基于RFID的煙草倉儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),倉儲(chǔ)管理論文

基于RFID的煙草倉儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及模塊功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),倉儲(chǔ)管理論文在信息技術(shù)高度發(fā)展的今天，提高煙草倉儲(chǔ)效率和控制物流成本，成為提高卷煙市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。為了實(shí)現(xiàn)煙草物流倉儲(chǔ)工作的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)盡量保持當(dāng)前現(xiàn)有的倉儲(chǔ)作業(yè)形式，對(duì)于煙草商業(yè)企業(yè)來講，使用RFID托盤-環(huán)穿-立庫儲(chǔ)位流程的儲(chǔ)運(yùn)方式是一個(gè)合理的解決方案，通過RFID托盤與件煙碼段關(guān)聯(lián)的方式，簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、快速的完成件煙碼段信息采集工作。除此之外，還要把RFID托盤與件煙碼段關(guān)聯(lián)的信息貫穿整個(gè)倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，準(zhǔn)確、高效的實(shí)現(xiàn)當(dāng)代化倉儲(chǔ)管理。為此，甘肅天水煙草為落實(shí)國家局關(guān)于煙草物流合理規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、綜合配套的要求，加快當(dāng)代物流工程建設(shè)步伐，全面提升物流建設(shè)水平，于2020年10月正式啟動(dòng)煙草卷煙物流中心。該物流中心卷煙儲(chǔ)存量可近0.9萬箱，設(shè)置1條補(bǔ)貨線，2條半自動(dòng)分揀線，單線設(shè)計(jì)分揀能力為每小時(shí)240件。物流配送中心采用三層貨架存放、叉車全經(jīng)過作業(yè)以及基于RFID技術(shù)的倉儲(chǔ)系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行卷煙倉儲(chǔ)管理，提高了工作效率和卷煙的安全性。2煙草企業(yè)倉儲(chǔ)現(xiàn)在狀況分析當(dāng)前，各省地級(jí)市以上的煙草商業(yè)公司絕大部分都建立了自個(gè)的物流倉儲(chǔ)中心，使用的倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)和分揀設(shè)備也各不一樣。煙草倉儲(chǔ)作業(yè)現(xiàn)在狀況大致有下面幾點(diǎn)?！?〕自動(dòng)化作業(yè)，工業(yè)卷煙企業(yè)設(shè)備先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，個(gè)別2煙草企業(yè)倉儲(chǔ)現(xiàn)在狀況分析〕大規(guī)模的商業(yè)企業(yè)也逐步實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化倉儲(chǔ)作業(yè)?！?〕半自動(dòng)化作業(yè)，這是當(dāng)前煙草企業(yè)中使用最多的方式，其倉儲(chǔ)以分區(qū)平庫的貨架為主，使用叉車等機(jī)械設(shè)備配合電子標(biāo)簽分揀線，華而不實(shí)部分配備了臥式或立式分揀機(jī)?！?〕人工作業(yè)，采用地面?zhèn)}儲(chǔ)，儲(chǔ)位按數(shù)字編排分類，輔以叉車、地牛等機(jī)械工具，由人工進(jìn)行揀選。據(jù)甘肅天水煙草公司的資料統(tǒng)計(jì)，市級(jí)的煙草公司中，平均每個(gè)品種的卷煙一天要訪銷100-130次左右，而銷量最好的前二三十個(gè)大品牌要占全年總銷售量的80%左右，平均一天要訪銷500屢次，最大品牌甚至要訪銷2000次以上。這樣高出庫頻率的單一品種，是煙草銷售的特點(diǎn)。面對(duì)當(dāng)代卷煙物流的要求，人工操作和叉車出入庫已無法知足繁忙倉儲(chǔ)作業(yè)、高頻率出入庫的要求。因而需要改變企業(yè)倉儲(chǔ)管理，努力提升作業(yè)自動(dòng)化水平，才能提高企業(yè)的倉儲(chǔ)效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。3基于RFID的煙草倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)流程本文設(shè)計(jì)的倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)主要針對(duì)天水煙草公司的煙草倉儲(chǔ)施行RFID管理，采取半自動(dòng)化的方式，使用大量的自動(dòng)化機(jī)械技術(shù)，輔以人工監(jiān)控、校正，力求在提升效率的同時(shí)盡量降低成本。主要的業(yè)務(wù)流程為入庫與出庫。3.1入庫業(yè)務(wù)流程當(dāng)送貨車輛到達(dá)入庫月臺(tái)時(shí)，倉儲(chǔ)工作人員首先要對(duì)到貨確認(rèn)單進(jìn)行核對(duì)，核對(duì)無誤后進(jìn)行入庫掃描，采集件煙條碼信息傳遞至倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，完成工業(yè)與商業(yè)企業(yè)的貨物交接。并且對(duì)卷煙進(jìn)行手動(dòng)碼盤處理，操作人員使用固定掃描設(shè)備或手持掃碼設(shè)備完成RFID整托盤與件煙信息的綁定，同時(shí)相關(guān)綁定信息以無線方式傳輸?shù)絺}儲(chǔ)管理系統(tǒng)。此后，叉車將貨物送至巷道堆垛機(jī)或地面貨架。巷道堆垛機(jī)將卷煙送至指定儲(chǔ)位，安裝在儲(chǔ)位口的傳感器會(huì)將儲(chǔ)位信息傳送至倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，儲(chǔ)位信息更新，完成入庫操作。3.2出庫業(yè)務(wù)流程當(dāng)有出庫申請(qǐng)時(shí)，倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)根據(jù)庫存情況和出貨策略確定應(yīng)出庫卷煙的儲(chǔ)位信息。將出庫信息，如出庫卷煙名稱、數(shù)量、存放位置等，傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)發(fā)命令給巷道堆垛機(jī)去儲(chǔ)位搬出托盤，在通過固定的RFID讀寫器時(shí)會(huì)自動(dòng)掃描托盤電子標(biāo)簽，獲取卷煙碼段信息后進(jìn)行確認(rèn)，完成儲(chǔ)位信息更新。信息核對(duì)無誤后環(huán)穿小車將卷煙送至分揀備貨系統(tǒng)。分揀備貨系統(tǒng)對(duì)件煙進(jìn)行拆盤操作，托盤自動(dòng)歸位。條煙出貨按戶進(jìn)行分揀掃碼，掃碼信息會(huì)即時(shí)傳輸至倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，完成庫存數(shù)據(jù)更新。4基于RFID的煙草倉儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)造4.1系統(tǒng)總體構(gòu)成本文設(shè)計(jì)的RFID煙草倉儲(chǔ)系統(tǒng)的總體構(gòu)造如此圖1所示，由RFID煙草倉儲(chǔ)系統(tǒng)、中心數(shù)據(jù)庫、讀寫器和電子標(biāo)簽四部分組成。這幾個(gè)系統(tǒng)相互聯(lián)絡(luò)，共同完成倉儲(chǔ)管理的各個(gè)功能。整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的中心是RFID倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，它由中心數(shù)據(jù)庫、處理數(shù)據(jù)的后臺(tái)管理系統(tǒng)及提供通用服務(wù)的中間件組成?！緢D1】4.2管理系統(tǒng)體系構(gòu)造我們將倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)分為兩部分，一是處理產(chǎn)品信息的煙草倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，二是位于讀寫器和后臺(tái)系統(tǒng)之間的中間件系統(tǒng)。在倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們采用客戶端側(cè)EB／服務(wù)器三層架構(gòu)體系，如此圖2所示。【圖2】應(yīng)用層給用戶提供了一個(gè)應(yīng)用界面，用戶能夠通過應(yīng)用界面操作獲取各種數(shù)據(jù)信息。應(yīng)用層增加了一定的權(quán)限設(shè)置，用戶能夠在自個(gè)的權(quán)限范圍內(nèi)操作系統(tǒng)。邏輯層位于界面層和數(shù)據(jù)層中間，起到了連接的作用，它能夠接受界面層用戶的請(qǐng)求，執(zhí)行任務(wù)并與數(shù)據(jù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，把必要的數(shù)據(jù)反應(yīng)給界面層。從業(yè)務(wù)方面來看，倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能有：卷煙目錄管理、卷煙信息管理、出入庫管理、儲(chǔ)位管理、庫存統(tǒng)計(jì)分析、卷煙庫存監(jiān)控、需求預(yù)測(cè)、報(bào)表查詢管理、貨位編碼管理、用戶權(quán)限分配等。數(shù)據(jù)層能夠接受邏輯層的任務(wù)請(qǐng)求，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，它能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的安全性、完好性，這一層經(jīng)常使用的是一些大型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其主要任務(wù)是對(duì)倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和保存，常用的有SQLServer、Oracle等。4.3中間件系統(tǒng)體系構(gòu)造中間件的設(shè)計(jì)采用層次調(diào)用構(gòu)造，能夠使其具有構(gòu)造清楚明晰、便于維護(hù)等特點(diǎn)，知足中間件可擴(kuò)展、分布式的要求。因而本系統(tǒng)的RFID中間件設(shè)計(jì)也采用了層次調(diào)用思想進(jìn)行架構(gòu)，將整個(gè)中間件系統(tǒng)設(shè)計(jì)分三個(gè)層次的模塊：通信管理、數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用程序接口，如此圖3所示?！緢D3】通信管理模塊主要處理中間件與讀寫器、數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息傳遞。華而不實(shí)讀寫器的通信需要屏蔽各種硬件設(shè)備和主機(jī)之間的通信方式；與數(shù)據(jù)庫的接口則是使用標(biāo)準(zhǔn)的函數(shù)接口，對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效的操作。數(shù)據(jù)管理模塊可分為兩部分：一是對(duì)通過讀寫器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、過濾、儲(chǔ)存；二是實(shí)現(xiàn)對(duì)讀寫器等設(shè)備的監(jiān)控和管理，確保各個(gè)設(shè)備工作正常。應(yīng)用程序接口模塊是中間件系統(tǒng)和上層應(yīng)用軟件的通道，其目的是完成中間件與上層應(yīng)用程序的連接，為上層應(yīng)用提供可訪問的對(duì)象，并傳輸處理后的標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息。5主要功能模塊設(shè)計(jì)5.1通信管理模塊設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)通信模塊主要完成中間件與讀寫器、數(shù)據(jù)庫之間數(shù)據(jù)信息的傳輸，而上層應(yīng)用軟件只要實(shí)現(xiàn)本身的功能即可，其模塊的構(gòu)造如此圖4所示?！緢D4】數(shù)據(jù)庫接口模塊要完成中間件和數(shù)據(jù)庫的連接，以供數(shù)據(jù)管理模塊和應(yīng)用程序接口模塊使用，確保把采集到的標(biāo)簽數(shù)據(jù)及設(shè)備相關(guān)信息保存并有效地處理。與讀寫器通信的處理方式方法是根據(jù)不同的連接為其定義相對(duì)應(yīng)的類，這樣就能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行設(shè)置的時(shí)候根據(jù)連接方式生成不同的對(duì)象。除此之外，各個(gè)廠商讀寫器的底層通信協(xié)議不同，在建立數(shù)據(jù)連接后需要針對(duì)不同的RFID讀寫器底層通信協(xié)議來建立相應(yīng)的類即可，不僅避免了整個(gè)模塊的重新開發(fā)，還提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。5.2數(shù)據(jù)管理模塊設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理模塊的主要功能是對(duì)RFID通信接口傳遞的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，華而不實(shí)包括挑選掉不必要的信息，保存有用的信息，以及對(duì)該類信息進(jìn)行存儲(chǔ)。除此之外，由于在煙草倉儲(chǔ)內(nèi)部存在RFID覆蓋范圍的重復(fù)性，因而，還需要對(duì)重復(fù)信息進(jìn)行去除，避免信息數(shù)據(jù)的重復(fù)。另一方面數(shù)據(jù)管理模塊還要進(jìn)行RFID系統(tǒng)中讀寫器硬件信息的維護(hù)，保證各個(gè)設(shè)備的正常工作。該模塊通過調(diào)用通信管理模塊里的相關(guān)函數(shù)能夠進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。5.3應(yīng)用程序接口模塊設(shè)計(jì)由于標(biāo)準(zhǔn)化接口具有很強(qiáng)的可移植性，因而中間件已成為很多標(biāo)準(zhǔn)化工作的關(guān)鍵部分。詳細(xì)來講，中間件解決了下層讀寫器系統(tǒng)較為復(fù)雜的問題，提供應(yīng)程序開發(fā)人員一個(gè)簡(jiǎn)單明了的軟件環(huán)境，使他們把注意力都放在自個(gè)的研發(fā)工作上，不用再為不同系統(tǒng)軟件上的移植問題而重復(fù)勞動(dòng)，進(jìn)而大大減輕了技術(shù)方面的負(fù)擔(dān)。上述功能的實(shí)現(xiàn)都取決于應(yīng)用程序接口的應(yīng)用及開發(fā)。6系統(tǒng)功能及實(shí)現(xiàn)庫存管理模塊由入庫管理、出庫管理、盤存管理和預(yù)警管理4個(gè)子模塊組成?！?〕入庫管理模塊：倉庫管理員根據(jù)入庫確認(rèn)單檢查卷煙，合格后將件煙傳輸至入庫月臺(tái)，并將件煙放置到系統(tǒng)指定的儲(chǔ)位。出庫管理模塊：倉庫管理員根據(jù)分揀系統(tǒng)要貨的卷煙名稱和數(shù)量，指定倉儲(chǔ)出庫策略。盤存管理／在庫管理模塊：這兩個(gè)模塊功能相近，但對(duì)詳細(xì)的操作不同。盤存管理是根據(jù)倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的盤點(diǎn)策略隨機(jī)對(duì)庫存卷煙進(jìn)行下架抽檢，可以以按周期進(jìn)行人工盤點(diǎn)，確保實(shí)物與倉儲(chǔ)信息的準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)。預(yù)警管理模塊：庫存預(yù)警主要是根據(jù)不同卷煙的銷售狀況，設(shè)定庫存數(shù)量下限閾值，當(dāng)某種卷煙的庫存數(shù)量低于其下限閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)給出警告，提醒管理人員制定新的采購計(jì)劃。質(zhì)量預(yù)警主要針對(duì)卷煙保質(zhì)期進(jìn)行警告，一般設(shè)定卷煙的保質(zhì)期為6個(gè)月，當(dāng)倉庫中的卷煙在庫時(shí)間到達(dá)5個(gè)月時(shí)，系統(tǒng)會(huì)列出這些卷煙，提醒管理人員盡快銷售。7應(yīng)用結(jié)果分析通過測(cè)試，驗(yàn)證了甘肅天水煙草倉儲(chǔ)系統(tǒng)在應(yīng)用環(huán)境下能夠有效對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行讀取，并傳輸?shù)较到y(tǒng)平臺(tái)進(jìn)行正確的處理。下面給出2020年10月倉儲(chǔ)系統(tǒng)入庫時(shí)間的相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)。入庫試驗(yàn)進(jìn)行了兩次，第一次實(shí)際件煙數(shù)為100件，折合托盤數(shù)是4托盤；第二次實(shí)際件煙數(shù)為500件