基于R F I D的物流过程监控及可视化管理系统分析与设计

李为为， 周汝胜 （交通运输部公路科学研究院，北京 100088）

0 引 言

现代物流行业突飞猛进，传统物流行业的操作模式已经不适应现代的物流行业。现代物流业的主要组织形式是建立在现代电子信息技术基础上的第三方物流，先进的物流信息系统是其核心竞争力的重要组成部分。传统物流过程的信息存在不对称、不及时等弊端，难以实现实时协同与动态调节。随着物流市场的发展和完善，调动、管理和平衡物流全过程各环节之间的资源变得日益迫切，实时物流业务过程监控和精细任务调度已经成为提升物流企业竞争力的重要保证。因此将物流全过程各环节的信息有机融合，对提高其整体管理运营水平具有重大意义。

目前市场上绝大多数的系统多为面向单一物流过程的软件系统，例如仓库管理系统、运输调度系统及车辆监控系统等，缺少面向物流全过程的物流监控管理软件。本文提出以RFID应用为基础手段，建立涵盖智能化物流数据采集终端系统以及多物流过程监控的可视化管理平台，使物流企业可以即时掌握物流业务状态和货物、车辆等业务信息，实现实时可靠的业务管理和控制。系统以RFID、GPS、企业WMS或ERP为信息源，以GPRS、Internet、中间件为信息纽带，以GIS和GUI为信息窗口，实现物流过程中多源信息融合和可视化服务，可以有效解决不确定情况下物流协同调度管理、物流配送路径优化、物流跟踪和增值信息服务等现实问题。

1 系统总体结构设计

1.1 系统硬件总体结构

物流过程监控与可视化管理系统的主要设备包括固定式RFID读写器，RFID天线，RFID标签、带GPS和GPRS模块的车载手持机及网络通信等设备。系统的硬件总体结构组成如图1所示。

1.2 系统软件总体结构

从技术层次上看，物流过程监控与可视化管理系统可分为业务功能层、支撑技术层与数据库层。主要包括运输监控系统、物流业务数据采集系统、物流业务管理系统、移动终端嵌入式系统四个子系统。系统的技术层次图及软件结构组成分别如图2、图3所示。

2 企业业务过程及流程分析

2.1 物流企业业务过程

按物流核心业务可分为：（1）订单管理业务流程：检查订单是否有效、确认订单；根据订单进行资信检查；根据客户需要，进行服务安排；分派任务，发出指令。 （2）仓储管理业务流程：仓储管理业务分出库、入库，出、入库业务流程包括以下内容：根据出库、入库凭证，开出库、入库单交仓库保管员，仓库保管员接单后准备发货、收货；仓库保管员发货、接货、搬运、分标记、出库、入库，开出、入库单；仓库保管员与客户办理交接手续。 （3）运输管理业务流程：客户提出运输要求；调度接受客户运输要求；汇总运输信息；制定运输计划；生成运输调度指令通知司机；司机根据运输调度指令提货运输送达客户。

2.2 系统业务流程分析

物流过程监控与可视化管理系统软件业务流程如图4所示：

图4 系统业务流程图

（2）车辆按照派送单指定顺序到指定配送点，由手持机扫描车辆EPC码并传回服务器，同时在PC机上输入相应配送点的发货单号，发回给配送监控中心的服务器。

（3）服务器确定车辆到达预定配送点后，根据收到的发货单号查配送中心数据库。

（4）数据库返回所查发货单内所有货物、运输车辆和司机的信息给服务器。

（5）服务器向这个配送点返回信息，即产生了入库单。

（6）PC向仓库入口处的固定式读写器发送开始扫描信息，并开始入库操作。

（7）固定式读写器扫描货物的EPC号码，传回给PC。

（8）PC将固定式读写器读到货物的EPC码和入库单中货物的EPC比对，如果一致，则发送一个成功卸货标识符给服务器。如果这是最后一个卸货点，手持机内文件标识自动改为0，车辆返回配送中心，如果不是最后一个卸货点，则向手持机上查到的下一个卸货点出发。

（9）在途：GPS每隔2分钟定位一次经纬度。

3 系统功能模块分析与设计

通过上面的总体结构设计和业务过程及流程分析，将整个系统划分为以下15个功能模块：

（1）实时监控模块。通过实时监控功能，用户可以实时查看在途车辆的行驶轨迹以及当前的位置，目的是让管理员能实时知道车辆的当前行驶位置，预测车辆到达配送点的时间。

（2）历史轨迹模块。用户可以通过此功能查看某车在特定时间内的行驶了哪几条路线。

（3）图层控制模块。在整个子系统中用到很多地图来显示数据信息，此功能模块包含了全部地图的基本操作。

（4）配送查询模块。通过配送点查询功能可以查看到配送点的地理位置，以及配送点的相关信息。

（5）货物查询模块。在输入框中输入限定条件，查询相关货物的具体信息及显示当前货物的位置。

（6）订单查询模块。在输入框中输入查询条件，查询到符合查询条件的订单信息，并可以查看该订单的货物当前所处的位置。

（7）派车单追溯模块。可以追溯一个派车单的状态，以及派车单所包含的所有订单的状态。进入派车单的查询页面，点击派车单号，能得到该派车单下所有订单当前所处的位置。

（8）货物分析模块。货物分析用于比较配送点在特定时间段内收到指定货物的数量。此功能不会显示配送点收到货物的具体数量，而是这些配送点收到指定货物类型的百分比。

（9）订阅管理模块。此功能不能查看到配送点订阅了哪些具体的信息，只能知道配送点介绍订阅信息的机制，以及决定是否给配送点订阅的权利。

（10）货物编码模块。仓库给配送点发送货物时，需要给货物提供一个编码，用于读写器的扫描。

（11）货单处理模块。货物到达指定的配送点，扫描要入库的信息，入库完毕。

（12）查看订阅信息模块。配送点通过查看这些订阅的信息，可以知道将会有哪些货物将发往此配送点。订阅信息中显示的订单均是将要发到此配送点并且该配送点尚未入库的。

（13）中间件管理模块。中间件是安装在配送点仓库口的一个读写器，负责货物入库的扫描工作。要进行入库扫描时，必须先定义和订阅后才能扫描。

（14）账号管理模块。配送点账号划分为三个级别，分别是系统管理员、企业管理员、企业用户。各个级别的账号在权限方面会有不同的限制。系统管理员的权限最高。

（15）信息订阅模块。用户利用此功能的定制服务器发送的信息内容，以及服务器发送信息的机制。系统预定义了三种信息发送机制，分别是：实时发送、定时发送、循环发送。

4 结束语

系统综合应用了RFID、GPS、GIS、数据库、无线网络及中间件等技术，开发智能化数据采集装备及面向运输、配送、仓库等多物流业务过程的监控平台，为提高物流企业业务过程的自动化效率和信息处理水平提供技术支持。系统的主要功能特点可概括为：①支持移动计算和嵌入式计算的物流业务监控采集端系统，实现对所采集数据的即时智能化处理；②物流过程可视化查询工具，提供物品信息跟踪、物品处理流程追溯等功能；③物流过程可视化辅助决策工具，依托物流业务数据库和其他相关数据库的信息提供过程优化的决策信息；④多层次的物流可视化管理平台，支持异构数据处理与挖掘，优化生产资源、物流资源、信息资源。

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