基于rfid仓储管理系统解决方案探析

基于基于 RFIDRFID 仓储管理系统解决方案仓储管理系统解决方案 目目 录录 一项目概述项目概述 物流是指原材料、产成品从起点至终点及相关信息有效流动的过程。现代物流运用全 新的管理理念，通过对物流全过程多要素的计划、实施和控制，将运输、仓储、装卸、加 工、整理、配送、信息等环节有机地结合，形成完整的供应链，从而为用户提供高效率、 多功能、一体化的综合性服务。它对加速经济循环、降低成本、优化资源配置、促进企业 结构调整、提高企业经济实力和提高企业竞争力有着十分重要的作用。目前，国际上普遍 把物流称为“降低成本的最后边界”，排在降低原材料消耗、提高劳动生产率之后的“第 三利润源泉”。随着经济全球化和信息化进程的不断加快，物流业作为具有广阔前景和增 值功能的新兴服务业，正在全球范围内迅速发展，掀起“现代物流革命”。 我国已经加入世贸组织，中国经济要融入世界经济，必须加快营造现代物流发展的宏 观环境。中国企业要参与国内外市场竞争，必须加快采用先进的物流管理理念、技术和组 织方式，不断提高企业的核心竞争力。 现代物流概念引入我国虽有数年，但由于受长期计划经济体制的影响和经济发展水平 的制约，我们对现代物流的认识和实践，与发达国家相比还有较大的差距。近年来，随着 国民经济的持续发展，现代物流已经受到我国各级政府和企业的高度重视。一些管理水平 较高的企业把现代物流作为企业发展新的利润增长点，改善内部组织结构，优化企业物流 资源，改造与提升物流系统。 1.1现代仓储管理需要解决的问题 在物流系统设计方面，每个企业的物流都必须同时实现至少六个不同的作业目标。这 些作业目标构成了物流表现的主要方面，其中包括快速响应、最小变异、最低库存、整合 运输、质量，以及生命周期支持等。 现代化的物流系统需要完成的工作很多，我们需要抓住物流的核心问题，从核心问题 入手来提高物流的现代化水平，增加企业经济效益。因此我们主要在两个方面入手：仓储仓储 管理、物流定位。管理、物流定位。 仓储管理仓储管理在物流管理中占据着核心的地位。传统的仓储业是以收保管费为商业模式的， 希望自己的仓库总是满满的，这种模式与物流的宗旨背道而驰。现代物流以整合流程、协 调上下游为己任，静态库存越少越好，其商业模式也建立在物流总成本的考核之上。由于 这两类仓储管理在商业模式上有着本质区别，但是在具体操作上如入库、出库、分拣、理 货等又很难区别，所以在分析研究必须注意它们的异同之处，这些异同也会体现在信息系 统的结构上。 仓储管理的内容应该包括三个部分：仓储系统的布局设计、库存最优控制、仓储作业 操作。这是三个层面的问题，彼此又有联系。仓储系统布局是顶层设计，也是供应链设计 的核心。就是要把一个复杂纷乱的物流系统通过枢纽的布局设计改造成为“干线运输+区域 配送”的模式，枢纽就是以仓库为基地的配送中心。在相应的信息系统设计中，表现为 “联库管理”的模式，分为集中式、分布式和混合式三类，其中配送中心的选择和设计是 整个系统布局的关键。 1.2仓储管理需要解决的核心问题 随着制造环境的改变，产品周期越来越短，多样少量的生产方式，对库存限制的要求 越来越高，因而必须建立及执行供应链管理系统，借助电脑化、信息化将供应商、制造商、 客户三者紧密联合，共担库存风险。仓储管理可以简单概括为 8 个关键管理模式： 追：追：仓储管理应具备资讯追溯能力，前伸至物流运输与供应商生产出货状况，与 供应商生产排配与实际出货状况相衔接； 收：收：仓库在收货时确认进料状况，包括在于供应商送货时，仓库应及时找相关部 门查明原因，确认此货物是否今日此时该收进，并仔细清点，缺认无误，方可收 进，收货扫描确认时，如系统不接授，应及时找相关部门查明原因，确认此货物 是否收进； 查：查：仓库应具备货物的查验能力，特别管制，严控数量，对于物料储存时限进行 分析并设定不良物料处理时限； 储：储：物料进仓，每一种物料只能有一个散数箱或散数箱集中在一个栈板上，暂存 时限自动警示，尽量做到储位(Bin-Location)管制； 拣：拣：拣料依据工令消耗顺序来做，能做到依信号指示拣料则属上乘，拣料时最好 做到自动扫描到扣帐动作，及时变更库存信息告知中央调度补货； 发：发：仓库发料依据工令备拣单发料、工令、备料单与拣料单应三合一为佳，做到 现场工令耗用一目了然，使用自动扫描系统配合信息传递运作； 盘：盘：整理打盘始终遵循散板散箱散数原则，对于物料要进行分级分类，从而确定 各类物料盘点时间，定期盘点可分为日盘/周盘/月盘； 退：退：以整包装退换为处理原则，处理时限与处理数量应做到达到整包装即退。 库存的最优控制部分是确定仓库的商业模式的，即要（根据上一层设计的要求）确定 本仓库的管理目标和管理模式，如果是供应链上的一个执行环节，是成本中心，多以服务 质量、运营成本为控制目标，追求合理库存甚至零库存。因此精确精确了解仓库的物品信息对 系统来说至关重要，所以我们提出要解决精确的仓储管理精确的仓储管理。 物流是指物资实体在空间位置和时间位置上的移动，精确物流精确物流是指物流系统依托以数 字化网络为核心的信息技术，实现物资可视与动态模拟、准确预见、把握物资的流向和流 量并以此为基础在物流各节点上实现高效合理的营运方式。精确物流要想实现精确、快速 就必须采用众多现代的信息技术。“移动定位”是精确物流中必须应用的技术之一，使得 物流在不同地方的运输设备变得透明而且可以控制。通常，物流企业中所需的“移动定位” 包含的功能有：可实时获得监控车辆的地理位置、运行方向、运行速度以及各种状态信息， 也可按设定时间间隙定时回报车辆位置信息，实现 24 小时连续监控，也可在监控屏幕上对 某辆车进行连续跟踪。附加功能还有：车辆管理、车辆状态、区域查车、报警管理、历史 记录管理、行驶路线分析等。对车辆等移动目标的进行定位、监控和指挥调度，可以帮助 物流企业对物流车辆进行科学管理、合理调度，减少车辆空载率，提高营运效率，并节约 燃油，有效降低营运成本。 仓储管理及精确定位在企业的整个管理流程中起着非常重要的作用，如果不能保证及 时准确的进货、库存控制和发货，将会给企业带来巨大损失，这不仅表现为企业各项管理 费用的增加，而且会导致客户服务质量难以得到保证，最终影响企业的市场竞争力。所以 我们提出了全新基于射频识别的物流系统方案来解决精确仓储管理精确仓储管理和实时物流定位实时物流定位问题。 下面我们来分析采用射频识别技术后给企业带来的经济效益。 二基于基于 RFID（射频芯片）的仓储管理带给企业的经济效益（射频芯片）的仓储管理带给企业的经济效益 2.1传统仓储管理中心存在的问题 消费者需要高水平的服务和具有竞争力的价格，因此需要设置配送中心来进行集中配 送，这样可以更有效地组织物流活动，控制物流费用；集中存储物资，保持合理的库存； 提高服务质量，扩大销售；防止出现不合理运输。为了完成这些目标，传统的仓储管理面传统的仓储管理面 临以下几个方面的问题临以下几个方面的问题： (1) 存货统计缺乏准确性：存货统计缺乏准确性：由于某些条码不可读或者存在一些人为错误，存货统计常 常不是十分精确，从而影响到配送中心做出正确决定。 (2) 订单填写不规范：订单填写不规范：很多订单没有正确填写，因此很难保证配送中心每次都可以将 正确数量的所需货物发送到正确的地点。 (3) 货物损耗：货物损耗：运输过程中的货物损耗始终是困扰配送中心的问题，损耗有由于货物 存放错了位置引起的，也有货物被偷盗而损失的，还有因为包装或者发运时出错误的。根 据一项美国的调查表明，零售业的货物损耗可以达销售量的 1.71。 (4) 清点货物：清点货物：传统方法在清理货物时效率很低，而为了及时了解货物的库存状况又 需要随时清点，为此需花费大量的人力、物力。 (5) 劳动力成本：劳动力成本：劳动力成本已经成为一个比较严重的问题，统计表明，在整个供应 链成本中，劳动力成本所占比重已经上升到 30左右。 现代化的仓储管理需要配备自动化和省力化的物流装备与技术，还应具备现代化的物 流管理信息系统和现代化的管理手段，射频芯片技术在配送中心仓储管理中的应用将会带 来革命性的变化。基于射频芯片技术的仓库管理系统（Warehouse Management System）广 泛应用为提高分销中心的运营效率提供了有效的技术支持。 2.2仓储管理系统采用 RFID 射频芯片带来的效益 传统的仓库管理，一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追 踪进出的货物，完全由人工实施仓库内部的管理，因此仓库管理的效率极其低下，所能管 理的仓库规模也很小。 随着计算机的应用普及，目前大多数企业的仓库管理数据资料已开 始采用计算机数据系统管理，但数据还是采用先纸张记录、再手工输入计算机的方式进行 采集和统计整理。这不仅造成大量的人力资源浪费，而且由于人为的因素，数据录入速度 慢、准确率低。 随着企业规模的不断发展，仓库管理的物资种类机数量在不断增加、出入库频率剧增， 仓库管理作业也已十分复杂和多样化，传统的人工仓库作业模式和数据采集方式已难以满 足仓库管理的快速、准确要求，严重影响了企业的运行工作效率，成为制约企业发展的一 大障碍。 基于射频识别(Radio Frequency Identification，缩写 RFID)的仓库管理系统是在 现有仓库管理中引入 RFID 技术，对仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘 点等各个作业环节的数据进行自动化的数据采集，保证仓库管理各个环节数据输入的速度 和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。通过科 学的编码，还可方便地对物品的批次、保质期等进行管理。利用系统的库位管理功能，更 可以及时掌握所有库存物资当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率。 采用 RFID 技术后，将为企业带来以下效益： （1）节省人工采集数据成本； （2）自动化的仓库管理作业，提高工作效率； （3）减少管理成本和人为差错 （4）更精确的进、销、存控制； （5）增进合作伙伴关系； （6）快速响应顾客需求，扩大产品销售量。 据自动识别中心会员 Accenture 咨询公司分析，采用射频芯片技术可以： 减少库存 1030%； 库存空间利用率提高 20%； 降低劳动力成本 1040%； 加快拣货、送货速度 10%； 减少因偷盗、保管不善造成的损失 50%； 增加销售额 210%； 运输成本降低 213%。 发运准确度达到 95%(托盘运输的公司可以超过 99.9% 的准确度)； 计费性退货减少 80%； 三基于基于 RFID 的仓储管理系统的仓储管理系统 3.1系统设计原则 此方案严格遵循该项目中所涉及的各项技术规范。最大限度地利用现有计算机的最先 进技术。遵循实时性、整体性、稳定性、先进性和可扩充性的原则，建立经济合理、资源 优化的系统设计方案。 （1 1）实时性）实时性 ：此系统采用目前最先进的高速无线网络技术，使得仓库的所 有计划、 操作、调度、控制和管理全部具有实时性，大大提高仓库现有设备和人员的效率，实现物 流管理的最大效益。 （2 2）整体性：）整体性：此系统涉及无线手持设备、无线接收设备、数据库前台以及后台的数据 库服务器。虽然它们之间在物理上是相互分离的，但均有各自的系统支持。为了使各个部 分能够统一协调的工作，在设计时必须确保它们之间整体的一致性。 （3 3）稳定性：）稳定性：此系统是为仓库管理、现场作业服务的生产信息系统。为此在系统设计 时，加入错误分析模块，对所有可能出现的错误进行校验。另外在设计中对系统的效率和 稳定性进行了优化处理，使系统在保证速度的同时确保了稳定性。通过以上措施，使得系 统在运行过程中，当出现人为的错误或系统一些随机错误时，并不影响其运行。 （4 4）先进性：）先进性：此系统是集计算机软硬件技术、无线网络技术、互联网络技术、条码自 动识别技术和数据库技术为一体的智能化的系统。该系统的电子商务子系统采用业界最流 行的计算机三层结构体系，采用 Java 语言，提供 XML 接口。 （5 5）可扩充性和可维护性：）可扩充性和可维护性：根据软件工程原理，系统维护在整个软件的生命周期中所 占比重是最大的。因此提高系统的可扩充性和可维护性是提高此系统性能的必备手段。此 系统采用结构化、模块化结构，可根据需要修改某个模块、增加新的功能，使其具有良好 的可维护性。系统还预留有与其他子系统的接口，使此系统具有较好的可扩充性。 3.2系统主要功能 基于 RFID 技术的仓储管理系统具有以下基本功能： 自动地、精确地更新各种信息; 当货物出入库，需要更新时，只需通过手持 PDA 修好相应数据即可完成货仓的更 新；或者通过查询时数据库，找到相应型号的货物进行数据的更新即可 查询和追踪货物信息; 登录系统软件终端，搜索将要查询货物的具体信息，将搜索到的信息传输数据到 PDA，从而可以轻易找到标识牌，进行货物的追踪； 货位查询，动态分配货位，实现随机存储，从而最大限度地利用仓储空间; 登录系统软件终端，查询货位信息，根据货位仓储空间信息，实现货物的动态分 配，从而最大限度地利用仓储空间 实现人力、物力资源的动态综合分配; 仓储管理流程中，不仅需要系统终端数据库的支持，需要人工手持 PDA 进行操作， 从而实现了人力、物力资源的动态综合分配 仓库系统综合盘点功能; 当进行仓库系统盘点时，可通过手持 PDA 读取标识牌上的无源标签，进行货物的 统计，将数据返回系统终端进行处理和盘点 仓库内部随机抽查盘点; 登陆系统终端，随即搜索某一种类的货物，获取此货物的相关信息，将数据传输 到手持 PDA 上，工作人员可根据传输数据找到相应货位，完成仓库内部随即抽查盘点 工作； 实时统计报表，汇总各类信息。 通过手持 PDA 对仓库标识牌进行读取，获取信息，传输到系统终端，可实现仓库 的系统汇总，做出统计报表。 3.3仓储管理 3.3.1仓库管理对象仓库管理对象 仓库管理的主体是仓库管理员，其管理对象包括: （1）库存品：库存品：放在仓库中保管的物品，它是仓库管理的根本对象；限于目前本系 统还不适合管理到每一个细小的单件物品，因此使用 RFID 管理物品的单位 是整类物品（含大件单品）。 （2）库位：库位：仓库中用来摆放库存物品的、在空间上互不重叠的区域，一般一个库 位可以摆放多个库存品；也可以一个较大的库存品占用几个库位。 （3）库管设备：库管设备：用于仓库管理的设备，如叉车、手推车等；在大型、繁忙仓库中 需要对这些设备进行合理调度、实时定位，以提高设备的利用率。 3.3.2仓库管理的作业任务仓库管理的作业任务 仓库管理的主要作业任务如下： （1）入库（进货检验） （2）出库（拣选） （3）移库（补货） （4）盘库 （5）根据需要，产生各种库存报表 3.4系统总体设计 3.4.1基本思路基本思路 在物品入库时，将其按照规格进行分类，放入相对应种类的仓储地，并为每个仓 储地安装一个标识牌，给每一标识牌上贴上电子标签，该标签称为标识标签。并 且给每个标识牌编号，标签中存储能够唯一标识此货架的 id 号，通过工作人员手 持 PDA 进行读取标签上的 id 号码，可调用后台系统数据库，获取其中的存储信息， 信息包括：物品的种类、名称、型号、单位、单价、生产日前、保质期、性能等； 需要货物移库时，登录系统软件终端，系统发移库指令到 PDA，移库人员找到指 定的货位，从库位上取出指定数量的货物，并把货物运到目的库位，货物送入库 位，修改货架标签内容；向现场系统发回移库作业信息。 作业员手中的 PDA 对库存标识牌进行扫描，并且将扫描数据实时发送到终端计算 机中，监控人员进行盘点统计，做出统计报表。 在进行库房管理作业时，读取该标签编号，就可判定当前作业的位置是否正确。 此外，只要输入某一货架的 id 号即可从网上数据库调取该 id 的相关信息，从而 实现物资保管功能，并能实现网上浏览查询。 3.4.2系统构成系统构成 仓库管理信息系统由三部分组成： （1）仓库管理中心子系统：负责仓库管理数据库的集中管理与维护，负责进货计 划、出库计划的制定和指令下达；打印生成各种管理报表。 （2）仓库管理现场子系统：发行入库标签、进行实时库存管理（库位管理）、通 过无线网络发布仓库管理作业指令。 （3）仓库管理执行子系统：完成入库、出库、移库、盘库等作业具体操作，并返 回执行实况。 详细的仓储管理系统功能模块及流程如下图所示： 3.5作业流程 3.5.1库位标签的制作与安装库位标签的制作与安装 除非库位调整或标签损坏，一般库位标签只需制作安装一次。操作步骤如下： 先对库位进行编码 使用 RFID 读写器把库位编码等信息写入电子标签； 使用标签打印机，在纸标签上打印库位编码文字和条码信息； 把纸标签贴在电子标签上生成库位标签； 把库位标签安装到库位上。要求安装牢固，以防脱落；并要求标签尽量统一安装 在库位正下方的支撑横梁上。 3.5.2入库作业流程入库作业流程 入库作业流程见下图： 盘点 拣选 收货信息 出货信息 货位信息库存位置信息 入库存储模块 库存位置信息货位标签信息 拣选出库模块 库存信息货位标签库存盘点模块 移库模块 库存查询模块 仓 储 管 理 系 统 移库信息库存位置信息目的库存位置信息 信息信息 1）收货检验 重点检查： 送货单与订货单是否一致； 到货物与送货单是否一致； 如果不符拒绝接收。 2）制作和粘贴标签 具体方法如下： 先给要入库的油管、钢管等货物按照规格进行分类； 货物按类分配，管理，每个货物区安装一个标识牌，用来标识货物信息； 然后每个标识牌上粘贴一个无源电子标签，对标识牌进行编号，每个标签中存储能 够唯一标识此标识牌的 ID 号码，ID 号码对应数据库中该出存储货物的相关信息， 信息包括：油管的种类、名称、型号、单位、单价、生产日前、保质期、性能等， 并且给每个标识牌编号； 3） 作业人员运送货物到指定库位，核对位置无误后把货物送入库位（如有必要，修改库 位标签中记录的货物编号和数量信息）； 4） 无线数据终端把入库实况发送给现场计算机，及时更新库存数据库。 3.5.3出库作业流程出库作业流程 出库作业流程见下图： 1)登陆系统终端，搜索出库货物信息； 2)系统计算机发送出库指令； 3)作业人员 PDA 接收数据后，按照数据终端提示，到达指定标识牌； 4)从库位上取出指定数量的油管，完成出库任务； 5)改写标识标签内容； 6)向系统计算机发回完成出库作业信息； 7)更新中心数据库。 3.5.4移库作业流程移库作业流程 移库作业流程图如下： 1)根据需要，现场计算机编制移库指令，并下载到数据终端； 2)作业人员按数据终端提示，到达指定库位； 3)从库位上取出指定数量的货物，并改写库位标签内容； 4)把货物运到目的库位，货物送入库位，修改库位标签内容； 5)向现场计算机发回移库作业信息； 6)更新中心数据库。 3.5.5盘库作业流程盘库作业流程 盘库作业流程图如下： 盘库作业流程如下：可以用作业员手中的 PDA 对库存标识牌进行扫描，并且将扫描数 据实时发送到终端计算机中，监控人员进行盘点统计，做出统计报表。 3.6数据传输方式 仓库管理员无论进行入库、出库、盘库、移库等哪种操作，都需要通过手持 PDA 与 系统数据库后台进行数据的传输，传输方式如下： 通过手持 PDA 读取电子标签数据， PDA 接收信号后通过 GPRS 将数据发送到数据接 收器，此接收器通过 485/232 接口与系统终端连接，并将接收信号传送给数据库，完成数 据的相应更新操作。 四产品介绍产品介绍 4.1CY-RMP-203 智能无源手持机 本手持终端是一款功能强大、读写距离稳定、高性能的手持移动终端设备，其中心发 射频率为 915MHz，是本公司研制生产的专用于符合 ISO18000-6C/EPC C1Gen2 电子标签的 读写设备。它独立完成对符合 ISO18000-6C/EPC C1Gen2 标准的电子标签的读写及控制操作， 可广泛应用于需以电子标签作为存贮媒体的应用系统或产品中。为了更好地适应客户端的 需求，我们将基于 Windows CE 6.0 移动操作系统的一个硬件平台内置到该 RFID 手持机中， 使其拥有良好的人机交互界面，方便用户操作。除此，我们还加入了一些硬件优化模块， 它包括 Camera、Scanner、无线通讯接口（Wi-Fi、GPRS）、Audio（I2S）、系统管理（电 源管理）等。客户可以根据需求，选配其中一个或多个功能模块,适用于仓库管理、数字化 仓储管理、固定资产管理、物流系统、军用后勤、车辆稽查等。 手持式 DPA 产品图片 产品性能 工作频率：860-960MHz（可根据客户要求进行频段调整） 读写距离：读标签距离：0-4M；写标签距离：0-2