基于RFID技術(shù)的航材智能庫存系統(tǒng)設(shè)計

董健康，夏芝偉，陳靜杰

DONG Jian-kang,XIA Zhi-wei,CHEN Jing-jie

(中國民航大學(xué)，天津 300300)

0 引言

航材庫存管理是航空公司生產(chǎn)循環(huán)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，為航班正常和安全飛行提供重要航材保障，有效的庫存管理與控制是提高企業(yè)運營效率的重要手段。傳統(tǒng)的航材庫存系統(tǒng)管理，雖有一些采用條碼識別技術(shù)，但大部分還是要依靠人工去完成航材的登記和清點，工作繁瑣，數(shù)據(jù)工作量大時容易出錯，信息數(shù)據(jù)存在著不確定性，同時增加庫存管理的人工成本，航材管理的自動化水平有待提高，因此對航材庫存管理系統(tǒng)的研究有實際意義。隨著我國民航業(yè)飛速發(fā)展，航材的品種和數(shù)量隨之增加，信息量迅速膨脹，導(dǎo)致傳統(tǒng)航材庫存管理的手段與技術(shù)難以滿足需求，使得航空公司的航材庫存管理變得日益嚴(yán)峻。因此要加強航材庫存系統(tǒng)管理，采用先進的管理技術(shù)和方法，提升企業(yè)市場的核心競爭力。

射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)是一種國際先進的智能識別技術(shù)，可用于識別不同的物品。它能自動無接觸地收集物品信息，無需人工干預(yù)，具有防水、防磁、耐高溫、讀取距離大、自動讀取速度快、存儲數(shù)據(jù)容量更大、數(shù)據(jù)保密性強、使用壽命長以及存儲信息易于修改等優(yōu)點。將RFID技術(shù)引入到現(xiàn)代航材庫存管理系統(tǒng)中，結(jié)合現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、軟件開發(fā)技術(shù)、視頻監(jiān)控等技術(shù)實現(xiàn)航材庫存智能化管理。基于RFID技術(shù)的航材智能庫存系統(tǒng)能及時更新和實時監(jiān)控庫存航材信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化采集和存儲，幫助航材管理人員對航材的入庫、出庫和盤點等操作進行全面的控制和管理，簡化操作流程，降低庫存管理人員的工作強度，提高航材保障效率和庫存管理自動化水平。

1 RFID技術(shù)

RFID 系統(tǒng)一般由三個部分組成，如圖1所示，分別是電子標(biāo)簽、閱讀器和應(yīng)用系統(tǒng)。標(biāo)簽附著在待識別的物品上，每個電子標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，由芯片及耦合元件組成。閱讀器是用于讀取電子標(biāo)簽中特定信息的設(shè)備，可設(shè)計為手持式或固定式。應(yīng)用系統(tǒng)的主要任務(wù)是對閱讀器讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行計算處理，完成對信息數(shù)據(jù)的存儲和管理。

圖1 RFID系統(tǒng)構(gòu)成

圖2 庫存系統(tǒng)功能模塊

RFID技術(shù)的基本工作原理：當(dāng)粘貼有電子標(biāo)簽的物品進入閱讀器的射頻磁場覆蓋范內(nèi)，電子標(biāo)簽中的天線在接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號后，會使芯片獲得感應(yīng)電流，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)出存儲在芯片中的物品信息，閱讀器在接受到來自電子標(biāo)簽的信號后，會通過內(nèi)部電流系統(tǒng)對信號進行解碼，然后通過閱讀器所連接的計算機系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)對物品識別信息的采集、處理及遠程傳輸?shù)裙芾砉δ堋?/p>

2 航材庫存系統(tǒng)的基本功能

2.1 系統(tǒng)基本需求分析

將RFID技術(shù)與航材庫存管理相結(jié)合，實現(xiàn)對整個庫存管理中航材入庫和出庫等環(huán)節(jié)進行信息自動采集，使業(yè)務(wù)流程運作流暢，提高管理效率。基于RFID技術(shù)的航材智能庫存系統(tǒng)應(yīng)滿足以下六個方面的需求：

1）能夠自動獲得準(zhǔn)確的航材信息和倉位信息；

2）能夠進行庫存分析決策，實現(xiàn)庫存預(yù)警功能；

3）能夠統(tǒng)計和匯總各種信息，自動打印統(tǒng)計報表；

4）能夠準(zhǔn)確查詢航材庫存數(shù)量、位置及航材庫存時間；

5）能夠自動分配貨位，實現(xiàn)隨機存儲，提高倉儲空間利用率；

6）能夠快速完成航材出入庫和庫存盤點等操作。

2.2 系統(tǒng)功能模塊

根據(jù)現(xiàn)代航材庫存管理的需求進行功能劃分，系統(tǒng)的主要功能模塊如圖2所示。

1）系統(tǒng)管理：主要包括用戶管理、權(quán)限配置、數(shù)據(jù)備份和參數(shù)設(shè)置，航材庫存管理系統(tǒng)是個復(fù)雜的管理系統(tǒng)，涉及到很多管理部門，必須對用戶及其使用權(quán)限進行統(tǒng)一的管理，靈活地決定用戶對庫存系統(tǒng)各模塊的訪問。由于庫存系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫信息更新頻繁，應(yīng)該對數(shù)據(jù)庫定期備份，必要時可以恢復(fù)數(shù)據(jù)。參數(shù)設(shè)置用于調(diào)整系統(tǒng)的狀態(tài)，維護系統(tǒng)的正常運行。

2）RFID數(shù)據(jù)采集管理：主要包括標(biāo)簽安裝、信息植入、信息采集和數(shù)據(jù)接口，本功能模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)物品信息數(shù)據(jù)的采集管理，是庫存管理系統(tǒng)重要的組成部分。可以實時地利用閱讀器對RFID標(biāo)簽內(nèi)存儲的物品信息進行有效讀取，然后借助互聯(lián)網(wǎng)傳入到庫存的數(shù)據(jù)庫中，進行數(shù)據(jù)的相應(yīng)處理。

3）庫存管理：主要負(fù)責(zé)入庫管理、出庫管理、庫存盤點和查詢統(tǒng)計，庫存預(yù)警及庫存管理是整個系統(tǒng)中的核心部分，其性能是衡量庫存管理系統(tǒng)優(yōu)劣的最重要部分之一。

4）報表管理：自動統(tǒng)計和匯總各類信息，包括庫存明細(xì)表、庫存匯總表、航材采購統(tǒng)計表、庫存盤點統(tǒng)計報表，財務(wù)數(shù)據(jù)報表是企業(yè)的內(nèi)部財務(wù)臺賬來往憑證，系統(tǒng)可以直接把報表導(dǎo)出到Exce1或Word中，也可以直接打印。

5）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理：負(fù)責(zé)上游航材供應(yīng)商資料及下游客戶信息管理、航材的屬性及分類管理，庫存配置管理等。

3 航材庫存系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

航材庫存系統(tǒng)采用RFID技術(shù)和無線傳感技術(shù)[4]相結(jié)合的方式對航材入庫、盤點和出庫等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行自動化采集，保證數(shù)據(jù)的采集的準(zhǔn)確性，優(yōu)化庫存業(yè)務(wù)流程，幫助企業(yè)及時掌握庫存系統(tǒng)的真實數(shù)據(jù)，制定合理的庫存計劃，節(jié)約庫存成本。航材庫存系統(tǒng)的主要工作流程包括：

1）航材信息處理

向RFID電子標(biāo)簽中寫入航材供應(yīng)商供應(yīng)航材的信息， 如貨物源頭、數(shù)量和類別等，進行航材入庫前的信息預(yù)處理；供應(yīng)商在航材入庫前把航材入庫信息發(fā)送到庫存管理系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動進行處理，生成預(yù)入庫信息，同時更新貨位信息和貨物信息。

2）入庫操作

入庫時，入庫口的閱讀器自動讀取安裝有RFID電子標(biāo)簽的航材貨物信息，并將信息自動輸入到航材庫存系統(tǒng)。系統(tǒng)將電子標(biāo)簽信息與訂貨單信息進行核對，若信息有誤，系統(tǒng)自動提示警告信息，若信息無誤則準(zhǔn)許入庫并將入庫信息轉(zhuǎn)換成庫存信息。庫存系統(tǒng)指引作業(yè)叉車按最佳途徑將航材運到倉儲位，搬運員通過手持閱讀器向系統(tǒng)反饋信息，隨即更新倉庫貨位信息表和在庫托盤信息表。

3）庫存盤點

RFID具有非接觸性、多數(shù)據(jù)讀取的特性，在使用RFID 技術(shù)進行庫存盤點時可以同時自動采集庫存航材多方面數(shù)據(jù)，包括航材數(shù)量、名稱和貨位等，庫存系統(tǒng)自動將采集信息與盤點清單中的全部航材內(nèi)容互相比對生成清庫帳單，如果有誤，可以及時進行核對，將問題報告管理人員進行解決，完成庫存的盤點工作 。庫存盤點中采用RFID技術(shù)使得盤點工作變得更加方便、快捷和減少工作負(fù)擔(dān)，節(jié)省大量的人力和時間，降低庫存管理成本。

4）出庫操作

當(dāng)收到發(fā)貨通知時，系統(tǒng)按照訂單要求自動確定最佳揀貨方案。通過叉車終端指引操作人員到指定貨位，經(jīng)掃描航材和貨位上的RFID標(biāo)簽信息，確認(rèn)出庫航材。航材出庫時，倉庫口的安裝的閱讀器自動讀取航材上的電子標(biāo)簽，將讀取的信息交給庫存系統(tǒng)進行處理，生成航材出庫清單。同時系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相應(yīng)的信息與訂單信息進行對比，如果出現(xiàn)差錯，系統(tǒng)發(fā)出警告提示，提醒管理員進行處理，若對比通過，則準(zhǔn)許出庫，并自動打印出庫清單，更新庫存信息。

4 庫存系統(tǒng)應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)

根據(jù)航材智能庫存系統(tǒng)的功能和具體業(yè)務(wù)需要，系統(tǒng)采用 B /S和C/S混合模式的三層體系結(jié)構(gòu)，即用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)信息層。用戶界面層由瀏覽器和Web服務(wù)器的動態(tài)頁面組成，提供用戶對相應(yīng)功能進行訪問的用戶界面。業(yè)務(wù)邏輯層由庫存系統(tǒng)中的功能模塊構(gòu)成，負(fù)責(zé)對功能模塊中的信息進行處理。數(shù)據(jù)信息層實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的管理和庫中數(shù)據(jù)的訪問與修改，基于RFID技術(shù)的智能庫存系統(tǒng)應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)如圖3所示。

系統(tǒng)架構(gòu)中，應(yīng)用服務(wù)器主要負(fù)責(zé)管理RFID閱讀器自動收采集的航材出入庫，盤點等相關(guān)數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)保存所有的庫存數(shù)據(jù)。Web服務(wù)器提供查詢、監(jiān)管和打印等功能，視頻監(jiān)控服務(wù)器進行視頻監(jiān)控管理，幫助實現(xiàn)庫存系統(tǒng)管理的可視化，同時考慮系統(tǒng)的可擴展性，實現(xiàn)了與企業(yè)ERP系統(tǒng)有效的結(jié)合。系統(tǒng)采用Windows XP Professiona1系統(tǒng)開發(fā)，C#開發(fā)語言，數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server 2005。

圖3 系統(tǒng)應(yīng)用框架結(jié)構(gòu)

5 數(shù)據(jù)庫

后臺數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)必不可缺的部分，航材的狀態(tài)和信息數(shù)據(jù)都存放在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計應(yīng)該符合其應(yīng)用邏輯關(guān)系，其內(nèi)容相對比較復(fù)雜。部分表單及其包括的數(shù)據(jù)如下：

1）收貨清單：收貨單編碼、供應(yīng)商編碼、航材編碼、航材數(shù)量及日期等；

2）航材入庫單和航材出庫單：出入庫訂單號、航材編號、航材名稱、航材數(shù)量、類別及出入庫日期等；

3）倉庫信息表：倉庫編號、倉庫名稱、貨位編號、貨位性質(zhì)和規(guī)格、總?cè)萘俊⒖偯娣e及庫位狀態(tài)等；

4）航材庫存表：航材編碼、倉位編碼、入庫日期、庫存數(shù)量、單價、狀態(tài)及有效日期等；

5）盤點清單：航材編碼、庫存類別、倉位編碼、賬面結(jié)存、實際結(jié)存及盤點設(shè)備編碼等；

6）用戶信息表：用戶名、密碼、用戶類型及用戶權(quán)限等。

6 結(jié)束語

航材智能庫存系統(tǒng)將RFID應(yīng)用于航材庫存管理，解決了傳統(tǒng)航材庫存管理中航材信息難以實時獲取，人工依賴性強，庫存管理自動化水平不高等問題，實現(xiàn)對航材入庫、出庫和庫存盤點智能化管理，節(jié)省人力資源和作業(yè)操作能耗，提高庫存運作效率。但由于某些技術(shù)條件的限制，RFID技術(shù)在航材管理應(yīng)用方面還處于初級階段。隨著RFID技術(shù)不斷發(fā)展成熟，RFID技術(shù)在航材管理上有著廣闊的應(yīng)用前景。

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