一種基於射頻識別的倉儲異常管理系統及倉儲異常檢測方法
2023-10-04 13:52:19
一種基於射頻識別的倉儲異常管理系統及倉儲異常檢測方法
【專利摘要】一種基於射頻識別的倉儲異常管理系統及倉儲異常檢測方法，倉儲異常管理系統包括貨物數據採集子系統、倉儲異常檢測子系統和伺服器。倉儲異常檢測方法包含貨物異常檢測方法和節點異常檢測方法。能夠利用RFID技術實現對貨物信息的採集，對倉儲作業過程中的倉儲異常的實時檢測、統計和預警，進而實現對倉儲異常的管理；實現對倉儲異常的量化處理，並向信息查詢伺服器發出系統監控消息，觸發相應動作。還可對倉儲中常見的倉儲異常進行分類分級，倉庫管理人員可以通過web對系統進行訪問，實現倉儲異常的處理和通報。能根據異常級別實現對相關的倉儲異常的及時高效處理，提高倉儲作業效率，減少因貨物丟失、損壞以及庫內流通異常造成的經濟損失。
【專利說明】-種基於射頻識別的倉儲異常管理系統及倉儲異常檢測方 法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種倉儲異常管理系統及倉儲異常檢測方法，尤其是涉及一種基於射 頻識別的倉儲異常管理系統及倉儲異常檢測方法。
【背景技術】
[0002] 倉儲作業異常，是指倉儲作業過程中，作業數據與正常作業狀態下數據偏離較大， 表現為與作業狀態參數集合中的其他數據不一致。有些偏離或不一致很難直接發現，而是 隱藏於作業數據集合中。例如，對於傳統倉儲管理中的物品種類、規格、運輸路徑等，通常是 顯而易見的。但是對於這些數據背後隱藏的信息，例如物品存放位置是否正確、實際數量與 目標值是否一致、物品入庫時間與出庫時間是否符合要求、庫存是否滿足要求、運輸路徑是 否嚴格按照設定路線進行等情況，系統卻常常無法直接進行管理。這樣容易造成異常狀態 擴散，形成倉儲作業異常，嚴重影響物品安全和倉儲作業效率，大大增加物流成本和服務質 量，甚至造成整個物流供應鏈癱瘓。
[0003] 隨著信息技術的發展，條形碼技術、EDI (Electronic Data Interchange)技術、 RFID (Radio Frequency Identification)技術、倉儲管理信息系統等已經越來越多應用在 倉儲管理中。其中，RFID技術在物流管理領域的應用越來越廣泛。RFID技術是一種非接觸 式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象，並獲取相關數據。但RFID獲取的 原始數據比較單一，這樣就造成語義的簡單性。
[0004] 隨著RFID技術的發展，國內外對RFID技術在倉儲中的應用研究已經越來越多，主 要是在對基於RFID倉儲管理作業流程的研究和基於RFID的倉儲管理信息系統的研究。中 國專利CN 202533996 U，
【公開日】2012年11月14日，公開了一種RFID倉儲管理系統。該系 統利用RFID電子標籤實現對倉庫貨物的入庫、出庫、盤點和庫位調整等信息的管理。但是 該系統並未對倉庫物品的異常作業管理等進行優化，其管理水平仍較低。因此，亟需一種基 於射頻識別的倉儲異常管理系統及倉儲異常檢測方法，從而實現對倉儲作業異常的高效管 理。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種基於射頻識別技術的倉儲異常管理系統，能夠在倉儲作 業中完成貨物信息的採集與倉儲異常的實時檢測。
[0006] 為了實現上述目的，本發明的技術方案為：包括貨物數據採集子系統、倉儲異常檢 測子系統和伺服器。
[0007] 貨物數據採集子系統包括RFID電子標籤卡、閱讀器或無線手持終端。RFID電子標 籤卡裝設在託盤或者貨物外包裝上，其帶有貨物或託盤的信息和身份識別的唯一 ID碼。閱 讀器分別安裝在所有的貨物出入口處、每條輸送線、每臺搬運設備和每排貨架的出入口處。 閱讀器配置唯一的ID碼，該ID碼代表閱讀器的唯一位置，通過無線方式經無線AP和網絡 交換機接入到網絡伺服器中。
[0008] 倉儲異常檢測子系統包括異常檢測模塊、異常處理模塊、預警模塊、歷史查詢模塊 和系統管理模塊。異常檢測模塊對採集到資料庫中的相關數據信息進行異常檢測，通過預 警模塊顯示出倉儲管理是否出現異常。若異常產生，則通過系統的異常處理模塊對相應的 異常情況進行處理，並在此過程中將相關的歷史數據導入到相對應的資料庫中。通過對歷 史數據的定期查詢，可獲取倉儲異常的歷史數據，從而對倉儲管理達到更好的效益。系統管 理模塊用於實現對系統的管理。
[0009] 伺服器包括資料庫伺服器和網絡伺服器，通過網絡交換機與計算機連接。資料庫 伺服器用於保存閱讀器或無線手持終端採集的RFID電子標籤卡的信息，並調用異常檢測 子系統中異常檢測計算方法實現對信息的處理，同時對信息進行保存。網絡伺服器用於倉 庫管理員通過web對系統進行訪問，實現異常事件的處理和通報。
[0010] 本發明的另一個目的是提供一種使用上述的倉儲異常管理系統的異常倉儲檢測 方法，能夠實時檢測倉儲作業的異常狀態並對異常狀態進行分析處理。
[0011] 為了實現上述目的，本發明的技術方案為：包含倉儲作業的貨物異常檢測方法和 節點異常檢測方法。不僅根據相應處理規則對倉儲異常進行定性分析，而且根據計算方法 將異常情況進行量化處理。
[0012] 貨物異常檢測方法針對的是倉儲中物品的時間異常、位置異常、數量異常、庫存異 常和運輸路徑異常，其中數量、時間和庫存屬於非固定變量，位置和運輸路徑屬於固定變 量。貨物異常檢測方法針對固定量和非固定量制訂兩種不同的異常規則和計算方法，從而 實現對倉儲中貨物的異常檢測，包含以下步驟：
[0013] A.對獲取的數量、時間和庫存等非固定量數據的處理步驟如下：
[0014] A1 :當貨物出入庫時，經過出入庫口的閱讀器所記錄的時間，與出入庫單所提供的 時間差以及實際出入庫的時間差，分別按照出入庫時間異常和庫存時間預警異常範圍進行 分析。
[0015] A2 :根據倉庫的具體情況設定庫存的上下限，盤點作業後，利用RFID採集的數量 信息，按照庫存異常範圍進行分析。
[0016] A3 :根據貨物出入庫以及在庫貨物的實際數量與出入庫單以及在庫上的貨物數量 信息作比較，按照貨物數量信息異常檢測方法進行分析。
[0017] B.對獲取的位置和運輸路徑等固定量數據的處理步驟如下：
[0018] B1 :在盤點過程中，所獲得的貨物的實際位置與系統中貨物所顯示的位置作比較， 按照貨物位置信息異常檢測方法進行分析。
[0019] B2 :根據倉庫的具體情況，在倉庫中設定多個運輸路徑節點，將貨物在倉庫中的實 際運輸路徑與設定的路徑作比較，按照貨物路徑異常檢測方法進行分析。
[0020] 倉儲作業中的節點是指貨物在運輸過程中經過的一系列時間序列和物理位置。節 點異常檢測針對的是倉儲作業貨物所處節點的異常情況，節點異常檢測方法包含以下步 驟：
[0021] C1 :利用A1、A2、A3得到的貨物固定量異常信息，計算出貨物的固定量異常狀態。
[0022] C2 :利用B1、B2得到的貨物非固定量異常信息，計算出貨物的非固定量異常狀態。
[0023] C3 :利用Cl、C2得到的貨物固定量異常狀態和非固定量異常狀態，計算出貨物的 異常狀態。
[0024] C4 :利用C3得到的貨物的異常狀態，計算出各貨物在不同節點的異常狀態。
[0025] 本發明的有益之處在於：能夠利用RFID技術實現對貨物信息的採集，對倉儲作業 過程中的異常事件的實時檢測、統計和預警，進而實現對異常事件的管理；實現對異常事件 的量化處理，並向信息查詢伺服器發出系統監控消息，觸發相應動作。還對倉儲中常見的異 常事件進行分類分級，倉庫管理人員可以通過web對系統進行訪問，實現異常事件的處理 和通報。能根據異常級別實現對相關的倉儲異常事件的及時高效處理，能提高倉儲作業效 率，減少因貨物丟失、損壞以及庫內流通異常造成的經濟損失。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發明的系統結構框圖。
[0027] 圖2為本發明的作業流程圖。
[0028] 圖3為本發明的檢測方法數學模型流程圖。
【具體實施方式】
[0029] 結合附圖，對本發明的【具體實施方式】進一步說明。
[0030] 如圖1所示，一種基於射頻識別技術的倉儲異常管理系統，包括貨物數據採集子 系統、倉儲異常檢測子系統和伺服器。
[0031] 本實施例的貨物數據採集子系統包括RFID電子標籤卡、閱讀器或無線手持終端。 RFID電子標籤卡裝設在託盤或者貨物外包裝上，其帶有貨物或託盤的信息和身份識別的唯 一 ID碼。閱讀器分別安裝在所有的貨物出入口處、每條輸送線、每臺搬運設備和每排貨架 的出入口處。閱讀器配置唯一的ID碼，該ID碼代表閱讀器的唯一位置，通過無線方式經無 線AP和網絡交換機接入到網絡伺服器中。在貨物經過各閱讀器時，讀取貨物標籤上的相關 信息，通過無線方式將讀取的信息採集到系統的資料庫伺服器中。閱讀器的數量根據輸送 線條數、搬運設備和貨架個數確定。
[0032] 本實施例的倉儲異常檢測子系統包括異常檢測模塊、異常處理模塊、預警模塊、歷 史查詢模塊和系統管理模塊。異常檢測模塊對採集到資料庫中的相關數據信息進行異常檢 測，通過預警模塊顯示出倉儲管理是否出現異常。若異常產生，則通過系統的異常處理模塊 對相應的異常情況進行處理，並在此過程中將相關的歷史數據導入到相對應的資料庫中。 通過對歷史數據的定期查詢，可獲取倉儲異常的歷史數據，從而對倉儲管理達到更好的效 益。系統管理模塊用於實現對系統的管理。
[0033] 本實施例的伺服器包括資料庫伺服器和網絡伺服器，通過網絡交換機與計算機連 接。資料庫伺服器用於保存閱讀器或無線手持終端採集的RFID電子標籤卡的信息，並調用 異常檢測子系統中實現對信息的處理，同時對信息進行保存。網絡伺服器用於倉庫管理員 通過web對系統進行訪問，實現異常事件的處理和通報。
[0034] 如圖2所示，一種基於射頻識別技術的倉儲異常管理系統的作業流程，包括貨物 的出入庫、上架、移庫和盤點。在倉儲作業各環節實現信息採集與異常狀態計算。
[0035] 本實施例中，當貨物經過倉儲的入庫口時，入庫口的讀寫器讀取包裝箱上電子標 籤信息，該讀寫器分布在入庫口兩側，從各個方位發射和返回電磁波，讀寫器通過無線AP 與資料庫伺服器連接，傳送標籤信息。讀寫器讀取的RFID原始數據的一般格式為（EPC， ReaderlD，Time)，其中RFID標籤的數據信息EPC編碼是最重要的信息，實現了對物品的唯 一標識；ReaderlD是閱讀器的編號，表示該閱讀器的IP位址；Time表示的是閱讀器掃描到 標籤的時間。每次讀取都會產生一組RFID原始數據信息。
[0036] 本實施例中，貨物入庫時，裝有讀寫器的搬運設備（或人）通過讀取標籤信息，確 認貨物輸送路線後將貨物搬運到指定輸送線。貨物到達指定輸送線讀寫區域時，輸送線讀 寫器將貨位信息、貨物重量、讀取時間等寫入標籤並分配貨位。貨物到達庫內提升機、堆垛 機等搬運設備時，搬運設備讀寫器讀取貨位信息、讀取時間等信息。貨物到達貨位後讀取貨 物信息，上架完成。所述的搬運設備的讀寫器信息通過無線網絡與伺服器連接，將貨物入庫 信息記錄到系統中。
[0037] 貨物在出庫時，整個過程與入庫過程相反。
[0038] 貨物盤點時，用無線手持終端掃描貨物，讀取標籤信息。
[0039] 貨物在進行倉儲作業時，可以隨時接收來自系統的異常檢測命令進行倉儲作業異 常檢測。本實施例的檢測方法是：整個出入庫過程中，對讀取的RFID原始信息進行處理，滿 足規則的信息被檢測出來，並觸發相應的報警和對異常事件的處理。本實施例的倉儲管理 異常事件主要包括：出入庫時間異常、庫存異常、貨物數量異常（丟失等）、運輸路徑異常、 位置異常。
[0040] 如圖3所示，一種基於射頻識別的倉儲異常檢測方法。本實施例針對倉儲中物品 的非固定變量集X = [χ^ χ2, · · ·，χΗ，xj和固定變量集Y = [yi，y2, · · ·，yj-i，yj]，制定兩種 不同的異常規則和計算方法。通過這兩種計算方法的有機結合，實現對倉儲異常作業的檢 測。
[0041] 一種使用基於射頻識別技術的倉儲異常管理系統的異常檢測方法，包含倉儲作業 的貨物異常檢測方法和節點異常檢測方法。貨物異常檢測方法包含以下步驟：
[0042] A.貨物異常檢測方法對獲取的數量、時間和庫存等非固定量數據的處理步驟如 下：
[0043] A1 :當貨物出入庫時，經過出入庫口的閱讀器所記錄的時間，與出入庫單所提供的 時間差以及實際出入庫的時間差，分別按照出入庫時間異常和庫存時間預警異常範圍進行 分析。
[0044] A2 :根據倉庫的具體情況設定庫存的上下限，盤點作業後，利用RFID採集的數量 信息，按照庫存異常範圍進行分析。
[0045] A3 :根據貨物出入庫以及在庫貨物的實際數量與出入庫單以及在庫上的貨物數量 信息作比較，按照貨物數量信息異常檢測方法進行分析。
[0046] B.貨物異常檢測方法對獲取的位置和運輸路徑等固定量數據的處理步驟如下：
[0047] B1 :在盤點過程中，所獲得的貨物的實際位置與系統中貨物所顯示的位置作比較， 按照貨物位置信息異常檢測方法進行分析。
[0048] B2 :根據倉庫的具體情況，在倉庫中設定多個運輸路徑節點，將貨物在倉庫中的實 際運輸路徑與設定的路徑作比較，按照貨物路徑異常檢測方法進行分析。、
[0049] 節點異常檢測方法包含以下步驟：
[0050] C1 :利用A1、A2、A3得到的貨物固定量異常信息，計算出貨物的固定量異常狀態。
[0051] C2:利用B1、B2得到的貨物非固定量異常信息，計算出貨物的非固定量異常狀態。
[0052] C3 :利用Cl、C2得到的貨物固定量異常狀態和非固定量異常狀態，計算出貨物的 異常狀態。
[0053] C4 :利用C3得到的貨物的異常狀態，計算出各貨物在不同節點的異常狀態。
[0054] 本實施例中，對於非固定變量集X = [Xp x2,. . .，χΗ，xj，如果實際值超過設定安 全值的1. 5倍，則說明異常發生；對於固定變量集Y = [yi，y2,. . .，b，yT]，如果實際值與目 標值不一致，則異常發生。
[0055] 本實施例對於非固定變量的異常計算方法為：
【權利要求】
1. 一種基於射頻識別的倉儲異常管理系統，其特徵在於：包括貨物數據採集子系統、 倉儲異常檢測子系統和伺服器； 所述貨物數據採集子系統包括RFID電子標籤卡、閱讀器或無線手持終端；RFID電子標 籤卡裝設在託盤或者貨物外包裝上，其帶有貨物或託盤的信息和身份識別的唯一 ID碼；閱 讀器分別安裝在所有的貨物出入口處、每條輸送線、每臺搬運設備和每排貨架的出入口處； 閱讀器配置唯一的ID碼，該ID碼代表閱讀器的唯一位置，通過無線方式經無線AP和網絡 交換機接入到網絡伺服器中； 所述倉儲異常檢測子系統包括異常檢測模塊、異常處理模塊、預警模塊、歷史查詢模塊 和系統管理模塊；異常檢測模塊對採集到資料庫中的相關數據信息進行異常檢測，通過預 警模塊顯示出倉儲管理是否出現異常；若異常產生，則通過系統的異常處理模塊對相應的 異常情況進行處理，並在此過程中將相關的歷史數據導入到相對應的資料庫中；通過對歷 史數據的定期查詢，可獲取倉儲異常的歷史數據，從而對倉儲管理達到更好的效益；系統管 理模塊用於實現對系統的管理； 伺服器包括資料庫伺服器和網絡伺服器，通過網絡交換機與計算機連接；資料庫服務 器用於保存閱讀器或無線手持終端採集的RFID電子標籤卡的信息，並調用異常檢測子系 統中異常檢測計算方法實現對信息的處理，同時對信息進行保存；網絡伺服器用於倉庫管 理員通過web對系統進行訪問，實現異常事件的處理和通報。
2. -種使用上述基於射頻識別的倉儲異常管理系統的倉儲異常檢測方法，其特徵在 於：包含倉儲作業的貨物異常檢測方法和節點異常檢測方法； 貨物異常檢測方法包含以下步驟： A. 對獲取的數量、時間和庫存等非固定量數據的處理步驟如下： A1 :當貨物出入庫時，經過出入庫口的閱讀器所記錄的時間，與出入庫單所提供的時 間差以及實際出入庫的時間差，分別按照出入庫時間異常和庫存時間預警異常範圍進行分 析； A2 :根據倉庫的具體情況設定庫存的上下限，盤點作業後，利用RFID採集的數量信息， 按照庫存異常範圍進行分析； A3 :根據貨物出入庫以及在庫貨物的實際數量與出入庫單以及在庫上的貨物數量信息 作比較，按照貨物數量信息異常檢測方法進行分析； B. 對獲取的位置和運輸路徑等固定量數據的處理步驟如下： B1 :在盤點過程中，所獲得的貨物的實際位置與系統中貨物所顯示的位置作比較，按照 貨物位置信息異常檢測方法進行分析； B2 :根據倉庫的具體情況，在倉庫中設定多個運輸路徑節點，將貨物在倉庫中的實際運 輸路徑與設定的路徑作比較，按照貨物路徑異常檢測方法進行分析； 節點異常檢測方法包含以下步驟： C1 :利用A1、A2、A3得到的貨物固定量異常信息，計算出貨物的固定量異常狀態； C2 :利用B1、B2得到的貨物非固定量異常信息，計算出貨物的非固定量異常狀態； C3 :利用Cl、C2得到的貨物固定量異常狀態和非固定量異常狀態，計算出貨物的異常 狀態； C4 :利用C3得到的貨物的異常狀態，計算出各貨物在不同節點的異常狀態。
【文檔編號】G06K17/00GK104102989SQ201410322571
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月8日 優先權日:2014年7月8日
【發明者】曹小華, 李青夏, 張謝君, 汪瑋 申請人:武漢理工大學