公共倉(cāng)庫(kù)中基于RFID的流通加工智能管理系統(tǒng)

何恩東，屈 挺,2，王宗忠，羅 浩,2，黃國(guó)全,2

（1.廣東工業(yè)大學(xué) 廣東省計(jì)算機(jī)集成制造重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510006；2.香港大學(xué)，香港）

0 引 言

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/18354—2001）將流通加工定義為：物品在從生產(chǎn)地到使用地的過程中，根據(jù)需要施加包裝、分割、計(jì)量、組裝、價(jià)格貼附、標(biāo)簽貼附、商品檢驗(yàn)等簡(jiǎn)單作業(yè)的總稱[1]。流通加工是發(fā)生在倉(cāng)儲(chǔ)中的生產(chǎn)加工，能為生產(chǎn)企業(yè)彌補(bǔ)生產(chǎn)的不足，完善產(chǎn)品的流通，滿足客戶的多樣化需求，并節(jié)省相當(dāng)可觀的人力和時(shí)間成本，同時(shí)也能豐富倉(cāng)儲(chǔ)中的物流增值服務(wù)，創(chuàng)造豐厚的利潤(rùn)。

工業(yè)園區(qū)是劃定一定范圍的土地，通過詳細(xì)規(guī)劃聚集若干生產(chǎn)企業(yè)，專供工業(yè)設(shè)施設(shè)置、使用而建設(shè)的區(qū)域。在工業(yè)園區(qū)中，公共倉(cāng)庫(kù)是以生產(chǎn)企業(yè)群為客戶的第三方物流提供倉(cāng)庫(kù)租賃服務(wù)，緩解土地資源緊張狀況、規(guī)避倉(cāng)庫(kù)設(shè)備的投資風(fēng)險(xiǎn)等[2]，是園區(qū)內(nèi)所有生產(chǎn)企業(yè)原材料及成品的存儲(chǔ)和管理中心，并為企業(yè)提供產(chǎn)前、產(chǎn)后的流通加工服務(wù)。產(chǎn)前流通加工是企業(yè)生產(chǎn)時(shí)，根據(jù)原料需求計(jì)劃，進(jìn)行原料預(yù)處理，滿足生產(chǎn)時(shí)原料特殊化要求。產(chǎn)后流通加工是企業(yè)銷售產(chǎn)品時(shí)，根據(jù)銷售計(jì)劃，進(jìn)行成品后處理，滿足銷售時(shí)成品多樣化要求。相比普通倉(cāng)庫(kù)中的流通加工，公共倉(cāng)庫(kù)中的流通加工不僅要面對(duì)消費(fèi)者的多樣化需求，還要面對(duì)生產(chǎn)企業(yè)原料的特殊化要求，最大化的為生產(chǎn)企業(yè)解決產(chǎn)前產(chǎn)后麻煩，節(jié)省更多的生產(chǎn)成本，同時(shí)也能挖掘倉(cāng)庫(kù)的物流潛力，創(chuàng)造成倍的價(jià)值。在這樣的背景下，越有必要加強(qiáng)公共倉(cāng)庫(kù)中流通加工作業(yè)管理，從而達(dá)到提高物流效益的目的。

在公共倉(cāng)庫(kù)中，面對(duì)園區(qū)內(nèi)不同生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)和銷售需求，需要提供多品種、小批量、高頻率的流通加工作業(yè)，造成傳統(tǒng)的流通加工管理面臨諸多管理難點(diǎn)。首先，在識(shí)別層，由于倉(cāng)儲(chǔ)中的物料繁多且雜，但缺少高效的識(shí)別方式，造成倉(cāng)儲(chǔ)需要大量的人工管理，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且易錯(cuò)遺漏，大大降低數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性、高效性，導(dǎo)致庫(kù)存記錄不準(zhǔn)確和物料信息不透明。盡管有些倉(cāng)庫(kù)已采用了條碼識(shí)別，但由于條碼的識(shí)別率低且容易破損等缺點(diǎn)，造成倉(cāng)儲(chǔ)在識(shí)別層仍處于低效狀態(tài)；其次，在管理層，由于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)信息復(fù)雜多變，而倉(cāng)儲(chǔ)中數(shù)據(jù)采集方式相對(duì)落后，造成管理員掌握流通加工的數(shù)據(jù)信息相對(duì)滯后，導(dǎo)致管理混亂；最后，在決策層，由于不能從整體進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和多而復(fù)雜的系統(tǒng)導(dǎo)致實(shí)時(shí)信息不一致等問題，造成管理員只能憑借不準(zhǔn)確的流通加工信息并結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)來制定流通加工決策，導(dǎo)致計(jì)劃混亂、不合理，甚至無法執(zhí)行。

射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification,RFID）是一種新興的非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽[3]。RFID提供高效而又精確的信息捕捉能力，使物品狀態(tài)的實(shí)時(shí)追蹤成為可能，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于物流、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。

本文以公共倉(cāng)庫(kù)中的流通加工為研究對(duì)象，在分析流通加工管理難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一套采用條碼和RFID混合型應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、托盤級(jí)和單品級(jí)混合策略、訂單拉動(dòng)的“倉(cāng)儲(chǔ)-制造”的信息聯(lián)動(dòng)機(jī)制、PC加手持兩層智能化模塊的管理系統(tǒng)應(yīng)對(duì)流通加工的過程管理，推動(dòng)作業(yè)區(qū)資源的透明化管理，實(shí)現(xiàn)流通加工全流程的精益化聯(lián)動(dòng)管理。

1 文獻(xiàn)綜述

1.1 RFID在倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用

基于RFID的電子標(biāo)簽技術(shù)已成為企業(yè)提高物流供應(yīng)鏈管理水平、降低成本、實(shí)施企業(yè)管理信息化、增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)能力不可缺少的技術(shù)工具和手段。在我國(guó)率先將RFID技術(shù)應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)管理的是深圳白沙物流[4]。王剛等分析了RFID技術(shù)在物流中的典型應(yīng)用模式，還詳盡分析了一種面向物流倉(cāng)儲(chǔ)管理的RFID系統(tǒng)的組成、流程和功能[5]。梁家海、黃志雨等，介紹了RFID技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)管理中的各流程、各環(huán)節(jié)中應(yīng)用，并針對(duì)現(xiàn)有倉(cāng)儲(chǔ)管理方面的各種問題，構(gòu)建了智能物流倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，以高效率實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)物流的出入庫(kù)管理及庫(kù)內(nèi)作業(yè)等業(yè)務(wù)管理，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了前瞻性研究[6-7]。謝勇等，將RFID技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，利用RFID電子標(biāo)簽作為產(chǎn)品識(shí)別的手段，利用物聯(lián)網(wǎng)來獲取入庫(kù)產(chǎn)品的詳細(xì)信息并自動(dòng)生成入庫(kù)單，針對(duì)傳統(tǒng)入庫(kù)管理中存在的兩大瓶頸問題——產(chǎn)品識(shí)別和產(chǎn)品信息獲取，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)入庫(kù)管理系統(tǒng)的基本原理，對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了分析[8]。

1.2 RFID在流通加工中的應(yīng)用

雖然流通加工作業(yè)發(fā)生在倉(cāng)儲(chǔ)中，但并非倉(cāng)儲(chǔ)中的必須作業(yè)活動(dòng)，所以目前國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者多把應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域的RFID技術(shù)研究集中到傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)上，比如出/入庫(kù)作業(yè)等。隨著銷售競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈和用戶的個(gè)性化、多樣化需求，流通加工越來越顯示出它不可替代的重要地位和作用，部分學(xué)者也把目光放在流通加工管理上。黃學(xué)成、何遠(yuǎn)標(biāo)在基于RFID的物流作業(yè)管理中提出了把RFID應(yīng)用流通加工，實(shí)現(xiàn)智能化管理和最優(yōu)化加工[9]。董淑華在RFID技術(shù)及其在物流中的應(yīng)用一文中，提出流通加工管理中應(yīng)用RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)流水線的自動(dòng)化和智能化，從而提高流通加工效率，節(jié)約成本[10]。但這方面的研究很少，目前也僅僅停留在概念的提出當(dāng)中，對(duì)硬件部署、軟件開發(fā)和如何管理流通加工作業(yè)流程都沒有做出解釋。

2 系統(tǒng)的關(guān)鍵問題分析

在公共倉(cāng)庫(kù)中，典型的流通加工作業(yè)區(qū)是由原料區(qū)、流通加工區(qū)和成品區(qū)三個(gè)場(chǎng)地組成。原料區(qū)和成品區(qū)是倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)，分別用來存儲(chǔ)原料和成品。流通加工區(qū)是生產(chǎn)區(qū)，用來進(jìn)行流通加工作業(yè)。流通加工由三個(gè)階段組成：原材料上線、流通加工作業(yè)和成品下線。如圖1所示為整個(gè)過程的示意圖。

圖1 流通加工在公共倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)作

詳細(xì)的作業(yè)流程是：（1）原材料上線階段：計(jì)劃員將客戶訂單按照原料庫(kù)存情況制定備料任務(wù)，原料區(qū)主管接收備料任務(wù)后，組織人員進(jìn)行揀料，并將準(zhǔn)備好的原料搬至發(fā)貨區(qū)，然后再將其搬送至流通加工區(qū)；（2）流通加工作業(yè)階段：計(jì)劃員將客戶訂單按照生產(chǎn)線負(fù)載情況制定流通加工任務(wù)，生產(chǎn)區(qū)主管接收生產(chǎn)任務(wù)后，組織人員進(jìn)行生產(chǎn)；（3）成品下線階段：計(jì)劃員將客戶訂單按照成品庫(kù)存情況制定入庫(kù)任務(wù)，成品區(qū)主管接收任務(wù)后，組織人員將下線的成品先搬至收貨區(qū)，最后再將其搬送至成品區(qū)庫(kù)位。

原材料上線階段存在著以下問題：（1）由于原料區(qū)的庫(kù)存常采用人工管理，自動(dòng)化程度低，導(dǎo)致庫(kù)存記錄不準(zhǔn)確，計(jì)劃員很難制定科學(xué)的備料任務(wù)；（2）在備料過程中，由于庫(kù)存信息不透明，只能依靠人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行原料揀選，沒有遵守揀選策略中的同一訂單盡量用同批次原料、先進(jìn)先出、盡量少拆分托盤等原則，造成原料區(qū)存管理混亂，存在著原材料過期失效、同一訂單用多個(gè)批次的原料和肆意亂拆托盤等問題。

流通加工作業(yè)階段存在著以下問題：（1）由于生產(chǎn)區(qū)的數(shù)據(jù)采集方式落后，致使計(jì)劃員掌握生產(chǎn)區(qū)的數(shù)據(jù)信息相對(duì)滯后，無法制定科學(xué)的生產(chǎn)排產(chǎn)計(jì)劃，造成各生產(chǎn)線生產(chǎn)負(fù)荷不均衡；（2）假若同一訂單被拆分到多條生產(chǎn)線生產(chǎn)時(shí)，計(jì)劃員因?yàn)檎莆丈a(chǎn)區(qū)的信息不及時(shí)，無法準(zhǔn)確推算出各生產(chǎn)線在加工此單時(shí)應(yīng)等待的時(shí)間，導(dǎo)致制定拆分計(jì)劃不合理，造成各生產(chǎn)線最終完成此單的時(shí)間不能相近，甚至相差很大。

在成品下線階段，成品區(qū)也存在人工管理，自動(dòng)化程度低的問題，導(dǎo)致庫(kù)存記錄不準(zhǔn)確，倉(cāng)管員憑借現(xiàn)有的倉(cāng)儲(chǔ)信息并結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)來制定入庫(kù)決策，造成成品區(qū)管理混亂，存在著原一條貨道能存放下的訂單成品，卻分成多條貨道存放和同一訂單成品分多條貨道存放時(shí)沒有盡量安排在相鄰貨道上等問題。

以上問題的原因是：決策層中，缺少備料任務(wù)、生產(chǎn)排產(chǎn)和成品入庫(kù)決策制定的決策系統(tǒng)。應(yīng)實(shí)現(xiàn)（a）與倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)(WMS)無縫連接并實(shí)時(shí)獲取兩個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的庫(kù)存情況；（b）獲取流通加工區(qū)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息；（c）根據(jù)實(shí)時(shí)的倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的庫(kù)存情況和生產(chǎn)線負(fù)載情況制定備料任務(wù)、生產(chǎn)排產(chǎn)和成品入庫(kù)決策。在執(zhí)行層中，應(yīng)解決（a）流通加工作業(yè)區(qū)域缺少可識(shí)別標(biāo)簽，操作工無配備RFID手持終端以記錄已執(zhí)行的任務(wù)信息；（b）操作工與管理員缺少數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)同步性等問題。

3 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

由于公共倉(cāng)庫(kù)中復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的流通加工管理應(yīng)為高速的耦合系統(tǒng)，它強(qiáng)調(diào)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)與生產(chǎn)區(qū)之間的準(zhǔn)確、有效地協(xié)調(diào)與合作，強(qiáng)調(diào)決策的自適應(yīng)性和操作的準(zhǔn)確性。從技術(shù)角度看，要使該系統(tǒng)有效運(yùn)作，就需要一個(gè)高性能的實(shí)時(shí)信息基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行信息的收集、處理、應(yīng)用和決策。

3.1 信息架構(gòu)

根據(jù)Huang等[11]提出的AUTOM架構(gòu)，并將其應(yīng)用于本系統(tǒng)。AUTOM是標(biāo)準(zhǔn)的且可擴(kuò)展的RFID應(yīng)用架構(gòu)。它不僅符合ISA-95標(biāo)準(zhǔn)，并且提供了標(biāo)準(zhǔn)的RFID硬件數(shù)據(jù)接口[12]。

如圖2所示，闡明了AUTOM解決方案的主要技術(shù)層次。最高層級(jí)為傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）。第二層級(jí)為基于RFID的流通加工智能管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱流通加工管理系統(tǒng)），包括應(yīng)用層和服務(wù)層。其中，WMS通過接口與流通加工管理系統(tǒng)對(duì)接，為其提供實(shí)時(shí)的庫(kù)存信息。反之，流通加工管理系統(tǒng)通過采集現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息，報(bào)工反寫WMS。其余兩個(gè)層級(jí)組成一個(gè)基于RFID技術(shù)的智能流通加工作業(yè)環(huán)境，包括RFID網(wǎng)關(guān)層和智能對(duì)象層。關(guān)于網(wǎng)關(guān)層和智能對(duì)象層的詳細(xì)介紹請(qǐng)參考文獻(xiàn)[11]。

3.2 基于RFID的流通加工智能管理系統(tǒng)的整體邏輯設(shè)計(jì)

圖3所示為公共倉(cāng)庫(kù)中基于RFID的流通加工智能管理系統(tǒng)的整體邏輯設(shè)計(jì)，系統(tǒng)根據(jù)其功能劃分為決策層模塊（圖3上半部分）和執(zhí)行層模塊（圖3下半部分）。其中，決策層模塊的目標(biāo)是處理及整合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并為各個(gè)工作過程做出合理可行的計(jì)劃決策，而該模塊使用者是流通加工的管理員；執(zhí)行層模塊的目標(biāo)是收集和轉(zhuǎn)移實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，然后按決策層發(fā)布的計(jì)劃執(zhí)行工作，該模塊使用者為流通加工作業(yè)中的操作員，例如備料員、搬運(yùn)工。在流通加工的過程中，RFID設(shè)備（包括被動(dòng)式流通加工智能對(duì)象和主動(dòng)式流通加工智能對(duì)象）將作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)采集媒介貫穿整個(gè)系統(tǒng)。其中，為原料/成品、托盤和庫(kù)位等部署RFID標(biāo)簽構(gòu)建為被動(dòng)式流通加工智能對(duì)象；為搬運(yùn)工等配備手持RFID讀寫器構(gòu)建為主動(dòng)式流通加工智能對(duì)象。下面將詳細(xì)介紹各模塊的功能及數(shù)據(jù)處理流程。

3.2.1 決策層模塊

（1）流通加工單管理：其功能是收集和存儲(chǔ)不同客戶的成品需求。該模塊收集到客戶發(fā)出的客戶訂單后，會(huì)轉(zhuǎn)換需求信息以形成標(biāo)準(zhǔn)的流通加工單并保存。流通加工單包括客戶信息、成品類型、數(shù)量和發(fā)貨時(shí)間等。

（2）制定備料任務(wù)：在該模塊中，流通加工單與原料區(qū)的實(shí)時(shí)庫(kù)存信息相結(jié)合后作為該模塊的輸入數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)則是每個(gè)流通加工單的物料需求計(jì)劃。計(jì)劃信息包括：即將揀選的物料類型、批次、貨道、數(shù)量、所在的托盤編碼和流通加工區(qū)物料緩存庫(kù)位等。

（3）制定生產(chǎn)排產(chǎn)：在該模塊中，流通加工單與流通加工區(qū)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息相結(jié)合后作為該模塊的輸入數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)則是每個(gè)流通加工單的生產(chǎn)排產(chǎn)計(jì)劃。計(jì)劃信息包括：即將組織生產(chǎn)的生產(chǎn)線編號(hào)和生產(chǎn)數(shù)量等。

（4）制定入庫(kù)決策：在該模塊中，流通加工單與成品區(qū)的實(shí)時(shí)庫(kù)存信息相結(jié)合后作為該模塊的輸入數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)則是每個(gè)流通加工單的成品入庫(kù)計(jì)劃。計(jì)劃信息包括：客戶信息、成品信息和成品區(qū)庫(kù)位等。

3.2.2 執(zhí)行層模塊

（1）揀選備料：該模塊的使用者為原料區(qū)的揀貨員。接收備料任務(wù)后，從任務(wù)中得到揀選物料信息、庫(kù)位信息和托盤信息等，并根據(jù)任務(wù)提示揀選物料，然后搬運(yùn)到流通加工區(qū)中對(duì)應(yīng)的物料緩存庫(kù)位。

（2）上線生產(chǎn)：該模塊的使用者為生產(chǎn)區(qū)的生產(chǎn)員工。接收生產(chǎn)任務(wù)后，從任務(wù)中得到生產(chǎn)計(jì)劃，待原料上線后，開始組織生產(chǎn)。

圖2 信息架構(gòu)

圖3 流通加工管理系統(tǒng)的工作邏輯

（3）成品入庫(kù)：該模塊的使用者為成品區(qū)的搬運(yùn)工。接收入庫(kù)任務(wù)后，從任務(wù)中得到成品信息、庫(kù)位信息等，并根據(jù)任務(wù)提示將成品搬運(yùn)到成品區(qū)對(duì)應(yīng)的庫(kù)位。

4 系統(tǒng)模塊的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)采用C#語(yǔ)言和SQL SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行開發(fā)，包括兩個(gè)模塊：智能決策規(guī)劃模塊（制定各類流通加工作業(yè)決策）和RFID智能手持執(zhí)行模塊（執(zhí)行具體的流通加工管理任務(wù)）。其中智能決策規(guī)劃模塊是B/S結(jié)構(gòu)，RFID智能手持執(zhí)行模塊是C/S結(jié)構(gòu)。

4.1 智能決策規(guī)劃模塊

該模塊主要為執(zhí)行層制定各種流通加工任務(wù)并實(shí)時(shí)監(jiān)控任務(wù)執(zhí)行情況及相關(guān)流通加工信息。所有流通加工任務(wù)的制定都是根據(jù)實(shí)時(shí)的流通加工信息，一方面保證任務(wù)執(zhí)行的可行性，另一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)變化快速反應(yīng)。該模塊主要包括以下子模塊：基本資料管理、流通加工單管理、備料管理、生產(chǎn)排產(chǎn)管理、成品入庫(kù)管理和統(tǒng)計(jì)查詢等。

（1）基本資料管理子模塊。主要實(shí)現(xiàn)如貨物、庫(kù)位、托盤、生產(chǎn)線、員工等流通加工基礎(chǔ)信息的錄入、修改和刪除。在輸入各類基礎(chǔ)信息之前，需要首先定義各類基礎(chǔ)信息的類型。

（2）流通加工單管理子模塊。主要實(shí)現(xiàn)將客戶訂單自動(dòng)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)需求的流通加工單。計(jì)劃員首先接收到銷售部發(fā)來的客戶訂單，然后批量將客戶訂單導(dǎo)入系統(tǒng)，自動(dòng)根據(jù)已制定的標(biāo)準(zhǔn)流通加工單格式轉(zhuǎn)換并保存。

（3）備料管理子模塊。主要實(shí)現(xiàn)將流通加工單分配成備料任務(wù)，并可實(shí)時(shí)查詢備料任務(wù)和其執(zhí)行情況。計(jì)劃員首先按日期下載需要加工的流通加工單，然后系統(tǒng)按照揀料策略（同單同批次、先進(jìn)先出和盡量少拆托盤等原則）和原料庫(kù)存信息自動(dòng)匹配原料出庫(kù)庫(kù)位和托盤號(hào)，將流通加工單分配為備料任務(wù)，并發(fā)布給執(zhí)行者。

（4）生產(chǎn)排產(chǎn)管理子模塊。主要實(shí)現(xiàn)將流通加工單分配成生產(chǎn)任務(wù)，并進(jìn)行排產(chǎn)且可實(shí)時(shí)查詢生產(chǎn)任務(wù)和其執(zhí)行情況。計(jì)劃員首先按日期下載需要加工的流通加工單，然后系統(tǒng)按照排產(chǎn)策略（同單同線、生產(chǎn)準(zhǔn)時(shí)和生產(chǎn)線負(fù)載均衡等原則）和生產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)信息自動(dòng)將流通加工單制定成生產(chǎn)排產(chǎn)計(jì)劃，并發(fā)布給執(zhí)行者。

（5）成品入庫(kù)管理子模塊。主要實(shí)現(xiàn)將流通加工單分配成成品入庫(kù)任務(wù)，并可實(shí)時(shí)查詢成品入庫(kù)任務(wù)和其執(zhí)行情況。計(jì)劃員首先按日期下載已排產(chǎn)的流通加工單，然后系統(tǒng)按照入庫(kù)策略（同單同庫(kù)位和同單放相鄰貨道等原則）和成品庫(kù)存信息自動(dòng)匹配入庫(kù)庫(kù)位，將流通加工單分配為成品入庫(kù)任務(wù)，并發(fā)布給執(zhí)行者。

（6）統(tǒng)計(jì)查詢子模塊。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)流通加工資源和操作的統(tǒng)計(jì)查詢。由于RFID技術(shù)的支持，所有的統(tǒng)計(jì)查詢數(shù)據(jù)都是實(shí)時(shí)的（為動(dòng)態(tài)決策提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)）。

4.2 RFID智能手持執(zhí)行模塊

RFID智能手持執(zhí)行模塊主要是執(zhí)行具體的流通加工管理任務(wù)，并通過手持終端記錄已執(zhí)行的任務(wù)信息和實(shí)現(xiàn)與管理層的數(shù)據(jù)信息同步。操作工使用手持RFID讀寫器下載計(jì)劃員分配的手持任務(wù)。本模塊包括揀料作業(yè)和成品入庫(kù)兩個(gè)子模塊。

（1）揀料作業(yè)子模塊。該子模塊的主要功能是協(xié)助備料員在執(zhí)行揀料作業(yè)過程中將物料從原料區(qū)搬運(yùn)到生產(chǎn)區(qū)，分為整盤揀料和拆分托盤揀料，前者是指將需要揀料的托盤與庫(kù)位解除綁定，后者是指從指定的源托盤取出一部分原料放到另外的一個(gè)空托盤（目標(biāo)托盤）上揀料。圖4為揀料作業(yè)流程。下載備料任務(wù)后，備料員根據(jù)任務(wù)指示找到并核對(duì)源托盤，按照指定的揀料方式執(zhí)行。

圖4 揀料作業(yè)流程

（2）成品入庫(kù)子模塊。該子模塊的主要功能是協(xié)助搬運(yùn)工在執(zhí)行成品入庫(kù)過程中將成品從生產(chǎn)區(qū)搬運(yùn)到成品區(qū)。圖5為成品入庫(kù)作業(yè)流程。下載入庫(kù)任務(wù)后，搬運(yùn)工根據(jù)任務(wù)指示先將成品與托盤綁定，再根據(jù)入庫(kù)庫(kù)位提示，將托盤搬運(yùn)到成品區(qū)，綁定到指定庫(kù)位上。

圖5 成品入庫(kù)作業(yè)流程

5 演示案例

5.1 場(chǎng)景描述

本文旨在為公共倉(cāng)庫(kù)中流通加工作業(yè)開發(fā)一套基于RFID的智能管理系統(tǒng)。在公共倉(cāng)庫(kù)中，面對(duì)不同企業(yè)提出的各種流通加工需求，越來越多的流通加工業(yè)務(wù)在公共倉(cāng)庫(kù)中開展，那么智能的、高效的、精益化的流通加工管理就顯得至關(guān)重要。由于篇幅原因，本部分只演示流通加工作業(yè)中最重要的揀料作業(yè)流程和成品入庫(kù)流程。

圖6 流通加工作業(yè)布局圖

本演示案例的流通加工作業(yè)布局圖如圖6所示。在公共倉(cāng)庫(kù)中，流通加工作業(yè)區(qū)域由辦公區(qū)、原料區(qū)、流通加工區(qū)和成品區(qū)四個(gè)場(chǎng)所組成，其中原料區(qū)和成品區(qū)面積夠大，由貨道組成，流通加工區(qū)由物料緩存區(qū)和三條生產(chǎn)線組成。圖6（1）為系統(tǒng)服務(wù)器，部署智能決策規(guī)劃模塊，由用戶1計(jì)劃員操作，用來制定各種流通加工決策；圖6（2）為手持RFID讀寫器，部署RFID智能手持執(zhí)行模塊，由用戶2備料員和搬運(yùn)工操作，用來執(zhí)行具體的流通加工作業(yè)。作業(yè)區(qū)的所有流通加工資源都粘貼有RFID/條碼二合一標(biāo)簽，包括物料、庫(kù)位、托盤等。

演示案例的初始狀態(tài)為：公共倉(cāng)庫(kù)已應(yīng)用了倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）。本演示系統(tǒng)通過接口從WMS獲取實(shí)時(shí)的原料區(qū)和成品區(qū)庫(kù)存信息，并通過采集現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息，報(bào)工反寫WMS。在原料區(qū)中有確定的原料存儲(chǔ)。

5.2 揀料作業(yè)演示

圖7 揀貨流程演示

（1）計(jì)劃員使用智能決策規(guī)劃模塊點(diǎn)擊下載當(dāng)天有流通加工需求的流通加工單。

（2）智能決策規(guī)劃模塊將為流通加工單自動(dòng)匹配原料揀選庫(kù)位，并指定托盤和數(shù)量。

（3）計(jì)劃員根據(jù)備料員的工號(hào)發(fā)布備料任務(wù)。

（4）在原料區(qū)中，備料員通過手持RFID讀寫器下載備料任務(wù)。

（5）備料員選定備料任務(wù)，查看任務(wù)詳細(xì)，根據(jù)提示進(jìn)行揀料。如果托盤是整盤取料，根據(jù)（5.1）的揀料方式，將需要揀料的托盤與庫(kù)位解除綁定；如果是拆分托盤取料，根據(jù)（5.2）的揀料方式，從指定的源托盤取出一部分原料放到另外的一個(gè)空托盤（目標(biāo)托盤）上揀料。

（6）備料員揀取托盤后，根據(jù)放置庫(kù)位提示，將托盤搬運(yùn)至相應(yīng)的生產(chǎn)區(qū)物料緩存庫(kù)位，綁定托盤與庫(kù)位即可。

5.3 成品入庫(kù)演示

圖8 成品入庫(kù)流程演示

（1）計(jì)劃員使用智能決策規(guī)劃模塊點(diǎn)擊下載當(dāng)天已排產(chǎn)的流通加工單；

（2）智能決策規(guī)劃模塊將為流通加工單自動(dòng)匹配入庫(kù)庫(kù)位；

（3）計(jì)劃員根據(jù)搬運(yùn)工的工號(hào)發(fā)布成品入庫(kù)任務(wù)；

（4）在成品區(qū)中，搬運(yùn)工通過手持RFID讀寫器下載成品入庫(kù)任務(wù)；

（5）搬運(yùn)工選定成品入庫(kù)任務(wù)，查看任務(wù)詳細(xì)，根據(jù)提示進(jìn)行成品與托盤的綁定；

（6）搬運(yùn)工將托盤物品綁定后，根據(jù)入庫(kù)庫(kù)位提示，將托盤搬運(yùn)至相應(yīng)的成品區(qū)庫(kù)位，綁定托盤與庫(kù)位即可。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文探討了公共倉(cāng)庫(kù)中流通加工作業(yè)流程中的管理難點(diǎn)，并針對(duì)這些管理難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的需求分析，介紹和開發(fā)了一套基于RFID的流通加工智能管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)不僅解決了公共倉(cāng)庫(kù)中各種流通加工關(guān)鍵環(huán)節(jié)的管理難點(diǎn)，提高了流通加工作業(yè)的管理水平和效率，且大力推動(dòng)了RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在公共倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用，同時(shí)提出了一種適用于開發(fā)智能流通加工管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息基礎(chǔ)架構(gòu)，為以后的基于物流網(wǎng)技術(shù)的流通加工管理研究提供了參考價(jià)值。

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