1、基于RFI D技術的應急物資配送管理系統設計楊純朵 李建國蘭州交通大學機電技術研究所 蘭州 730070摘 要:針對應急物資配送管理系統對應急物資信息實時采集、作業自動化管理和在途物資實時跟蹤監控等的要求,在現有倉庫管理系統的基礎上,設計了以RF ID技術為讀寫手段的應急物資配送管理系統。應用該系統可實現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、盤點的自動化作業和運輸過程的跟蹤監控,提高了應急物資配送效率,達到應急目的。關鍵詞:應急配送;R F I D;配送管理系統;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、醫療藥品器械、生活用品等應急物資必須及時運送到災區。如何將應急物資以最短時間最有效地送至災區的問題受到廣泛的關注1。近年來,RFI D技術在許多領域已得到廣泛應用。在物流領域,特別是在應急物資配送過程中,采用RFI D技術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,還可以在各個環節跟蹤物資,實時掌握物資

6、的動態資訊,為合理配送應急物資發揮重要的作用2。1 RFI D在應急物資配送中的應用優勢3目前,我國應急物資配送管理系統較多使用條碼技術來標識和采集物資信息,這雖然在一定程度上實現了數據的自動采集和管理,但是,條碼技術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后無法實時跟蹤在途物資的位置、狀態等信息,同時實際需求或路況發生變化時無法及時將在途物資重新調配。條碼技術不能滿足突發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、動態管理等的要求。RFI D技術

7、可克服條碼技術的缺點:它將數據存儲在芯片中,數據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技術易于實現自動化、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技術取代條碼技術,與信息系統(計算機技術、網絡技術、數據庫技術等集成,不僅可以提高應急物資信息數據采集、傳輸、處理的快速性和準確性,還可以實現對應急

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技術簡化了應急物資配送的中間環節,節省時間、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,在現有物資配送倉庫管理系統的基礎上,充分利用RFI D的技術優勢,構建了基于RFI D技術的應急物資配送管理系統(E MDM S。2 1 系統總體框架的設計基于RFI D的應急物資配送管理系統設計采用3層架構(如圖1:數據采集終端設備層、數據傳輸網絡層和數據中心管理層。數據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。數據傳輸網絡層主要包括覆蓋整個配送中心倉儲區的無線域網絡和路由器等相關網絡設備以及運輸監控用GPRS無線網絡。其主要功能是傳輸、匯總和過濾各數據采集終端所收集的信息至數據庫,以供數據中心管理層調用。數據中心管理層主要由RFI D數據庫、GPS數據庫、E MDM S服務器、數據中心服務器、各種控制系統計算機及客戶端組成。其主要

10、功能是用于RFI D數據及GPS數據的存儲和交換,與E MDM S數據集成來完成整個系統的監控管理,并提供外部訪問入口,以供外部人員查詢監管。由于此設計方案遵循RFI D產品電子代碼EPC標準,可進行擴展,與EPC物聯網絡對接,用于構建基于EPC物聯網的EPC信息存儲服務器(EPC-I S,完成應急物資與互聯網的相互連接,實現供應鏈的上游與下游的信息共享與數據交換,以及智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。圖1 應急物資配送管理系統總體框架2 2 系統的硬件平臺1RFI D標簽RFI D標簽是應急物資信息的載體。在應急物流中,應根據應急物資重要程度和特殊需求來選擇不同性能參數的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數據采集終端設備及通信方式RFI D數據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,也可模塊與系統集成使用,同時可連接不同區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設備連接。采用RS-485串口通信電路和TCP/I P網絡通信接口電路與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,通過無線局域網將信息傳至RFI D信息數據庫,以便于系統數據中心調用,完成驗貨、盤點、出入庫操作等。另外,在應急物資運輸環節中,采用GPRS無線網絡來傳輸運輸

12、車輛的GPS數據及車載應急物資的RFI D信息,實現應急物資在途跟蹤的可視化監控。2 3 系統軟件設計2 3 1 應急物資配送的基本業務流程應急物資配送的基本業務流程如圖2所示,應急物資指揮調度中心根據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度中心請求補貨。 圖2 應急物資配送基本業務流程圖 應急物資指揮調度中心根據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根據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,應急物資指揮調度中心實時監控應急物資的運輸情況。應急物資配送過程中的每個環節都應快速、準確,且需具備可跟蹤性、可控制性和可協調性。2 3 2 主要業務流程模塊設計及功能所設計的應急物流配送管理系統采用RFI D 技術,其業務流程與傳統流程相比4,5,可降低人工參與的程度,系統運行更簡捷、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個主要環節。傳統的管理手段在這4個環節都須人工進行干預監控,容易出錯,且一旦出錯往往無法及時糾正,造成在突發事件發生時,降低了應急物資配送效率,影響應急物資的應急效果。本系統基于RFI D 技術對應急物資入庫流程進行梳理,使各環節實現自動化作業,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沒有貼RFI D 標簽,所以需要進行分揀、貼RFI D 標簽。根據應

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、數量、屬性、生產日期、有效期、入庫時間、生產廠等相關的信息數據,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根據對物資數量的分貨計算的結果進行分貨裝盤,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聯。系統將根據入庫原則、關聯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,系統自動更新數據庫

16、的庫存信息,確認物資入庫。至此應急物資入庫業務完成。圖3 應急物資入庫業務流程2出庫應急物資出庫業務是應急物資入庫業務的逆過程,一般包含出貨通知、下架、出庫物資核對、庫存更新4個主要環節,其業務流程如圖4所示。圖4 應急物資出庫業務流程當應急物資配送管理系統接到應急物資指揮調度中心的出庫命令時,系統根據貨品關聯信息,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、存儲到系統數據中心,確認出庫,此時系統自動記錄運輸車輛出車的時間、駕駛員等信息。與傳統應急物資出庫作業相比,采用RF I D技術,各環節實現了自動化作業,節省時間、人力,提高了準確率和效率。3盤點傳統的應急物資庫存盤點作業不僅需要人工錄入,而且盤點報告需等到所有盤點操作結束和信息匯總后給出,這對需要動態管理的應急物資配送中心十分不利。而利用RFI D技術,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。能及時發現并解決問題,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,實現快速補貨。省去了傳統應急物資盤點作業中繁瑣

18、的清點、記錄等工作,實現了快速自動化操作,節約了人力和時間。4跟蹤運輸應急物資跟蹤運輸業務流程如圖5所示,車載GPS終端接收GPS衛星測定的當前車輛位置信息與車載終端采集系統采集的諸如行駛速度、油量等當前車輛狀態信息,通過GPRS通信上傳到以GIS為平臺的應急物流跟蹤運輸系統,由跟蹤運輸系統將接收到的當前車輛位置信息和與之匹配的狀態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。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數據庫,與應急物資出貨單進行核對,如發現物資信息有誤,則發出報警,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的服務,實現可視化監控、實時查詢和實時動