危險化學品倉庫管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)論文

　　我國是僅次于美國的世界危險化學品生產(chǎn)大國。近幾年來，危險化學品的泄露、爆炸等事故時有發(fā)生，給人民生命財產(chǎn)帶來嚴重威脅，對于危險品的管理問題，一直困擾著政府部門和很多企業(yè)。近幾年，政府出臺了一系列行政措施，不但要求對危險化學品的生產(chǎn)、運輸、保管和使用進行嚴格管理，而且要求對盛裝的容器進行嚴密監(jiān)管。但是，這種管理大部分是人工管理，缺乏可靠的技術手段。

　　為此，我們對RFID智能普通貨物倉庫管理系統(tǒng)進行改造，研究開發(fā)了基于RFID技術對危險化學品四類包裝形式---鋼瓶裝貨、桶裝貨、箱裝貨和冷藏貨倉儲管理實訓系統(tǒng)，包括危化品檢驗、入庫、出庫、移庫、盤點等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行自動化的數(shù)據(jù)采集。

　　RFID技術在危險品倉儲管理中的核心作用表現(xiàn)為：“用RFID標簽作介質，為被標識物 （危險品、容器、運輸車輛等） 建立起以身份特征信息為核心的、可靠的、唯一對應的‘電子鏡像',依托以RFID為主的系列信息技術手段，將這一電子鏡像’真實、可靠、完整、動態(tài)地映射到應用系統(tǒng)的數(shù)字化平臺上。通過對運行于這一信息平臺上的‘電子鏡像’的監(jiān)管、服務，支持或實現(xiàn)對活動在實景現(xiàn)場的被標識物的物理實體的監(jiān)管和服務”.

　　1 RFID技術簡介

　　射頻識別 （Radio Frequency Identification,RFID） 技術，是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術。目前，利用電子標簽、RFID通信技術，可實現(xiàn)全球危化品跟蹤與信息共享的物聯(lián)網(wǎng)。這將在全球范圍內(nèi)從根本上提高對產(chǎn)品生產(chǎn)、運輸、倉儲、銷售等各環(huán)節(jié)危化品的流動監(jiān)控和動態(tài)協(xié)調管理水平。

　　該技術的實現(xiàn)至少包含射頻標簽和閱讀器兩部分。RFID閱讀器通過天線與RFID射頻標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或寫入。RFID射頻標簽芯片上有可擦寫可編程的只讀存儲器來儲存識別碼或其它數(shù)據(jù)，可以作為貨物的標識卡，具有非接觸、工作距離長、可重復讀寫、識別運動目標等優(yōu)點。

　　RFID系統(tǒng)一般由電子標簽、閱讀器、攝像頭、應用接口或中間件軟件、傳輸網(wǎng)絡、軟件管理系統(tǒng)等構成，其中RFID中間件是將RFID硬件和應用軟件結合在一起的媒介，倉庫管理系統(tǒng)中各個模塊需要使用RFID中間件才能夠對電子標簽進行各種操作。圖1所示是RFID系統(tǒng)結構圖。

　　2 基于RFID技術化學品倉庫管理系統(tǒng)需求分析

　　隨著危化品規(guī)模的不斷發(fā)展，倉庫管理的貨物種類及數(shù)量不斷增加、出入庫頻率劇增，倉庫管理作業(yè)變得十分復雜和多樣化。傳統(tǒng)的倉儲管理系統(tǒng)通常使用條碼標簽或是人工倉儲管理單據(jù)等方式，而這些倉庫作業(yè)模式和數(shù)據(jù)采集方式已難以滿足倉庫管理的快速、準確要求，有著明顯的缺點。人工管理時，手工登記不僅容易出錯，工作效率低，而且危險化學品對人體傷害不易靠近；條碼管理則比較容易復制、被腐蝕、需人員靠近，一次只能讀取一條。

　　將RFID引入到倉庫管理系統(tǒng)中，利用RFID數(shù)據(jù)容量大、可重復使用、無障礙讀取等優(yōu)點，不但可以減少人身靠近化學品的傷害，而且可以極大地提高工作效率。因此，基于RFID的管理系統(tǒng)可以大大簡化危化品的庫存管理，滿足信息流量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求。

　　基于RFID的倉庫管理系統(tǒng)可實現(xiàn)倉庫的液體料、氣體料和固體危化品的出入庫管理、移庫管理、盤點管理和實時監(jiān)控等功能，可以方便企業(yè)對在庫危化品進行監(jiān)管，并可方便地對倉庫里貨物的基本情況進行更新、刪除和查詢。

　　3 基于RFID技術危化品倉庫平面布置圖

　　危化品倉庫平面布置效果圖見圖2.包括：

　　3.1在倉庫的出入庫口處各配置1個智能門架，每個門架配4個閱讀器天線，此天線分別放在倉庫門口的上下左右，以保證射頻標簽經(jīng)過時能被識別到。

　　3.2在倉庫的冷凍庫、桶裝貨庫和氣瓶庫門口各配置2個閱讀器，每個閱讀器配置2個閱讀器天線，此天線分別安裝在門口的左右側，以便能及時收集出入庫危化品信息。

　　3.3在倉庫的揀貨輸送機區(qū)域配置3個閱讀器，每個閱讀器配置2個閱讀器天線，此天線分別安裝在輸送機的左右側，以便能及時獲取危化品信息。

　　3.4配置一臺射頻標簽打印機，此打印機能迅速解決危化品入庫沒有射頻標簽的危化品無法識別的問題。

　　3.5配置基于RFID技術的倉儲管理系統(tǒng)，以便能及時處理射頻標簽被多次識讀與多個射頻標簽在一起沖撞等問題。

　　3.6配置接口軟件，以便與倉儲管理過程中其它相關的軟件無縫對接。

　　3.7配置4臺RFID手持終端即PDA,可實現(xiàn)在庫內(nèi)隨時查詢危化品相關信息的目的，也可用于倉庫內(nèi)盤點。

　　3.8根據(jù)實際需要可在叉車上配置一個車載終端，指引庫內(nèi)叉車司機選擇最佳路線揀取危化品。

　　4 基于RFID技術危化品倉庫管理作業(yè)流程

　　4.1系統(tǒng)建庫

　　（1） 新增信息。首先在電腦倉儲管理軟件中新增信息，將本庫儲存的危險化學品相關信息存入數(shù)據(jù)庫中，包括危化品編號、名稱、價格和包裝圖片。刪除信息和修改信息在同一界面按照提示操作。

　　（2） 標簽寫入。將電子標簽放置讀寫器上，點擊電腦界面數(shù)據(jù)列表左側的箭頭選擇一條庫存危化品信息，點擊標簽寫入，則該條危化品信息寫入電子標簽，庫內(nèi)所有危化品都要貼上寫入信息的電子標簽，要根據(jù)不同包裝物選擇不同的電子標簽，便于閱讀器識讀。如鋼瓶和桶裝貨使用硬塑料介質電子標簽，箱裝貨使用塑膜電子標簽。

　　4.2入庫作業(yè)流程 （以賽璐珞制品為例）

　　（1） 根據(jù)賽璐珞制品種類用包裝箱分別進行包裝，在每個包裝箱上貼上寫入信息的無源標簽，無源標簽對應的ID號會記錄相關信息 （如：名稱、重量、規(guī)格等）；

　　（2） 在托盤 （或車輛） 上貼上有源標簽，標簽ID記錄的信息為：箱裝賽璐珞制品數(shù)量、重量、質量等；

　　（3） 在固體危化品倉庫大門安裝兩個固定式閱讀器，當裝有貨物的托盤 （或車輛） 入庫時，閱讀器讀到標簽信息，則證明是入庫；

　　（4） 閱讀器將讀到的信息 （入庫時間和箱裝賽璐珞制品數(shù)量、質量、重量等信息） 通過GPRS或網(wǎng)線傳輸給系統(tǒng)終端，進行記錄入賬。

　　4.3出庫作業(yè)流程

　　（1） 將入庫后分好類的箱裝賽璐珞制品合理擺放，每類箱裝賽璐珞制品都配上一個無源標簽，標簽對應的ID號會記錄如：此處箱裝賽璐珞制品的數(shù)量、重量、質量等信息；

　　（2） 當需要調用某類賽璐珞制品時，倉庫管理員可先根據(jù)倉庫內(nèi)安放的固定式閱讀器進行區(qū)域判定，然后手持PDA進行查找，具體是哪些質量，哪些日期入庫的箱裝賽璐珞制品需要被調用；

　　（3） 將找到的貨物放到托盤 （或車輛） 上，給托盤 （或車輛） 配置一個有源標簽，標簽對應的ID號將記錄如：箱裝賽璐珞制品數(shù)量、質量、負責出庫人等信息；

　　（4） 出庫時，門口的固定式閱讀器將記錄出庫時間、數(shù)量、質量等信息給終端上位機并進行記錄。

　　4.4移庫作業(yè)流程

　　（1） 登錄系統(tǒng)軟件終端，將要移庫的箱裝賽璐珞制品具體位置和目的位置找到；

　　（2） 倉庫管理者使用PDA,到達指定位置后，掃描箱裝賽璐珞制品的無源標簽，找到需要移庫的目標；

　　（3） 把貨物運到目的庫位，貨物送入庫位，修改庫位標簽內(nèi)容并通過GPRS向現(xiàn)場系統(tǒng)發(fā)回移庫作業(yè)信息。

　　4.5盤點

　　在倉庫內(nèi)根據(jù)固定式閱讀器識別距離進行布點配置，保證區(qū)域內(nèi)閱讀器能讀到周圍所有的有源標簽信息，當發(fā)生出庫入庫，或者需要進行盤點時，閱讀器可以將讀取到的信息通過GPRS或網(wǎng)卡傳輸給系統(tǒng)終端，進行盤點。倉庫管理員也可以用手持PDA進行盤點。

　　5 應用成效

　　5.1能夠極大地提升危險品及容器的識別能力。在發(fā)生危險品事故時，現(xiàn)有的紙質危險品標簽很容易被損毀，或因現(xiàn)場無法接近而無法識別，從而影響危險品事故的救援工作。而RFID標簽具有防水、防磁、耐高溫、讀取距離長等優(yōu)勢，若發(fā)生危險品事故，可以利用設備遠距離識別電子標簽上的信息，從而為正確處理事故、搶救受傷人員贏得寶貴時間。普通標簽與電子標簽的區(qū)別如圖3所示。

　　5.2使用RFID技術危化品入庫驗收時間短、效率高。在倉儲操作過程使用RFID解決了危化品入庫驗收時間過長的問題。在倉庫入庫門口處裝上RFID閱讀器天線，需要驗收入庫的危化品統(tǒng)一放在一個托盤上，叉上此驗收危化品托盤的叉車經(jīng)過入庫門口，入庫門口上RFID閱讀器就能對每個入庫的危化品進行無線識別，并把采集到的數(shù)據(jù)立即傳到計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)中，系統(tǒng)上馬上就會顯示出此托盤上的所有危化品，并與計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的預入庫單進行對比，得出驗收詳細的差異狀態(tài)表，若沒有差異則叉車不用停留，直接把危化品運進倉庫并放到指定的位置，這樣驗收工作即告完成。原來需要20到30分鐘時間才能完成的驗收工作，現(xiàn)在只需要1分鐘左右即完成驗收、訂單錄入、訂單信息傳輸?shù)裙ぷ鳎�工作效率提高�?0倍左右。

　　5.3使用RFID技術倉庫危化品盤點準確快捷。在倉儲操作過程中使用RFID解決了倉庫盤點難、盤點累的問題。RFID運用到倉儲盤點方面非常方便，只要配一個手持式RFID閱讀器并輔以計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)即可。倉管員拿著手持式RFID閱讀器到需要盤點的地方靠近危化品即可采集到倉庫相應危化品的信息，此信息會通過RFID閱讀器傳送到計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，與系統(tǒng)內(nèi)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)做對比馬上可得出現(xiàn)有實物庫存數(shù)量與系統(tǒng)內(nèi)所顯示的數(shù)量，由此達到盤點的目的，過去這項工作需要一整天時間才能完成，現(xiàn)在只需要1到2個小時即可。

　　5.4使用RFID技術倉庫危化品查詢方便迅速。在倉儲操作過程中使用RFID解決了危化品查詢難的問題。因為每個危化品都貼有射頻標簽，當危化品從一個地方運往另一個地方時，由閱讀器識別并告知計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)它被放在哪個位置上，這樣倉管員就可以很快找到這個危化品，并查看這個危化品所處的狀態(tài)和保管的狀態(tài)，倉庫管理控制中心也能實時地了解到該危化品的出入庫情況。

　　5.5使用RFID技術倉庫揀貨效率高。在倉儲操作過程中使用RFID解決了揀貨出庫時間長、危化品先進先出等問題。把RFID射頻標簽貼在包裝材料上，RFID閱讀器識讀時就能讀出此包裝材料里危化品類別、數(shù)量、配送位置等信息，采用RFID并結合輸送機可以非常迅速地將貨物揀取出來。原來需要重新確認出庫危化品是否與客戶要求相一致工作，現(xiàn)在非常容易就能做到這一點。

　　5.6安裝RFID標簽提高對危險品鋼瓶的全面跟蹤監(jiān)控水平。危險品鋼瓶安裝RFID標簽：提高產(chǎn)品的可追溯性；實現(xiàn)鋼瓶防偽；危險品鋼瓶各種信息立即查詢；提高對危險品鋼瓶的全面跟蹤監(jiān)控水平，實現(xiàn)了鋼瓶定期審檢時間報警。

　　6 結束語

　　用RFID標簽作介質，為被標識物 （危險品、容器、運輸車輛等） 建立起以身份特征信息為核心的、可靠的、唯一對應的“電子鏡像”,確保危化品倉儲活動在實景現(xiàn)場的被標識物物理實體的監(jiān)管和服務。保證了危化品倉庫管理各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準確性，以便于企業(yè)及時準確地掌握庫存的真實數(shù)據(jù)，合理保持和控制企業(yè)庫存。通過科學的編碼，還可方便地對庫存危化品的批次、保質期等進行追溯管理。利用系統(tǒng)的庫位管理功能，更可以及時掌握所有各類危化品當前所在位置，有利于提高倉庫管理的安全性和效率性。

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