商晓东 宫莉

摘要：在成品粮库传统业务流程基础上，重点研究结合射频识别等技术，实现对成品粮主要品种及包装、堆垛单元以及相关物流工艺的信息标识与采集，将载粮托盘作为基本管理单元，实现粮食的整托盘进出仓作业。对粮食堆码、仓廒、托盘等的信息存储和转换格式进行了研究和统一;集成了适用于穿梭车货架的电子标签、读写器及其配套的管理软件;设计并開发了成品粮库内物流信息管理系统。实现对成品粮库内各环节物流信息的数据进行自动采集和处理，各作业环节有效串联，任务驱动，规范了流程，有效地提高了工作效率。系统可应用于成品粮库内的物流信息化管理。

关键词：成品粮;库内物流;射频识别;信息系统

中图分类号：TP315     文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）10-0053-03

成品粮的信息具有多层次、多尺度、多类型和多参数等特点，特别是信息处理技术多样，标准化程度较低，缺少适合成品粮单元化管理的信息感知、传输、处理以及控制技术。随着优质粮食工程的推进，各地建设了一批“中国好粮油”企业[1]，其成品粮库对信息化管理的需求进一步提升。

本文针对成品粮库内物流信息管理系统进行设计与开发，通过信息化手段实现业务流程标准化、信息记录自动化和货位管理精确化[2]。通过管理系统规范各环节的执行流程，使管理更智能、高效。形成以货物入库、出库等作业为任务单批号（包括货物信息、来源信息、批次信息等） ，各环节依次进行的标准化作业流程。对关键位置和过程进行信息标识，利用物联网技术，自动采集和记录作业过程中各环节的数据，解决人工参与所造成的记录不清晰、不规范以及信息录入和查询烦琐等问题[3]，提高工作效率。实现以托盘和货位为基本单位的单元化仓储管理模式，自动、准确地记录载粮托盘所在的货位，利于盘点和管理。

成品粮堆码方式有自然堆码、托盘堆码和货架堆码等多种方式，其中货架主要包括普通重型货架、贯通货架、穿梭车货架等形式[4]。穿梭车货架由叉车运送载粮托盘到货架端头，再由穿梭车接力运至货位，货位应用组织难度较大;其他货架由叉车将货物直接运至货位。

本文以较为复杂的穿梭车货架为例，在现有库内物流工艺和业务管理流程基础上，融入RFID技术，研究开发成品粮库内物流信息标识、采集和处理的相关装备和软件，包括：集成电子标签、读写器及配套的管理软件，基于上述软硬件的成品粮物流信息管理系统。

1 概述

整个系统分为出入库管理和仓内货位管理两大部分，整体采用B/S结构，根据粮库实际操作流程进行作业信息的流转，各流程依次完成。系统功能和界面针对相应业务进行设计。其中，出入库管理实现整个作业任务的管理控制，货位管理实现整托盘进出仓的操作功能。

在本系统中，桌面固定读写器、手持式读写器、叉车读写器等RFID前端设备负责读写用户卡信息和托盘电子标签信息;RFID后台管理软件负责将采集到的数据信息通过网络传回到服务器，建立起用户、托盘、货位之间的关联，并实时更新各个作业节点的状态和数据信息。

2 流程设计

2.1 入库作业及信息管理流程

1） 登记。车辆进入粮库前，司机将身份证交给门卫进行人员和车辆登记，系统自动生成批次信息，制作和发放用户卡[3]。入库流程启动。

2） 首次称重。司机将用户卡交给司磅人员，工作人员关联合同，补充粮食、货主等信息，称重完成后，将批次和毛重等主要信息写入用户卡。

3） 调度。司机将用户卡交给调度员，调度员根据来粮信息发布调度指令，分配目标仓廒和货架，指定成品粮的物流路线，将调度信息写入用户卡。

4） 卸粮入仓。

①入仓开始。司机将用户卡交给保管员，保管员使用手持机读取用户卡取得批次和调度信息，安排卸粮组盘和入仓路线，并向车载终端发送入仓指令。之后以托盘为基本的信息管理单元。

②运送托盘到指定货架。叉车拾取托盘，位于叉车车身前方的读写器读取托盘号，系统自动分配货位后显示在车载终端。叉车司机按指示运送载粮托盘，叉车读写器自动读取位于仓廒门口地面的电子标签[5]，核验无误后，驶入仓廒，运送到指定货架端头。

③确认托盘被放入目标货位。货位管理软件接收来自穿梭车的信息，判断目前状态并给出相应的操作提示。穿梭车接力运送载粮托盘至目标货位后，系统更新数据库中货位和托盘信息。

④确认批次入粮完毕。重复②和③的过程至该批次入仓完毕，若存在尾盘则通过车载终端进行标记。保管员确认后，使用手持机向服务器反馈信息，系统更新数据库中相应记录。

5） 二次称重。司机将用户卡交给司磅人员，工作人员读取批次号，称重完成后，系统记录皮重，计算净重，并写入用户卡。

6） 登出。车辆出库，司机退回用户卡，取回身份证[3]。入库流程结束。

2.2 出库作业及信息管理流程

1） 登记。车辆进入粮库前，司机将身份证交给门卫进行人员和车辆登记，系统自动生成批次信息，制作和发放用户卡[3]。出库流程启动。

2） 首次称重。司机将用户卡交给司磅人员，工作人员关联合同，补充采购计划和买主信息，称重完成后，将批次和皮重等主要信息写入用户卡。

3） 调度。司机将用户卡交给调度员，调度员根据采购计划发布出库的调度指令，指定出货的仓廒和货架，将调度信息写入用户卡。

4） 出仓。

①出仓开始。司机将用户卡交给保管员，保管员使用手持机读取用户卡取得批次和调度信息，安排出仓路线，并向车载终端发送出仓指令。

②运送托盘出仓。系统自动取得出仓货位信息后显示在车载终端，司机按照指示到指定的仓廒和货架拾取托盘，位于叉车车身前方的读写器读取托盘号[5]，系统判断后将信息显示在车载终端，提示司机继续进行相应操作。出仓时读取位于仓廒门口地面的电子标签，再次核验，无误后更新数据库中货位和托盘信息。

③运送托盘至站台。叉车将载粮托盘送至站台，之后由人工拆盘装车。

④确认批次出粮完毕。重复②和③的过程至该批次出仓完毕，保管员确认后，使用手持机向服务器反馈信息，系统更新数据库中相应记录。

5） 二次称重。司机将用户卡交给司磅人员，工作人员读取批次号，称重完成后，系统记录毛重，计算净重，并写入用户卡。

6） 登出。车辆出库，司机退回用户卡，取回身份证[3]。出库流程结束。

2.3 信息查询

查询货位储粮情况，包括粮食品种、数量、入库时间、操作人员、来源、入库总量等。根据权限的不同可以进行新增、删除、修改和查询操作。

3 系统设计与实现

3.1 系统结构图

3.2 信息编码及通讯协议

1） 货位编号按约定标准进行编码及转换，包含组织机构代码、库点代码、仓房编号、仓廒号、货位号等信息。其中：组织机构代码按国标执行;库点代码用于区分该机构下属的多个库点;仓房编号用于该库点内多个仓房的编码;仓廒号为仓房内各廒间的编码;货位号包括货架的列、层、位，与实际的物理货位一一对应。

2） 仓内货位管理的RFID电子标签有托盘标签和地埋标签两种形式，类型均为超高频[5]，按标准规则进行信息编码。存储数据由标签类型标记加内容的格式构成。前者包含托盘号，后者包含仓房编号、仓廒号。

3） 庫内流转使用的用户卡（RFID高频） 按标准规则进行信息编码[5]，包含卡号、批次号、目标仓廒、毛重、皮重、净重信息。

4） 货位管理业务系统与穿梭式台车之间的通讯通过TCP协议实现，包含巷道信息（货架的层和列） 、位置信息（货位） 、是否载有托盘等。

5） 本系统支持与第三方系统的集成，通讯接口设计以URL的形式实现。当本系统的数据库中货位发生变化后，后台程序向第三方系统发送http请求，包含货位、货位状态、货物批次号、客商姓名、客商单位、货物品种等信息。可根据第三方系统对数据的需求个性化调整。

3.3 出入库管理

3.3.1 概述

基于Java快速开发平台设计实现，根据成品粮库内物流实际情况，部署好完整工作流，实现库内物流信息的流转和记录[2]，跟踪成品粮库内实际物流情况，主要包括出入库管理中的登记、首次称重、进出仓、二次称重、登出等一系列环节，以及实时查询货位存粮情况，任务管理和流程监控等功能。

系统为Web应用，工作人员可使用浏览器打开，通过自己的账号密码登录管理系统，根据权限进行相应的操作[2]。功能和数据权限可由管理员进行分配。

3.3.2 系统主要功能

1） 出入库管理

以入库为例。登录系统后，点击首页“入库登记”功能进入，对承运人、运粮车辆和粮食等信息进行登记，并发放用户卡（高频RFID电子标签） 。启动作业流程，由系统以待办任务通知的形式驱动各项业务流程执行各自的作业。

根据登记之后系统发送的任务通知，工作人员核验车辆信息，在首次称重后，安排目标货位。目标货位可由系统按预制规则进行不同方式的智能调度或由人工指定。

2） 任务管理和流程监控

任务管理可按条件查询各项任务，对其进行办理、回退、终止等各项操作。流程监控可查看任务流程的进展情况。

3） 货位查询

查询货位的存粮情况，及其相关联的详细信息。可自选字段，导出到Excel。

3.4 仓内货位管理

实现以托盘和货位为基本管理单位的成品粮进出仓电子标签及其相关读取、管理设备的集成和研发，基于MFC开发了仓内货位管理应用软件。与后台数据库实时交互，与RFID读写设备进行集成，与货架穿梭车进行通讯，实现信息采集、货位分配、位置信息确认和自动更新货位信息等功能。

该软件安装于车载终端，叉车司机在完成网络、串口和数据库的设置后，软件可进行仓内货位管理。

入仓时：

1） 自动识别托盘标签，显示目标货位。

2） 自动识别仓廒标签，按指示将货物运往正确仓廒。

3） 与货架穿梭车通讯，核验货位，并提示信息。

4） 确认托盘放至指定货位。

5） 连接后台数据库，实时更新货位和储粮数量信息。

出仓时：

1） 自动识别仓廒标签，指示司机前往正确仓廒取货。

2） 自动识别托盘标签，核验是否取自正确货位。

3） 确认托盘运至站台。

4） 连接后台数据库，实时更新货位和储粮数量信息。

4 结论

本系统满足成品粮物流信息标识、跟踪、采集传输的需求。利用射频识别（RFID） 技术，在托盘和仓廒固定具有数据存储功能的RFID电子标签，并将相关信息记录在系统数据库中，通过RFID读写器自动获取托盘和仓廒信息，实现进出仓作业数据的自动采集，减少人工干预，实现了数据采集的实时性、准确性、便捷性。可直观、可视化地查看货位、库存和粮食堆放等情况，对成品粮进出仓的全流程进行监控，对库内物流信息进行追踪。在成品粮库内物流和进出仓作业信息化管理方面，先进适用，具有应用和推广价值。

参考文献：

[1] 刘慧.打造“中国好粮油” 推动粮食产业高质量发展[J].中国食品，2020（2）：83-85.

[2] 张维霞，刘应安.基于RFID的农产品物流仓储管理系统设计与实现[J].包装工程，2021，42（7）：239-244.

[3] 董恩富，贾安越，陈统斌.粮库信息化在出入库中的应用[J].粮食科技与经济，2018，43（6）：101-102，105.

[4] 谢文军.成品粮堆码工艺研究[J].粮食科技与经济，2019，44（8）：49-51.

[5] 高建良，贺建飚.物联网RFID原理与技术[M].北京：电子工业出版社，2013.

【通联编辑：梁书】

收稿日期：2021-12-24

作者简介：商晓东（1986—） ，男，工程师，硕士，研究方向为粮食行业信息化项目研发;宫莉（1987—） ，女，通信作者，工程师，硕士，研究方向为粮食行业信息化项目研发。