仓储管理——RF无线射频商业管理系统1 引言随着我国加入WTO日期的日益临近,国内企业大多都面临着国际竞争的压力;尽管国内一部分大型企业在全国范围内建立了许多专卖店,形成了比较完善的营销网络体系,而且部分实施了ERP企业资源管理系统,但在建设现代化的物流管理体系方面还存在许多不足,尤其在仓储模式的建立和仓储管理方面仍停留在人工操作管理阶段;落后的仓储管理模式和设施对于企业日益增长的货物配送需求愈发难以适应,因此,应用先进的计算机网络通信技术改变仓储模式,实现仓库管理的自动化已经成为一种必然;现阶段,在仓库系统的内部,企业一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物,以人为记忆实施仓库内部的管理;对于整个仓储区而言,人为因素的不确定性,导致劳动效率低下,人力资源严重浪费;同时随着货物数量的增加以及出入库频率的剧增,这种模式会严重影响了正常的运行工作效率;而现有已经建立的计算机管理的仓储系统,随着商品流通的加剧,也难以满足仓储管理实时性的要求;无线通讯网络的解决方案开始为越来越多的企业所关注,无线通信技术在解决了仓储管理操作人员的流动性问题的同时,实现了数据的实时传输;因此,我们设计、开发了无线实时仓储管理系统;2 系统的基本功能无线实时仓储管理系统是以商品条码技术为核心,充分应用无线网络通讯技术、地理信息系统和无线手持电脑终端,结合C/S和B/S体系结构,建立的自动化实时仓储管理系统;综合考虑现有的仓储系统需求,自动化的仓储系统基本功能如下：实时货位查询和货位动态分配通过扫描商品的条形码可以实时查询其存储的货位,同时基于货位库存信息分配货位或动态定义货位;人物力资源动态综合分配可以基于出入库商品的批量动态地分配人力、物力资源,充分利用资源,提高系统的运行效率,减少资源的浪费;仓库系统综合盘点功能可以定期对整个仓库系统进行全面的盘点,产生差异表,便于复盘验证;仓库内部随机抽查盘点功能可以分仓库、分区、分货位进行随机抽查,也可以针对特定类抽查;针对于系统需求,从技术角度而言,系统的建立必须满足以下条件：实时数据采集由于人员操作的流动性,必须采用无线网络技术和无线手持电脑终端;商品条码化条码是商品的唯一标识,现代商业管理包括仓储管理系统的基础是商品的条码化;货位规范化、条码化自动化的仓储管理必须借助条码技术建立货位管理规范化;3 系统的网络结构设计RF技术简介计算机无线射频Radio Frequency ,简称RF数据通讯技术是以无线信道作为传输媒体,建网迅速,通信灵活,可以为用户提供快捷、方便、实时的网络连接,是实现移动通信的关键技术之一,RF技术的应用已经渗透到商业、工业、运输业、物流管理、医疗保险、金融和教学等众多领域;随着对RF技术构成的无线计算机局域网络WLAN需求的不断增长,国际电子电工工程协会 IEEE 组织于1997年6月正式公布了计算机无线网络通讯标准标准;随着标准的制定和推行,无线局域网的产品更加丰富,不同产品的兼容性将得到加强;目前,全球无线RF扩频技术主要有结合码分多址CDMA的直序扩频Direct Sequence Spread Spectrum,简称DSSS技术和跳频扩频Frequency Hopping Spread Spectrum,简称FHSS技术,在标准中对于这两种技术均支持,从技术角度而言,直扩技术与跳频技术各有其优势;在无线网领域直扩技术与跳频技术已经形成泾渭分明的两个产品派系;就频带利用来说,直扩采用主动占有的方式,跳频则是跳换频率去适应;伪随机码在直扩技术中起着至关重要的作用,这种伪随机码是由数字信号处理器DSP随机产生的一组高速多路代码信元,直扩就是利用伪随机码将源信号在中心频点上向上下展宽,形成一个很大的子频带内传输单个信息;发送机将每比特的信息分解成若干个小的信息单元,到达目的地后,这些小的信息单元会被重新组合成一个比特的信息,反映完整的原始数据;因此,收发信机的操作必须完全同步,每比特数据的信息单元的比率Ratio被称为传输比率,高的传输比率可以降低信息的抗干扰能力,而低比率则可以增加可用带宽;发送方和接收方通过对微波信号的调制和解调达到数据的可靠传输;跳频技术是把频带分成若干个跳频信道,在一次连接中,无线电收发器按一定的码序列即"跳频频谱"不断地从一个信道"跳"到另一个信道,只有收发双方是按这个规律进行通信的,而其它的干扰不可能按同样的规律进行干扰；跳频的瞬时带宽是很窄的,但通过扩展频谱技术使这个窄带宽成百倍地扩展成宽频带,使干扰可能的影响变成很小;即使是在偶然特殊的情况下,外界干扰扰乱了某个跳频信道,使接收受到影响,这时在链路中还有纠错的方案,可以使错误得到纠正;因此这种无线电收发器是窄带、低功率的,成本低廉,但具有很高的抗干扰性能;综上所述,以目前各自的技术特点而言,在极限速率的规定方面直扩技术能达到10Mbps以上,而跳频只能支持3Mbps左右;在抗干扰方面,跳频技术优于直扩技术;而对于大型仓储管理系统而言,传输速率方面的考虑要大于对于抗干扰性的要求,同时对于无线信号的干扰因素,直扩技术完全可以满足其要求;因此,我们在设计中选择了基于直扩技术的无线RF产品;系统的网络拓扑结构根据不同的应用环境,目前无线局域网采用的拓扑结构主要有网桥连接型、访问节点连接型、HUB接入型和无中心型四种;1 网桥连接型：该结构主要用于无线或有线局域网之间的互连;当两个局域网无法实现有线连接或使用有线连接存在困难时,可使用网桥连接型实现点对点的连接;在这种结构中局域网之间的通信是通过各自的无线网桥来实现的,无线网桥起到了网络路由选择和协议转换的作用;2 访问节点连接型：这种结构采用移动蜂窝通信网接入方式,各移动站点间的通信是先通过就近的无线接收站网络访问节点：AP将信息接收下来,然后将收到的信息通过有线网传入到"移动交换中心",再由移动交换中心传送到所有无线接收站上;这时在网络覆盖范围内的任何地方都可以接收到该信号,并可实现漫游通信;3 HUB接入型：在有线局域网中利用HUB可组建星型网络结构;同样也可利用无线HUB组建星型结构的无线局域网,其工作方式和有线星型结构很相似;但在无线局域网中一般要求无线HUB应具有简单的网内交换功能;4 无中心型结构：该结构的工作原理类似于有线对等网的工作方式;它要求网中任意两个站点间均能直接进行信息交换;每个站点既是工作站,也是服务器;自动化仓储管理系统应用以集中服务为核心,针对于仓储管理的需求,移动节点之间无须通信,在仓库内部我们设计的无线RF网络拓扑结构为无线接入点AP连接型;RF 移动终端的操作区域遍及仓库的各个角落,要求移动终端在仓库内部的任何地点,都能和服务器主机保持实时的通讯;因此,在系统网络架构中,必须保证安装的 AP 点能对整个仓库进行无线信号的全覆盖;如果仓库的面积较大,在进行无线网络设计时,我们可以充分利用无线RF技术的网络扩展能力和无缝漫游特性,对仓库的无线信号进行多个AP 点的组合,即通过设置多个AP节点,作到信号的全覆盖,而且相邻AP之间互为冗余,提高无线网络的可靠性;同时考虑大型的仓储系统仓库可能由于租用关系比较分散而且存在季节性调整,因此仓库之间采用无线网桥连接,使之成为统一的网络体系,便于网络的扩展和拆除;具体的无线网络物理结构可以依据实地检测来建立;网络拓扑结构如图1所示;图1 系统网络结构RF手持数据采集终端RF手持数据采集终端内置激光条码扫描器的选择主要基于以下四点：传输速率抗干扰性兼容性未来可升级、可扩展性对于仓储系统的需求和环境而言,电磁干扰等因素较小,因此对于传输速率的考虑要大于对抗干扰性的考虑;由于采用跳频技术的产品其最大传输速率一般为2Mbps,而采用直序扩频技术的产品传输速率范围为~20Mbps之间,因此,在电磁环境比较简单的条件下,我们选择采用直扩技术的RF手持数据采集终端,以最大限度地满足系统实时性的需要;同时RF手持数据采集终端必须符合协议标准,以满足兼容性的要求;综合考虑RF手持终端的性能价格因素,可以选择具有模块化设计结构的产品,便于未来技术的升级和扩展;4 系统的管理模式设计一进货管理现代商业管理,进货环节尤为重要;要求现场实时下订单Purchase Order,简称.,及时补货;业务员根据手中的手持终端Handheld Terminal,简称HHT,调用后台资料,与实际库存资料进行实时对照,并可通过终端无线驱动打印机打印对照表；业务员根据实时对照表,现场决定是否应补货或退货,通过终端调用后台数据库制定订单,以最快速度进行补货或退货；维持库存的合理性；二收货管理供货商按照订单要求将货品送到商场收货处；商场验收人员利用终端调用后台数据库中相应的订单存盘与供货商送来的商品逐一检查对照,并进行确认,包括：商品编码、商品数量、生产地、品种、规格、包装时间、保质时间、旧价格、新价格,变更时间、条形码标准等信息；注：终端在系统未授权的情况下无法修改订单;商场验收人员在终端上按确认键,将信息上传到后台服务器,并同时记录收货时间和收货人；终端可以现场实时调用后台数据库中供货商的历史订单,逐一查验对照核算；通过终端无线驱动打印机打印收货清单；在查验过程中出现问题,可以拒收货物;三货位管理采用RF车载大屏幕资料收集器带触摸屏读取商品条形码,查询商品在货区的具体位置,如X商品在A货区B航道C货架2层,用叉车将商品送到位,实现商品的全方位管理；通过终端或RF车载大屏幕资料收集器实时地查看货位货量的存储情况、空间大小及商品的最大容量,管理货仓的区域、容量、体积和装备限度;系统可以支持商场货架、工具、固定资产及设备的反复排定和追踪管理；使实际现场的错误堆放或工具、货物的零散管理变得容易；使之有序、易于比较和修正现场与系统管理的信息差异；显示、查询设备、产品的使用历史资料及商品、易损耗品的零用及耗费清单；四盘点管理传统盘点必须停止工作,盘点时间长,投入人力、物力大,效率低,由于人为因素较多,盘点资料不准确,给决策带来极大困难;使用终端进行商品盘点,可以避免传统盘点的这些弊端;而使用RF 终端后,后台系统通过无线网络终端在盘点采集资料的同时进行数据处理,更节省时间,灵活性更好;其优越性表现如下：1 实现了实时盘点；2 可在任何时间,任何区域对任何商品进行实时盘点；3 资料为实时数据,十分准确;便于及时发现问题,马上处理解决;1、时期盘点1 定期盘点a、固定时间,如一个月或两个月一次;b、由终端读取商品条形码；c、终端根据读取的商品条形码实时地调用后台数据库中的库存数量并显示在终端上或不显示；d、将现场清点的商品数量输入到终端中并确认；e、后台数据库根据实时上传的资料与系统中资料进行比较；f、数量若有差异,系统将自动生成盘点清单差异表；g、提交上级处理或系统通知终端重复盘点;2盘点允许差保证资料误差在最小百分比之内a、商品由顾客拿在手上而没有到收款机结帐；b、当天的POS销售资料没有向系统进行更新;c、有些商品在其它位置,没有整理清楚;3已盘商品,软件将自动加上标记,重复盘点时终端将语音提示;2、小循环盘点1 由系统软件编排大的商品循环盘点系统；2 区分销售量大的商品和快速流通商品,实现短周期循环盘点；3 盘点过程中,终端显示商品最小库存量,及时下订单,做到及时补货;小盘做得好,总盘可以缩短时间;3、每天抽样盘点系统可以通过无线网络通知任意一台终端,进行现场实时抽样盘点,系统可以迅速得到结论,也可以与终端进行反复对话,实现现场查询和检验;五查询管理在任何时间和地点,都可以通过终端进行查询；查询内容包括：商品信息、库存情况、变价核对、订单校验等等；每次查验可包括该项诸多信息的逐一核对,并反馈给系统有效结果;总经理的现场实时查询和店面的现场实时指挥工作变得方便容易;六追踪调货管理在商场、仓库、箱位、系列包装及货盘之间实现任意调货功能;七变价管理终端现场接到系统通知的实时商品变价信息；终端调出变价表格：包括商品编号、区域、名称、旧价格、新价格、变更时间等信息；操作人员现场通过自带的打印机热敏打印机实时打印价签并进行更换；有时一天内商品多次变价,操作人员现场的实时响应十分必要;八电子标价签的时实变价应用RF 无线网为电子标价签的使用建立了一个好的环境,通过无线网可以实现系统对所有电子标价签的统一控制,从而完成全系统的变价统一和实时响应,真正作到大幅度提高价格管理的一致性、准确性、高效率;九报废商品的处理工作现场查验,包括：进货时间、厂商、商品保质期、包装要求等,便于及时准确完成处理;5 系统的软件设计与实现系统的开发方式基于RF手持数据采集终端的开发主要有以下三种模式：1 基于Telnet结构：RF手持终端内置Telnet Client,即仿真终端远程登录到主机服务器运行有Telnet Server上,运行主机服务器上的仓储数据采集软件,将采集的数据实时直接存入数据库,查询结果返回RF手持终端显示；2 客户/服务器C/S结构：主机服务器上运行仓储管理服务器软件,而在RF手持终端上运行相应的仓储数据采集客户软件；3 基于WEB结构：主机服务器上运行服务器和仓储管理应用服务,在RF手持终端上运行嵌入式浏览器；三种方式中,基于Telnet结构的优势在于可以充分利用主机服务器的处理能力,结构较为简单；客户/服务器C/S结构对于RF手持终端的处理能力要求较高,同时从编程角度而言,对于厂商提供的开发工具的依赖性较强；基于WEB结构的优势在于编程、维护简单,集中在服务器端开发,但对于RF手持终端的输入、显示配置要求较高;因此,为了便于未来拓展、移植应用,我们选择了基于Telnet结构的方式进行软件开发,同时结合地理信息系统GIS技术,在服务器端开发了基于的货位信息查询系统;Telnet的工作原理TelnetTelecommunication Network Protocol是TCP/IP协议中标准的提供远程登录功能的应用,能够运行在不同操作系统的主机之间;Telnet通过客户进程和服务器进程之间的选项协商机制,从而确定通信双方可以提供的功能特性;Telnet远程登录采用客户-服务器模式,其工作原理如图2所示;图2 Telnet工作原理简图值得注意的是由于系统基于TCP/IP协议,当RF手持终端游离到AP视距范围之外时,可以引起TCP连接的超时,导致连接丢失,必须重新登录;为了解决连接丢失的问题,必须提供额外的保持链路通话的机制可以设计相应注册服务器;系统的软件开发无线管理系统的软件配置如下：1 系统主机服务器：UNIX和Windows NT操作系统各有其优势,Windows NT易于维护,UNIX可以支持更多的RF手持终端,但对客户系统技术维护人员的要求较高;由于本系统要求支持的RF手持终端数小于50,因此我们选择了Windows NT 2000 Advanced Server作为系统主机服务器的操作系统,同时选择Microsoft SQL Server 2000作为系统的数据库,选择UNIX for Windows NT 2000作为Telnet Server,IIS作为Web Server;2 仓储管理系统软件：分为两部分,一是用于仓储管理服务、统计等的服务器软件,另一个是RF手持终端登录后运行的功能模块Telnet客户软件;我们使用Borland公司的Delphi 和C++ Builder 作为开发语言,实现仓储管理服务、统计等功能的服务器软件RFWarehouse2000和RF手持终端登录后运行的功能模块客户软件RFWarehouseClient2000均采用C/S结构开发;为了提高数据库访问速度以及数据冲突的处理,对于数据库的操作完全采用存储过程和触发器机制;在Telnet上运行的软件必须是Windows Console方式,不能涉及窗口操作,因此,在开发RFWarehouseClient2000软件时,不能采用可视化的控件,而且采用的控件包括数据库控件均需要在程序中动态产生和释放;货位查询系统基于B/S结构,开发语言采用ASP和JSP结合方式进行,从而克服ASP 运行速度的问题;同时应用地理信息系统GIS的概念,采用JAVA实现货位的图形可视化查询;6 结束语无线实时仓储管理系统的实现可以大幅提高仓储运作与管理的工作效率,大幅度减少了现有模式中查找货位信息的时间经检测可以缩短2/3左右,提高了查询和盘点精度精确度可以达到%以上,大大加快出、入库单的流转速度,增强了处理能力;同时系统的实现还减少人力资源浪费,由于采用了人力资源动态综合分配,经统计可以减少20%左右,最重要的是提高了人员的利用率,减少了不必要的耗费;因此,无线实时仓储管理系统可以满足现代物流管理模式下仓储管理系统的需求;向爱创世纪科技致敬;。
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