基于RFID技术的航材智能库存系统设计

董健康，夏芝伟，陈静杰

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

(中国民航大学，天津 300300)

0 引言

航材库存管理是航空公司生产循环的基础环节，为航班正常和安全飞行提供重要航材保障，有效的库存管理与控制是提高企业运营效率的重要手段。传统的航材库存系统管理，虽有一些采用条码识别技术，但大部分还是要依靠人工去完成航材的登记和清点，工作繁琐，数据工作量大时容易出错，信息数据存在着不确定性，同时增加库存管理的人工成本，航材管理的自动化水平有待提高，因此对航材库存管理系统的研究有实际意义。随着我国民航业飞速发展，航材的品种和数量随之增加，信息量迅速膨胀，导致传统航材库存管理的手段与技术难以满足需求，使得航空公司的航材库存管理变得日益严峻。因此要加强航材库存系统管理，采用先进的管理技术和方法，提升企业市场的核心竞争力。

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术是一种国际先进的智能识别技术，可用于识别不同的物品。它能自动无接触地收集物品信息，无需人工干预，具有防水、防磁、耐高温、读取距离大、自动读取速度快、存储数据容量更大、数据保密性强、使用寿命长以及存储信息易于修改等优点。将RFID技术引入到现代航材库存管理系统中，结合现代的网络技术、数据库技术、软件开发技术、视频监控等技术实现航材库存智能化管理。基于RFID技术的航材智能库存系统能及时更新和实时监控库存航材信息，实现数据的自动化采集和存储，帮助航材管理人员对航材的入库、出库和盘点等操作进行全面的控制和管理，简化操作流程，降低库存管理人员的工作强度，提高航材保障效率和库存管理自动化水平。

1 RFID技术

RFID 系统一般由三个部分组成，如图1所示，分别是电子标签、阅读器和应用系统。标签附着在待识别的物品上，每个电子标签具有唯一的电子编码，由芯片及耦合元件组成。阅读器是用于读取电子标签中特定信息的设备，可设计为手持式或固定式。应用系统的主要任务是对阅读器读取的标签数据进行计算处理，完成对信息数据的存储和管理。

图1 RFID系统构成

图2 库存系统功能模块

RFID技术的基本工作原理：当粘贴有电子标签的物品进入阅读器的射频磁场覆盖范内，电子标签中的天线在接收到阅读器发出的射频信号后，会使芯片获得感应电流，凭借感应电流所获得的能量发出存储在芯片中的物品信息，阅读器在接受到来自电子标签的信号后，会通过内部电流系统对信号进行解码，然后通过阅读器所连接的计算机系统进行有关数据处理，实现对物品识别信息的采集、处理及远程传输等管理功能。

2 航材库存系统的基本功能

2.1 系统基本需求分析

将RFID技术与航材库存管理相结合，实现对整个库存管理中航材入库和出库等环节进行信息自动采集，使业务流程运作流畅，提高管理效率。基于RFID技术的航材智能库存系统应满足以下六个方面的需求：

1）能够自动获得准确的航材信息和仓位信息；

2）能够进行库存分析决策，实现库存预警功能；

3）能够统计和汇总各种信息，自动打印统计报表；

4）能够准确查询航材库存数量、位置及航材库存时间；

5）能够自动分配货位，实现随机存储，提高仓储空间利用率；

6）能够快速完成航材出入库和库存盘点等操作。

2.2 系统功能模块

根据现代航材库存管理的需求进行功能划分，系统的主要功能模块如图2所示。

1）系统管理：主要包括用户管理、权限配置、数据备份和参数设置，航材库存管理系统是个复杂的管理系统，涉及到很多管理部门，必须对用户及其使用权限进行统一的管理，灵活地决定用户对库存系统各模块的访问。由于库存系统的数据库信息更新频繁，应该对数据库定期备份，必要时可以恢复数据。参数设置用于调整系统的状态，维护系统的正常运行。

2）RFID数据采集管理：主要包括标签安装、信息植入、信息采集和数据接口，本功能模块负责系统物品信息数据的采集管理，是库存管理系统重要的组成部分。可以实时地利用阅读器对RFID标签内存储的物品信息进行有效读取，然后借助互联网传入到库存的数据库中，进行数据的相应处理。

3）库存管理：主要负责入库管理、出库管理、库存盘点和查询统计，库存预警及库存管理是整个系统中的核心部分，其性能是衡量库存管理系统优劣的最重要部分之一。

4）报表管理：自动统计和汇总各类信息，包括库存明细表、库存汇总表、航材采购统计表、库存盘点统计报表，财务数据报表是企业的内部财务台账来往凭证，系统可以直接把报表导出到Exce1或Word中，也可以直接打印。

5）基础数据管理：负责上游航材供应商资料及下游客户信息管理、航材的属性及分类管理，库存配置管理等。

3 航材库存系统业务流程

航材库存系统采用RFID技术和无线传感技术[4]相结合的方式对航材入库、盘点和出库等环节的数据进行自动化采集，保证数据的采集的准确性，优化库存业务流程，帮助企业及时掌握库存系统的真实数据，制定合理的库存计划，节约库存成本。航材库存系统的主要工作流程包括：

1）航材信息处理

向RFID电子标签中写入航材供应商供应航材的信息， 如货物源头、数量和类别等，进行航材入库前的信息预处理；供应商在航材入库前把航材入库信息发送到库存管理系统，由系统自动进行处理，生成预入库信息，同时更新货位信息和货物信息。

2）入库操作

入库时，入库口的阅读器自动读取安装有RFID电子标签的航材货物信息，并将信息自动输入到航材库存系统。系统将电子标签信息与订货单信息进行核对，若信息有误，系统自动提示警告信息，若信息无误则准许入库并将入库信息转换成库存信息。库存系统指引作业叉车按最佳途径将航材运到仓储位，搬运员通过手持阅读器向系统反馈信息，随即更新仓库货位信息表和在库托盘信息表。

3）库存盘点

RFID具有非接触性、多数据读取的特性，在使用RFID 技术进行库存盘点时可以同时自动采集库存航材多方面数据，包括航材数量、名称和货位等，库存系统自动将采集信息与盘点清单中的全部航材内容互相比对生成清库帐单，如果有误，可以及时进行核对，将问题报告管理人员进行解决，完成库存的盘点工作 。库存盘点中采用RFID技术使得盘点工作变得更加方便、快捷和减少工作负担，节省大量的人力和时间，降低库存管理成本。

4）出库操作

当收到发货通知时，系统按照订单要求自动确定最佳拣货方案。通过叉车终端指引操作人员到指定货位，经扫描航材和货位上的RFID标签信息，确认出库航材。航材出库时，仓库口的安装的阅读器自动读取航材上的电子标签，将读取的信息交给库存系统进行处理，生成航材出库清单。同时系统从数据库中调出相应的信息与订单信息进行对比，如果出现差错，系统发出警告提示，提醒管理员进行处理，若对比通过，则准许出库，并自动打印出库清单，更新库存信息。

4 库存系统应用框架结构

根据航材智能库存系统的功能和具体业务需要，系统采用 B /S和C/S混合模式的三层体系结构，即用户界面层、业务逻辑层和数据信息层。用户界面层由浏览器和Web服务器的动态页面组成，提供用户对相应功能进行访问的用户界面。业务逻辑层由库存系统中的功能模块构成，负责对功能模块中的信息进行处理。数据信息层实现对数据库的管理和库中数据的访问与修改，基于RFID技术的智能库存系统应用框架结构如图3所示。

系统架构中，应用服务器主要负责管理RFID阅读器自动收采集的航材出入库，盘点等相关数据信息，数据库服务器负责保存所有的库存数据。Web服务器提供查询、监管和打印等功能，视频监控服务器进行视频监控管理，帮助实现库存系统管理的可视化，同时考虑系统的可扩展性，实现了与企业ERP系统有效的结合。系统采用Windows XP Professiona1系统开发，C#开发语言，数据库采用Microsoft SQL Server 2005。

图3 系统应用框架结构

5 数据库

后台数据库是系统必不可缺的部分，航材的状态和信息数据都存放在系统数据库中，数据库的设计应该符合其应用逻辑关系，其内容相对比较复杂。部分表单及其包括的数据如下：

1）收货清单：收货单编码、供应商编码、航材编码、航材数量及日期等；

2）航材入库单和航材出库单：出入库订单号、航材编号、航材名称、航材数量、类别及出入库日期等；

3）仓库信息表：仓库编号、仓库名称、货位编号、货位性质和规格、总容量、总面积及库位状态等；

4）航材库存表：航材编码、仓位编码、入库日期、库存数量、单价、状态及有效日期等；

5）盘点清单：航材编码、库存类别、仓位编码、账面结存、实际结存及盘点设备编码等；

6）用户信息表：用户名、密码、用户类型及用户权限等。

6 结束语

航材智能库存系统将RFID应用于航材库存管理，解决了传统航材库存管理中航材信息难以实时获取，人工依赖性强，库存管理自动化水平不高等问题，实现对航材入库、出库和库存盘点智能化管理，节省人力资源和作业操作能耗，提高库存运作效率。但由于某些技术条件的限制，RFID技术在航材管理应用方面还处于初级阶段。随着RFID技术不断发展成熟，RFID技术在航材管理上有着广阔的应用前景。

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