ＲＦＩＤ在倉庫管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

凌　云　林華治

[摘 要] 介紹了RFID相關(guān)技術(shù),將其與倉庫管理系統(tǒng)相結(jié)合,對RFID在倉庫管理系統(tǒng)(WMS)的使用途徑?方法及帶來的益處進(jìn)行了論述,并利用仿真軟件進(jìn)行驗證,最后指出該系統(tǒng)在應(yīng)用上的一些問題?

[關(guān)鍵詞] RFID;WMS;仿真

[中圖分類號]F270.7[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1673-0194(2009)03-0043-04

隨著供應(yīng)鏈管理的快速發(fā)展,倉儲管理已成為了供應(yīng)鏈管理中一個重要的組成環(huán)節(jié)?倉儲總是出現(xiàn)在供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的結(jié)合部,例如采購和生產(chǎn)之間,生產(chǎn)的初加工和精加工之間,生產(chǎn)和銷售之間,批發(fā)和零售之間,不同運輸方式轉(zhuǎn)換之間[1]?越來越多的倉庫管理系統(tǒng)采用了計算機化和自動化以提高倉儲這個環(huán)節(jié)的工作效率,進(jìn)而提高整個供應(yīng)鏈的效率?作為一種新型的數(shù)據(jù)采集工具,無線射頻技術(shù)(RFID)憑借其自身的優(yōu)勢廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域后,倉庫管理也逐漸采用了這種技術(shù)?

1 RFID概述

RFID 是一種非接觸式的自動識別技術(shù),它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息?RFID 系統(tǒng)一般由電子標(biāo)簽?讀寫器?應(yīng)用接口或中間件軟件?傳輸網(wǎng)絡(luò)?業(yè)務(wù)應(yīng)用與管理系統(tǒng)等構(gòu)成,如圖1所示?

(1)標(biāo)簽?標(biāo)簽由天線和芯片組成,天線在標(biāo)簽和讀卡器間傳遞射頻信號,芯片里面保存每個標(biāo)簽具有的唯一電子編碼和用戶數(shù)據(jù)?每個標(biāo)簽都有一個全球唯一的ID號碼——UID,UID是在制作芯片時放在ROM中的,無法修改;用戶數(shù)據(jù)區(qū)是供用戶存放數(shù)據(jù)的,可以進(jìn)行讀寫?覆蓋?增加的操作?

(2)讀卡器(Reader)?讀取(或?qū)懭?標(biāo)簽信息的設(shè)備,可設(shè)計為手持式或固定式?讀卡器對標(biāo)簽可進(jìn)行識別?讀取?寫入操作?

(3)RFID中間件?RFID中間件是將底層RFID硬件和上層應(yīng)用結(jié)合在一起的媒介? 雖然中間件原則上是橫向的軟件技術(shù),但在RFID系統(tǒng)中,為使RFID中間件更適用于特定行業(yè),往往會針對行業(yè)做一定的適配工作?

在RFID中間件除了有一般中間件的功能外,還有使閱讀/寫入更加可靠 ?數(shù)據(jù)路由?提供安全讀/寫操作等功能?

隨著RFID技術(shù)的不斷改進(jìn),該技術(shù)逐漸應(yīng)用于包括生產(chǎn)?物流?交通?運輸?醫(yī)療?防偽?郵包跟蹤?設(shè)備和資產(chǎn)管理?廢物管理等多處倉儲相關(guān)需要收集和處理數(shù)據(jù)的領(lǐng)域?

2 倉庫管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀

對于倉儲管理來說,目前在倉儲管理系統(tǒng)還是大量地使用條形碼來收集數(shù)據(jù),雖然也可以達(dá)到采集數(shù)據(jù)?動態(tài)掌握的目的,但還是受到收集信息量偏少?易受干擾?不可重寫?讀取距離短?讀取煩瑣等限制?而對于RFID來說,因為電子標(biāo)簽具有讀寫與方向無關(guān)?不易損壞?遠(yuǎn)距離讀取?多物品同時一起讀取等特點,所以可以大大提高對出入庫產(chǎn)品信息的記錄采集速度和準(zhǔn)確性;減少庫存盤點時的人為失誤庫,提高存盤點的速度和準(zhǔn)確性?

筆者提出了一種基于RFID的倉儲管理系統(tǒng)來改進(jìn)現(xiàn)有的倉儲管理系統(tǒng),該系統(tǒng)主要實現(xiàn)了以下功能來優(yōu)化倉儲管理系統(tǒng):

(1)提高貨品查詢的準(zhǔn)確性;

(2)改善盤點作業(yè)的質(zhì)量;

(3)減低庫存管理的成本;

(4)加快貨品出入庫的速度,從而增大庫存中心的吞吐量?

3 基于RFID的倉儲管理系統(tǒng)

3. 1基于RFID倉儲管理的物理構(gòu)架

該系統(tǒng)主要應(yīng)用倉庫管理系統(tǒng)中的入庫?出庫?盤點這些流程,具體的物理框架如圖2所示?系統(tǒng)包括了移動讀寫器?固定讀寫器和無線路由器等設(shè)備,固定讀寫器主要用于入庫和出庫,而移動讀寫器用于盤點流程?

3. 2流程分析

3. 2. 1入庫

在倉儲管理系統(tǒng)中使用RFID技術(shù)首先需要明確的是倉庫所保存物品必須粘貼RFID標(biāo)簽,這是RFID倉儲管理系統(tǒng)的根本?就目前而言,基于RFID技術(shù)的物流體系的應(yīng)用尚未完全建立起來,因此在考慮RFID技術(shù)在倉儲管理系統(tǒng)中應(yīng)用時,必須考慮商品上粘貼的標(biāo)簽來源問題?也就是說商品在進(jìn)入倉庫之前必須有RFID標(biāo)簽?進(jìn)入倉庫的商品主要來源是制造企業(yè)生產(chǎn)入庫和采購入庫?對于企業(yè)生產(chǎn)入庫的商品RFID標(biāo)簽的粘貼工作應(yīng)該在產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中完成?而對于采購入庫的商品而言,如果入庫之前沒有標(biāo)簽,則必須在入庫時粘貼標(biāo)簽?本文中假定所有將要進(jìn)入倉庫的產(chǎn)品都己經(jīng)粘貼好RFID標(biāo)簽?

入庫管理中主要解決的是以下兩個問題:其一是入庫商品信息的正確獲取,即信息采集;其二是確定入庫后商品的實際存儲位置?

在入庫管理中使用RFID技術(shù)的主要目標(biāo)是減少商品入庫過程所消耗的時間,增加入庫過程中的準(zhǔn)確性?

具體流程如圖3所示?

(1)供應(yīng)商先把商品信息發(fā)至倉庫管理系統(tǒng);

(2)貨品放在托盤上,RFID天線讀取數(shù)據(jù);

(3)將讀到的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較,無誤差或者誤差在規(guī)定范圍內(nèi)則將入庫信息轉(zhuǎn)換成庫存信息,若出現(xiàn)錯誤則輸出錯誤提示,交工作人員解決?

在入庫管理中使用RFID技術(shù)加快了入庫速度,信息采集更充分準(zhǔn)確,減少了倉庫人員的勞動強度?

3. 2. 2出庫

出庫管理主要解決以下3個問題:第一,待出庫產(chǎn)品的選擇,即揀貨;第二,正確獲取出庫商品的信息,即信息采集;第三,確保商品裝載到正確的運輸工具上?

在出庫管理中使用RFID技術(shù)的主要目標(biāo)是提高商品出庫效率和裝載的準(zhǔn)確性?

WMS按照揀選方案安排訂單揀選任務(wù),揀選人掃描貨物的電子標(biāo)簽和貨位的條碼,確認(rèn)揀選正確,貨物的存貨狀態(tài)轉(zhuǎn)換成待出庫?

貨物出庫時,通過出庫口通道處的RFID讀取機,貨物信息轉(zhuǎn)入WMS系統(tǒng)并與訂單進(jìn)行對比,若無誤則順利出庫,庫存量變少,若出現(xiàn)錯誤則由WMS輸出錯誤提示?

將貨物裝載區(qū)域統(tǒng)一地納入定位系統(tǒng)管理的范圍,當(dāng)商品抵達(dá)該區(qū)域時即視為裝載到了該區(qū)域?？康能囕v上,這樣就是確保了轉(zhuǎn)載的可靠性?

出庫管理中使用RFID技術(shù)除了具有和入庫管理中一樣的優(yōu)點外,還可以保證裝載的準(zhǔn)確性?

3. 3. 3庫內(nèi)管理

本系統(tǒng)中主要將RFID技術(shù)應(yīng)用于庫內(nèi)盤點,盤點的作用是保證庫存實物與信息系統(tǒng)中邏輯記錄的一致性?盤點多采用手工的方式進(jìn)行,使用條碼技術(shù)時,盤點多采用人工統(tǒng)計件數(shù)的方式進(jìn)行?

使用RFI D技術(shù),倉庫管理員接到盤點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)實時地傳送給主控計算機;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)行此次盤點任務(wù)的手持設(shè)備已經(jīng)離開庫區(qū),將發(fā)送過來的全部貨品信息與主控計算機的盤點單中的全部貨品內(nèi)容互相比對,并將盤點結(jié)果告知倉庫管理員?

采用RFID的庫內(nèi)管理可以降低人工勞動強度,提高盤點效率?

3. 3基于RFID倉儲管理系統(tǒng)的構(gòu)架

基于RFID的WMS和原來的系統(tǒng)改變在于入庫管理?出庫管理和庫內(nèi)管理?采用了RFID技術(shù)的WMS的結(jié)構(gòu)如圖4所示,倉庫管理系統(tǒng)各個模塊需要使用RFID中間件才能夠?qū)﹄娮訕?biāo)簽進(jìn)行各種操作?

4 效益評估及其問題

可以看到,采用了RFID技術(shù)的WMS有很多好處,如節(jié)省人工成本?減低工作強度?提高數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性?增加倉庫吞吐量?提高出入庫運作效率等?

但以上也只是對采用了RFID技術(shù)一種預(yù)測和猜想,而實際效果如何不得而知,我們可以通過仿真軟件進(jìn)行模擬實驗以驗證RFID技術(shù)的優(yōu)勢?通過仿真軟件,可以在不增加設(shè)備的情況下模擬出采用了某些設(shè)備后所帶來的改變,由此減低成本?

本文采用flexsim仿真軟件構(gòu)建出采用了倉儲中心的仿真運行模式,如圖5所示?

為了有效地進(jìn)行仿真,我們假定了一些條件:RFID系統(tǒng)的讀取率是100%;所有設(shè)備不發(fā)生任何故障;暫存區(qū)和檢貨區(qū)的容量無窮大和進(jìn)貨通知時間為提早3天等一系列簡化倉儲中心的設(shè)定?

本仿真評價的主要指標(biāo)是:平均庫存量?空間使用率?入庫工作效率和檢驗作業(yè)工作效率?

我們對采用了RFID的模式進(jìn)行了多次仿真,傳統(tǒng)模式進(jìn)行對比結(jié)果,見表1?

可以看到,采用了RFID技術(shù)的倉儲中心的工作效率得到了提高,例如平均庫存量的降低是因為RFID系統(tǒng)能精確?實時地掌握商品的動向,進(jìn)而降低庫存水準(zhǔn),使得商品的平均庫存量能夠降低14%左右,其他的一些指標(biāo)也有所改進(jìn)?

5 總 結(jié)

盡管RFID技術(shù)能提高現(xiàn)行的倉庫管理系統(tǒng)的工作效率,但是目前還有不少問題制約著RFID技術(shù)的推廣,如電子標(biāo)簽價格過高,RFID標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和輻射問題等?但是相信隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,這些問題會得到解決,RFID將會有廣闊的發(fā)展前景?

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