??? 摘 要：就RFID技術(shù)在北京奧運物流倉庫中管理應(yīng)用前景進行了概述，重點介紹了北京奧運物流倉庫中PC工廠的倉儲管理流程，及運用RFID技術(shù)對現(xiàn)有管理流程的優(yōu)化和技術(shù)規(guī)劃方案。
??? 關(guān)鍵詞：北京奧運；物流中心；RFID；規(guī)劃
??? 近幾年，物流業(yè)在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用。物流業(yè)傳統(tǒng)的倉庫操作管理系統(tǒng)主要包括：基于PLC的推垛機集中控制方式、基于有源傳感器布線控制的系統(tǒng)以及采用條形碼來輔助管理的各類倉庫系統(tǒng)。這使我國物流配送中心普遍存在資源應(yīng)用不合理、工作效率低、貨物進出口管理混亂等諸多問題。
??? 射頻識別(RFID)是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。RFID技術(shù)出現(xiàn)于第二次世界大戰(zhàn)之后，自誕生以來，以其獨特的優(yōu)勢，逐漸被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制、物流倉庫管理等領(lǐng)域。
??? 基于RFID的智能倉庫信息管理系統(tǒng)相比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，具有系統(tǒng)總體成本低、實施方便、自動化程度高、精準性能強、應(yīng)用效果明顯等不可比擬的優(yōu)勢。
??? 2008北京奧運會基于RFID技術(shù)開發(fā)和使用的“智能化倉儲管理系統(tǒng)”，實現(xiàn)了對“PC工廠”倉儲管理業(yè)務(wù)中“PC裸機”、“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模塊”等“原材料”的收貨、入庫、堆放、倉儲管理、分揀、加工(灌裝、組裝等)、再入庫、再分揀、出庫、發(fā)貨等作業(yè)自動化與信息透明化。
1 2008北京奧運會智能化倉儲管理系統(tǒng)的解決方案
1.1 解決方案涉及對象
??? 本方案將“PC工廠”倉庫按業(yè)務(wù)功能的目的劃分為兩大類：
??? (1)原材料管理
??? 其業(yè)務(wù)功能的目的是將需要進行加工的“灌裝”、“組裝”的器材、“PC裸機”、“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備模塊”等作為原材料來進行管理。劃分專門的“原材料”庫區(qū)，結(jié)合采用RFID和條碼技術(shù)，對各種原材料進行單品—包裝箱—托盤的定位管理。
??? (2)產(chǎn)成品管理
??? 其業(yè)務(wù)功能是對經(jīng)過物流加工得到的產(chǎn)品進行獨立的管理。劃分專門的“產(chǎn)成品”庫區(qū)，結(jié)合采用RFID和條碼技術(shù)，對各種產(chǎn)成品進行單品—包裝箱—托盤的定位管理。
??? 用于在庫區(qū)進行物品的轉(zhuǎn)運、儲存的載體主要有兩類：
??? ①動態(tài)載體：商品包裝箱 → 托盤 → 運輸車輛→周轉(zhuǎn)箱(用于各種小型物品的載體)；
??? ②靜態(tài)載體：收貨區(qū) → 暫存區(qū) → 平面貨位 → 分揀區(qū) →發(fā)貨區(qū)。
??? 另外，倉庫內(nèi)主要的搬運工具有兩種：手動叉車和電瓶車。
1.2 本系統(tǒng)的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點
??? 采用RFID和條碼兼用手持式數(shù)據(jù)處理終端，識別商品的動態(tài)載體(托盤、包裝箱)與靜態(tài)載體(功能區(qū)域、平面貨位)，建立倉庫內(nèi)所有相關(guān)物體、平面、空間的定位系統(tǒng)。在完成了上述定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，規(guī)范倉庫管理的業(yè)務(wù)模式，建立起“原材料庫”以及“產(chǎn)成品庫”的倉庫管理業(yè)務(wù)模型，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的重組。
??? 基于這樣的倉庫管理業(yè)務(wù)模型導(dǎo)入基于RFID技術(shù)的具有物流加工管理功能的WMS。
??? 本項目需要解決的關(guān)鍵技術(shù)點以及創(chuàng)新點有：將奧運PC工廠內(nèi)部的物流信息徹底透明化，對PC工廠中物流的操作效率與信息準確度有實質(zhì)性的促進；將奧運物流各環(huán)節(jié)中的手工操作以自動信息采集技術(shù)代替，降低因人為因素產(chǎn)生的錯誤；將原PC工廠內(nèi)部管理與奧運物流的其他物流體系聯(lián)接起來，對于奧組委物流部了解全局物流運轉(zhuǎn)情況有推動作用。
2 2008北京奧運會智能化倉儲管理系統(tǒng)方案的業(yè)務(wù)架構(gòu)與信息架構(gòu)
2.1 倉庫管理的整體業(yè)務(wù)架構(gòu)
??? 北京奧運會倉儲管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)范圍不僅包括實務(wù)過程管理也包括信息管理。奧運物資的信息分類、加工和存儲都通過倉儲系統(tǒng)實現(xiàn)，如圖1所示。同時系統(tǒng)也參與物資上架、碼放、配貨、盤點等物資管理關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
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??? 在上述業(yè)務(wù)基本構(gòu)架中，全部采用托盤管理，主要聚集在以下方面：
??? (1)原材料管理業(yè)務(wù)
??? PC工廠的原材料主要是指技術(shù)設(shè)備供應(yīng)商提供的沒有灌裝系統(tǒng)的裸機及其配件等。原材料管理主要包括收貨、配貨、揀貨、入庫及盤點等關(guān)鍵業(yè)務(wù)。表1詳細說明了各關(guān)鍵業(yè)務(wù)的具體操作方法。
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??? (2)成品管理業(yè)務(wù)
??? PC工廠的成品主要是指灌裝操作系統(tǒng)或賽時系統(tǒng)可以交付場館使用的技術(shù)設(shè)備等。成品管理不僅包括揀貨、發(fā)貨及盤點等關(guān)鍵業(yè)務(wù)，還包括了技術(shù)設(shè)備從場館的回收管理等。表2詳細說明了各關(guān)鍵業(yè)務(wù)的具體操作方法。
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??? (3)PC工廠整體管理業(yè)務(wù)
??? PC工廠的核心業(yè)務(wù)流程主要分為原材料收貨、設(shè)備組裝、成品發(fā)貨和成品退貨4個環(huán)節(jié)，共20個步驟，詳見圖2。
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??? 圖2中20個步驟可以分為PC工廠手工操作、奧運會原系統(tǒng)操作和本項目WMS系統(tǒng)中的操作。表3詳細列出了核心業(yè)務(wù)各步驟的操作環(huán)境。從表中可以看出，RFID系統(tǒng)的設(shè)計使PC工廠的管理更加科學(xué)和規(guī)范。
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2.2 信息架構(gòu)
??? 作為一個相對獨立的RFID信息系統(tǒng)與傳統(tǒng)的WMS對接，形成一個完整的建立在RFID技術(shù)基礎(chǔ)上的倉庫管理系統(tǒng)，需要將一部分業(yè)務(wù)信息從傳統(tǒng)WMS中剝離出來，由RFID信息系統(tǒng)進行相關(guān)的處理并與傳統(tǒng)的WMS系統(tǒng)進行雙向的信息交換。構(gòu)成這樣架構(gòu)的軟件系統(tǒng)主要包括：操作系統(tǒng)(Windows 2003 Server 或Linux)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(Oracle)、倉庫管理系統(tǒng)(WMS)、RFID系統(tǒng)、手持終端子系統(tǒng)、車載終端子系統(tǒng)、標簽信息預(yù)處理子系統(tǒng)、標簽打印子系統(tǒng)、WMS信息接口系統(tǒng)。
3 2008北京奧運會智能化倉儲管理系統(tǒng)方案的硬件架構(gòu)
??? 采用了RFID技術(shù)之后，原有WMS的硬件架構(gòu)基本不變，需要增加、調(diào)整的設(shè)備器材有：庫區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(AP、電纜、交換機等)，用于移動數(shù)據(jù)終端與WMS的信息交換；固定式RFID讀寫器以及天線(視環(huán)境可選)，用于電瓶車改造；手持式RFID讀寫器，替換傳統(tǒng)WMS所需RF讀寫器；RFID標簽打印設(shè)備，用于包裝箱上RFID/條碼標簽的打?。煌斜P用RFID標簽以及標簽安裝Set、Gen2標簽；平面貨位用RFID標簽以及標簽安裝Set、Gen2標簽；成品箱上RFID標簽以及標簽安裝Set、Gen2標簽。
4 無線網(wǎng)絡(luò)實施
4.1 需求分析
??? 為滿足對奧組委物流部PC工廠及IT存儲區(qū)內(nèi)RFID識別、掃描及其他靈活移動作業(yè)時數(shù)據(jù)傳送的要求，需要對場區(qū)進行有效的WLAN覆蓋，需滿足以下需求：
??? (1)AP分散部署，集中管控，不單獨配置AP；
??? (2)實現(xiàn)強大射頻管理，能夠自動調(diào)節(jié)頻段、頻點和發(fā)射功率，減少自身同頻干擾，實現(xiàn)高效覆蓋；
??? (3)穩(wěn)定可靠的無線覆蓋，在出現(xiàn)單一故障點可以自動愈合恢復(fù)；
??? (4)提供AP間的快速平滑無縫漫游，解決場區(qū)內(nèi)移動中的數(shù)據(jù)傳送問題；
??? (5)具備安全能力，保證用戶接入、數(shù)據(jù)傳送的安全，保證網(wǎng)絡(luò)自身管理的安全，有效抵御惡意的無線攻擊和干擾；
??? (6)必須符合IEEE 802.11abg標準，經(jīng)過Wi-Fi認證。
4.2 無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計規(guī)劃
??? 本方案采用無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品集中式、可管理架構(gòu)的無線局域網(wǎng)架構(gòu)解決方案來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的部署。解決方案將最新的行業(yè)標準與一種集中架構(gòu)和先進功能結(jié)合起來，創(chuàng)建出安全、經(jīng)濟有效并且極具擴展性的無線局域網(wǎng)(WLAN)基礎(chǔ)設(shè)施。
??? 無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中采用由一臺中央無線控制器控制和管理“瘦”接入點的集中式無線局域網(wǎng)部署模式。規(guī)劃中的3個主要構(gòu)件包括1個多頻點接入點(AP)、無線控制器(WLC)組合和1套無線管理軟件系統(tǒng)(WCS)。
??? (1)無線接入點：支持802.11a/b/g多種連接技術(shù)，對無線數(shù)據(jù)進行加/解密，對不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)進行優(yōu)先級控制和排隊。同時支持無線頻率監(jiān)控管理，包括非法AP的身份識別和限制，無線接入點和無線控制器之間進行控制和數(shù)據(jù)的交互。
??? (2)無線控制器：執(zhí)行多AP的安全控制，包括：安全、聯(lián)網(wǎng)、QoS以及用戶的漫游(Roaming)。無線控制器對多個AP的無線數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)發(fā)，并對AP改變無線頻率和收到攻擊進行響應(yīng)。
??? (3)WLAN管理軟件(WCS)：是1套全面的WLAN設(shè)計和管理軟件，幫助用戶確定AP的部署位置、管理和配置所有網(wǎng)絡(luò)中的AP以及實時監(jiān)控和匯報WLAN系統(tǒng)的運作情況。 AP的部署位置如圖3所示。
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??? 圖3中括號內(nèi)數(shù)字為IT存儲區(qū)和PC工廠相對各自(0,0)所在坐標位置，單位為m。這是一個緊湊型配置，可以在任何1個甚至2個AP失效時仍能通過控制器自動調(diào)節(jié)臨近AP的功率實現(xiàn)全覆蓋。
??? AP安裝固定于倉庫頂部管道，采用AP 1242型，對惡劣的室內(nèi)條件和射頻環(huán)境具有較強的適應(yīng)能力。天線使用雙集全向2.4GHz 2.2dB偶級天線，直接用絞鏈安裝于AP外接天線端口，該天線水平為全向，垂直附仰角為65°(3dB角)，非常適于吊裝覆蓋。
??? 本文所述物流倉庫管理系統(tǒng)在管理面積不增加、建設(shè)成本相對降低的前提下，提高了倉庫的轉(zhuǎn)運業(yè)務(wù)能力及貨物管理精度，降低了倉庫管理費用。由于自動化程度提高，可以減少操作人員數(shù)量，并降低人工操作的復(fù)雜程度。相對于傳統(tǒng)的標準倉庫，通過本項目的實施可以達到比傳統(tǒng)倉庫高出1倍以上的轉(zhuǎn)運效率。
參考文獻
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