RFID在纺织品检验实验室样品管理系统中的应用

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随着纺织品制造环境的改变,产品周期越来越短,小批量、多品种的生产方式,对纺织品质量检验的要求越来越高.纺织品检验机构如果不能保证及时准确而有效地接收样品、进行检验、发出检验报告和样品流转控制,将会给实验室带来较大损失,因而必须建立新型的样品流转管理系统.为此,本文设计了一种基于RFID技术的新型纺织样品流转管理系统.利用该技术的非可视性阅读和多标签同时识读等特性,可以有效地完成样品接收、检验流转、收据收集汇总和检验报告发送等流程,并将其作为一项实验室基础设施来提供资产、库存、材料实时位置和状态的稳定数据流,以便进一步提高实验室竞争力.

RFID技术简介

射频识别（RadioFrequencyIdentification,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[1].目前,利用电子标签、RFID通信技术,可实现全球物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、销售等各环节物品的流动监控和动态协调管理水平[2].

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他数据,可以作为样品的标识卡,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、读写器、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,样品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.

下图所示是RFID系统结构框图.

RFID样品库管理系统需求分析

随着纺织实验室规模的不断发展,样品管理的样品种类及数量不断增加、出入库频率剧增,样品管理作业变得十分复杂和多样化.传统的样品管理系统通常使用条码标签或是人工样品管理单据等方式,而这些样品库作业模式和数据采集方式已难以满足样品库管理的快速、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,而且工作效率低,样品库作业繁琐,人工成本较高；而条码管理则比较容易丢失、不防污、不防潮,但只能近距离读取,一次只能读取一条.

将RFID引入到样品管理系统中,利用RFID数据容量大、可重复使用、无障碍读取等优点,不但可以减轻劳动强度,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实验室的样品管理,满足信息流量不断增大和信息处理速度不断提高的需求[3].

基于RFID的样品管理系统可实现样品的出入库管理、检验流转、移库管理和盘点管理等功能,可以方便实验室对样品进行监管,并可方便地对样品库里物料的基本情况进行更新、删除和查询.

RFID技术在纺织实验室仓储信息系统的具体实现

1.硬件配置.本系统的硬件涉及主控计算机、电子标签、手持式阅读器、固定阅读器、服务器等.服务器通过无线网络可以将主控计算机与试验台上的阅读器、样品库阅读器和手持式阅读器连接起来,进行数据传输.本文用到的阅读器主要有以下两种：

第一种是手持式阅读器：读写距离为2m左右,主要用于出入库、移库、盘点等操作；第二种是试验台阅读器：读写距离在1m左右,固定在试验台上,读取样品标签内的样品编号信息,并与数据库中的检验项目信息进行匹配.

2.软件设计.本系统的软件部分采用VisualBasic6.0开发平台,以c/s模式进行开发,数据库采用SqlServer2000,连接数据库采用Ado技术.操作系统为Windows2000、Windows2003、Windowsxp.

本文设计的基于RFID的纺织品检验实验室样品管理系统结构如下图所示.

利用系统中的用户管理模块可对用户进行分级管理,不同用户具有不同的权限,如系统管理员具有日常管理、入库管理、查询管理、移库管理、出库管理、打印等权限,而业务员则具有入库作业、查询管理、移库作业、出库作业、打印等权限.

通过物料管理,可对样品库里所有物料的种类（包括名称、供应商、价格等信息）进行更新、删除和查询等操作,实现物料管理功能.

样品库管理可对样品库里的物料样品实现收料、入库、移库、出库和盘点管理,并能导出每种功能模块的单据,以方便用户进行物料管理；还能提供收料、入库、移库、出库和盘点的明细,以方便用户查询[4].

RFID纺织品检验实验室样品系统业务流程

在本系统中,主控系统主要用于生成和发送出入库指令、移库及盘点指令；手持单元的任务是用手持式阅读器通过有线（或无线）网络与主控计算机连接,以下载主机发送的指令,并根据指令完成作业,再通过手持式阅读器将信息发送到主控计算机.

吧台终端就是在入库吧台上安装固定阅读器,以便在收/拣货时,用其阅读器读取库位标签与入库指令上的库位信息并进行核对.

电子标签是RFID纺织品检验实验室样品系统中的主要部件.由于RFID技术目前还未在纺织实验室的各个供应链上普及,所以,当样品刚从供应商处送过来时,往往是不贴标签的.而要将RFID技术应用于仓储管理系统,就必须使用RFID标签,所以,在入库之前,首先要制作需要的RFID标签.电子标签分为两种：一种为库位标签（包括库位编号及所放样品信息）,以便于管理样品的存放位置；另一种为样品标签,主要记录样品的各种信息（包括名称、数量、种类、价格等）.具体制作过程需要使用RFID读写器将库位信息写入到电子标签中,然后将电子标签固定在库位上,这样就可以方便管理员使用手持式阅读器读取库位信息.由于纺织实验室出入库时的样品数量较多,因此,还需制作托盘标签,便于实现大批量样品的管理.如果样品数量较少,则在每个样品上粘贴样品标签.同时这些标签都可重复使用,待样品出库时可取下送到入库处重复使用.剩下的流程都是在已贴上相应电子标签的前提下进行的[5].1.入库作业.在入库管理中使用RFID技术的主要目的是减少商品入库过程所消耗的时间,增加入库过程中的准确性.其具体流程如下：

（1）样品运送到样品库时,由工作人员检查样品数量、规格等是否都与数据库内手动生成的进货订单一致,如果一致,则粘贴相应标签准备入库；

（2）将物品放于入库托盘处,用吧台阅读器读取样品信息,这样,计算机将根据样品信息自动分配库位地址；

（3）将库位号与样品编码下载到阅读器,工作人员根据该入库指令,将样品运送到指定库位,手持阅读器核对位置无误后,把样品送入库位（如有必要,也可以修改库位标签中记录的样品编号和数量信息）,若放错库位,系统则发出警报；

（4）将验收后的相关信息由RFID读写设备自动识别传送给计算机管理系统,及时更新数据库内的库存信息,同时打印入库单据.

2.出库作业.出库管理主要解决拣货和信息录入工作.利用RFID阅读器可直接读取电子标签内的内容,从而免去了拆箱检查的麻烦,省去了人工录入的繁琐工作量,大大节省了人工成本,而且可以提高工作效率和准确性.

操作时,作业人员根据主机内的出入库管理系统软件生成销售订单,并将其相关的样品编码与相应库位等数据下载到阅读器中,作业人员就可按阅读器提示到达指定库位.

然后,从库位上取出指定数量的样品放于托盘,并改写托盘标签和库位标签内物品数量.当样品运送到出口处时,可用阅读器读取样品信息并与出库指令对照.若不符合,则警告提示,进行人工检查；若符合,则通过阅读器向计算机读入出库信息,并生成出库单.最后,取下样品标签,以便可重复利用.

3.移库作业.当一批样品出库配送工作完成接近尾声,库存已经不多,或收到下一批大宗样品入库通知,需要进行移库、移仓操作时,如果采用人工移库的方式,常常会导致样品与库位情况不符,非常不利于下次拣货,给样品库管理带来非常大的不便.若采用RFID技术,则只需由计算机系统发出指令给作业员手中的阅读器,作业员看到指令后,即可定位相应的样品、数量,以将样品移到相应的目标库中；完成后,即可修改标签信息,并向系统计算机发回相应数据.

4.库存盘点.盘点的作用是保证库存实物与信息系统中记录的一致性.传统盘点的方法需要手工统计样品数量,不仅增加了作业人员的强度,而且大大加长了盘点周期,不利于掌握库存情况,即使样品缺失或被盗也不能及时发现.但是,利用RFID技术的话,只需要作业人员携带手持式阅读器进入库区,依次遍历全部库位后,便可将相应的物品编号、物品名称、物品所在库位条码以及物品在该库位上的数量等盘点结果传输给系统管理中心,并根据需要产生各种库存报表.

利用RFID技术的盘点方式不仅可以减轻作业人员的工作强度,缩短盘点周期,提高数据的实时性,及时了解库存情况,做出合理进货计划,而且还可及时发现操作过程中出现的错误,保证物料的安全.

应用成效

将本样品库管理系统运用于纺织实验室,可取得较好的效果,主要表现如下：（1）利用RFID技术可一次性读入大量标签,从而省去了人工录入的繁琐工作量,大大节省了人工成本,提高了工作效率；（2）通过库位标签和样品标签可及时记录样品的变动信息（种类、位置、名称、数量等）,减少录入样品时的人为错误,提高了入、出、移、盘库等操作的精确率；（3）由于入库等作业的可靠性提高,避免了许多不合理订单,大大提高了供货配给的运转周期；（4）增大了样品库产品的吞吐量,减低了运转费用；（5）采用射频技术能大大提高拣选和分发过程的效率与准确率,并加快配送的速度.

结语

本文探讨了RFID射频技术应用于纺织实验室的样品库管理,并在此基础上开发出一套可供纺织实验室使用的智能化样品库管理系统的设想.本系统可自动对样品库样品的出入情况进行检验登记,了解库存信息,还可掌握各类物资在样品库中的当前位置,不仅可省去人工录入的繁琐步骤,还可大大减少由于操作不当而产生的失误.相比于条形码标签,RFID阅读器可在一定范围内一次识读大量标签,从而降低了劳动强度,也使效率大大提高；同时体积小、存储信息量大,并可实现远距离识别,十分适合在各种复杂环境下使用.将RFID射频技术应用于纺织实验室的样品库管理,从整体上改善了管理效能,为实验室带来了直接的经济效益,同时也有利于提升纺织实验室的核心竞争力.