(fā)事件對應急物資信息準確、可靠、快速、高效傳輸、采集、處理和交換、動態(tài)管理等的要求。RFI D技術(shù)

7、可克服條碼技術(shù)的缺點:它將數(shù)據(jù)存儲在芯片中,數(shù)據(jù)的讀取無需接觸光源,可穿透包裝 感知 閱讀;存儲信息多且更改自如,密碼保護安全性高;包裝封閉性好,防水、防磁、耐高溫、使用壽命長,因此對環(huán)境適應能力強,能適應諸如灰塵、油污、振動以及存在其他遮擋物的環(huán)境;讀取距離遠、速度快,可對高速物體進行識別甚至可同時識別多個物體;物資運輸過程中可實時跟蹤。RFI D技術(shù)易于實現(xiàn)自動化、智能化,滿足應急物流對種類多、流量大的信息的快速收集與處理的需求。采用RFI D技術(shù)取代條碼技術(shù),與信息系統(tǒng)(計算機技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等集成,不僅可以提高應急物資信息數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理的快速性和準確性,還可以實現(xiàn)對應急

8、物資的可視化實時跟蹤,提高應急物資配送的靈活性和安全性。RF I D技術(shù)簡化了應急物資配送的中間環(huán)節(jié),節(jié)省時間、人力,提高了應急物資配送管理的效率,達到應急的目的。2 RFI D應急物資配送管理系統(tǒng)設計針對目前應急物資配送中普遍存在的工作效率較低、物資配送不合理、物資出入庫管理混亂等問題,在現(xiàn)有物資配送倉庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,充分利用RFI D的技術(shù)優(yōu)勢,構(gòu)建了基于RFI D技術(shù)的應急物資配送管理系統(tǒng)(E MDM S。2 1 系統(tǒng)總體框架的設計基于RFI D的應急物資配送管理系統(tǒng)設計采用3層架構(gòu)(如圖1:數(shù)據(jù)采集終端設備層、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡層和數(shù)據(jù)中心管理層。數(shù)據(jù)采集終端設備層主要包括標識庫位、物資

9、和托盤的各類RFI D標簽,分布在倉庫不同位置的RFI D天線,固定式RFI D讀寫器,無線手持式RFI D讀寫器,叉車、巷道堆垛機和運輸車的車載天線及車載電腦,運輸車輛車載GPS及RFI D讀寫器等。其主要功能是采集應急物資信息、應急物資在庫貨位信息、應急物資在途信息等。數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡層主要包括覆蓋整個配送中心倉儲區(qū)的無線域網(wǎng)絡和路由器等相關(guān)網(wǎng)絡設備以及運輸監(jiān)控用GPRS無線網(wǎng)絡。其主要功能是傳輸、匯總和過濾各數(shù)據(jù)采集終端所收集的信息至數(shù)據(jù)庫,以供數(shù)據(jù)中心管理層調(diào)用。數(shù)據(jù)中心管理層主要由RFI D數(shù)據(jù)庫、GPS數(shù)據(jù)庫、E MDM S服務器、數(shù)據(jù)中心服務器、各種控制系統(tǒng)計算機及客戶端組成。其主要

10、功能是用于RFI D數(shù)據(jù)及GPS數(shù)據(jù)的存儲和交換,與E MDM S數(shù)據(jù)集成來完成整個系統(tǒng)的監(jiān)控管理,并提供外部訪問入口,以供外部人員查詢監(jiān)管。由于此設計方案遵循RFI D產(chǎn)品電子代碼EPC標準,可進行擴展,與EPC物聯(lián)網(wǎng)絡對接,用于構(gòu)建基于EPC物聯(lián)網(wǎng)的EPC信息存儲服務器(EPC-I S,完成應急物資與互聯(lián)網(wǎng)的相互連接,實現(xiàn)供應鏈的上游與下游的信息共享與數(shù)據(jù)交換,以及智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。圖1 應急物資配送管理系統(tǒng)總體框架2 2 系統(tǒng)的硬件平臺1RFI D標簽RFI D標簽是應急物資信息的載體。在應急物流中,應根據(jù)應急物資重要程度和特殊需求來選擇不同性能參數(shù)的RFI D標簽,如

11、標簽的讀寫距離、應急物資保密程度、標簽表面印刷等要求。2RFI D數(shù)據(jù)采集終端設備及通信方式RFI D數(shù)據(jù)采集終端設備按應用場合不同,采用固定式讀寫器和無線手持式讀寫器等。固定式讀寫器可單獨使用,也可模塊與系統(tǒng)集成使用,同時可連接不同區(qū)域或角度的多個天線,分時掃描RFI D標簽,通過通信接口與相關(guān)設備連接。采用RS-485串口通信電路和TCP/I P網(wǎng)絡通信接口電路與PC機進行通信。無線手持式讀寫器單獨使用,便于采集RFI D標簽的信息,通過無線局域網(wǎng)將信息傳至RFI D信息數(shù)據(jù)庫,以便于系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心調(diào)用,完成驗貨、盤點、出入庫操作等。另外,在應急物資運輸環(huán)節(jié)中,采用GPRS無線網(wǎng)絡來傳輸運輸

12、車輛的GPS數(shù)據(jù)及車載應急物資的RFI D信息,實現(xiàn)應急物資在途跟蹤的可視化監(jiān)控。2 3 系統(tǒng)軟件設計2 3 1 應急物資配送的基本業(yè)務流程應急物資配送的基本業(yè)務流程如圖2所示,應急物資指揮調(diào)度中心根據(jù)應急需求點反饋的需求信息,通過各種方式(動用儲備物資、物資征收征用、社會捐贈和組織生產(chǎn)籌措應急物資來補充應急物資儲備中心的物資需求。當籌集的應急物資送至應急物資儲備中心倉庫時,與應急物資指揮調(diào)度中心下達的補貨單進行核對、驗收、入庫儲存,并定期或不定期進行盤點。需要補貨 時,將補貨需求反饋給應急物資指揮調(diào)度中心請求補貨。 圖2 應急物資配送基本業(yè)務流程圖 應急物資指揮調(diào)度中心根據(jù)應急需求點反饋回來

13、的需求信息向最近的應急物資儲備中心下達出貨單,該應急物資儲備中心的應急物資配送管理系統(tǒng)根據(jù)此出貨單查出所需物資的存放位置,進行揀貨、出庫,然后裝車運送到相應的應急物資需求點。在應急物資運輸途中,應急物資指揮調(diào)度中心實時監(jiān)控應急物資的運輸情況。應急物資配送過程中的每個環(huán)節(jié)都應快速、準確,且需具備可跟蹤性、可控制性和可協(xié)調(diào)性。2 3 2 主要業(yè)務流程模塊設計及功能所設計的應急物流配送管理系統(tǒng)采用RFI D 技術(shù),其業(yè)務流程與傳統(tǒng)流程相比4,5,可降低人工參與的程度,系統(tǒng)運行更簡捷、高效,可充分滿足應急物流配送對時間效益最大化的要求。1入庫 應急物資入庫業(yè)務包含補貨單確認,貨物分揀、貼標簽、裝盤,貨

14、物搬運上架,更新貨架信息4個主要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的管理手段在這4個環(huán)節(jié)都須人工進行干預監(jiān)控,容易出錯,且一旦出錯往往無法及時糾正,造成在突發(fā)事件發(fā)生時,降低了應急物資配送效率,影響應急物資的應急效果。本系統(tǒng)基于RFI D 技術(shù)對應急物資入庫流程進行梳理,使各環(huán)節(jié)實現(xiàn)自動化作業(yè),無需人工參與,保證了信息準確性和實時更新,提高了應急物資入庫管理效率,達到應急的目的。應急物資入庫業(yè)務流程如圖3所示,當籌集的應急物資送達應急物資儲備中心倉庫時,首先倉庫管理人員對補貨單進行確認,確認無誤后放行貨車入庫,否則進行異常處理。由于籌集的應急物資多數(shù)沒有貼RFI D 標簽,所以需要進行分揀、貼RFI D 標簽。根據(jù)應

15、急物資的重要程度和特殊需求選擇性能合適的RFI D 標簽,寫入應急物資的名稱、數(shù)量、屬性、生產(chǎn)日期、有效期、入庫時間、生產(chǎn)廠等相關(guān)的信息數(shù)據(jù),以便于標識、追蹤和管理應急物資。然后應急物資配送管理系統(tǒng)根據(jù)對物資數(shù)量的分貨計算的結(jié)果進行分貨裝盤,RFI D 閱讀器讀取托盤標簽,將托盤I D 與其上的應急物資進行關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)將根據(jù)入庫原則、關(guān)聯(lián)信息以及物資的屬性、庫位使用情況等信息進行上架計算,確定該托盤的存放位置并將分配的儲位信息傳輸至叉車車載電腦、巷道堆垛機等設備,叉車將物資送至巷道堆垛機,完成上架操作。安裝在堆垛機上的RFI D 讀寫器掃描貨位信息并將信息傳送至入庫管理子系統(tǒng),系統(tǒng)自動更新數(shù)據(jù)庫

16、的庫存信息,確認物資入庫。至此應急物資入庫業(yè)務完成。圖3 應急物資入庫業(yè)務流程2出庫應急物資出庫業(yè)務是應急物資入庫業(yè)務的逆過程,一般包含出貨通知、下架、出庫物資核對、庫存更新4個主要環(huán)節(jié),其業(yè)務流程如圖4所示。圖4 應急物資出庫業(yè)務流程當應急物資配送管理系統(tǒng)接到應急物資指揮調(diào)度中心的出庫命令時,系統(tǒng)根據(jù)貨品關(guān)聯(lián)信息,生成物資下架命令傳給巷道堆垛機和叉車車載電腦,完成物資的下架與搬運。出庫物資被搬運至分貨區(qū)后,進行出庫物資信息與出貨單核對,若有誤,則進行異常處理,否則將物資裝車,此時系統(tǒng)自動更新庫存信息。運輸車輛在離開倉庫時,倉庫通道口RFI D閱讀器自動讀取車載物資信息,并將車輛和車載物資信息

17、存儲到系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心,確認出庫,此時系統(tǒng)自動記錄運輸車輛出車的時間、駕駛員等信息。與傳統(tǒng)應急物資出庫作業(yè)相比,采用RF I D技術(shù),各環(huán)節(jié)實現(xiàn)了自動化作業(yè),節(jié)省時間、人力,提高了準確率和效率。3盤點傳統(tǒng)的應急物資庫存盤點作業(yè)不僅需要人工錄入,而且盤點報告需等到所有盤點操作結(jié)束和信息匯總后給出,這對需要動態(tài)管理的應急物資配送中心十分不利。而利用RFI D技術(shù),通過應急物資倉庫中的RFI D讀寫器對應急物資進行定期或不定期的掃描,可以迅速得到庫存情況的準確信息,并生成盤點報告。能及時發(fā)現(xiàn)并解決問題,如對過期的物資進行清除處理,對庫存不足物資提出補貨請求,實現(xiàn)快速補貨。省去了傳統(tǒng)應急物資盤點作業(yè)中繁瑣

18、的清點、記錄等工作,實現(xiàn)了快速自動化操作,節(jié)約了人力和時間。4跟蹤運輸應急物資跟蹤運輸業(yè)務流程如圖5所示,車載GPS終端接收GPS衛(wèi)星測定的當前車輛位置信息與車載終端采集系統(tǒng)采集的諸如行駛速度、油量等當前車輛狀態(tài)信息,通過GPRS通信上傳到以GIS為平臺的應急物流跟蹤運輸系統(tǒng),由跟蹤運輸系統(tǒng)將接收到的當前車輛位置信息和與之匹配的狀態(tài)屬性信息顯示在電子地圖上,同時提供外部訪問入口,以便查詢車輛和應急物資的狀態(tài)。車載RFI D閱讀器定時讀取應急物資的信息,通過GPRS通信上傳至RFI D數(shù)據(jù)庫,與應急物資出貨單進行核對,如發(fā)現(xiàn)物資信息有誤,則發(fā)出報警,從而防止應急物資丟失或被盜。在整個應急物資運輸過程中,跟蹤運輸系統(tǒng)實時顯示車輛的實際位置,并提供實時查詢車輛和物資狀態(tài)的服務,實現(xiàn)可視化監(jiān)控、實時查詢和實時動