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危险化学品仓库管理系统的设计与实现论文
我国是仅次于美国的世界危险化学品生产大国。近几年来，危险化学品的泄露、爆炸等事故时有发生，给人民生命财产带来严重威胁，对于危险品的管理问题，一直困扰着政府部门和很多企业。近几年，政府出台了一系列行政措施，不但要求对危险化学品的生产、运输、保管和使用进行严格管理，而且要求对盛装的容器进行严密监管。但是，这种管理大部分是人工管理，缺乏可靠的技术手段。
为此，我们对RFID智能普通货物仓库管理系统进行改造，研究开发了基于RFID技术对危险化学品四类包装形式---钢瓶装货、桶装货、箱装货和冷藏货仓储管理实训系统，包括危化品检验、入库、出库、移库、盘点等各个作业环节的数据进行自动化的数据采集。
RFID技术在危险品仓储管理中的核心作用表现为：“用RFID标签作介质，为被标识物 （危险品、容器、运输车辆等） 建立起以身份特征信息为核心的、可靠的、唯一对应的‘电子镜像',依托以RFID为主的系列信息技术手段，将这一电子镜像’真实、可靠、完整、动态地映射到应用系统的数字化平台上。通过对运行于这一信息平台上的‘电子镜像’的监管、服务，支持或实现对活动在实景现场的被标识物的物理实体的监管和服务”.
1 RFID技术简介
射频识别 （Radio Frequency Identification,RFID） 技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。目前，利用电子标签、RFID通信技术，可实现全球危化品跟踪与信息共享的物联网。这将在全球范围内从根本上提高对产品生产、运输、仓储、销售等各环节危化品的流动监控和动态协调管理水平。
该技术的实现至少包含射频标签和阅读器两部分。RFID阅读器通过天线与RFID射频标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入。RFID射频标签芯片上有可擦写可编程的只读存储器来储存识别码或其它数据，可以作为货物的标识卡，具有非接触、工作距离长、可重复读写、识别运动目标等优点。
RFID系统一般由电子标签、阅读器、摄像头、应用接口或中间件软件、传输网络、软件管理系统等构成，其中RFID中间件是将RFID硬件和应用软件结合在一起的媒介，仓库管理系统中各个模块需要使用RFID中间件才能够对电子标签进行各种操作。图1所示是RFID系统结构图。
2 基于RFID技术化学品仓库管理系统需求分析
随着危化品规模的不断发展，仓库管理的货物种类及数量不断增加、出入库频率剧增，仓库管理作业变得十分复杂和多样化。传统的仓储管理系统通常使用条码标签或是人工仓储管理单据等方式，而这些仓库作业模式和数据采集方式已难以满足仓库管理的快速、准确要求，有着明显的缺点。人工管理时，手工登记不仅容易出错，工作效率低，而且危险化学品对人体伤害不易靠近；条码管理则比较容易复制、被腐蚀、需人员靠近，一次只能读取一条。
将RFID引入到仓库管理系统中，利用RFID数据容量大、可重复使用、无障碍读取等优点，不但可以减少人身靠近化学品的伤害，而且可以极大地提高工作效率。因此，基于RFID的管理系统可以大大简化危化品的库存管理，满足信息流量不断增大和信息处理速度不断提高的需求。
基于RFID的仓库管理系统可实现仓库的液体料、气体料和固体危化品的出入库管理、移库管理、盘点管理和实时监控等功能，可以方便企业对在库危化品进行监管，并可方便地对仓库里货物的基本情况进行更新、删除和查询。
3 基于RFID技术危化品仓库平面布置图
危化品仓库平面布置效果图见图2.包括：
3.1在仓库的出入库口处各配置1个智能门架，每个门架配4个阅读器天线，此天线分别放在仓库门口的上下左右，以保证射频标签经过时能被识别到。
3.2在仓库的冷冻库、桶装货库和气瓶库门口各配置2个阅读器，每个阅读器配置2个阅读器天线，此天线分别安装在门口的左右侧，以便能及时收集出入库危化品信息。
3.3在仓库的拣货输送机区域配置3个阅读器，每个阅读器配置2个阅读器天线，此天线分别安装在输送机的左右侧，以便能及时获取危化品信息。
3.4配置一台射频标签打印机，此打印机能迅速解决危化品入库没有射频标签的危化品无法识别的问题。
3.5配置基于RFID技术的仓储管理系统，以便能及时处理射频标签被多次识读与多个射频标签在一起冲撞等问题。
3.6配置接口软件，以便与仓储管理过程中其它相关的软件无缝对接。
3.7配置4台RFID手持终端即PDA,可实现在库内随时查询危化品相关信息的目的，也可用于仓库内盘点。
3.8根据实际需要可在叉车上配置一个车载终端，指引库内叉车司机选择最佳路线拣取危化品。
4 基于RFID技术危化品仓库管理作业流程
4.1系统建库
（1） 新增信息。首先在电脑仓储管理软件中新增信息，将本库储存的危险化学品相关信息存入数据库中，包括危化品编号、名称、价格和包装图片。删除信息和修改信息在同一界面按照提示操作。
（2） 标签写入。将电子标签放置读写器上，点击电脑界面数据列表左侧的箭头选择一条库存危化品信息，点击标签写入，则该条危化品信息写入电子标签，库内所有危化品都要贴上写入信息的电子标签，要根据不同包装物选择不同的电子标签，便于阅读器识读。如钢瓶和桶装货使用硬塑料介质电子标签，箱装货使用塑膜电子标签。
4.2入库作业流程 （以赛璐珞制品为例）
（1） 根据赛璐珞制品种类用包装箱分别进行包装，在每个包装箱上贴上写入信息的无源标签，无源标签对应的ID号会记录相关信息 （如：名称、重量、规格等）；
（2） 在托盘 （或车辆） 上贴上有源标签，标签ID记录的信息为：箱装赛璐珞制品数量、重量、质量等；
（3） 在固体危化品仓库大门安装两个固定式阅读器，当装有货物的托盘 （或车辆） 入库时，阅读器读到标签信息，则证明是入库；
（4） 阅读器将读到的信息 （入库时间和箱装赛璐珞制品数量、质量、重量等信息） 通过GPRS或网线传输给系统终端，进行记录入账。
4.3出库作业流程
（1） 将入库后分好类的箱装赛璐珞制品合理摆放，每类箱装赛璐珞制品都配上一个无源标签，标签对应的ID号会记录如：此处箱装赛璐珞制品的数量、重量、质量等信息；
（2） 当需要调用某类赛璐珞制品时，仓库管理员可先根据仓库内安放的固定式阅读器进行区域判定，然后手持PDA进行查找，具体是哪些质量，哪些日期入库的箱装赛璐珞制品需要被调用；
（3） 将找到的货物放到托盘 （或车辆） 上，给托盘 （或车辆） 配置一个有源标签，标签对应的ID号将记录如：箱装赛璐珞制品数量、质量、负责出库人等信息；
（4） 出库时，门口的固定式阅读器将记录出库时间、数量、质量等信息给终端上位机并进行记录。
4.4移库作业流程
（1） 登录系统软件终端，将要移库的箱装赛璐珞制品具体位置和目的位置找到；
（2） 仓库管理者使用PDA,到达指定位置后，扫描箱装赛璐珞制品的无源标签，找到需要移库的目标；
（3） 把货物运到目的库位，货物送入库位，修改库位标签内容并通过GPRS向现场系统发回移库作业信息。
4.5盘点
在仓库内根据固定式阅读器识别距离进行布点配置，保证区域内阅读器能读到周围所有的有源标签信息，当发生出库入库，或者需要进行盘点时，阅读器可以将读取到的信息通过GPRS或网卡传输给系统终端，进行盘点。仓库管理员也可以用手持PDA进行盘点。
5 应用成效
5.1能够极大地提升危险品及容器的识别能力。在发生危险品事故时，现有的纸质危险品标签很容易被损毁，或因现场无法接近而无法识别，从而影响危险品事故的救援工作。而RFID标签具有防水、防磁、耐高温、读取距离长等优势，若发生危险品事故，可以利用设备远距离识别电子标签上的信息，从而为正确处理事故、抢救受伤人员赢得宝贵时间。普通标签与电子标签的区别如图3所示。
5.2使用RFID技术危化品入库验收时间短、效率高。在仓储操作过程使用RFID解决了危化品入库验收时间过长的问题。在仓库入库门口处装上RFID阅读器天线，需要验收入库的危化品统一放在一个托盘上，叉上此验收危化品托盘的叉车经过入库门口，入库门口上RFID阅读器就能对每个入库的危化品进行无线识别，并把采集到的数据立即传到计算机网络系统中，系统上马上就会显示出此托盘上的所有危化品，并与计算机网络系统的预入库单进行对比，得出验收详细的差异状态表，若没有差异则叉车不用停留，直接把危化品运进仓库并放到指定的位置，这样验收工作即告完成。原来需要20到30分钟时间才能完成的验收工作，现在只需要1分钟左右即完成验收、订单录入、订单信息传输等工作，工作效率提高了30倍左右。
5.3使用RFID技术仓库危化品盘点准确快捷。在仓储操作过程中使用RFID解决了仓库盘点难、盘点累的问题。RFID运用到仓储盘点方面非常方便，只要配一个手持式RFID阅读器并辅以计算机网络系统即可。仓管员拿着手持式RFID阅读器到需要盘点的地方靠近危化品即可采集到仓库相应危化品的信息，此信息会通过RFID阅读器传送到计算机网络系统，与系统内现有的数据做对比马上可得出现有实物库存数量与系统内所显示的数量，由此达到盘点的目的，过去这项工作需要一整天时间才能完成，现在只需要1到2个小时即可。
5.4使用RFID技术仓库危化品查询方便迅速。在仓储操作过程中使用RFID解决了危化品查询难的问题。因为每个危化品都贴有射频标签，当危化品从一个地方运往另一个地方时，由阅读器识别并告知计算机网络系统它被放在哪个位置上，这样仓管员就可以很快找到这个危化品，并查看这个危化品所处的状态和保管的状态，仓库管理控制中心也能实时地了解到该危化品的出入库情况。
5.5使用RFID技术仓库拣货效率高。在仓储操作过程中使用RFID解决了拣货出库时间长、危化品先进先出等问题。把RFID射频标签贴在包装材料上，RFID阅读器识读时就能读出此包装材料里危化品类别、数量、配送位置等信息，采用RFID并结合输送机可以非常迅速地将货物拣取出来。原来需要重新确认出库危化品是否与客户要求相一致工作，现在非常容易就能做到这一点。
5.6安装RFID标签提高对危险品钢瓶的全面跟踪监控水平。危险品钢瓶安装RFID标签：提高产品的可追溯性；实现钢瓶防伪；危险品钢瓶各种信息立即查询；提高对危险品钢瓶的全面跟踪监控水平，实现了钢瓶定期审检时间报警。
6 结束语
用RFID标签作介质，为被标识物 （危险品、容器、运输车辆等） 建立起以身份特征信息为核心的、可靠的、唯一对应的“电子镜像”,确保危化品仓储活动在实景现场的被标识物物理实体的监管和服务。保证了危化品仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，以便于企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。通过科学的编码，还可方便地对库存危化品的批次、保质期等进行追溯管理。利用系统的库位管理功能，更可以及时掌握所有各类危化品当前所在位置，有利于提高仓库管理的安全性和效率性。
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