基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在快件倉儲管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

呂道鵬，李樹立，井澤明南京理工大學(xué)

基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在快件倉儲管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

呂道鵬，李樹立，井澤明
南京理工大學(xué)

為了提高快遞收發(fā)的效率和信息傳達(dá)的實時性，該文介紹了無線射頻識別技術(shù)，RFiD，及立體倉庫相關(guān)技術(shù)，提出了基于R和二維碼的快遞公司收發(fā)平臺架構(gòu)，設(shè)計了基于無線射頻技術(shù)的快遞信息傳遞體系。與基于一維碼的系統(tǒng)相比，采用無線射頻識別的系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集過程更加自動化，采集速度更快，識別率更高的優(yōu)點。

RFID；立體倉庫；倉儲管理

引言

近年來，線上貿(mào)易飛速發(fā)展帶給人們生活極大的便利，淘寶，京東，亞馬遜的成功也讓人們迅速認(rèn)識到了這一行業(yè)，而作為線下所必須的物流行業(yè)也在蓬勃發(fā)展著。經(jīng)過多年發(fā)展，各運(yùn)輸公司早已經(jīng)形成了自己成熟，穩(wěn)定的運(yùn)輸路線，想提高效率就只能向更加細(xì)致的方向發(fā)展。現(xiàn)在快件上通用的是一維碼，而所有的一維碼都必需要手工來做掃描，這個過程需要耗費(fèi)大量的人力來完成。隨著人力成本的不斷提升，這個問題越發(fā)突出。其次，一維碼必需準(zhǔn)確的對準(zhǔn)條碼進(jìn)行掃描，但是貨物在擺放時并沒有規(guī)律，因此標(biāo)簽可能朝向不同的位置，操作員需要花不少時間去尋找條形碼打的位置。因此如何確保快遞公司與收件人之間，運(yùn)輸節(jié)點與節(jié)點之間產(chǎn)品信息的傳遞效率就成為擺在當(dāng)今快遞公司面前急需解決的問題。

1 RFID的基本概念

無線射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對目標(biāo)加以識別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。無線射頻識別的硬件系統(tǒng)主要由RFID標(biāo)簽、固定式/移動式讀寫器、固定式天線以及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等組成。

2 基于RFID的快件物流倉儲管理系統(tǒng)體系分析

在很多消費(fèi)者的眼里，會直覺的認(rèn)為快遞公司是一個操作起來非常簡單的企業(yè)。然而，其實這種評價是很不客觀不科學(xué)的。其實在快遞行業(yè)中，想要成為大企業(yè)是非常艱難的。快遞物流的作業(yè)流程主要有以下四個部分。

2.1 快件物流揀貨信息處理系統(tǒng)

2.1.1 處理揀貨信息

揀貨信息是揀貨作業(yè)的指令。揀貨信息的作用在于指導(dǎo)揀貨作業(yè)的進(jìn)行，使揀貨人員正確而迅速地完成揀貨工作。揀貨作業(yè)的依據(jù)是顧客的訂單或其他送貨指令，因此，揀貨信息最終來源于顧客的訂單。揀貨信息既可以通過手工單據(jù)來傳遞，也可以通過其他電子設(shè)備和自動揀貨控制系統(tǒng)傳輸。相對于傳統(tǒng)揀貨信息記錄方式，RFID有著更為突出的優(yōu)勢。

2.1.2 形成揀貨資料

通過對揀貨信息的處理，按照一定的原則將數(shù)量繁雜的快件信息整理成有一定規(guī)范的信息條目。針對顧客的訂單或其他送貨指令按照地域位置，時間先后進(jìn)行分類存儲。并逐一添加條碼標(biāo)簽。

2.2 快件物流信息輸入系統(tǒng)

圖2 .2.1

以上是快件物流信息輸入系統(tǒng)簡化流程，主要是通過對客戶提供的信息進(jìn)行系統(tǒng)整理后由系統(tǒng)操作員將相應(yīng)信息導(dǎo)入物流快遞公司管理系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)實資料與計算機(jī)資料同步，方便快件分揀及推出分類。

2.3 計算機(jī)輔助自動分揀系統(tǒng)

分揀方式大致可以分為三類手工分揀方式半自動機(jī)械分揀方式（常用）分揀機(jī)自動分揀方式。

分揀作業(yè)是物流配送企業(yè)的一項非常繁重的工作。尤其面對零售業(yè)多品種、少批量的訂貨，物流配送企業(yè)的勞動量大大增加，若無新技術(shù)的支撐將會導(dǎo)致作業(yè)效率下降。實驗室采用的是輥筒浮出式分揀設(shè)備，以氣動提升，對不同貨物進(jìn)行分揀。

常見的分揀布局有“L”，“U”，“T”，“H”，“非”，“十”字形模式。實驗室采用的是“H”型。

2.4 基于RFID的自動識別裝置實現(xiàn)快件推出分類

2.4.1 輸送系統(tǒng)到分類系統(tǒng)

快件輸送到分類過程中用到的是出入庫輸送機(jī)。出入庫輸送機(jī)是伴隨著生產(chǎn)物流和存儲倉庫產(chǎn)生的。通過傳送帶、輥筒鏈和流利鏈等，把出、入庫臺和堆垛機(jī)等設(shè)備連接起來，從而滿足貨物的出入庫的自動化和連續(xù)性。

2.4.2 快件推出及分類

通過RFID閱讀器可以高效快速的獲取快件上RFID所具有的信息，通過物流分揀系統(tǒng)實現(xiàn)分門別類，降低員工工作強(qiáng)度，提高工作效率。

3 基于RFID的快件物流倉儲管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 RFID的基本工作原理

為了完成RFID系統(tǒng)的主要功能，RFID系統(tǒng)具有兩個基本的構(gòu)成部分，即電子標(biāo)簽(Tag)盒閱讀器(Reader)。此外，為了更好地完成無線射頻識別技術(shù)的適識讀功能，在較大的RFID系統(tǒng)中，還需要用到中間件等附屬設(shè)備來完成對多讀頭識別系統(tǒng)的管理。

圖3.1.1為典型的讀頭原理框圖以及讀頭與電子標(biāo)簽、讀頭與應(yīng)用系統(tǒng)之間的接口關(guān)系圖。該圖中，標(biāo)簽物理內(nèi)存的邏輯映射通過標(biāo)簽結(jié)構(gòu)以及標(biāo)簽讀寫命令與映射規(guī)則表示出來；邏輯內(nèi)存中的所有信息通過邏輯內(nèi)存映射表示

圖3 .1.1 RFID讀頭工作原理與接口關(guān)系圖

3.2 基于RFID的快件物流倉儲管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

在生成分揀資料到行走或搬運(yùn)過程和揀取到分類集中過程中RFID電子標(biāo)簽得到了應(yīng)用。

3.2.1 RFID電子標(biāo)簽得附著粘貼

通過控制終端軟件實現(xiàn)RFID電子標(biāo)簽內(nèi)容寫入，將快件相關(guān)信息寫入電子標(biāo)簽，同時計算機(jī)終端備份信息。

3.2.2 RFID電子標(biāo)簽信息讀取

通過RFID電子標(biāo)簽閱讀器同步讀取其內(nèi)容，進(jìn)行分類及推送。

4 總結(jié)及討論

將RFID應(yīng)用到快件收發(fā)及倉儲管理是本小組成員的突發(fā)奇想，后經(jīng)過實地考察南京多家快遞收發(fā)店及咨詢業(yè)內(nèi)人士了解到計算機(jī)輔助快件收發(fā)已經(jīng)存在，但現(xiàn)階段用的是條形碼等較為常見的樣式，其中存在不少問題。

以下是RFID與條形碼的比較

1）快速掃描：條形碼一次只能有一個條形碼受到掃描，RFID讀寫器可同時讀取數(shù)個RFID標(biāo)簽，而且可以寫入和存取數(shù)據(jù)，寫入時間相比打印條形碼更少。

2）體積小型化、形狀多樣化：RFID在讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需要為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。此外，RFID標(biāo)簽更可往小型化與多樣化發(fā)展，以應(yīng)用于不同產(chǎn)品。

3)可重復(fù)使用：現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標(biāo)簽則可以重復(fù)地新增、修改、刪除RFID標(biāo)簽內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)，方便信息的更新。

4）穿透性和無屏障閱讀：在被覆蓋的情況下，RFID能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)，并能夠進(jìn)行穿透性通信。而條形碼掃描機(jī)必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀信息。

介于RFID的諸多優(yōu)勢，我們選擇了將RFID電子標(biāo)簽運(yùn)用到快件行業(yè)中。不過現(xiàn)在我們?nèi)匀恍枰媾R其中存在的問題：RFID造價高，閱讀器昂貴，前去投入較大。常用的電子標(biāo)價錢在10-30元不等，閱讀器價位在30000左右，推廣不易。為此關(guān)于RFID電子標(biāo)簽的材料選用及閱讀器的改進(jìn)應(yīng)有針對性的向低價位靠攏。

[1]崔少偉.論RFID技術(shù)在快遞行業(yè)中的應(yīng)用[D].北京，對外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)國際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易學(xué)院,2010.

[2]物流自動化綜合實驗室設(shè)備說明書,南京理工大學(xué),2013.