基于無線射頻技術的現(xiàn)代倉儲管理

劉　濤

摘 要：探討RFID技術于現(xiàn)代倉儲管理中應用現(xiàn)況，導入RFID后倉儲管理的具體作業(yè)流程。

關鍵詞：無線射頻識別技術；倉儲管理；現(xiàn)代企業(yè)

1 系統(tǒng)架構

倉庫管理系統(tǒng)設計采用如下三層架構：

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(shù)據(jù)，包括庫位標簽、貨物標簽、無線數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳遞到中央數(shù)據(jù)庫，包括無線接入設備和相關的網(wǎng)絡設備。

第三層是管理(Management)，對采集的數(shù)據(jù)進行管理，包括數(shù)據(jù)庫服務器、網(wǎng)絡服務器等設備和倉庫管理系統(tǒng)軟件。

2 在硬件層面的構建

(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(wǎng)絡，覆蓋整個倉庫作業(yè)區(qū)，所有作業(yè)數(shù)據(jù)實時傳輸。在叉車上安裝固定無線數(shù)據(jù)終端，手工作業(yè)人員配手持式無線數(shù)據(jù)終端。無線數(shù)據(jù)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。

其實，建立RFID硬件應用只是冰山一角，更多、更大規(guī)模的應用還是在后臺，比如對數(shù)據(jù)庫、中間件、應用軟件、甚至企業(yè)業(yè)務流程等的支持和改進才是讓RFID充分發(fā)揮價值的根本。這一整套系統(tǒng)才使得實時庫存數(shù)據(jù)可以真正被最快最廣泛的利用，真正使得庫存管理融入整個供應鏈系統(tǒng)之中。畢竟單一的實物倉庫管理是無法滿足現(xiàn)在企業(yè)對庫存的要求的。也只有充分使用信息技術來輔助管理才能最好的溝通企業(yè)內(nèi)部各個部門的關系，使得資金周轉起來更加流暢。

一套基于RFID的倉庫總系統(tǒng)包括圖1的五個部分：

RFID倉儲管理系統(tǒng)由業(yè)務管理軟件、RFID標簽發(fā)行系統(tǒng)和RFID標簽識別采集系統(tǒng)組成，這幾個系統(tǒng)互相聯(lián)系，共同完成物品管理的各個流程。后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，RFID識別采集是實現(xiàn)管理功能的基礎和手段。通過RFID中間件與管理中心進行數(shù)據(jù)的交換。

圖1 RFID倉儲管理系統(tǒng)結構圖

3 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)利用電子標簽對每一個需要管理的對象在其管理周期內(nèi)進行標記管理。管理人員利用本系統(tǒng)可以實時了解掌控每個被管理對象(物品)的性質、狀態(tài)、位置、歷史變化等信息，并根據(jù)這些信息采取相應的管理對策和措施，達到提高使用單位的運營水平和管理質量的目的。根據(jù)需求，系統(tǒng)包含了若干模塊：系統(tǒng)管理、標簽制作、入庫管理、出庫管理、盤點管理、調撥管理、退換管理、報表分析、終端數(shù)據(jù)采集程序：

(1)系統(tǒng)管理：系統(tǒng)設置以及系統(tǒng)用戶信息和權限。標簽制作：依據(jù)入庫單及標簽制作申請單錄入的貨物信息生成每個物品的電子標簽，在標簽表面上打印標簽序號及產(chǎn)品名稱、型號規(guī)格，在芯片內(nèi)記錄產(chǎn)品的詳細信息。

(2)入庫管理：入庫時，倉庫管理員根據(jù)訂貨清單清點檢查每一件貨品，檢查合格后交給倉庫保管員送入庫房。倉庫保管員持手持機掃描貨架庫位標簽和入庫物品上的標簽并輸入物品數(shù)量進行入庫登記，數(shù)據(jù)記入手持機內(nèi)的入庫操作數(shù)據(jù)表，然后將物品放置到指定庫位上。如果需要將物品裝入包裝箱內(nèi)存放，還需要掃描箱標簽以更新手持機內(nèi)箱明細表。全部物品入庫完畢后，將手持機交給管理員，由管理員將入庫數(shù)據(jù)導入后臺管理數(shù)據(jù)庫內(nèi)，完成入庫操作。經(jīng)過這一流程后，倉庫中每一種物品的位置、數(shù)量、規(guī)格型號等都可以在倉儲管理軟件中一目了然的查找出來，實現(xiàn)了倉儲狀態(tài)的可視化。

(3)出庫管理：出庫時，倉庫管理員根據(jù)根據(jù)領料申請查詢倉儲狀態(tài)，然后做出預出庫單；保管員根據(jù)預出庫單將指定庫位的物品取出，使用手持機掃描庫位標簽和物品標簽將出庫信息進行登記，數(shù)據(jù)記入手持機出庫數(shù)據(jù)表；全部出庫物品取出后將出庫信息上傳到主機，與預出庫單作比較，并根據(jù)實出數(shù)量進行登帳。

(4)盤點管理：使用手持數(shù)據(jù)采集終端進行數(shù)據(jù)的采集，如物品標簽、擺放貨架、物品數(shù)量等。系統(tǒng)可根據(jù)事先設定的產(chǎn)品分類，自動產(chǎn)生或人工選擇產(chǎn)生盤點任務表，進行盤點作業(yè)，盤點作業(yè)主要掃描產(chǎn)品標簽和相應的庫位信息。數(shù)據(jù)上傳后，系統(tǒng)會自動列出已盤產(chǎn)品與未盤產(chǎn)品，并根據(jù)需求進行盤盈、盤虧等操作。

(5)調撥管理：出現(xiàn)調撥情況時，根據(jù)調撥情況選擇不同的調撥流程。

(6)退換貨管理：客戶退貨的時候，通過讀取產(chǎn)品標簽可以查詢的該產(chǎn)品是否是屬于此客戶，銷售時間等信息，并且方便查詢當時的銷售信息，進行有效的監(jiān)督和管理。對于確認需要退貨的產(chǎn)品，手持機在讀取標簽時會將當前時間寫入標簽中的退貨時間字段。

(7)報表分析：對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，生成相關報表。將整個倉庫管理與射頻識別技術相結合，能夠高效地完成各種業(yè)務操作，改進倉儲管理，提升效率及價值；提高物品出入庫過程中的識別率，可不開箱檢查，并同時識別多個物品，提高出入庫效率；縮減盤點周期，提高數(shù)據(jù)實時性，實時動態(tài)掌握庫存情況，實現(xiàn)對庫存物品的可視化管理；采用射頻技術能大大提高揀選與分發(fā)過程的效率與準確率，并加快配送的速度，減少人工、降低配送成本；精確掌握物資情況，優(yōu)化合理庫存。

RFID對上述7各環(huán)節(jié)的改進，第一實現(xiàn)了貨物的先進先出管理。庫存管理依靠的是手工的方式，只能實現(xiàn)樓層級的管理。根本無法區(qū)分各批次的庫存貨物，從倉庫出貨時，無法做到貨物的先進先出管理，導致部分貨物長期存放在倉庫中，影響了產(chǎn)品的品質和公司的形象。而數(shù)字化倉庫利用RFID，無線局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)庫等先進技術，可以實現(xiàn)托盤貨位管理。對于每一批入庫的貨物，其入庫時間，存放貨位等信息均由系統(tǒng)自動記錄，當貨物出庫時，就可在此基礎上實現(xiàn)貨物的先進先出管理。

第二使得倉庫庫存實時化管理 成為可能：原始倉庫的庫存管理依靠的是手工報表，人工統(tǒng)計的方式來實現(xiàn)，導致領導和電話訂貨中心等相關部門無法及時確切了解倉庫的庫存信息。此外，業(yè)務的發(fā)展，日進出貨物數(shù)量、品種逐步擴大，客戶需求也日趨復雜。能否實現(xiàn)倉庫庫存的實時化管理已經(jīng)成為了影響建立快速、高效的運營體系的重要因素。數(shù)字化倉庫項目建成投入運行以來，極大地改變了這一狀況。管理人員和相關部門可以實時、準確地掌握配送中心倉庫的庫存情況。倉庫庫存的實時化管理為公司領導和相關部門的經(jīng)營決策提供了科學的依據(jù)。由于RFID能迅速精確的計算貨物總量，跟蹤流動貨物在調查貨物過剩及零售商接受貨物中貨物短缺問題時的費用將大大減少。使得實時管理庫存成為可能。計算周轉率的是庫存 管理中十分必要的，而使用點庫存(月初月末庫存數(shù)據(jù))的方式并不準確有人為的影響因素比如月初月末壓貨行為。因此可以通過射頻技術建立的現(xiàn)代智能倉庫采集得來得連續(xù)庫存數(shù)據(jù)來計算。這個時間段可以是天也可以是小時，一般按照天就可以了。公式如下

IDMS=AVG(D1+D2+D3+D4+D5……+D31)/AVG(Dsm1+Dsm2+……+Dsm31)

IDSM 為庫存現(xiàn)金系數(shù)

AVG 平均數(shù)

D1 每期第一天的庫存，依次類推

Dsm1 每期第一天的銷售物料成本，依次類推

這樣計算的資金周轉率就比較客觀準確了，同時也可以依賴RIFD的便利來得到各種不同產(chǎn)品的資金周轉率，為企業(yè)高層在庫存管理時提供定量信息。

第三圖形化管理對物料進行跟蹤：在實現(xiàn)托盤貨位管理的基礎上，還能實現(xiàn)物料跟蹤及圖形化管理的功能。這一功能使得庫存物料可以非常直觀、迅速地以圖形化的方式反映出來。極大地提高了物品管理的倉儲效率和精細度。

第四優(yōu)化業(yè)務流程，提高工作效率：數(shù)字化倉庫項目建成后，結合計算機技術和托盤管理，在很大程度上優(yōu)化了卷煙配送中心的業(yè)務流程。入庫時，貨物在傳送帶上經(jīng)掃碼后，直接堆放在托盤上，由在系統(tǒng)控制下的提升機自動將該托盤送到相應樓層，最后叉車將托盤送到系統(tǒng)分配的貨位存放。出庫時，叉車根據(jù)系統(tǒng)指示，按照先進先出的原則將目標托盤送到提升機，再送至分揀中心進行分揀，通過對托盤的有效管理和運用，減少了貨物的搬運次數(shù)和破損機率，提高運行效率。

通過信息系統(tǒng)，各部門與倉庫直接聯(lián)機，詳細儲存每項產(chǎn)品的生產(chǎn)日期、銷售數(shù)量、庫存狀態(tài)、有效日期、存放位置、銷售價值和成本等數(shù)據(jù)。有關數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)專線與各部門直接聯(lián)機，使各個職能部門及倉庫能及時了出庫銷售和存貨狀況，并按實際情況及時安排采購以補足貨物存量。在倉庫庫存不足時，公司的計劃部門及生產(chǎn)系統(tǒng)亦會實時安排生產(chǎn)，并預定補貨計劃，以避免出現(xiàn)斷貨情況。信息系統(tǒng)完全實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)轉換，決策部門可以隨時掌握最新的數(shù)據(jù)，做出相對準確的決策。

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，柔性制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing Systems)、計算機集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing Systems)和工廠自動化(Factory Automation)對自動化倉儲提出更高的要求，搬運倉儲技術要具有更可靠、更實時的信息，工廠和倉庫中的物流必須伴隨著并行的信息流。

射頻數(shù)據(jù)通信、條形碼技術、掃描技術和數(shù)據(jù)采集越來越多的應用于倉庫堆垛機、自動導引車和傳送帶等運輸設備上，移動式機器人也作為柔性物流工具在柔性生產(chǎn)中、倉儲和產(chǎn)品發(fā)送中日益發(fā)揮重要作用。實現(xiàn)系統(tǒng)柔性化，采用靈活的傳輸設備和物流線路是實現(xiàn)物流和倉儲自動化的趨勢。

人工智能技術的發(fā)展必將推動自動化倉庫技術向更高階段即智能自動化方向發(fā)展，在智能自動化物流階段，生產(chǎn)計劃作出后，自動生成物料和人力需求，查看存貨單和購貨單，規(guī)劃并完成物流。如果物料不夠，無法滿足生產(chǎn)要求，系統(tǒng)會自動推薦修改計劃以便生產(chǎn)出等值產(chǎn)品。這種系統(tǒng)是將人工智能集成到物流系統(tǒng)中。

目前，基于RFID技術的智能倉儲系統(tǒng)的基本原理已經(jīng)在一些實際的物流系統(tǒng)中逐步得到實現(xiàn)。雖然它無法使現(xiàn)在倉儲管理完全應對企業(yè)對越來越苛刻的要求，因為庫存管理涉及面太廣，但是它可以使得這個矛盾解決起來更加方便和可靠以及經(jīng)濟。可以預見，21世紀智能倉儲技術將具有廣闊的應用前景。