RFID应用系统与ERP系统间的业务集成

lihuolin958

　　引言

    RFID是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号将现实里的实体对象转化为信息环境下的识别对象[ 1, 2 ] 。其不仅将条形码技术与磁条技术的优点集于一身,而且具有读写距离远、同步识别多标签、存储数据量大等技术优势。

    如今,针对中小企业的数据采集业务需求,独立的RFID应用系统应运而生,然而这些系统都主要着眼于操控RFID读写器和进行数据过滤,功能单一,很难适用于规模较大的企业。但是由于RFID技术能帮助企业对实时信息作出快速响应,有利于优化企业业务流程,因此将其与现有的业务系统进行集成,对业务过程中不断变化的信息数据进行实时监控和分析,成为了业界的一种迫切需求。

    从现有的业务系统来看, ERP是目前广泛应用的、整合实时信息的企业资源管理系统[ 3 ]。然而如今的ERP系统大多结构庞大复杂,将RFID技术完全融入到成熟的ERP系统内部意味着需要大量的系统重构,集成成本、维护费用和时间代价大。如果系统间耦合度太高,不利于RFID硬件设备和业务应用应对企业需求的快速变更。此外针对各类RFID 应用流程和接口定义国际上没有统一的标准,因此RFID应用系统难以应对与不同ERP系统进行业务数据交换的需求。

    为了解决上述企业应用系统与RFID硬件接口的数据通透性问题, RFID中间件应运而生并扮演着神经中枢[ 4 ]的角色。目前RFID中间件市场得到了各大软件巨头的关注和认可, IBM、Microsoft、Oracle、Sun、SAP、BEA 和Sybase等相继推出了RFID中间件或解决方案[ 5 ]。然而其设计都依托于各自研发的核心产品或技术,有较大的依赖性和较小的扩展性。更为重要的是,这些中间件停留在RFID数据过滤集成的层面,不提供实现更高层集成的功能,忽略了业务实时处理问题。

    针对RFID技术应用与ERP系统集成问题,本文设计了一种RFID应用系统与ERP系统间业务集成中间件的整体框架,以业务单据作为数据传输的载体,同时将流程规则管理模块融入中间件,从而实现RFID业务与ERP系统相分离,彼此之间仅以XML单据形式进行异步数据传输,并可以通过规范系统配置灵活应对不同ERP系统的需求,将数据集成提升到业务集成的层面。本文提出的方案以用友U870系统库存管理模块为例进行了技术实现,实现了实时物流和单据信息流的集成。

    1 相关工作

    1. 1 RFID应用系统

    一个完整的RFID应用系统是由RFID标签、读写器及应用软件系统组成。鉴于RFID硬件设备、采集标准和数据格式的多样性,以及实际工作场景的差异性需求, RFID应用系统的发展已从为特定需求设计、与读写器紧密耦合绑定的时代,过渡到通过系统配置等方法解决RFID基础设备管理问题、实现实时监控、进而屏蔽RFID设备多样性和复杂性的发展阶段。目前RFID应用系统将重心放在多读写器的综合管理及同步采集数据的处理上,主要应用于库存自动化管理、物品资产跟踪、生产流动控制、移动车辆自动识别等领域。针对这些领域需求, RFID应用系统更多的作为独立系统被开发和使用,关注于单品级物品的管理和跟踪追溯,而忽略了现有企业信息管理系统的完备性和广泛应用性,不能满足ERP系统基于业务单据进行物料批量管理的模式。

    1. 2 RFID中间件研究现状

    RFID中间件作为RFID硬件设备与企业应用系统(主要为ERP系统)沟通的桥梁,负责RFID基础设备管理监控、标签数据采集过滤整合和提供信息服务。目前提供RFID中间件的厂商众多,但都不过是其现有软件产品或技术的延伸,能与其自身产品线快速集成,却不易与其他厂商的软件产品进行整合。此外,现有RFID中间件的目标是屏蔽对底层设备多样化接口及驱动程序的管理,解决数据的过滤和收集问题,将整合后的语义事件上传给企业应用系统,没有从根本上达到减少网络传输的设想,并依旧将基于RFID数据的业务逻辑处理等部分留给上层的ERP系统,迫使ERP系统为RFID业务数据及处理流程定义接口和重构模块。

    1. 3 用友ERP系统与RFID系统的集成分析

    U870是用友软件股份公司ERP2U8企业应用套件,是实现精细管理的一款具有普遍适应性的完整全面的ERP软件。本文将以U870中的重要功能模块库存管理为例,在原有的入库和出库业务流程基础上,用RFID技术替代人工核查出入库产品操作,并在后台生成所需单据,从而避免事后录单等人工操作带来的不准确性及滞后性,提高了仓库管理的处理效率、处理精度以及实时性。

    目前国内外ERP系统并没有预留RFID数据输入的接口,也没有直接处理RFID标签信息的能力。因此对用友ERP系统与RFID应用系统的集成提出了两个亟待解决的问题:一方面,为了减少对现有ERP系统的影响以及降低集成工作量,需要采用标准的数据格式和通信协议完成RFID应用系统与ERP系统间的业务集成和数据交换;另一方面,定义业务处理规则,在RFID中间件层面上处理基于RFID数据的入库和出库等逻辑操作,使用单据驱动的模式作为RFID中间件与上层ERP系统数据交换的载体,成功执行的反馈结果是最终生成的相应单据,失败则进行预警报告。

    2 RFID应用系统与ERP系统业务集成方案

    2. 1 方案概述

    本文提出的集成方案以传统业务单据作为流程驱动因子,将XML作为数据交换的标准输入输出格式,通过系统配置动态监控读写器,采用人工干预的被动开启模式采集标签信息,按照业务规则定义校对实物流与信息流的一致性,并最终自动生成ERP系统需要的业务单据。整体方案通过研究RFID技术与企业信息管理系统集成模型和协作机制,旨在实现RFID应用系统与ERP系统间的松散耦合。

    本方案主要包括一个以各种单据作为流程输入输出的RFID业务中间件,贯穿于ERP工作流程的库存管理等环节,起到RFID系统与ERP系统之间的信息沟通作用。该中间件负责接收来自ERP系统的各项XML 格式的业务单据(譬如物料发货通知单、入库通知单、领料单等) ,通过映射配置将单据解析为可被中间件识别的单据对象,并将抽取后的信息存储到单据表单中。该新增单据对象会触发业务中间件创建新业务实例,结合单据类型以及系统配置参数,进行信息分析和业务决策,将新创建的业务流程加入到待处理事件优先级队列中,等待相关人员进一步操作,控制启动指定读写器来读取资源信息,并校验实物信息是否与单据信息相匹配。此外, RFID中间件还提供错误预警机制,以及自动生成ERP系统所需的出库单、入库单等各种业务单据,并最终以XML的形式传递给ERP系统,从而实现实时物流信息与信息流的数据交换和数据一致。

    2. 2 系统架构

    图1充分展示了RFID中间件的功能模块,从层次结构来看,整个中间件分为RFID硬件接入层、数据层、服务层。此外,RFID业务中间件需要与企业信息管理系统(本文仅涉及ERP系统,现有接口可适用于SCM、WMS系统)进行紧密的业务集成和数据集成。

　　硬件接入层负责RFID业务中间件对底层硬件设备的协调控制,简化对底层设备应用的支持。数据层包括EPC2IS数据库、业务数据库和单据数据库,其中EPC2IS提供EPC事件的捕获、保存、查询功能,为打通供应链上下游信息共享与事件查询做铺垫;业务数据库负责配置定义、事件信息等业务数据的存储;单据数据库提供对单据存储支持。服务层主要提供RFID数据、事件和关联业务的处理。

    本文的解决方案设计了一种RFID应用系统与ERP系统间基于业务单据的集成框架,如图2所示。其中RFID业务中间件具备将RFID硬件设备采集的数据转化为ERP系统可直接处理的业务单据的完备功能。从处理对象不同的角度,可划分为RFID硬件设备监控、RFID标签数据采集处理、业务单据交换解析、业务流程控制和数据库管理五大模块。

    (1) 硬件监控模块负责异构读写器的整合工作。先对多样化的硬件设备进行注册,通过较为完善的配置流程提高系统对设备的监控能力,从而可以根据业务流程需要及配置信息动态绑定相关读写器,通过控制命令监控硬件设备采集数据,及时探测各种异常情况,并根据预定义规则进行异常差错自动处理。考虑到RFID业务中间件采集数据量大,对时间要求严格,为了减轻中间件数据处理负载, RFID硬件设备采用被动的触发模式替代原有的自动采集方式,根据管理器控制命令进行开启或关闭状态的转换。

　　(2) 数据处理模块在读写器前端对接收到的大量冗余数据进行预处理,通过数据清理、整合和汇总,对有价值的数据进行事件封装,将通过容错过滤的真实、有效、正确的数据和事件提供给后续操作。

    (3) 单据交换解析模块是此中间件与ERP系统交互的桥梁。模块中的订阅配置功能负责ERP业务单据的订阅以及相关接口的配置操作,从而屏蔽异构单据的复杂性;单据解析功能实现ERP系统中XML格式业务单据与RFID业务中间件单据对象的互相转化,实现不同系统间数据传递。此外,通过该模块的监控机制,在新业务流程成功完成的基础之上,不再需要人工每时每刻处理大量的单据,降低了人工出错的可能性。

    (4) RFID业务流程控制模块是此中间件的核心所在,是将物流信息与单据信息进行汇总的纽带。流程将新增单据作为驱动因子,配置信息作为辅助资料,通过人工干预启动标签数据采集工作,比对单据信息验证实物流数据的正确性。

    (5) 系统数据库负责存储、查询不同状态的单据及系统内部配置状态等信息。
　
　　2. 3 业务单据交换解析

    单据交换解析模块是RFID业务中间件与ERP系统直接沟通的平台,根据数据映射关系利用C#语言的反射机制以统一的方式从XML格式的业务单据中抽取单据对象或将完成核查的业务对象持久化到XML文件中。


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