基于RFID技術的危化品倉庫管理系統開發研究

陳百建　殷潔

摘 要：介紹了一種基于RFID技術的危化品倉庫管理系統的應用方法。該系統在現有危化品倉庫管理中引入RFID技術，對倉庫內壓縮氣體、可燃液體、固體化學品和冷凍冷藏化學品用RFID標簽作介質，為被標識物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、動態地映射到應用系統的數字化平臺上，對到貨危化品的檢驗、入庫、出庫、移庫、盤點等各個作業環節的自動化數據采集，確保企業及時準確地掌握各環節的真實數據，并對危化品進行實時監管和服務。

關鍵詞：RFID；危險化學品；倉儲管理系統

中圖分類號：F406.5 文獻標識碼：A

Abstract： This paper introduces a method of using RFID technology in warehouse management system based on. The systematic introduction of RFID technology in the management of the existing dangerous goods warehouse in the warehouse， compressed gas， flammable liquid， solid chemicals and refrigerated chemicals with RFID tags as medium， is to establish the identity label information as the core， reliable， only the corresponding“electronic image”， mainly relying on RFID the series of information technology， the digital platform of the“electronic image”true， reliable， complete and dynamically mapped to the application system， for delivery of hazardous chemicals inspection， storage， transfer， inventory and other operation each link of the automated data collection， real data to ensure timely and accurate grasp of the link the hazardous goods， and real-time supervision and service.

Key words： RFID； dangerous chemicals； warehouse management system

我國是僅次于美國的世界危險化學品生產大國。近幾年來，危險化學品的泄露、爆炸等事故時有發生，給人民生命財產帶來嚴重威脅，對于危險品的管理問題，一直困擾著政府部門和很多企業。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、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進行改造，研究開發了基于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，包括危化品檢驗、入庫、出庫、移庫、盤點等各個作業環節的數據進行自動化的數據采集。

RFID技術在危險品倉儲管理中的核心作用表現為：“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、動態地映射到應用系統的數字化平臺上。通過對運行于這一信息平臺上的‘電子鏡像的監管、服務，支持或實現對活動在實景現場的被標識物的物理實體的監管和服務”。

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，可實現全球危化品跟蹤與信息共享的物聯網。這將在全球范圍內從根本上提高對產品生產、運輸、倉儲、銷售等各環節危化品的流動監控和動態協調管理水平。

該技術的實現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，可以實現對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入。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據，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、識別運動目標等優點。

RFID系統一般由電子標簽、閱讀器、攝像頭、應用接口或中間件軟件、傳輸網絡、軟件管理系統等構成，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系統結構圖。

2 基于RFID技術化學品倉庫管理系統需求分析

隨著危化品規模的不斷發展，倉庫管理的貨物種類及數量不斷增加、出入庫頻率劇增，倉庫管理作業變得十分復雜和多樣化。傳統的倉儲管理系統通常使用條碼標簽或是人工倉儲管理單據等方式，而這些倉庫作業模式和數據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中，利用RFID數據容量大、可重復使用、無障礙讀取等優點，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的倉庫管理系統可實現倉庫的液體料、氣體料和固體危化品的出入庫管理、移庫管理、盤點管理和實時監控等功能，可以方便企業對在庫危化品進行監管，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，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，可實現在庫內隨時查詢危化品相關信息的目的，也可用于倉庫內盤點。

3.8 根據實際需要可在叉車上配置一個車載終端，指引庫內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流程

4.1 系統建庫

（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據庫中，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，點擊電腦界面數據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，庫內所有危化品都要貼上寫入信息的電子標簽，要根據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 入庫作業流程（以賽璐珞制品為例）

（1）根據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量、質量、重量等信息）通過GPRS或網線傳輸給系統終端，進行記錄入賬。

4.3 出庫作業流程

（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倉庫內安放的固定式閱讀器進行區域判定，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、數量、質量等信息給終端上位機并進行記錄。

4.4 移庫作業流程

（1）登錄系統軟件終端，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，修改庫位標簽內容并通過GPRS向現場系統發回移庫作業信息。

4.5 盤點

在倉庫內根據固定式閱讀器識別距離進行布點配置，保證區域內閱讀器能讀到周圍所有的有源標簽信息，當發生出庫入庫，或者需要進行盤點時，閱讀器可以將讀取到的信息通過GPRS或網卡傳輸給系統終端，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。在發生危險品事故時，現有的紙質危險品標簽很容易被損毀，或因現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、讀取距離長等優勢，若發生危險品事故，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一放在一個托盤上，叉上此驗收危化品托盤的叉車經過入庫門口，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，并把采集到的數據立即傳到計算機網絡系統中，系統上馬上就會顯示出此托盤上的所有危化品，并與計算機網絡系統的預入庫單進行對比，得出驗收詳細的差異狀態表，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，現在只需要1分鐘左右即完成驗收、訂單錄入、訂單信息傳輸等工作，工作效率提高了30倍左右。