1 關(guān)于RFID技術(shù)

RFID技術(shù)即射頻識別技術(shù)(RadioFrequency Identification,RFID),該技術(shù)的原理是在閱讀器與標簽之間建立非接觸式的數(shù)據(jù)通信,從而實現(xiàn)目標的有效識別,主要是通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信,對記錄媒體(電子標簽或射頻卡)加以讀寫來識別目標并進行數(shù)據(jù)交換[1]。通過表1當前我國典型物流系統(tǒng)項目中自動化立體庫與傳統(tǒng)物流倉庫的成本構(gòu)成對比,不難看出RFID技術(shù)在物流倉儲管理系統(tǒng)中的應(yīng)用需求。

RFID技術(shù)所表現(xiàn)出的優(yōu)勢,能為表1中物流倉儲各方面具體管理要求提供更為先進的技術(shù)支持,同時能滿足上述多項內(nèi)容的管理需求,因此可通過應(yīng)用RFID技術(shù)設(shè)計物流倉儲管理系統(tǒng),提升物流倉儲管理的效率及反應(yīng)速率,推動物流行業(yè)的發(fā)展[2]。

2 RFID技術(shù)支持下的物流倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)功能需求分析

通過設(shè)計科學(xué)合理的物流倉儲管理系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)物流倉儲管理工作的自動化,其具體應(yīng)用功能需求應(yīng)包括基礎(chǔ)信息模塊、原材料模塊、倉庫管理模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊、出/入庫模塊及RFID識別采集模塊幾方面[3]。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計包括總體架構(gòu)設(shè)計、技術(shù)架構(gòu)設(shè)計及系統(tǒng)功能設(shè)計3部分。

總體架構(gòu)設(shè)計中多將重力式立體貨架作為擺放貨物的主要載體,一般利用叉車或堆垛機進行貨物入庫工作,出庫時則以叉車搬運為主。這種方法適用于大宗且體積較大貨物的搬運,對于零散、小批量貨物的存儲,則需要在重力式立體貨架兩側(cè)設(shè)置散貨貨架[4]。若基于RFID技術(shù)進行物流倉儲管理系統(tǒng)設(shè)計,需保證整個系統(tǒng)及管理流程能夠高效運行,管理操作簡便快捷,能夠準確錄入/采集貨物出入庫信息。

技術(shù)架構(gòu)設(shè)計是圍繞RFID技術(shù)構(gòu)建的技術(shù)應(yīng)用體系。由于該技術(shù)具有非常強的環(huán)境適應(yīng)性,在性能及效率上也顯著超過傳統(tǒng)手持掃描方式,因此在實際應(yīng)用時可通過將RFID讀寫器安裝在倉庫各個區(qū)域,來滿足物流倉儲管理的需求。這種讀寫器能夠?qū)崿F(xiàn)貨物電子標簽信息的高速讀取,并將讀取到的信息傳輸至中樞處理系統(tǒng),經(jīng)處理系統(tǒng)處理之后再上傳至管理系統(tǒng)。之后,管理系統(tǒng)會通過獲得的高精度數(shù)據(jù)對標管理需求,以更新貨物出入庫信息。

系統(tǒng)功能設(shè)計應(yīng)囊括智能管理、盤點管理、入庫管理及出庫管理4部分內(nèi)容。其中:入庫管理包括貨物錄入、貨物規(guī)格管理、信息查詢修改、供貨商管理4方面功能;盤點管理僅需囊括數(shù)據(jù)盤點管理、數(shù)據(jù)計算兩方面功能;出庫管理應(yīng)囊括出庫貨物錄入、貨物查詢、貨物規(guī)格3方面功能;智能管理則在上述功能的基礎(chǔ)上,提供初始化設(shè)置、系統(tǒng)設(shè)置、用戶管理及倉庫管理的功能支持[5]。

2.3 RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)算法優(yōu)化及部署

進行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)部署之前,需要先設(shè)計并完善整個系統(tǒng)的定位算法。由于物流倉儲管理系統(tǒng)室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜,無論是采集過程中的人員走動、場景布置內(nèi)容更替還是溫濕度變化,都會在一定程度上產(chǎn)生信號強度值(ReceivedSignalStrengthIndication,RSSI)不確定的問題。對此,需要通過應(yīng)用限幅濾波器屏蔽采集誤差產(chǎn)生的大脈沖干擾,保證算術(shù)平均濾波算法的正常運行,而算術(shù)平均濾波算法是通過以平均運算方式計算N次采樣后的被測數(shù)據(jù),實現(xiàn)隨機噪聲對定位干擾的有效控制。其具體計算方式:

該算法的改進需要先計算被測數(shù)據(jù)標準差,并將之作為信號強度值的波動程度,之后為這一標準差設(shè)置閾值。在標準差處于閾值范圍內(nèi)的情況下,由于此時信號強度值波動程度較小,可直接采用上文公式計算信號強度值的算術(shù)平均值;若其標準差超過閾值范圍,代表此時信號強度值波動程度較大,則其算術(shù)平均值求解方式如下所示:

式中采樣結(jié)果超過RSSIavg均值記為avg1,采樣結(jié)果不超過RSSIavg數(shù)據(jù)均值記為avg2。

經(jīng)上述算法調(diào)整優(yōu)化之后,可以確定限定幅度及算術(shù)平均濾波處理能夠降低隨機性誤差因素對貨物定位信號采集產(chǎn)生的影響,也能顯著提升定位算法的運行效率。

完成以上算法優(yōu)化之后,可開始進行系統(tǒng)部署。

在部署方式上,需要在倉庫門口的上方及左右兩側(cè)各放置3處RFID閱讀器天線,在貨物進出倉庫時經(jīng)該閱讀器識別貨物電子標簽。在此基礎(chǔ)上,需要在倉庫入口位置設(shè)置高精度射頻標簽打印機1臺,已確認擁有RFID標簽的貨物可正常放入,無RFID標簽的貨物,則需要由打印機獲取貨物信息(包括庫存、代碼、貨號)并打印標簽,將標簽固定在貨物外包裝表面,并將貨物詳細參數(shù)錄入到系統(tǒng)中,在貨物出庫或更改倉儲狀態(tài)之后回收標簽。除此之外,所有貨架均需設(shè)置對應(yīng)的RFID,以均值顯示方式顯示貨架的位置序號,且RFID系統(tǒng)應(yīng)與庫存商品信息建立關(guān)聯(lián)。最后,通過安裝RFID系統(tǒng)操作末端,使倉儲管理人員可經(jīng)RFID核對庫房中的貨物存儲情況。

3 基于RFID技術(shù)的物流倉儲管理系統(tǒng)實現(xiàn)

(1)貨物信息管理模塊:該模塊負責管理各項與貨物相關(guān)的基本信息及有關(guān)信息,包括但不限于貨物的生產(chǎn)日期、有效期、生產(chǎn)商、品名、類別、價格、基本倉儲要求及注意事項等,管理人員對貨物信息的任何調(diào)整皆可通過該模塊實現(xiàn)。

(2)出/入庫管理模塊:此模塊分為入庫管理及出庫管理兩方面,貨物抵達倉庫之后需先由管理人員錄入貨物具體信息,并核對其信息在電子標簽及RFID中的完備程度與準確度,并將之與入庫單中的信息逐一仔細對比,確認信息一致后,制作電子標簽并將標簽內(nèi)容添加至U盤中,同時在電子標簽中標注與貨物有關(guān)的具體信息,經(jīng)轉(zhuǎn)運途徑送入倉庫,由連接的RFID閱讀器掃描電子標簽并將掃描數(shù)據(jù)上傳至管理系統(tǒng)中,管理系統(tǒng)在獲取貨物信息的同時形成貨物入庫時間信息并存儲。出庫時其他操作基本不變,但在貨物出庫掃描完成之后需在標簽中更新貨物狀態(tài),標識為“已出庫”,記錄在案并回收對應(yīng)標簽。

(3)貨物庫存盤點模塊:在對貨物進行盤點時,倉儲管理人員需手持RFID機庫便攜盤點設(shè)備逐個掃描貨物的電子標簽,應(yīng)用RFID識別標簽中的各項信息并將之與盤點單、物資管理單等信息加以比對,完成清點并確認無誤后,將盤點時間、過程及結(jié)果信息錄入到管理系統(tǒng)中。若盤點過程中發(fā)現(xiàn)信息與盤點單不一致,則需在系統(tǒng)中向上追溯,查詢上次盤點結(jié)果及時間區(qū)間中其他管理工作執(zhí)行情況,共同分析導(dǎo)致貨物信息偏差的原因。

(4)貨物室內(nèi)定位模塊:通過系統(tǒng)確定貨物存儲位置的定位坐標,并將之呈現(xiàn)在電子地圖中,由倉庫管理人員結(jié)合終端設(shè)備定位貨物坐標。

4 結(jié)語

信息技術(shù)及RFID技術(shù)為物流倉儲管理效率與精度的提升提供了可靠技術(shù)支持,對推動該行業(yè)的發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。研究中嘗試基于RFID技術(shù),設(shè)計了一整套用于物流倉儲管理的系統(tǒng)并加以實現(xiàn),能夠通過提升物流管理效能幫助企業(yè)獲取更多經(jīng)濟效益。