基于RFID的工厂物流车辆调度系统研究

方雄利+陈绪兵+余良伟+陈凯

摘 要：为实现车辆进出厂区的规范化、有序化、智慧化，提高车辆在厂区内的卸货效率，在RFID技术的基础上，建立智能化工厂物流车辆调度系统。着眼于当前实际需求，从系统的功能模块，硬件选择以及软件开发几个方面对物流车辆调度系统进行了研究，并在工厂进行了软件测试，实现了进出厂区车辆信息的自动采集，缩短了车辆等待以及车辆卸货的时间，提高了卸货位利用率及送货率。

关键词：RFID；物流；车辆调度；自动采集

中图分类号：TP393；TN964 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）08-0-03

0 引 言

随着信息技术的飞速发展，国家实体制造生产企业的管理水平也发生了本质性变化。在传统制造企业，尤其是大工厂，由于货物采购、对供应商发货、车辆卸货等业务较多，使得工厂有大量的物流车辆进出，但这些车辆在厂区内毫无有效信息的指导，随意停靠，往往会导致厂区内车辆拥堵，卸货效率低下，出货不及时等一系列问题[1]。而这些问题也使企业办事效率低下，严重制约了企业的发展。

图1所示为某工厂两天内传统的车辆调度管理，车辆等待时间。

为解决次资源占用，效率低下等问题，这些企业当下急需运用先进的信息技术来解决制造企业厂区内所有进出车辆的调度问题。本文以RFID射频识别技术为基础来设计智能化工厂物流车辆调度系统，进出厂区车辆经预约后，对进出厂区的车辆发放RFID智能卡，系统能够自动识别进出的车辆并提示相应的进出厂区信息，以及通过LED显示屏实时指引车辆的路径和当前排队等待的时间，对进出厂区的车辆进行有效指导。相比较传统的人工指引，该系统具有高效性和准确性等优点。

1 技术原理及系统分析

1.1 技术原理

射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别目标并读写相关数据，无需机械接触或光学接触[2-4]，可在恶劣的环境下识别高速移动的物体，且信息读取完整，操作简易快捷。射频识别技术主要由三部分组成：

（1）电子标签。存储信息，且每个标签都有其唯一的ID；

（2）读写器。利用射频识别技术读写电子标签信息；

（3）计算机通讯网络数据管理系统。管理数据及通信传输，读写器通过接口与计算机网络相连接实现数据传输。

随着国家推行物联网RFID技术以及大规模集成电路生产规模的扩大，RFID技术的应用也会越来越广泛。

1.2 系统分析

对于车辆进出厂区、车辆卸货管理、车辆卸货监控等实现全面管控，对整体厂区车辆及卸货进行高效管理[5]，物流车辆进厂、等待、卸货、出厂流程如图2所示。系统主要包含如下几点：

（1）建立厂区进出门禁管理：厂区的进出门禁使用视觉识别技术，对进出厂区的车辆进行车牌识别，能够自动识别进出的车辆并提示相应的进出厂区信息。

（2）建立厂区卸货管理体系：对所有卸货点、卸货位进行监控，对整个厂区的货车运转位置信息、卸货点忙闲信息进行联动，打造高效厂内车辆监管模式。

1.3 目标分析

系统要达到的预期目的有如下几点：

（1）对厂区的进出门禁实现RFID智能控制，对进出厂区的车辆发放RFID智能卡，自动识别进出车辆并提示相应的进出厂区信息；

（2）对所有卸貨点、卸货位进行监控，对整个厂区的货车运转位置信息、卸货点忙闲信息进行联动，打造高效的厂内车辆监管模式；

（3）送货及时率提高，通过引导进厂车辆有序排队，规范供应商的有序、按时送货，提高物料供应计划的执行率，提高送货及时率；

（4）快速响应，提高对生产任务的响应速度，解决在临时插单情况下快速物料配送无法响应等瓶颈问题，缩短生产响应周期。

2 系统整体设计

该车辆调度系统主要分为车辆门禁系统与车辆卸货位管理系统。门禁系统主要控制车辆的进出，被呼叫的车辆允许进入，否则在场外等候排队，此举可避免厂区内车辆过多造成拥堵。卸货位管理系统主要管理卸货位，指导车辆去空闲卸货位，避免车辆在厂区乱找卸货位，造成卸货速率低下，卸货位利用率低等问题。从进门到卸货都用RFID卡来进行信息核对，不会出现调度不当的问题[6]。

2.1 车辆门禁系统

车辆通过预约后，送货车辆到达厂区请求进入，由保安核查无误后发放临时卡给司机，在触摸一体机上刷卡预约卸货位，司机在触摸一体机上刷临时卡进入预约卸货位界面，点击其先卸货的大区域进行预约，系统按照预设卸货规则选择该区域的卸货位给该司机，将分配的卸货位信息和司机信息关联到已绑定车牌号的货车卡上作为是否放行车辆进入厂区的依据。主要信息包括送货时间、送货品种、数量、送货司机信息、送货车辆信息（车牌非常关键）、可以使用的卸货位。车辆被叫号后，即携带货车卡驱车前往指定的卸货位，进入厂区门口时，门口读写设备读取标签信息，并自动核对其分配的卸货位是否空闲和现在是否正在被叫号，与智能车辆调度系统中的预约数据库进行比较，时间在24小时（系统可以设置）之内则允许进厂。比较结果不符合入厂标准的车辆，会有声音提示车辆不允许进厂，同时LED上也显示不允许入厂；比较结果为符合入厂标准的车辆，系统根据供应商卸货位权限，送货计划和预约时间，结合卸货现场卸货位占用情况以及预计释放情况，自动分配车辆的卸货位；卸货位分配完成后，系统通过声音提示车辆可以入场，同时LED显示屏显示车辆分配的卸货位及预计等待的时间；控制电脑控制道闸抬杆，车辆入厂。车辆门禁系统示意图如图3所示。

2.2 车辆卸货位调度系统

当车辆进入厂区后，如需排队，则司机被安排在休息室，同时在休息厅配置滚动LCD屏，实时更新和显示各卸货位的叫号信息，即司机可在休息厅的滚动LED屏上查看为自己分配的卸货位的叫号情况（注明：叫号的信息为货车车牌号；若各类型供应商优先分配的卸货位需要等待且其他卸货位有空闲时，预约界面提示优先分配卸货位的等待车辆数和空闲卸货位号，供预约司机手动选择卸货位）。endprint

当车辆到达指定的卸货台后，LED屏上显示的车牌与司机车牌相符合，即可将RFID临时卡交给工作人员在一体机上进行核对，核对无误后，车辆倒车进入卸货位；控制计算机记录车辆已进入，并在LED屏上显示车号，开始计时；车辆卸货完毕，收货人员确认无误后，在一体机上进行操作，车辆离开后，记录卸货完成时间，此时LED屏显示卸货位空闲。卸货位调度如图4所示。

车辆卸货完成后，经有效通道信息指引，车辆从出口通道出厂。司机驱车出厂区，经过门口时保安进行车辆检查后遥控道闸放行并自动记录车辆出厂区信息，同时取消该车辆此次送货中关联的卸货位信息，并回收临时卡，车辆出厂。

2.3 硬件选型

读写器选型更注重抗屏蔽性，可以突破金屬和人体的遮挡；一体化设计，性能稳定，安装简单方便；高速运动的目标也能轻易捕获；防水防晒，可于户外使用。基于以上要求，选择2.4～2.8 GHz读写器，此频段读写器识别率高，抗干扰能力强。电子标签选择有源主动式电子标签，该标签的工作温度在-35℃～75℃之间，接收灵敏度为-90 dBm，可以大大提高读取速率。

3 系统测试运行

系统开发完成后，到工厂进行测试。软件操作界面如图5所示。

门禁子系统中会显示出进入厂区的车辆类型、标签号、司机姓名、车牌号、合单号、单位等一系列信息，保证进入厂区车辆的唯一性。

卸货位子系统设计好后，运行情况如图6所示，界面显示所有的卸货台，绿色表示空闲可用，黄色表示优先分配，红色表示已占用。

从预约平台上可以知道各卸货位的状态，当用户进入厂区后，经过LED屏的路径指引信息，可以迅速通往指定的卸货位[7]。经由卸货位实时监控，管理人员可以清楚知道各卸货位的状态信息，即空闲、使用中、预约或者故障。在测试过程中，软件系统监视的卸货位状态和实际状态一致。通过工厂现场实际测试，送货车辆进厂后根据显示屏的引导信息可快速找到相应卸货位并开始卸货，卸货等待时间大大减少，卸货效率提高，等待时间在使用新技术前后对比如图7所示。系统在实际测试过程中运行效果良好，实际效果达到了预期要求。

4 结 语

本文基于RFID技术设计了智能化物流车辆调度系统，该系统智能化程度高，管理方便，实现了车辆从入厂到卸货再到出厂的全智能化、可视化管理。从根本上解决了工厂内部车辆混乱拥堵，卸货周期长、耗时长等问题。此系统符合当下信息时代企业智能化发展的需求，具有广阔的应用前景。

参考文献

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