基于RFID的港口商品车业务流程优化与系统应用设计

　　1 研究背景

　　1.1港口商品车业务

　　经济全球化的不断发展，推动了现代物流行业的发展。港口是现代物流产业的重要枢纽，是水路运输与陆路运输的交接点，其在现代物流产业供应链条中的作用不言而喻。商品车滚装运输作为一项新兴的港口业务也随着我国华南地区经济的发展不断增长起来，据资料显示，截止2006年底广州港进出口商品车总数达到7万台，而到2007年底这一数字已经攀升为16万台。由此可见，商品车滚装运输业务的增长不仅绝对数量庞大，而且呈现出迅猛增长的趋势。

　　随着业务量的不断增长，港口原有的商品车业务流程和管理模式已暴露出诸多方面的问题：(1)数据采集方面，人工的数据采集方式无法保证采集信息的准确性;(2)数据传输方面，纸面的数据传输方式严重影响了现场作业信息传输的实时性;(3)精细化管理方面，缺乏有效的技术手段，采用批量化、粗放型的管理模式无法实现对商品车的精确性管理。以上问题的存在极大制约了港口商品车业务的发展，对港口现有的业务管理流程提出了新的挑战。

　　1.2 RFID背景研究

　　(1)RFID工作原理。RFID(Radio Frequency Identifica—tion，无线射频识别)技术的基本原理是利用射频信号和空间耦合传输特性，实现对被识别物体的自动识别。射频标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间(无接触)耦合;在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据的交换。

　　RFID主要由作为数据载体的射频标签(Tag)和用于读取射频标签数据的阅读器(Reader)两部分组成。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操作。典型的阅读器包含有高频模块(发送器和接收器)、控制单元以及阅读器天线。

　　(2)RFID技术特征。RFID技术从本质上讲是一种编码标识，但是它和传统的条形码技术、磁卡技术相比具有优越的技术特征，主要体现在非接触式识别、无磨损使用寿命长、响应速度快、穿透力强、重复利用率高以及无光条件下识别等方面，这些技术特征都为拓展RFID技术的应用领域起到了巨大的推动作用。

　　(3)RFID应用领域。从现阶段的研究来看，RFID已经被广泛应用于很多领域。在加工与制造业中主要用于工具跟踪与资产管理、装配流水线自动化等方面;在物流行业中主要用于货物的仓储管理(货物盘点、货物进出库管理)、货物的实时追踪;在图书档案管理中主要应用在文献标识以及读者身份认定等方面;在交通运输行业主要用于行李的跟踪、高速公路收费、实时车辆跟踪以及铁路系统中的车厢监控等环节。

　　如上所述，港口商品车业务管理中存在着较多问题，本文认为解决这些问题的关键是采用一种识别技术实现对商品车的自动标识，通过终端采集商品车在港口内运转的实时作业信息，实现对商品车的全面、精确和实时管理。从以上的分析出发，本文综合考虑港口商品车业务的实际需求，并结合RFID技术的诸多应用优点，提出了基于RFID的港口商品车业务优化流程，并完成了相应系统的应用设计。

　　2 商品车业务流程优化

　　业务流程优化是实现信息技术在生产业务中应用的先决条件和基础，其目的是通过对企业原有的业务流程重新设计，包括进行相应的资源结构调整和人力资源调整，使企业在生产效率、成本控制以及管理模式和能力等方面取得长足的发展和进步，以及在顾客满意度等关键指标上产生一个飞跃，实现企业经营方式和企业管理方式的根本性变革。

　　2.1基础工作

　　基础工作主要指港口门禁系统、汽车堆场划分以及堆场RFID标签的配置工作，具体描述如下：

　　(1)在港口码头的岸边和进出港出口分别设置RFID门禁系统;

　　(2)根据港口的地理环境和实际业务需要为汽车堆场划分具体车位(车位要求只能停放一台车辆)，然后将堆场RFID标签通过外壳保护设置在相应堆位上，并在系统中将堆场编号与堆位RFID标签进行绑定。

　　2.2入库业务流程

　　入库业务流程是指将商品车从大船卸到岸边，再运输到堆场的过程，其优化后的具体流程如图1所示。

　　(1)入库作业前，港口计划人员按照本次业务的实际需求制定“商品车卸船入库计划”，表明商品车的车体号(车架号)、RFID标签编号以及计划堆位编号;

　　(2)船上作业时，仓库员利用手机终端，读取“商品车卸船入库计划”为每一辆商品车按要求粘贴RFID标签;

　　(3)岸边作业时，商品车通过闸口，闸口读取器自动识别商品车的RFID标签，并将通过闸口数据传输到后台系统;

　　(4)堆位作业时，当商品车停放在指定堆位后，司机利用手持设备分别扫描“堆场RFID标签”和“商品车RFID标签”，将商品车与入库堆位相关联，形成商品车入库作业数据，入库作业数据通过无线网络传输到后台系统，系统自动产生商品车的入库作业记录，并实时调整商品车库场结存等信息。

　　2.3出库业务流程

　　出库业务流程是指将商品车从堆场装载到滚装汽车上，再通过港口门禁系统运输到港外的过程，其优化后的具体流程如图2所示。

　　(1)出库业务前，港口计划人员按照本次业务的实际需求制定“商品车出库计划”，表明计划出库的商品车车体号(车架号)、RFID标签编号;

　　(2)堆位提货时，～般采用滚装汽车运输商品车，仓库员通过手持终端读取装上滚装汽车的商品车RFID编号，并将其通过无线网络传输到后台系统中，判断本车是否在当前的出库计划中，并产生商品车出库记录;

　　(3)滚装汽车装载商品车通过港口闸口时，RFID门禁系统自动识别滚装汽车上多辆商品车的RFID编号，并自动与后台系统比对此次商品车的出库信息是否正确，如果正确则自动放行，并实时调整商品车库场结存等信息。

　　2.4 转栈业务流程

　　转栈业务是指鉴于业务的需要将商品车在港口内部进行堆场变换的过程，其优化后的具体流程如图3所示。

　　(1)转栈作业前，港口计划人员按照本次转栈业务的实际需求制定“商品车转栈计划”，表明计划出库的商品车车体号(车架号)、RFID标签编号、原堆位和计划转移堆位;

　　(2)堆位转栈时，作业司机按照“转栈计划”的要求，将商品车转移到“计划转移堆位”后，通过手持终端读取商品车RFID编号和“计划转移堆位”RFID编号，并将其通过无线网络传输到后台系统中，系统判断作业司机的转栈作业是否按计划执行，如果正确，形成商品车转栈的作业记录，并实时调整商品车堆场结存等信息。

　　通过上述的流程优化可以看出，优化后的港口商品车业务流程简要、明确，减少了大量的业务冗余和数据手工录入环节，为商品车业务管理系统的设计奠定了基础。

　　3 商品车管理系统应用设计

　　信息系统的应用设计是实现可运行系统的重要环节。本文将港口商品车业务的系统应用设计分两个部分，一是从RFID应用系统的角度，构建系统软件的应用框架;二是从商品车管理业务的实际需求出发，分析系统需求，完成系统的功能设计。

　　3.1系统框架设计

　　港口商品车业务系统的框架设计分为四部分，分别是为用户提供交互界面和收集用户需求的用户访问层;提供与RFID读取器等硬件设备通信的RFID中间件层;处理用户业务需求与数据库访问的业务逻辑层以及负责业务数据持久化的数据层。系统通过以上四层的相互协作，实现对商品车业务数据的采集、传输、处理和存储等一系列工作。港口商品车业务系统框架设计如图4所示。

　　3.2系统功能设计

　　系统功能设计按照港口商品车业务的实际需求，对港口商品车管理系统的功能进行了明确划分，如图5所示。

　　(1)入库业务管理。其主要功能包括制定商品车的“卸船入库计划”，在卸船入库的过程中，实时记录商品车通过岸边门禁系统、进入停放堆位的时间以及停放的具体堆位，并生成商品车入库的完整作业记录。

　　(2)出库业务管理。其主要功能包括制定商品车的“出库计划”，通过手持终端设备采集出库商品车的相关信息，并通过港口出入库的门禁系统严格控制商品车的出库作业。

　　(3)转栈业务管理。其主要功能是制定“转栈计划”通过手持终端设备采集商品车转栈时间、转栈原堆位以及转栈现堆位等信息，并通过与预先制定“转栈计划”的系统比对，实时控制转栈业务的生产过程。

　　(4)图形化堆场管理。提供实时、准确的商品车结存信息是图形化堆场管理的主要功能，工作人员可以从堆场视图中直观的掌握商品车堆场各个堆位的“忙闲状态”，每一辆商品车在堆场内的具体停放位置等信息。

　　(5)综合查询管理。综合查询管理为工作人员提供了集成各个维度的港口商品车业务的全方位查询服务，可供查询的维度包括：按进出库时间查询、商品车品牌查询、按船舶到港时间查询、按商品车所属查询等;可供查询的内容包括：进出库量查询、堆位结存量查询、转栈量查询等。

　　(6)基础设嚣管理。基础设置管理主要负责堆场划分编号与堆场RFID标签的绑定。

　　4 结论与展望

　　本文首先分析了制约港口商品车业务发展的管理瓶颈，对比了RFID技术相对于其他识别技术的优越性，并在此基础上，提出了将RFID技术与港口商品车业务实际需求相结合的管理模式，然后，通过对港口商品车入库、出库和转栈三个主流程的深入分析，提出了相应的优化流程，并从信息系统设计的角度，构建了港口商品车业务管理系统的技术框架和业务功能框架。本文的研究不仅在推进港口商品车业务流程优化和生产效率方面起到了积极作用，而且拓宽了RFID技术的应用领域。

　　鉴于时间原因，本文对RFID技术在港口商品车业务中的应用研究还比较有限。从业务覆盖范围上讲，本文仅完成了商品车业务管理中的进口业务环节，但对出口业务的流程优化和系统设计还需要进一步完成;另外从技术实现角度讲，本文仅完成了理论上的初步设计，对RFID技术在实际的生产业务应用中存在的诸多问题，如：安全性、多目标识别等问题还需要进一步研究。