基于RFID的体育物流仓储信息系统的研究

仓储作为体育用品供应链和物流过程中的重要环节,发挥着存储体育用品的重要作用,为体育用品制造商和消费者搭建起沟通的桥梁。当前体育物流企业采用基于条形码技术实现体育产品存储。但是,由于很多体育用品、器械具有自身的不规则性特点,体积、形状、耐磨损性等差异较大,加之条形码标签容易破损,读取数据的距离较近,不能存储大量数据,这些缺点某种程度上影响了仓储工作效率,而基于RFID技术的体育物流仓储管理信息系统的开发,可以实现对体育产品的信息化管理,提高仓储管理水平和企业工作效率,低成本高效率地实现企业竞争力的提升。

基于RFID的体育物流仓储信息系统主要负责管理仓库员工、产品库存、订单和仓库设施,实现对产品的收发货管理、货物管理、订单管理、库存管理等功能。RFID作为一项新的识别技术,不具有二维码的缺点,能够远距离读取信息,能在恶劣环境下实现海量存储,因此能满足体育用品仓储管理的要求。研究和设计本系统的目的主要是实现体育产品仓库的自动管理,提高管理效率,降低信息读取的出错率。核心功能是对产品入库、出库和盘点等数据信息的自动采集和处理,优化仓库存储空间,通过标签管理,实现仓储低库存、低成本运作。

本系统针对的是体育用品供应链物流作业过程中的仓储管理过程,需要在前台页面展示的信息包括产品信息、生产商信息、客户信息、配送信息等,基本属于企业内部信息管理,所以系统用户主要是系统管理员和仓库员工。其中系统管理员具有最高权限,主要负责整个系统的管理和维护,包括对功能模块的管理、角色管理、权限管理、用户管理,具有对数据记录进行查询、新增、修改、删除等业务操作;仓库员工直接参与仓储作业流程,因此他们可以查看、录入和修改数据信息。

本系统主要包括系统维护、基本信息管理、物流业务流程、报表统计分析、货物清单管理、查询展示、物流配送管理、数据采集、仓库管理等九个功能模块。其中基本信息管理功能模块包括用户信息管理、角色管理、原料供应商管理、体育用品管理。物流业务流程模块包括体育产品入库、出库管理、产品数量盘点;查询展示模块包括所有体育产品的出入库查询、盘点查询、库存查询。货物清单管理模块包括进货单管理、提货单管理。配送管理功能模块对货物的运送分配进行管理。报表统计分析功能模块包括出入库年(月)报表、盘点年(月)报表。数据采集功能通过硬件设备建立与物流仓储系统的数据传输功能,采集信息的过程主要包括标签扫描、标签过滤、标签聚合、数据传递、数据管理、设备管理、标签管理、XML文档设置。系统维护功能模块由数据的压缩、备份、还原组成。仓储优化功能模块的作用就是实现仓库低库存、库位高利用率,缩短存取时间,提高存取效率。

在需求分析过程中,根据体育物流仓储系统所有的功能描述,明确系统所有的参与者,以用例图的方式来描述物流仓储系统要实现的功能,将不同角色用户与用例关联起来,并描述他们要实现的最终目标。本文在需求阶段将所有的功能作为一个用例,结合体育物流仓储系统的用户得到系统用例图,如图1所示。

本系统主要是用于体育物流企业内部信息数据的管理,既可以在企业局域网内访问,也可以通过互联网远程访问,实现对数据的实时管理和维护。系统利用手持设备方便、快速地采集大量信息,用户可以通过浏览器访问平台WEB界面,可以通过浏览器方便快捷地访问系统平台。系统采用JAVA语言进行开发,系统架构由逻辑独立、业务关联的表示层、业务层和数据层组成。表示层是展现给用户最直观的界面,客户通过终端浏览器访问系统,浏览器将请求发送给服务器,返回并显示处理后的结果,充当系统与用户的交流平台。业务处理层接受用户客户端发送来的请求信息,并将后台数据库的业务数据传输给表示层。数据层主要实现物流数据信息的安全存储,并根据需要为前台页面提供数据源。表示层、业务层和数据层在功能上相互依赖,层次鲜明,形成一个紧密的整体。

基于高内聚、低耦合系统开发原则,系统采用模块化开发方法,将整个系统按照功能划分为七大功能模块。根据前面系统功能描述,最后得到整体功能结构如图2所示。

数据采集模块主要是利用硬件设备读取原始数据,通过数据接口将数据传输给体育物流仓储管理信息系统,是整个RFID仓储系统的核心部分。数据采集平台由数据采集和业务处理两个功能组成,负责实现仓储数据扫描、加工处理、传递以及部分业务管理功能,其中数据采集为物流仓储业务提供基本数据,经过数据加工处理,形成有效信息管理仓储业务。

本文采用RFID技术进行数据采集,通过模块化和层次化开发。数据采集功能结构如图4所示。结构各个主体之间存在依赖关系,三个层次以流程方式形成一个紧密的整体,完成数据采集系统的所有功能。

读写器接口层包括读写器接口和读写适配器,由于目前还没有统一的标准和通信协议,因此不同的RFID设备生产商生产的硬件存在差异。本文提供统一的适配器类继承接口,在适配器类中调用厂商提供的API,实现设备的连接。数据层由标签过滤、标签聚合以及信息传递组成,实现对标签的采集、过滤、聚合、传递,并将处理后的数据通过数据库接口存储到数据库服务器中。数据库接口层主要负责数据安全存储到体育物流企业的数据库中。

仓储优化功能利用遗传算法实现对整个体育物流仓储过程的初步优化。本文根据体育用品在仓储过程中的实际场景建立优化数学模型,通过构建相应的适配函数,优化数学模型建立过程如下:

仓储优化的目标是实现各种体育产品以最少的时间取得最大的存取进度。本文首先建立优化数学模型,利用数学思维简化仓储现实问题。建模前必须知道三个前提要素:体育产品仓库库区类型,体育产品从仓库门口运输到存放位置花费的时间,体育产品的存取频率,设立库位分区见表1。

考虑到不同体育产品对温度、湿度等环境以及空间大小要求的不同,体育产品基本都是按类存放,实现一个库位对应存放一种货物,产品数目等于仓库内部库位数目。存放产品时采用“就近原则”占用旁边空置库位,对入库产品进行分类并查询存取频率,得到货物分类见表2。

仓储优化目的是以最短的时间实现最大量的体育用品的存取,提高仓储工作效率,缩短操作时间和库存成本,因此产品的存取频率对仓储运作影响很大,货物的存取次数影响到总的存取时间,用Ti表示将i体育产品送往j库区所用的时间,fi表示i体育产品的存取频率,最终得到的优化模型为:

其中xij取值为0或者1,1表示将i类货物放入j分区,否则为未放入,Ni为i种货物数量i、j都为0到n的整数。

在体育物流仓储管理应用中,RFID技术发挥着其特有的优势,本文对RFID系统理论技术进行了简单的概括,运用软件工程的方法对系统进行了需求分析、总体设计、关键功能设计,重点研究了体育物流数据据采采集集和和仓仓储储优优化化功能,实现了对基于RFID的体育仓储管理系系统统的的设设计计与与研研究究。本文的后期工作是需要在遗传算法上进行行深深入入研研究究,,更更好好地地实现体育物流仓储的优化功能。