基于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李家華

[摘 要]基于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流系統(tǒng)是當(dāng)代物流發(fā)展的必然趨勢(shì)。文章以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，詳細(xì)闡述了基于RFID技術(shù)的智能物流系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)和模塊功能以及該系統(tǒng)通過(guò)RFID技術(shù)而完成的整個(gè)業(yè)務(wù)流程，最后針對(duì)智能物流系統(tǒng)的配送運(yùn)輸模塊建立運(yùn)輸路徑模型，并通過(guò)隨機(jī)搜索法進(jìn)行求解，從而提升基于RFID技術(shù)的智能物流系統(tǒng)的高效性和安全性，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益。

[關(guān)鍵詞]RFID；智能物流系統(tǒng)；RFID閱讀器；智能分揀；隨機(jī)搜索法

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.15.296

1 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷快速發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的逐步興起，物流服務(wù)行業(yè)得以飛速發(fā)展。由于物流產(chǎn)品的多樣化和品種復(fù)雜化，傳統(tǒng)的“人工”加“條形碼”的工作方式工作效率低、人力成本高，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代物流的基本要求。所以，RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)計(jì)對(duì)于提升企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 物流系統(tǒng)與RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物流系統(tǒng)是指以完成物流服務(wù)為目的的，在一定的時(shí)間和空間內(nèi)，由所需的輸送的物料以及相關(guān)人員、設(shè)備、運(yùn)輸工具、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備和通信設(shè)施等多個(gè)相互制約的動(dòng)態(tài)要素構(gòu)成的有機(jī)集合體，實(shí)現(xiàn)合理化地對(duì)物流產(chǎn)品進(jìn)行管理，從而獲取宏觀和微觀效益。

RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是讓物品“自動(dòng)說(shuō)話”技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)中，將各類信息傳感設(shè)備置于物品上，并與當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相互銜接，從而實(shí)現(xiàn)物品與網(wǎng)絡(luò)共享，方便識(shí)別與管理。智能的物流系統(tǒng)可以引入RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將RFID標(biāo)簽放置在物品內(nèi)部，通過(guò)對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行采集掃描來(lái)獲取物品信息，或者對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行定位來(lái)了解物品的行蹤，進(jìn)而進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)、入庫(kù)、選擇配送等物流過(guò)程。

3 智能物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 智能物流系統(tǒng)框架

基于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流系統(tǒng)主要包括后臺(tái)服務(wù)器、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、物流系統(tǒng)模塊以及車載移動(dòng)模塊。其中部署在物流倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物流系統(tǒng)涵蓋了入庫(kù)子系統(tǒng)、庫(kù)存管理子系統(tǒng)、智能分揀子系統(tǒng)、托盤(pán)分配子系統(tǒng)、出庫(kù)管理子系統(tǒng)以及配送子系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)分別來(lái)完成各操作的信息管理?；赗FID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流系統(tǒng)框架如下圖所示。

基于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流系統(tǒng)框架圖

如下圖所示，基于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流系統(tǒng)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將物流系統(tǒng)，車載移動(dòng)模塊與后臺(tái)服務(wù)器相連，其中后臺(tái)服務(wù)器由兩部分構(gòu)成：中心服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，前者用來(lái)構(gòu)建物流系統(tǒng)，來(lái)為各個(gè)子系統(tǒng)中的硬件設(shè)施提供軟件支持，而數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器則負(fù)責(zé)完成對(duì)物品數(shù)據(jù)的處理與保存。物流系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)則主要負(fù)責(zé)對(duì)物品進(jìn)行相應(yīng)的信息操作。如圖所示，入庫(kù)子管理系統(tǒng)、庫(kù)存管理子系統(tǒng)和出庫(kù)管理子系統(tǒng)主要是對(duì)物品的進(jìn)出庫(kù)以及庫(kù)存的盤(pán)點(diǎn)進(jìn)行智能化操作和統(tǒng)計(jì)；智能分揀系統(tǒng)則是根據(jù)RFID閱讀器獲取的貨物上的物品信息以及后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)信息進(jìn)行對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)物品自動(dòng)化分揀，車載移動(dòng)模塊主要是對(duì)物品提供出入庫(kù)信息核對(duì)以及物品跟蹤等服務(wù)。

3.2 智能物流系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程

基于RFID物聯(lián)網(wǎng)的智能物流系統(tǒng)的基本業(yè)務(wù)流程主要包括顧客下單、供應(yīng)商接受訂單、訂貨、物品入庫(kù)、入庫(kù)存儲(chǔ)、智能分揀、分配托盤(pán)、物品出庫(kù)、配送、物品交貨等流程。整個(gè)業(yè)務(wù)流程中，與RFID技術(shù)緊密相關(guān)的有物品入庫(kù)、入庫(kù)存儲(chǔ)、智能分揀、分配托盤(pán)以及物品出庫(kù)等過(guò)程。

當(dāng)顧客在供應(yīng)商物品網(wǎng)站上提交訂單后，智能物流系統(tǒng)會(huì)根據(jù)客戶信息，生成訂單并告知供應(yīng)商，而供應(yīng)商根據(jù)訂單內(nèi)的物品信息和客戶地址信息來(lái)進(jìn)行發(fā)貨。此時(shí)，供應(yīng)商會(huì)將RFID標(biāo)簽嵌入物品內(nèi)部，當(dāng)貨物到達(dá)顧客所在地的配送中心后，配送中心倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的RFID閱讀器會(huì)根據(jù)物品內(nèi)部的RFID標(biāo)簽來(lái)采集物品信息，經(jīng)將入庫(kù)的貨品進(jìn)行登記和盤(pán)點(diǎn)，并將其輸入至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)。

3.3 智能物流系統(tǒng)的配送運(yùn)輸路徑設(shè)計(jì)

智能物流系統(tǒng)的配送運(yùn)輸路徑設(shè)計(jì)問(wèn)題屬于一個(gè)配送中心向多個(gè)周遭固定地點(diǎn)固定送貨量的運(yùn)輸路徑的選擇問(wèn)題。

對(duì)于此問(wèn)題的求解可以使用仿生學(xué)計(jì)算方法——隨機(jī)搜索計(jì)算法，首先對(duì)全部配送題圖內(nèi)所有可能的求解進(jìn)行搜索，最后進(jìn)行比較得出最優(yōu)解，而后以最優(yōu)解的區(qū)域?yàn)橹行?，再次在全局的范圍?nèi)進(jìn)行上述搜索過(guò)程，如果此最優(yōu)解優(yōu)于上述最優(yōu)解，則將新的解代替最優(yōu)解，如果劣于最優(yōu)解，則仍以之前的最優(yōu)解為中心，在從另一個(gè)區(qū)域開(kāi)始進(jìn)行全局搜索比較，尋找最優(yōu)解。在編寫(xiě)程序求解時(shí)，首先要對(duì)配送中心和所有配送顧客進(jìn)行編碼，然后隨機(jī)選擇兩個(gè)位置進(jìn)行逆轉(zhuǎn)從而得到當(dāng)前解（初始解）的一個(gè)領(lǐng)域，并將該區(qū)域內(nèi)的編碼目標(biāo)值f（x）進(jìn)行解碼求得，并將其賦值給最優(yōu)解Xmin。然后在該鄰域內(nèi)進(jìn)行循環(huán)（循環(huán)次數(shù)）搜索對(duì)比。如果有優(yōu)于之前的最優(yōu)解，則將其賦值給最優(yōu)解Xmin，此時(shí)，最優(yōu)解Xmin發(fā)生改變，如果發(fā)現(xiàn)該區(qū)域內(nèi)所有解都比最優(yōu)解值差，則繼續(xù)搜索。

4 智能系統(tǒng)的應(yīng)用

基于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流管理系統(tǒng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的物流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在物品的入庫(kù)、分配、出庫(kù)、運(yùn)輸工程中應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)的RFID技術(shù)，通過(guò)射頻掃描識(shí)別技術(shù)來(lái)對(duì)物品內(nèi)的RFID標(biāo)簽進(jìn)行采集來(lái)獲取物品相應(yīng)的信息，在物品配送運(yùn)輸環(huán)節(jié)，根據(jù)隨機(jī)捕食計(jì)算法來(lái)設(shè)計(jì)配送路徑，保證了貨品配送效率，降低了企業(yè)配送成本開(kāi)支，可以實(shí)時(shí)對(duì)物品進(jìn)行定位跟蹤，來(lái)確保配送物品的完備性和高效性，從而打破了傳統(tǒng)的手動(dòng)掃描物品和分配的限制，將信息化和自動(dòng)化應(yīng)用于物流信息管理系統(tǒng)中來(lái)，大大提升了企業(yè)運(yùn)營(yíng)的效率，提升物流服務(wù)質(zhì)量，智能型的物流管理系統(tǒng)作業(yè)錯(cuò)誤率大大降低。

基于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流系統(tǒng)是電子商務(wù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，安全高效的RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能物流信息管理系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用，使物流系統(tǒng)擺脫了人工速度慢、作業(yè)錯(cuò)誤率高的困境，極大地提升了物流過(guò)程中各個(gè)步驟之間信息的交換效率，進(jìn)而提升企業(yè)的管理水平。在整個(gè)系統(tǒng)和企業(yè)的運(yùn)行過(guò)程中，仍舊會(huì)碰到很多問(wèn)題，比如在配送路徑中碰到城市交通問(wèn)題等，所以在配送路徑設(shè)計(jì)時(shí)，可以與城市智能交通系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，以保證配送路徑車流量最佳，進(jìn)而真正提高了物流企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效率。

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