基于RFID的整车物流管理系统的系统实例

一、需求分析

    依托国家“863计划"先进制造技术领域“射频识别(RFID)技术与应用"重大项目“RFID技术在汽车制造过程控制与质量跟踪系统中的应用”，通过对课题中关于整车物流管理方面的研究，形成该需求。从总体上看，要借助于RFID技术，形成基于RFID的物流管理系统，在提高整车物流管理的效率、增加RFID基于应用效益的同时，要能够与供应链中其他管理相互融合。但是就国内物流管理系统而言，相当一部分企业的物流管理系统是基于早期平台开发的，随着系统设备的不断升级改造和计算机软硬件的发展，无法在当前的操作系统中运行n副。因此，基于RFID的整车物流管理系统，具有以下基本需求：

    1、设立基于RFID的汽车物流关键环节控制点体系，建立RFID在汽车物流管理中的应用模式。在总装车间下线点、总厂库、中转库、经销商等部门的关键物流环节上安装RFID读写设备，当汽车通过这些关键点时记录其数据，建立健全基于RFID技术的汽车物流管理体系，该体系能够提供质量问题实时记录

    2、基于RFID的整车物流数据数据采集系统。通过规范的信息接口，RFID设备读取物流人员标签信息和车载标签信息，获取汽车途径各个节点的原始物流信息。这些信息包括驳运员与汽车的绑定信息、大板车与整车的绑定信息、汽车所经物流环节的时间信息、整车状态信息等。

    3、物流数据分析和反馈。对采集的各项数据进行分析统计，获取有效统计结果，并将分析结果反馈到质量管理体系中去。为员工绩效、供应商评价、物流周转提供可靠依据。

    4、能够对整车状态进行实时动态跟踪。建立对单个目标的跟踪和十分重要，因为通过对目标的唯一标识别可以容易地判断是否出现仿制和伪造的情况，同时便于跟踪信息的记录和查询∞引。通过在各环节点上RFID设备读取车载RFID标签信息，获取整车在不同时期的状态、所处位置等信息，为各相关部门提供了整车实时监控信息。在整车运输过程中，将RFID与GPS定位系统，通过实时跟踪大板车的具体位置，可以根据订单号(或者整车的VIN号等)查询到所关注车辆的实时地理位置信息，并且了解车辆的真实来源。

    二、功能模块设计

    从横向上划分，基于RFID的汽车物流管理系统可以分成四大模块，分别为总厂库物流管理模块、中转库物流管理模块、第三方物流管理模块和车辆状态跟踪模块。这四大模块有各自分成若干子模块，如图一所示。

    (1)总厂库物流管理

    1)入库处理

    ①整车下线出总装车间信息采集。通过该节点架设的RFID读写器采集汽车驳运员和车辆的关联记录。

    ②入库信息采集。通过RFID读写器采集入库门时车辆信息。

    ③车辆入库处理。通过RFID读写器采集入库车辆信息，解除人车绑定记录。

    ④空车位信息显示。实时显示当前车库中相应车型的空车车位信息。

    2)库存管理

    ①日常盘存。库管员持PDA扫描库区车辆VIN码，根据一定时期内车辆出入库情况，对在库车辆进行盘存，比对数量。

    ②车辆定位。在盘存过程中，当PDA显示的车位信息与车辆所处车位的实际车位信息不一致时，通过PDA终端对信息系统中的车位信息进行修改。

    3)出库管理

    ①入缓存区信息采集。通过RFID读写器采集从车库驳运到缓存区的车辆信息。

    ②出库信息采集。通过RFID读写器采集出库车辆经过库门时的信息。

    4)PDI处理

    ①质量信息采集。采集在驳运过程中发现的有关整车的质量信息(主要是有关整车外观等硬伤的质量信息)。

    (2)中转库物流管理

    中转库管理模块与总厂库管理模块基本相同。唯一区别在于中转库入库过程中，不进行相关驳运员与车辆的信息绑定(关联)。

    (3)第三方物流管理

    汽车经销商的物流环节功能模块相对单一，主要目的是采集汽车物流环节的终端信息，标识整车运输环节的结束。

    1)入汽车经销商处理

    ①入汽车经销商信息采集。通过RFID读写器采集入经销商处的车辆信息。

    2)PDI处理

    ①质量信息采集。采集在驳运过程中发现的有关整车的质量信息(主要是有关整车外观等硬伤的质量信息)。

    (4)车辆状态跟踪管理

    运输管理模块的主要功能是显示车辆在运输过程中的动态位置信息。通过将大板车与其所运输车辆之间的关联，利用GPS的定位功能，便可以间接查询到每一辆在途车辆的位置信息。

    1)物流节点信息采集与处理

    ①进入物流节点信息采集。通过RFID读写器采集进入物流节点时，大板车(第三方物流企业的运输车辆)及其所运输的整车(汽车制造厂商的成品新车)标签信息。相关业务处理完后，解除大板车与所运输车辆的关联(绑定)。

    ②离开物流节点信息采集。相关业务处理完后，通过RFID读写器大板车及其所运输的整车标签信息，并将两者进行绑定。

    2)整车状态实时跟踪

    ①实时定位。在大板车上安装有GPS接收机和卫星天线，通过监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)，对大板车及其所运输的车辆进行实时跟踪定位。

    系统技术框架

    为了充分体现B／S下的分层设计优点，在进行系统软件实现时，采用的是Spring+Hibernate+Struts2+DWR技术框架和J2EE开发平台。如今，除了一些不确定性，开源框架对JavaEE起着愈加重要的作用m1，J2EE平台已经成为电信、金融、电子商务、保险等各行业大型应用系统的首选开发平台，在实际的JavaEE平台中，使用Spring+Hibernate+Struts2进行整合开发很流行，它是一种轻量级的JavaEE企业应用平台，具有很高的可扩展性和可维护性，能够降低开发成本和部署成本滔1。Ajax(AsynchronousJavascriptandXML)是一种新的互联网设计思想和实现方式m1，实际上它是一种客户端方法，是javascript、CSS、DOM和XMLHttpRequest对象的集合。Ajax可以为用户提供更为自然的浏览体验，提供了与服务器异步通信的能力，从而使用户从请求／相应中解脱出来口71。而DWR(DirectWebRemoting)是一个JavaEE领域的Ajax框架，是一种Java和JavaScript相结合的开源框架，可以帮助开发人员更容易地完成应用Ajax技术的Web应用程序，让浏览器上的JavaScript方法调用运行在Web服务器上的Java方法。系统基于J2EE架构图如图二。

    (1)表示层技术框架：借助Struts2来实现，利用ActionForm接收客户端页面的输入数据，处理完之后再将结果返回给客户端。而用户的操作界面则借助于JSP和Struts标签来呈现。当提交一个Html的Form给Struts2框架时，数据不再是提交给服务器端的某一个JSP页面，而是提交给一个Action类，Action中几乎包含了所有的业务处理逻辑汹1。框架根据配置文件struts．xml实现页面定向的定制，把与该Action类对应的页面返回给客户端。

    (2)业务层框架：借助于Sping来实现，它提供了一个轻量级的解决方案，包括：基于依赖注入的核心机制，基于AOP的申明式事务、与多种持久层技术的整合等等，尤其是其面向接口编程方式，能够非常好的处理应用程序的业务逻辑和业务校验等功能，从而降低系统的耦合性，有利于系统功能的扩展，增强了系统的可维护性。在系统实现过程中，几乎所有的与整车物流有关的业务都是通过该层来具体实现的。

    (3)数据持久层：该层通过Hibernate来实现，Hibernate将一个个的域对象映射为数据库中的数据表，将关系数据库与对象进行关联，把数据库表的操作转变为直接对对象的搡作。数据持久层主要利用Spring结合Hibernate来构建。由于面向对象设计方法中类的可继承性，采用继承树对应一个表的策略使得该映射策略极易扩展，并且能够将一个复杂的数据表转化成若干简单的域对象表示出来，提高了系统的可维护性和可修改性嘞1。

    (4)RFID数据的存储与表现：通过Ajax的DWR框架来实现。DWR框架极大的提高了整车物流管理系统的运行效率，将DWR作为RFID中间件消息发布的一种十分有效的方法，可以主动的将RFID阅读器读取到的车辆标签信息立即推送到物流管理系统并通过前台予以显示。由于整车物流的特点，在整车进出各个物流节点时，基本上都是连续性的，在不采用Aja技术的情况下，每读取到一条标签信息，就得将数据添加到数据库中，前端整个页面就要进行刷新，系统的运行效率非常低，而DWR框架可以轻松方便的实现信息单个添加的同时，还可以实现页面信息的“局部”更新。

    运行效果图例

    系统采用的数据库管理系统是Oracle9i，开发出的系统基本实现了现实需求和基本功能，已经能够按照要求在实验室正常工作，以下是部分运行界面图示。