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摘 要：在現有倉庫管理中引入RFID技術,，對倉庫到貨檢驗,、入庫、出庫,、調撥,、移庫移位、庫存盤點等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數據進行自動化的數據采集,，保證倉庫管理各個環(huán)節(jié)數據輸入的速度和準確性,，確保企業(yè)及時準確地掌握庫存的真實數據，合理保持和控制企業(yè)庫存,。 第一章 概述倉庫管理在企業(yè)的整個管理流程中起著非常重要的作用,，如果不能保證及時準確的進貨、庫存控制和發(fā)貨,，將會給企業(yè)帶來巨大損失,，這不僅表現為企業(yè)各項管理費用的增加，而且會導致客戶服務質量難以得到保證,，最終影響企業(yè)的市場競爭力,。 傳統(tǒng)的倉庫管理，一般依賴于一個非自動化的,、以紙張文件為基礎的系統(tǒng)來記錄,、追蹤進出的貨物，完全由人工實施倉庫內部的管理,，因此倉庫管理的效率極其低下,，所能管理的倉庫規(guī)模也很小。 隨著計算機的應用普及,，目前大多數企業(yè)的倉庫管理數據資料已開始采用計算機數據系統(tǒng)管理,，但數據還是采用先紙張記錄、再手工輸入計算機的方式進行采集和統(tǒng)計整理,。這不僅造成大量的人力資源浪費,，而且由于人為的因素，數據錄入速度慢、準確率低,。 隨著企業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展,，倉庫管理的物資種類機數量在不斷增加、出入庫頻率劇增,，倉庫管理作業(yè)也已十分復雜和多樣化，傳統(tǒng)的人工倉庫作業(yè)模式和數據采集方式已難以滿足倉庫管理的快速,、準確要求,，嚴重影響了企業(yè)的運行工作效率，成為制約企業(yè)發(fā)展的一大障礙,。
（1） 節(jié)省人工采集數據成本,； （2） 自動化的倉庫管理作業(yè),，提高工作效率； （3） 減少管理成本和人為差錯,； （4） 更精確的進,、銷、存控制,； （5） 增進合作伙伴關系,； （6） 快速響應顧客需求，擴大產品銷售量,。 據自動識別中心會員Accenture咨詢公司分析,，采用RFID可以： ＊ 減少庫存10～30%； ＊ 庫存空間利用率提高20%； ＊ 降低勞動力成本10～40%,； ＊ 加快揀貨,、送貨速度10%； ＊ 減少因偷盜,、保管不善造成的損失50%,； ＊ 增加銷售額2～10%； ＊ 運輸成本降低2～13%,。 ＊ 發(fā)運準確度達到95%(托盤運輸的公司可以超過 99.9% 的準確度),； ＊ 計費性退貨減少80%； 第二章 RFID技術簡介 2.1,、RFID技術 RFID是Radio Frequency Identification 的縮寫,，即射頻識別。 RFID技術是一種非接觸式自動識別技術,，它是通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據,。它能對相距幾厘米到幾十米范圍內的物體進行識別，而且可以批量讀取,、可識別靜止和運動狀態(tài)下的物體,、設備、車輛和人員,，從而成為了自動識別領域一顆耀眼的新星,。 條形碼是一種已經應用非常廣泛的自動識別技術，但RFID與之相比優(yōu)勢非常明顯： （1）快速掃描 每次只能有一個條形碼受到掃描,；RFID讀器可同時辨識讀取數個RFID標簽,。 （2）體積小型化、形狀多樣化 RFID不需要為讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質,，更適合往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展,，以方便嵌入或附著在不同形狀、類型的產品上,； （3）抗污染能力和耐久性 傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張,，因此容易受到污染，但RFID對水,、油和化學藥品等物質具有很強抵抗性,。此外，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上,，所以特別容易受到折損,；RFID卷標是將數據存在芯片中，因此可以免受污損,。 （4）可重復使用 現今的條形碼印刷上去之后就無法更改,，RFID標簽內儲存的數據可以動態(tài)的更新,，可以回收并多次使用。 （5）穿透性和無屏礙閱讀 條形碼掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下,，才可以辨讀條形碼,。RFID能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬和非透明的材質,，進行穿透性通信,，不需要光源，讀取距離更遠,。但不透過金屬等導電物體進行識別,。 （6）數據的記憶容量大 一維條形碼的容量是50Bytes，二維條形碼最大容量可儲存2到3000字符,，RFID最大的容量則有數MegaBytes。隨著記憶載體的發(fā)展,，數據容量也有不斷擴大的趨勢,。未來物品所需攜帶的資料量會越來越大，對標簽所能擴充容量的需求也相應增加,。 （7）安全性 由于RFID承載的是電子信息,，其數據內容可經由密碼保護，使其內容不易被偽造及變編造,，安全性更高,。
最基本的RFID系統(tǒng)由三大部分組成： （1） 電子標簽（Tag） 電子標簽又稱為射頻標簽,、應答器,，一般由耦合元件（天線）及專用芯片組成。
讀取（有時還可以寫入）標簽信息的設備,，可設計為手持式或固定式,；閱讀器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據，從而達到自動識別物體的目的,。通常閱讀器與電腦相連,，所讀取標簽信息被傳到電腦上進行下一步處理,。
天線是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機的射頻信號接收或輻射出去的裝置,。
閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入天線輻射場時,，產生感應電流從而獲得能量,，發(fā)送出自身編碼等信息，被閱讀器讀取并解碼后發(fā)送至電腦主機進行有關處理,。
射頻識別可以用來跟蹤和管理幾乎所有物理對象，因此可廣泛應用于各行各業(yè),，典型應用包括： （1） 供應鏈與物流管理 （2） 生產制造與裝配 （3） 行李,、郵件和包裹處理 （4） 身份識別、防偽,、門禁和防盜系統(tǒng) （5） 文檔追蹤/圖書館管理 （6） 交通管理與城市規(guī)劃 （7） 服務體驗與CRM （8） 空間定位與跟蹤 （9） 普適計算 第三章 系統(tǒng)方案 3.1對象和任務 3.1.1倉庫管理對象 倉庫管理的主體是倉庫管理員,，其管理對象包括： （1）庫存品：放在倉庫中保管的物品，它是倉庫管理的根本對象,；庫存品按存在形式分為：托盤,、箱體和散裝三種形式，限于目前RFID還不適合管理到每一個細小的單件物品,，因此使用RFID管理物品的單位是整箱和整個托盤（含大件單品）,； （2）庫位：倉庫中用來擺放庫存物品的、在空間上互不重疊的區(qū)域,，一般一個庫位可以擺放多個庫存品,；也可以一個較大的庫存品占用幾個庫位。 （3）庫管設備：用于倉庫管理的設備,，如叉車,、手推車等；在大型,、繁忙倉庫中需要對這些設備進行合理調度,、實時定位，以提高設備的利用率,。 3.1.2倉庫管理的作業(yè)任務 倉庫管理的主要作業(yè)任務有： （1） 入庫（進貨檢驗） （2） 出庫（揀選） （3） 移庫（補貨） （4） 盤庫 （5） 根據需要,，產生各種庫存報表 3.2總體設計 3.2.1基本思路 （1）給每一庫位貼電子標簽，該標簽稱為庫位標簽,。在進行庫房管理作業(yè)時,，讀取該標簽編號，就可判定當前作業(yè)的位置是否正確,。 （2）在物品入庫時,，給每個庫存管理物品貼電子標簽,，該標簽為貨物標簽。貼放標簽的物品應該是整托盤,、整箱或便于安裝標簽的大件物品,。在進行庫房作業(yè)時，讀取標簽的編號,，確定作業(yè)物品是否正確,。為了節(jié)省運行成本，貨物標簽設計成可重復使用,。在貨物出庫時取下,，送到入庫處再重新使用。 （3）架設無線網絡,，覆蓋整個倉庫作業(yè)區(qū),，所有作業(yè)數據實時傳輸。在叉車上安裝固定無線數據終端,，手工作業(yè)人員配手持式無線數據終端,。無線數據終端具有接受作業(yè)指令、確認作業(yè)位置與作業(yè)貨物是否準確,、返回作業(yè)實況等功能。 （4）使用自動導引車AGV（Automatic Guided Vehicle）作為平臺,，在上面安裝RFID識讀器,、控制設備、無線通信設備,。安裝識讀器設備的AGV車,，每天在設定時間自動對庫房進行盤點，并把盤點結果傳輸給系統(tǒng)管理中心,。 3.2.2系統(tǒng)架構
第一層是采集（Capture）,，主要是通過射頻識別設備以及其它自動識別設備采集數據，包括庫位標簽,、貨物標簽,、無線數據終端、AGV車等,； 第二層是移動（Movement）,，即通過無線通信技術，把采集來的數據傳遞到中央數據庫,，包括無線接入設備和相關的網絡設備,。 第三層是管理（Management），對采集的數據進行管理,，包括數據庫服務器,、網絡服 務器等設備和倉庫管理系統(tǒng)軟件,。 3.3系統(tǒng)構成
（1） 倉庫管理中心子系統(tǒng) 負責倉庫管理數據庫的集中管理與維護，負責進貨計劃,、出庫計劃的制定和指令下達,；打印生成各種管理報表。 （2） 倉庫管理現場子系統(tǒng) 發(fā)行入庫標簽,、進行實時庫存管理（庫位管理）,、通過無線網絡發(fā)布倉庫管理作業(yè)指令。 （3） 倉庫管理執(zhí)行子系統(tǒng) 完成入庫,、出庫,、移庫、盤庫等作業(yè)具體操作,，并返回執(zhí)行實況,。 3.4系統(tǒng)信息流 系統(tǒng)的信息流程如下：
3.5.1庫位標簽的制作與安裝 除非庫位調整或標簽損壞，一般庫位標簽只需制作安裝一次,。操作步驟如下： ＊ 先對庫位進行編碼 ＊ 使用倉庫管理現場子系統(tǒng)計算機和RFID讀寫器把庫位編碼等信息寫入電子 標簽,； ＊ 使用標簽打印機，在紙標簽上打印庫位編碼文字和條碼信息,； ＊ 把紙標簽貼在電子標簽上生成庫位標簽,； ＊ 把庫位標簽安裝到庫位上。要求安裝牢固,，以防脫落,；并要求標簽盡量統(tǒng)一安裝在庫位正下方的支撐橫梁上。 3.5.2入庫作業(yè)流程 入庫作業(yè)流程見下圖：
重點檢查： ＊ 送貨單與訂貨單是否一致,； ＊ 實到貨物與送貨單是否一致,； 如果不符拒絕接收。 （2）制作和粘貼標簽 具體方法如下： ＊ 采用選定的物品編碼方案對入庫物品進行編碼,； ＊ 制作貨物標簽：把編碼信息寫入電子標簽,，同時打印紙質標簽（方便人工校核），再把紙質標簽和電子粘合在一起就成為貨物標簽,。 ＊ 在庫存品上固定標簽：考慮到目前標簽成本較高,，為了方便電子標簽的回收，一般采用懸掛的方式把標簽固定到物品上,。如果不回收則可以采用粘貼方式固定,。 （3） 現場計算機自動分配庫位，并逐步把每次操作的庫位號和對應物品編號下載到無線數據終端（手持終端或叉車終端）上,； （4） 作業(yè)人員運送貨物到指定庫位,，核對位置無誤后把貨物送入庫位（如有必要，修改庫位標簽中記錄的貨物編號和數量信息）,； （5） 無線數據終端把入庫實況發(fā)送給現場計算機,，及時更新庫存數據庫,。 3.5.3出庫作業(yè)流程 出庫作業(yè)流程見下圖：
（2）現場計算機編制出庫指令,，并下載到數據終端,； （3）作業(yè)人員按數據終端提示，到達指定庫位,； （4）從庫位上取出指定數量的貨物,，改寫庫位標簽內容； （5）貨物運送到出口處,，取下貨物標簽,； （6）向現場計算機發(fā)回完成出庫作業(yè)信息； （7）更新中心數據庫,。 3.5.4移庫作業(yè)流程 移庫作業(yè)流程如下： （1） 根據需要,，現場計算機編制移庫指令，并下載到數據終端,； （2） 作業(yè)人員按數據終端提示,，到達指定庫位； （3） 從庫位上取出指定數量的貨物,，并改寫庫位標簽內容,； （4） 把貨物運到目的庫位，貨物送入庫位,，修改庫位標簽內容,； （5） 向現場計算機發(fā)回移庫作業(yè)信息。 3.5.5盤庫作業(yè)流程 盤庫作業(yè)流程如下： （1） 現場計算機根據盤庫計劃,，向盤庫機器人（裝備有RFID識讀設備的AGV車）發(fā)出盤庫指令,； （2） 盤庫機器人按照事先設定的路線和行駛速度行進,，在行進過程中讀取庫位標簽和物品標簽編碼,，如發(fā)現兩者不能互相匹配，則向現場計算機發(fā)出報警提示,； （3） 盤庫機器人按照指定路線行駛一遍后,，向現場計算機發(fā)出盤庫結束信息。 3.6關鍵問題探討 3.6.1與ERP系統(tǒng)的連接 目前大型企業(yè)都已開始使用ERP系統(tǒng),，該系統(tǒng)一般包含有倉庫管理子系統(tǒng),。比較簡單的倉庫管理系統(tǒng)僅僅只是一個倉庫管理的數據庫管理系統(tǒng)，而先進的系統(tǒng)已經開始采用條碼來自動錄入數據,。因此引進基于FRID技術的新系統(tǒng)需要對現有系統(tǒng)作充分了解,，對可以利用的已有基礎盡量利用，以保證系統(tǒng)的順利實施,。 從3.3節(jié)系統(tǒng)構成圖可以看出：FRID倉庫管理系統(tǒng)的特色主要體現在“現場子系統(tǒng)”和“執(zhí)行子系統(tǒng)”兩部分,，而“中心子系統(tǒng)”與一般的倉庫管理系統(tǒng)沒有太大的區(qū)別,。 3.6.2電子標簽的選擇 適合倉庫管理應用的電子標簽主要是UHF頻段的無源電子標簽，這是因為： a) UHF無源標簽的讀寫距離遠,，一般為3～9米,； b) UHF無源標簽的芯片價格比較便宜，隨著使用數量的增加,，其價格還會下降,； c) UHF無源標簽的體積較小，適合做成各種不同的形式,。 3.6.3貼放標簽的貨物單元 貨物在倉庫中存放有下列幾種形式： （1） 單品（Unit or Item）：就是每件商品獨立存放,。在倉庫中單獨存放的商品一般是體積較大的物品； （2） 箱體（Case）：多個商品用一個箱子包裝后存放,； （3） 托盤（Pallet）：多個箱子堆放在一個托盤上,，以托盤形式存放； 我們認為最適合貼標簽的單元在箱體,，在箱子上粘貼的標簽中記載箱子內部物品數量,。大件單品上應采用懸掛的方式粘貼標簽；如沒有特別需要托盤上不粘貼標簽,。 3.6.4庫位與貨物編碼方案 ＊ 盡量沿用企業(yè)內部已經使用成熟的編碼方案,； ＊ 如果沒有現成的編碼方案，則采用國際標準的物品編碼方案（EAN/UCC）,。 3.6.5標簽上存儲的信息（格式） ＊ 庫位標簽主要存放：標簽類別（庫位類）,、庫位編號、存放的貨物編碼及數量,； ＊ 貨物標簽上主要存放：標簽類別（貨物類）,、貨物編碼及數量、入庫時間,、批次等,。 3.6.6關于AGV車 用于自動盤庫的AGV車的選用應考慮下列問題： （1） 盡量選用已有的AGV車，有利于調度,、使用與維護,。 （2） 便于在AGV車上安裝自動識別設備； （3） 易于自動識別設備,，可隨意控制其行進速度,、起步、停止,、甚至倒退,； （4） 能夠給自動識別設備提供電源（+24VDC）； 價格盡量低，有利于系統(tǒng)普及應用,。 |
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