RFID技術(shù)在倉儲管理中的應(yīng)用

1 條形碼識別技術(shù)

1.1 條形碼簡介

條形碼(bar code)是由一組規(guī)則排列的寬度不同的條、空及其對應(yīng)字符組成的標(biāo)記, 用以表示一定的字符、數(shù)字以及符號信息, 因此存儲的信息很少。到目前為止, 常見的條形碼的碼制大概有二十多種, 其中廣泛使用的碼制包括EAN碼、Code39碼、交叉25碼、UPC碼、128碼、Code93碼等, 不同的碼制具有不同的特點(diǎn)。條形碼系統(tǒng)是由條形碼符號設(shè)計(jì)、條形碼制作以及掃描閱讀組成的自動識別系統(tǒng), 使用時將掃描器對準(zhǔn)條形碼來獲取相關(guān)信息。

1.2 條形碼的識別原理

條碼數(shù)據(jù)的自動采集和光電信號的轉(zhuǎn)換都是由光電掃描器完成?，F(xiàn)在的光電掃描器種類很多, 但其工作原理基本一致, 都是由光學(xué)系統(tǒng)讀取條碼數(shù)據(jù), 并通過光電轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號, 再通過電信號的放大整形, 然后通過譯碼器轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識別的二進(jìn)制信息代碼。

2 RFID技術(shù)概述

RFID 最早出現(xiàn)于20 世紀(jì)80 年代, 當(dāng)初被用于無法使用條形碼跟蹤技術(shù)的特殊工業(yè)場合, 許多行業(yè)和公司利用它來定位、確認(rèn)及跟蹤庫存產(chǎn)品或其他目標(biāo)。

在具體的應(yīng)用過程中, 根據(jù)不同的目的和環(huán)境,RFID 系統(tǒng)的組成會有所不同, 但從其工作原理來看,系統(tǒng)一般都由信號發(fā)射機(jī)、信號接收機(jī)、發(fā)射接收天線三部分組成。①信號發(fā)射機(jī): 在RFID 系統(tǒng)中, 信號發(fā)射機(jī)為了不同的應(yīng)用目的, 會以不同的形式存在,典型的形式是標(biāo)簽。標(biāo)簽相當(dāng)于條形碼技術(shù)中的條形碼符號, 用來存儲需要識別傳輸?shù)男畔?。另? 與條形碼不同的是, 標(biāo)簽必須能夠自動或在外力的作用下,把存儲的信息主動發(fā)射出去。標(biāo)簽一般是帶有線圈、天線、存儲器與控制系統(tǒng)的低電集成電路。②信號接收機(jī): RFID 系統(tǒng)中, 信號接收機(jī)一般叫做閱讀器。閱讀器的基本功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩健?/p>

另外, 閱讀器還提供相當(dāng)復(fù)雜的信號狀態(tài)控制、奇偶錯誤校驗(yàn)與更正功能等。③發(fā)射接收天線: 天線是標(biāo)簽與閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。RFID 技術(shù)用于需要跟蹤眾多貨物資源、而人手又有限的倉庫管理中是非?，F(xiàn)實(shí)的。

RFID 是一種標(biāo)簽形式, 將特殊的信息編碼進(jìn)電子標(biāo)簽, 標(biāo)簽被粘貼在需要識別的物體上。它利用無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信, 以達(dá)到識別目的并交換數(shù)據(jù), 使其最大化滿足有效產(chǎn)出和精確性的要求。

3 RFID在倉儲管理中的應(yīng)用

3.1 某大米公司的倉儲管理業(yè)務(wù)分析

倉儲管理業(yè)務(wù)有以下幾種：

（1）庫存的出入庫、移動管理

對稻谷采購入庫、大米的日常生產(chǎn)量、銷售提貨、生產(chǎn)入庫和大米庫位移動等工作進(jìn)行管理, 產(chǎn)生出、入和移動單據(jù), 改變倉庫、貨位的庫存數(shù)量, 登記總量。

（2）庫存定期盤點(diǎn), 調(diào)整庫存量做到帳物相符

根據(jù)稻谷和大米品種的盤點(diǎn)周期對每種庫存做盤點(diǎn), 并按照實(shí)盤數(shù)最調(diào)整各類稻谷及大米庫存數(shù)最。

（3）庫存管理信息分析

從各種角度對庫存信息做分析。如稻谷或大米庫存數(shù)量分析（是否超出或者短缺）、庫存占用資金分析、大米來源和去向分析等。

因此, 庫存管理子系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)功能為：

①對倉庫的日常庫存操作, 如入庫、出庫、移動等業(yè)務(wù)處理進(jìn)行管理, 并編制有關(guān)出、人入單據(jù), 同時憑單記錄庫存賬目。

②對稻谷和大米品種以及庫存量周期進(jìn)行盤點(diǎn)以及清查工作, 編制盤點(diǎn)表。由于稻谷和大米是分袋包裝, 且其種類不同, 必須分類管理, 為了方便盤點(diǎn)以及出入庫管理, 將電子標(biāo)簽封裝在包裝袋內(nèi)部以標(biāo)識唯一的一袋, 并保證從大米包裝入袋到銷售出庫最后到包裝袋回收期間的所有必要信息的獲取。所有的電子標(biāo)簽應(yīng)盡可能采用識別距離遠(yuǎn)的無源標(biāo)簽。

3.2 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

（1）主控系統(tǒng)。包括主控計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)控制器、出/入庫門的識讀器及相應(yīng)的識別天線、無線網(wǎng)絡(luò)連接器、貨位導(dǎo)航指示器等。主控計(jì)算機(jī)連接網(wǎng)絡(luò)控制器，通過數(shù)據(jù)線與無線網(wǎng)絡(luò)連接器、出/入庫門的識讀器及識別天線和貨位導(dǎo)航指示器進(jìn)行連接。

（2）車載單元。包括車載控制計(jì)算機(jī)、顯示器、無線網(wǎng)絡(luò)連接器、識讀器及識別天線、加裝電子標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)托盤、寫有貨車識別電子碼的車載電子標(biāo)簽等。車載單元通過無線網(wǎng)絡(luò)連接器與主控系統(tǒng)進(jìn)行連接。

（3）手持單元。包括集成移動手持設(shè)備、寫有手持設(shè)備識別電子碼的手持電子標(biāo)簽。手持單元通過無線網(wǎng)絡(luò)訪問主控計(jì)算機(jī)。

（4）倉庫設(shè)施。倉庫內(nèi)將被劃分為具有相應(yīng)識別電子碼的不同貨位，其中包括所處倉庫、貨區(qū)、貨架及每個獨(dú)立貨品存放區(qū)。管理人員將貨位電子碼寫入貨位識別電子標(biāo)簽，并將貨位識別電子標(biāo)簽封裝在相對應(yīng)的貨位的導(dǎo)航指示器中。整個倉庫內(nèi)及各庫門附近都將由無限局域網(wǎng)覆蓋，以實(shí)現(xiàn)信息共享。

3.3 系統(tǒng)流程分析

3.3.1 系統(tǒng)的主業(yè)務(wù)流程

根據(jù)貨物的流向，系統(tǒng)的主業(yè)務(wù)流程如圖1所示。

圖1  系統(tǒng)主業(yè)務(wù)流程

3.3.2 入庫作業(yè)流程

入庫作業(yè)流程如圖2所示。

圖2  入庫作業(yè)流程

（1）入庫準(zhǔn)備。主控系統(tǒng)將根據(jù)貨品屬性信息自動派生出對應(yīng)每個單件貨品的電子碼（或是使用每個貨品的EPC 編碼），將其寫入電子標(biāo)簽的芯片內(nèi)并為每個將要入庫的貨品指定相應(yīng)的貨位。

（2）入庫單下達(dá)。入庫單以電子版送達(dá)到主控計(jì)算機(jī)中，主控計(jì)算機(jī)根據(jù)貨車使用情況，為入庫單指定服務(wù)貨車，并將貨車的識別電子碼注明在入庫單中，同時將入庫單下達(dá)給倉庫管理員。

（3）入庫進(jìn)入。倉庫管理員接到入庫單后，將全部入庫貨品放置在指定的貨車上;駛至裝有識讀器的入庫門時，主控系統(tǒng)通過獲取貨車識別電子碼核查入庫單的權(quán)限，核查無誤后，自動獲取到貨車所載的全部貨品的電子碼;核對車載貨物是否與入庫單相符合，核對無誤后根據(jù)在系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定好的貨品存儲位置，通過無線網(wǎng)絡(luò)將入庫核準(zhǔn)指令和入庫貨品碼放貨位明細(xì)表傳送給車載單元的控制計(jì)算機(jī)，并同時開啟在各個指定貨位上的導(dǎo)航指示燈。

（4）入庫上架。倉庫管理員通過分散在各獨(dú)立貨位的導(dǎo)航指示燈，并結(jié)合車載顯示器中的入庫貨品碼放貨位明細(xì)表，確定貨品上架線路;在此過程中，車載識別天線不停地識別各個貨架的貨位導(dǎo)航指示器，到達(dá)指定貨位時提示倉庫管理員停車，并準(zhǔn)備貨品上架，顯示屏將顯示此貨位將上架的貨品詳細(xì)清單;倉庫管理員根據(jù)顯示的貨品上架詳細(xì)信息執(zhí)行上架后，主控系統(tǒng)自動更新庫存貨品記錄，并關(guān)閉對應(yīng)的貨位導(dǎo)航指示燈。

（5）入庫結(jié)束。全部入庫貨品上架后，倉庫管理員將空載貨車駛至出庫門;主控系統(tǒng)通過獲取貨車識別電子碼檢測貨品是否全部上架，并檢查貨車是否空載，核查無誤后授權(quán)出庫，并完成相應(yīng)的記錄。

3.3.3 出庫作業(yè)流程

出庫作業(yè)流程如圖3所示。

圖3  出庫作業(yè)流程

（1）出庫單下達(dá)。出庫單將以電子版送達(dá)到主控計(jì)算機(jī)中；主控計(jì)算機(jī)將根據(jù)貨車使

用情況記錄，為此出庫單指定服務(wù)貨車，并將貨車的識別電子碼注明在出庫單中，同時將

出庫單下達(dá)給倉庫管理員。

（2）出庫進(jìn)入。倉庫管理員在接到出庫單后，將空載貨車駛至裝有識讀器的入庫門時，主控系統(tǒng)通過獲取貨車識別電子碼核查出庫單的權(quán)限，核查無誤后將出庫核準(zhǔn)指令和出庫貨品碼放貨位明細(xì)表傳給車載控制計(jì)算機(jī)，并在車載顯示器中顯示給倉庫管理員;同時根據(jù)出庫貨品碼放貨位明細(xì)表中的各項(xiàng)貨品所在倉庫中的貨位，開啟相應(yīng)的貨位導(dǎo)航指示燈。

（3）出庫下架。在庫區(qū)內(nèi)，倉庫管理員通過分散在各獨(dú)立貨位的導(dǎo)航指示燈，并結(jié)合車載顯示器中的出庫貨品碼放貨位明細(xì)表，確定貨品下架線路;在此過程中，車載識別天線不停地識別各個貨架的貨位導(dǎo)航指示器，到達(dá)指定貨位時提示倉庫管理員停車，并準(zhǔn)備貨品下架，顯示器將顯示此貨位將下架的貨品詳細(xì)清單;倉庫管理員將根據(jù)顯示的貨品下架詳細(xì)信息將貨品下架，并執(zhí)行上載貨車的指令;主控計(jì)算機(jī)將庫存貨品狀態(tài)記錄更新后，關(guān)閉對應(yīng)貨位的導(dǎo)航指示燈。

（4）出庫結(jié)束。全部出庫貨品下架后，倉庫管理員將滿載貨車駛至出庫門，主控系統(tǒng)通過獲取貨車識別電子碼檢測貨品是否全部下架;核對此貨車所載全部貨物是否與出庫單內(nèi)容一致，核查無誤后授權(quán)出庫，完成相應(yīng)的記錄。

3.3.4 倉庫管理作業(yè)流程

（1）庫內(nèi)盤點(diǎn)。倉庫管理員接到盤點(diǎn)指令后攜帶手持單元進(jìn)入庫區(qū)時，主控系統(tǒng)將記錄執(zhí)行此次盤點(diǎn)任務(wù)的手持設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入庫區(qū);依次遍歷全部貨位并將所收集到的全部貨品信息通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時地傳送給主控計(jì)算機(jī);遍歷完全部貨位并攜帶手持設(shè)備出庫時，主控系統(tǒng)將記錄執(zhí)行此次盤點(diǎn)任務(wù)的手持設(shè)備已經(jīng)離開庫區(qū)，并將發(fā)送過來的全部貨品信息與主控計(jì)算機(jī)中的盤點(diǎn)單中的全部貨品內(nèi)容互相比對，并將盤點(diǎn)結(jié)果告知倉庫管理員。

（2）庫內(nèi)移位、調(diào)撥。此作業(yè)不對庫存貨品進(jìn)行增減。在主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中，僅處理轉(zhuǎn)移貨位的貨品所處的貨位信息，這樣做可以避免貨品出入庫的不便。主控系統(tǒng)將通過下達(dá)貨品轉(zhuǎn)移指令，并結(jié)合車載單元與貨位導(dǎo)航指示器，控制并協(xié)調(diào)完成貨品轉(zhuǎn)移的全過程，

使其匹配主控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容。

3.4 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)的功能模塊如下：

（1）系統(tǒng)維護(hù)。包括用戶權(quán)限管理、密碼設(shè)置、操作日志、數(shù)據(jù)備份、打印設(shè)置。

（2）基礎(chǔ)信息管理。主要實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的基本信息資料的管理和初期數(shù)據(jù)的設(shè)置。包括倉庫定義、地區(qū)信息、貨品信息、供應(yīng)商信息、客戶信息、員工信息、出入庫信息及類別信息。

（3）倉庫管理。主要實(shí)現(xiàn)對倉儲基本業(yè)務(wù)的管理，是整個倉儲管理的核心。包括貨品入庫、貨品出庫、貨位管理、盤點(diǎn)管理、移位管理、調(diào)撥管理、預(yù)警管理、包裝管理、質(zhì)檢管理。

（4）查詢統(tǒng)計(jì)、報表。包括入庫單、出庫、組裝、拆卸、報損、移位、盤點(diǎn)等的查詢統(tǒng)計(jì)，出庫計(jì)劃、調(diào)撥單、調(diào)撥申請、客戶指令、合同等的查詢及各種報表輸出。

（5）財(cái)務(wù)管理。主要用于簡單記賬，可以管理倉儲物流中的收支。包括科目設(shè)置、記賬錄入、記賬管理、記賬查詢、統(tǒng)計(jì)匯總表以及憑證打印等。

（6）其他。其他輔助項(xiàng)目和終端程序接口等。

4 小結(jié)

本文作者創(chuàng)新點(diǎn)是在倉儲管理系統(tǒng)中應(yīng)用 RFID 技術(shù)除了要投資硬件設(shè)備，還要升級現(xiàn)有的管理信息系統(tǒng)。因?yàn)橹挥猩壓透倪M(jìn)現(xiàn)有的管理信息系統(tǒng)才能適應(yīng)RFID 技術(shù)的特點(diǎn)，以發(fā)揮更大的優(yōu)勢。倉儲管理系統(tǒng)應(yīng)用RFID 技術(shù)后一些業(yè)務(wù)流程發(fā)生了變化，企業(yè)內(nèi)部人員可能需要一段時間去適應(yīng)。