一、項目概述 

　　1.1 項目背景


　　隨著企業規模的不斷發展，倉庫管理的物資種類不斷增加，叉車出入庫的頻率劇增，倉庫管理作業已十分復雜和多樣化，傳統的，依賴于一個非自動化的，以紙張文件為基礎，完全由人工實施倉庫內部叉車管理的系統，因其調度管理效率的低下，已越來越不能滿足當今大型倉庫管理的快速、準確的要求，嚴重影響了企業的運行效率，成為制約企業發展的一大障礙。

由于倉庫內部格局一致，叉車在倉庫內部作業時行駛路線固定而統一，從而為叉車的統一調配、出入監控、實時定位提供了基礎。為了滿足企業的業務要求和未來發展的需要，及時處理倉庫管理和叉車調度過程中亟待解決的問題，提高企業在復雜的市場環境中的競爭能力，我公司運用RFID技術建設一套完善的，可行的叉車定位調度監控系統，并編制了改系統的解決方案——《叉車定位調度監控RFID管理系統解決方案》


　　1.2 技術背景


　　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。射頻識別系統主要由RFID讀寫器和天線以及RFID電子標簽組成。

　　電子標簽中保存有約定格式的數據信息，應用中將其嵌入或附著在物品的表面，通過讀寫器進行識別和讀寫；讀寫器讀取標簽中的信息并將其輸入網絡信息系統的設備，與電子標簽之間利用無線感應方式進行信息交換，讀取電子標簽中的數據信息或向電子標簽中編程寫入約定格式的數據信息，建立通信并且在應用軟件和標簽之間傳送數據，與信息系統相連實現數據的交換。

　　射頻自動識別技術與其他如IC卡、磁卡、條形碼、攝像等識別技術相比，具有閱讀距離遠、快速移動識別、多目標同時識別、快速讀寫、重復使用、信息處理量大且準確等優點，近年來已成為自動識別技術的主要發展方向。射頻自動識別技術解決了信息采集的難題，已成為推動國民經濟信息化發展的重要基礎和手段，是各行業信息化應用系統的重要組成部分。特別是RFID技術與互聯網、通訊等技術相結合后，廣泛應用于物流、制造、交通管理、軍事應用、公共信息服務等領域，可實現全球范圍內物品跟蹤與信息共享，對于大幅度提高管理和運作效率、降低成本、提升社會信息化水平、促進經濟可持續性發展、提高人民生活質量、增強公共安全與國防安全等方面具有深遠影響和重要戰略意義。


　　1.3項目總體目標




　　本項目的目標是建設一個綜合性的叉車定位調度監控RFID管理系統，將倉庫人員調度、倉庫叉車調度、任務發放管理、叉車出入監控、叉車實時定位、人員出勤、叉車使用時間的數據查詢等工作，綜合到統一的平臺上、進行統一處理，以適應“數據集中、平臺綜合”的發展思路。

綜合性的叉車定位調度監控RFID管理系統需要在設計時充分考慮不同業務的構成比例變動的影響，具有較強的適應性，另外在軟硬件設計、網絡傳輸性能和數據容量以及備份和可靠安全性方面要進行全面考慮，以滿足企業倉庫內部管理要求。

為了加強對倉庫內部的管理，完善制約監督機制，減少叉車作業事故，防止作業怠工，系統實現人員管理、叉車管理、作業時長、交班記錄等數據電子化，數據采集自動化，杜絕人為因素的影響，保證倉庫管理的準確性和任務執行的及時性。


　　二、項目需求分析


　　2.1 需要概述


● 叉車出入倉庫時，其出入信息需及時判斷出并上傳至管理系統，以便后臺切換定位數據源。
● 任務下達時，需及時統計出沒有任務的叉車和人員信息，以便調度管理員分配叉車及人員。
● 叉車任務執行完成后，其任務執行狀態需及時切換，以便調度管理員統計。人員出勤記錄保存到數據庫中，以便月底形成報表并打印。


● 叉車的使用時長及維護記錄保存到數據庫中，以便管理員及時通知相關人員維護。

● 叉車在倉庫內部行駛時，每前進二十米，其位置信息需及時上傳至管理系統，比便調度管理員調配。

● 叉車執行任務前，系統自動計算出其最佳行駛路線，叉車在倉庫內作業時，行駛至目標位置前，其行駛路線及行駛速度需及時計算并上傳至管理系統，以便叉車超速、越界或員工怠工時，調度管理員對其發出警告。

　　2.2系統性能指標要求

● 門禁系統叉車識別、人員識別準確率達到99.99%；
● 定位系統叉車自動識別成功率達到99.99%；
● 系統所有設備性能可靠，連續工作平均無故障時間大于6000小時；
● 每輛叉車使用時長，進出倉庫時間，每個人員的出勤記錄必須保證完全正確地記錄到系統數據庫中，數據記錄有后備方案；
● 叉車、人員身份數據保證其唯一性，不可復制；
● 線路上每隔二十米安裝一讀寫器天線，同時工作，相互不干擾，互相不串讀；
● 門禁系統中，使用分體式讀寫器，安裝兩個天線，保證兩個天線的讀卡區域不重合
● 所有的超高頻RFID電子標簽自動識別系統，每天晚上重新啟動，保證系統軟件運行可靠，確保平均運行1年無故障。

● 電子標簽自動識別失敗，系統提供人工糾錯功能，保證100%完成叉車人員的識別。


　　三、系統總體設計


　　3.1概述


　　叉車調度定位監控管理系統是一個基于國際先進的RFID技術進行數據采集的長期不間斷運行的局域網環境的閉環實時信息處理系統，需要高性能的處理效率 、高度可靠的安全策略、靈活方便的系統配置，易于安裝維護、升級、推廣、使用。因此該系統需要在RFID讀寫系統設備、軟件系統架構、主機平臺，數據庫平臺、應用服務器平臺等方面從先進性、穩定性、安全性、開放性、可擴展性等方面綜合進行考慮。

　　我公司根據對本期工程目標的理解，基于RFID的WEB 服務體系，在核心框架設計的基礎上進行了叉車調度定位監控的RFID管理信息系統的總體方案的設計。系統采取集中的部署模式，包括覆蓋叉車出入、行、停等全過程的數據采集、數據存儲、數據庫、應用服務和接口應用。系統綜合運用.NET和C++為核心技術體系框架，采用了靈活配置及業務與流程控制的分離，保證叉車調度定位RFID管理信息系統的高效運行。

　　我公司認為一個集中式的叉車調度定位RFID管理信息系統在建設時應遵循如下原則：

　　適應性：滿足企業現有的網絡組織、業務管理、服務質量等要求，在設計和建設時要考慮和適應企業的現狀以及現代物流流程管理的現狀。

　　靈活性：系統能夠企業的發展，靈活的設計、調整業務處理流程和組織結構，能適應未來業務的發展變化，使系統具有前瞻性。

　　高度的可靠和穩定性：本系統作為企業倉儲物流運營支撐的RFID管理系統，系統的可靠性和安全性和準確性非常重要。采用RFID技術和計算機技術是為了提高調度管理能力，RFID設備的選型、配置、安裝以及計算機網絡的部署都是為了改善客戶管理的水平，提高信息處理的及時性，如果系統的可靠性無法保證，就大大降低了該系統的可用性。因此，該系統應具有較強的容錯、容災能力、完善的系統安全機制、可靠的糾錯恢復能力。

　　先進性：系統的RFID讀寫系統設備、主機系統、網絡平臺、數據庫系統、應用軟件均應使用目前國際上先進、成熟和適用的技術，采用符合國際的標準和規范。其中，RFID讀寫系統設備采用的是先施科技擁有自主產權、產品性能可與國外同類產品相媲美并可以取代國外產品的UHF RFID讀寫系統設備。

　　實效性：對押運綜合業務信息處理準確、快速的押運綜合業務RFID管理信息系統而言，高靈敏度高性能的RFID讀寫系統設備和多進程的并發操作可以大大增強系統數據采集的高效性、準確性、實時性以及采集數據的處理能力。RFID讀寫系統設備在應用實踐中體現出較強的數據采集能力，系統應用平臺具備并行機制，通過并行處理數據，提高大數據量的處理效率。

　　開放性：系統應采用統一系統平臺、統一的RFID讀寫系統設備接口、統一的數據字典、統一的數據格式和統一的模塊間接口。系統的建設充分考慮開放性，適應倉儲物流業務的迅速發展。

　　可維護性：系統采用標準接口設計、模塊化設計，使其具有良好的可維護性。同時，提供友好的應用操作維護界面，維護操作簡單。

　　易操作性：統一風格的友好的操作界面，完整的操作流程及操作手冊，易于操作人員學習掌握。系統的建設應注重滿足叉車調度管理的科學性、方便性以及合理的習慣。

　　叉車調度定位監控RFID管理信息系統設計是在充分分析倉儲物流管理業務現狀和發展方向基礎上進行高度的抽象概括。設計時綜合考慮各方面因素，通過合理取舍，達至系統數據采集準確率、數據處理效率和靈活性間的平衡折衷。


　　3.2系統組成


　　根據倉庫管理的要求，叉車調度定位監控管理系統框架可分為四個層次，分別為設備層、采集層、集成層和應用層：


　　設備層

　　設備層構造RFID的應用環境，包括標簽（標識人員、叉車等）、天線、讀寫器、計算機硬件、服務器、網絡設備、終端設備等。


　　采集層

　　基于RFID技術的叉車、人員信息采集，通過讀寫器采集RFID標簽中的信息，進行解碼、防沖撞、多通道信息去重、信息過濾、分類等信息預處理后，將信息傳送到集成層。


　　集成層

　　集成層是RFID應用的支撐平臺，支持RFID信息的輸入、獲得、傳輸、處理及協同。包括RFID中間件、集成平臺、信息傳輸等。

●RFID中間件解決信息語義定義、讀寫器信息采集、信息寫入（一次寫入或分段寫入）和數據庫接口。

●集成平臺在中間件基礎上增加與第三方應用的接口（為各個應用系統提供數據接口），使各種應用軟件與RFID兼容。

●信息傳輸完成異地點到點之間信息的傳輸架構，異地系統信息傳輸的安全架構，實現信息的分發和流轉。

　　應用層
　　應用層為RFID后端軟件系統及應用系統界面，形成可定制的應用系統。叉車調度定位監控管理系統由任務發放系統、叉車調度查詢系統、人員調度查詢系統、叉車定位系統、叉車出入監控系統等應用系統組成。 

{$page$}

　　3.3系統流程設計


　　3.3.1叉車出入監控


● 每個倉庫出入口安裝一臺分體式讀寫器，每個讀寫器安裝兩個8dbi天線，天線編號分別為1號和2號。1號天線安裝在門框外側，2號天線安裝在門框內側，兩個天線的讀卡區域確保不會重合。
● 叉車進入倉庫時，其標簽ID號首先被1號天線讀取，標簽的ID號、讀寫器編號連同天線號一起被上傳至調度系統，軟件自動記錄其讀取時間；然后叉車進入倉庫門框內側，其標簽ID號被2號天線讀取，標簽的ID號、讀寫器編號連同天線號再次被上傳至調度系統，系統自動記錄其讀取時間。
● 根據天線讀取標簽的先后順序，軟件判斷叉車進入倉庫，系統自動切換定位數據源，并同時更改叉車的位置狀態。

● 叉車出倉庫時同上。


　　3.3.2人員考勤


調度管理員桌上配一臺桌面式讀寫器，每一名員工發一張電子標簽制成的員工卡，每天員工上崗前，至調度管理員處刷卡考勤，軟件自動記錄其上班時間。


　　3.3.3任務發放


管理員發放任務時，打開任務發放界面，填寫任務單號，選擇任務執行倉庫編號，選擇調度管理人員，在任務描述欄描述任務信息（必要時可添加附件），就緒后，點擊任務發放，相應的調度管理員調度管理界面將彈出提示框，提示調度管理員執行調度任務。


　　3.3.4叉車人員調度


　　調度員接到調度任務后，點擊提示框上的任務單號，進入資源配給界面。選擇叉車時，軟件自動羅列出空閑的叉車編號及其物理位置；選擇人員時，已考勤且不在執行任務的人員名單也將出現在下拉列表中；輸入任務執行地點，系統自動生成一條最佳的叉車行駛路線，調度員選好叉車、人員、打印好任務單后，即可通知任務執行人員前來領取任務單執行任務。

人員領取任務單后，調度員啟動任務，數據庫任務狀態切換為任務執行中，該叉車及人員將被鎖定，下一個任務調配時，將不能選取該叉車和人員。


　　3.3.5叉車定位


　　倉庫內部叉車的作業路線上按20米粒度安裝閱讀器天線，讀寫器和天線的物理位置事先在定位軟件中有標注，叉車在倉庫中作業時，每前進20米，其標簽ID號連同讀取的讀寫器編號、天線號一起被上傳至定位系統，定位系統根據讀寫器編號和天線號即可確認該叉車當前位置


　　3.3.6叉車越界、超速、怠工判斷 


　　叉車在執行任務前，系統根據叉車當前位置和任務執行的位置，系統將自動生成一條最佳的行駛路線，叉車執行任務時只能在這條線路上行駛，一旦叉車越界，被線路以外的讀寫器讀取其標簽號碼，系統將自動提醒調度管理員，由調度管理員對駕駛員發出警告。

叉車每經過一個天線，其標簽號碼被上傳至定位系統時，軟件自動記錄其上傳時間，下一個天線上傳時，軟件再次記錄其上傳時間，以兩個天線間的距離和上傳數據的時間差，系統自動計算出叉車的行駛速度，并判斷其是否超速，若有超速，則系統自動提醒調度管理員，由調度管理員對駕駛員發出警告。

叉車執行任務時，在到達任務執行位置前，其在某一位置停留時間過長時，即叉車標簽被上一天線讀取后，長時間未被下一天線讀取，系統可判斷駕駛員怠工，將自動提醒調度管理員，由調度管理員對駕駛員發出警告。


　　3.3.7歷史數據查詢


　　叉車每執行一個任務，其任務信息都將被保存在數據庫中，需要時，按叉車編號即可調出，任務信息包含任務單號、駕駛員姓名編號、開始時間、結束時間、時長、行駛路線簡圖、調度員姓名編號等

人員從上班考勤開始其所有任務信息也將被保存到數據庫中，信息包含任務單號、叉車編號、開始時間、結束時間、時長、行駛路線簡圖、調度員姓名編號、違規信息、考勤狀況等。



    四、項目預算


　　倉庫中，在日字形路線按20米粒度安裝閱讀器天線，可使用S1864E四通道讀寫器，為避免饋線過長導致衰減過大，每個讀寫器連接2個天線，讀寫器處于2個天線的中間位置，這樣在叉車作業的線路上需要安裝17臺讀寫器和34個天線
1個倉庫區和1個車間區，共16個進出口，每臺個進出口需安裝1臺讀寫器和2個天線，需要16臺讀寫器和32個天線
這樣1個裝卸區和1個裝卸區總共需要33臺讀卡器、66個天線、66根12米饋線。