家世界无线实时仓储系统的设计与实现

JasonYoo

家世界无线实时仓储系统的设计与实现 [复制链接]

    随着加入WTO的日益临近，国内企业大都面临着国际竞争的压力。尽管一部分大型企业在全国范围内建立了许多连锁店，形成了比较完善的营销网络体系，而且部分实施了ERP（企业资源管理系统），但在建设现代化的物流管理体系方面还存在许多不足，尤其在仓储式商店的库存控制、配送中心仓储模式的建立及仓储管理方面仍停留在人工操作和管理阶段。这种状况对于企业日益增长的货物流转需求愈发难以适应，因此，应用先进的计算机网络通信技术改变仓储模式，实现仓储管理的自动化已经成为一种必然。无线通讯技术的快速发展，为其进入零售业打下了良好的基础。
    天津家世界集团是一家以零售业为主的企业，2000年销售额达21亿，位居全国连锁超市前十名。家乐特级市场是该集团的骨干企业，是一家连锁经营的仓储式特级市场，现有13家商店，预计2001年将新建6家店。家乐根据自身特性，与北京爱创世纪公司合作，利用无线网络技术，设计、开发和应用了无线实时仓储管理系统。此系统既适用于超市内部管理，也能满足配送中心的需要。
    系统自2000年11月陆续投入使用以来，提高了劳动效率，降低了人为错误，做到更充分、合理地安排人力资源。

系统的基本功能
    无线实时仓储管理系统是以条码技术为核心，充分应用无线网络通讯技术和无线手持电脑终端，结合C/S和B/S体系结构，建立的自动化实时仓储管理系统。综合考虑现有的仓储系统需求，自动化的仓储系统基本功能如下：
    1、实时货位查询：通过扫描商品的条码可以实时查询其存储的货位，同时基于货位库存信息查询商品信息。
    2、人力、物力资源动态综合分配：可以基于出入库商品的批量，动态地分配人力、物力资源，提高系统的运行效率，减少资源的浪费。
    3、仓库系统综合盘点功能：可以定期对整个仓库系统进行全面的盘点，产生差异表，便于复盘验证。
    4、仓库内部随机抽查盘点功能：可以分仓库、分区、分货位进行随机抽查，也可以针对特定类商品抽查。
    5、商场内部数据查询功能：通过商品编码实时查询商品信息，检查商品价签上的信息是否与系统一致。
    6、临时销售功能：在节假日的商店销售高峰时，可以将RF终端（见下文介绍）当做POS机使用，缓解收银台结帐的压力。
    从技术角度而言，针对系统需求，系统的建立必须满足以下条件：
●实时数据采集：由于人员操作的流动性，必须采用无线网络技术和无线手持电
  脑终端。
●商品条码化：条码是商品的唯一标识，现代商业管理（包括仓储管理）的基础
  是商品的条码化。
●货位规范化、条码化：自动化的仓储管理必须借助条码技术建立货位管理规范
  化。

系统的网络结构设计
    1、采用RF技术
    RF（无线射频）技术以无线信道作为传输媒体，建网迅速，通信灵活，可以为用户提供快捷、方便、实时的网络连接，是实现移动通信的关键技术之一。目前RF技术的应用已经渗透到商业、工业、运输业、物流管理、医疗保险、金融和教学等众多领域。随着对RF技术构成的无线计算机局域网络需求的不断增长，美国电子电工工程协会 IEEE 组织于1997年6月正式公布了计算机无线网络通讯标准——IEEE802.11 标准。随着该标准的制定和推行，无线局域网的产品将更加丰富，不同产品的兼容性将得到加强。
    目前，全球无线RF扩频技术主要有码分多址CDMA的直序扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS）技术和跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum，简称FHSS）技术。IEEE802.11标准对这两种技术均支持，从技术角度而言，直扩技术与跳频技术各有其优势。就频带利用来说，直扩采用主动占有的方式，跳频则是跳换频率去适应。
    就目前各自的技术特点而言，在极限速率的规定方面直扩技术能达到10Mbps以上，而跳频只能支持3Mbps左右。在抗干扰方面，跳频技术优于直扩技术。而对于大型仓储管理系统而言，传输速率方面的考虑要大于对抗干扰性的要求，同时对于
无线信号的抗干扰因素，直扩技术完全可以满足其要求。因此，在家世界仓储系统的设计中选择了基于直扩技术的无线RF产品。

    2、系统的网络拓扑结构
    根据不同的应用环境，目前无线局域网采用的拓扑结构主要有网桥连接型、访问节点连接型、HUB接入型和无中心型4种。
    自动化仓储管理系统应用是以集中服务为核心，针对于仓储管理的需求，移动节点之间无须通信，因此在家世界商店内部，设计的无线RF网络拓扑结构为访问节点连接型。RF移动终端的操作区域遍及商店的各个角落，要求移动终端在商店内部的任何地点，都能和服务器主机保持实时的通讯。因此，在系统网络架构中，必须保证安装的 AP 点（ACCESS POINT）能对整个商店进行无线信号的全覆盖。
    如果商店的面积较大，在进行无线网络设计时，可以充分利用无线RF技术的网络扩展能力和无缝漫游特性，对商店的无线信号进行多个AP 点的组合，即通过设置多个AP节点，做到信号的全覆盖，而且相邻AP之间互相覆盖，提高无线网络的可靠性。
    同时考虑到大型仓储商店的办公区可能与卖场不在同一区域，而且不便使用有线网络连接，因此商店与办公区之间可以采用无线网桥连接，使之成为统一的网络体系，便于网络的扩展和拆除。
    家世界采用的系统网络拓扑结构如图1所示。
   
    3、RF手持数据采集终端
    RF手持数据采集终端（内置激光条码扫描器）的选择主要基于以下4点：传输速率、抗干扰性、兼容性、未来可升级可扩展性。在电磁环境比较简单的条件下，家世界选择采用直扩技术的RF手持数据采集终端，以最大限度地满足系统实时性的需要。同时注意到RF手持数据采集终端必须符合IEEE802.11协议标准，以满足兼容性的要求。综合考虑RF手持终端的性能价格因素，选择了具有模块化设计结构的产品，便于未来技术的升级和扩展。

系统的软件设计与实现
    1、系统的开发方式
    基于RF手持数据采集终端的开发模式主要有以下3种：
（1) 基于Telnet结构：RF手持终端（内置Telnet Client，即仿真终端）远程登录到主机服务器（运行有Telnet Server）上，运行主机服务器上的仓储数据采集软件，将采集的数据实时直接存入数据库，查询结果返回RF手持终端显示；
（2) 客户/服务器（C/S）结构：主机服务器上运行仓储管理服务器软件，而在RF手持终端上运行相应的仓储数据采集客户软件；
（3) 基于WEB结构：主机服务器上运行WWW服务器和仓储管理应用服务软件，在RF手持终端上运行嵌入式浏览器；
    3种方式中，基于Telnet结构的优势在于可以充分利用主机服务器的处理能力，结构较为简单；客户/服务器（C/S）结构对于RF手持终端的处理能力要求较高，同时从编程角度而言，对厂商提供的开发工具的依赖性较强；基于WEB结构的优势在于编程、维护简单，集中在服务器端开发，但对于RF手持终端的输入、显示配置要求较高。因此，为了便于未来拓展、移植应用，家世界选择了基于Telnet结构的方式进行软件开发，同时结合地理信息系统GIS技术，在服务器端开发了基于WWW的货位信息查询系统。
   
    2、系统的软件开发
无线系统的软件配置如下：
（1)系统主机服务器软件：UNIX和Windows NT操作系统各有其优势，Windows NT易于维护，UNIX可以支持更多的RF手持终端，但对客户系统技术维护人员的要求较高。由于本系统要求支持的RF手持终端数小于50，因此选择了Windows NT 2000 Advanced Server作为系统主机服务器的操作系统，同时选择Microsoft SQL Server 2000作为系统的数据库，选择UNIX for Windows NT 2000作为Telnet Server，IIS作为Web Server。
（2) 仓储管理系统软件：分为两部分。一是用于仓储管理服务、统计等的服务器软件，另一个是RF手持终端登录后运行的功能模块Telnet客户软件。本系统使用Delphi 5.0和C++ Builder 5.0开发语言，实现仓储管理服务、统计等功能的服务器软件RF Warehouse2000和RF手持终端登录后运行的功能模块客户软件RF Warehouse Client2000均采用C/S结构开发。为了提高数据库访问速度以及处理数据冲突，对于数据库的操作采用存储过程和触发器机制。
    货位查询系统基于B/S结构，开发语言克服了ASP运行速度不足的问题。同时应用地理信息系统GIS的概念，采用JAVA实现货位的图形可视化查询。无线实时仓储管理系统的实现，可以大幅提高仓储式商店运作与管理的工作效率，大幅度减少现有模式中查找货位信息的时间（经检测可以缩短2/3左右），提高查询和盘点精度（精确度可以达到99%以上），大大加快了商品流转速度。同时系统的实现还减少了人力资源浪费，提高了人员的利用率。
    通过使用，增强了家世界使用无线设备的信心。目前正在开发订单和收货功能，以便更充分地发挥RF终端的使用效率。
    （作者单位：北京爱创世纪公司）