1 關于RFID技術

RFID技術即射頻識別技術(RadioFrequency Identification,RFID),該技術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)物流倉庫的成本構成對比,不難看出RFID技術在物流倉儲管理系統(tǒng)中的應用需求。

RFID技術所表現(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,因此可通過應用RFID技術設計物流倉儲管理系統(tǒng),提升物流倉儲管理的效率及反應速率,推動物流行業(yè)的發(fā)展[2]。

2 RFID技術支持下的物流倉儲管理系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)功能需求分析

通過設計科學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,其具體應用功能需求應包括基礎信息模塊、原材料模塊、倉庫管理模塊、系統(tǒng)設置模塊、出/入庫模塊及RFID識別采集模塊幾方面[3]。

2.2 系統(tǒng)架構設計

系統(tǒng)架構設計包括總體架構設計、技術架構設計及系統(tǒng)功能設計3部分。

總體架構設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)設置散貨貨架[4]。若基于RFID技術進行物流倉儲管理系統(tǒng)設計,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。

技術架構設計是圍繞RFID技術構建的技術應用體系。由于該技術具有非常強的環(huán)境適應性,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)功能設計應囊括智能管理、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上,提供初始化設置、系統(tǒng)設置、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,保證算術平均濾波算法的正常運行,而算術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,則其算術平均值求解方式如下所示:

式中采樣結果超過RSSIavg均值記為avg1,采樣結果不超過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。在此基礎上,需要在倉庫入口位置設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,所有貨架均需設置對應的RFID,以均值顯示方式顯示貨架的位置序號,且RFID系統(tǒng)應與庫存商品信息建立關聯(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的基本信息及有關信息,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機庫便攜盤點設備逐個掃描貨物的電子標簽,應用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,查詢上次盤點結果及時間區(qū)間中其他管理工作執(zhí)行情況,共同分析導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,由倉庫管理人員結合終端設備定位貨物坐標。

4 結語

信息技術及RFID技術為物流倉儲管理效率與精度的提升提供了可靠技術支持,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,設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。