RFID技術(shù)在成品煙絲自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理中的應(yīng)用研究

范希龍

摘 要：文章主要介紹RFID無線射頻識(shí)別技術(shù)的工作原理及特點(diǎn)，闡述了RFID技術(shù)在煙草行業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)管理中的優(yōu)勢(shì)特征，設(shè)計(jì)基于RFID技術(shù)的成品煙絲自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的架構(gòu)與基本業(yè)務(wù)流程，通過使用RFID技術(shù)有效提升倉(cāng)儲(chǔ)管理中的工作效率，建立全面感知、高效敏捷，信息可追溯的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，并展望RFID技術(shù)在煙草行業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流中的推廣和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：RFID技術(shù)；射頻識(shí)別；倉(cāng)儲(chǔ)管理自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：F253.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）11-0165-03

Abstract： This paper mainly introduces the working principle and characteristics of RFID wireless radio frequency identification technology， and expounds the advantages of RFID technology in the storage management of tobacco industry. The architecture and basic business process of automatic warehouse management system of finished tobacco based on RFID technology are designed. By using RFID technology， the working efficiency of warehouse management is effectively improved， and the overall perception and high efficiency agility are established. Information traceable warehouse management system， and prospects for RFID technology in the tobacco industry warehouse logistics promotion and application prospects.

Keywords： RFID technology； radio frequency identification； warehouse management automation

1 概述

最近幾年，國(guó)內(nèi)煙草企業(yè)隨著生產(chǎn)自動(dòng)化水平的不斷提高，在煙草工業(yè)商業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域，通過采用各種新設(shè)備和新技術(shù)改造不斷提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)信息系統(tǒng)是倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的核心，是管理倉(cāng)儲(chǔ)物料信息的關(guān)鍵，也是倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)流暢、高效運(yùn)行的基礎(chǔ)。倉(cāng)儲(chǔ)信息系統(tǒng)管理就是將倉(cāng)儲(chǔ)物入庫(kù)、倉(cāng)儲(chǔ)、出庫(kù)信息進(jìn)行跟蹤，并在多個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)信息確認(rèn)。目前，煙草工業(yè)商業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域信息的跟蹤、確認(rèn)方式主要有傳統(tǒng)方式條碼、RFID等。其中傳統(tǒng)的條碼有損耗大、存儲(chǔ)信息量小、易污染、易折損等明顯的缺點(diǎn)，影響使用。

針對(duì)上述問題，為適應(yīng)煙草企業(yè)生產(chǎn)過程中從原料到產(chǎn)品過程的信息追蹤管理，煙草企業(yè)已經(jīng)開始針對(duì)RFID技術(shù)在煙草倉(cāng)儲(chǔ)管理中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。RFID技術(shù)相比條形碼有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在讀寫的便捷性、出錯(cuò)率、動(dòng)態(tài)讀寫、重復(fù)利用等方面表現(xiàn)突出。所以，將RFID射頻技術(shù)順利的與倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)整合到一起，可以最大程度降低倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)信息跟蹤成本、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)使用成本，減少出錯(cuò)率，達(dá)到整體提高倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行效率的目的。

本文主要介紹基于RFID技術(shù)的成品煙絲自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，利用RFID技術(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大、存儲(chǔ)速度快、穿透能力好、可重復(fù)使用、小型化、多樣化等優(yōu)點(diǎn)，用于實(shí)現(xiàn)箱式成品煙絲的自動(dòng)化存貨和取貨等操作，在整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)管理中，將與MES系統(tǒng)制定的生產(chǎn)計(jì)劃與射頻識(shí)別技術(shù)有效結(jié)合，解決目前煙草企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)管理中的入庫(kù)、出庫(kù)、盤點(diǎn)等流程中所面臨的問題，并提高對(duì)出入庫(kù)煙絲信息的記錄采集速度和準(zhǔn)確性。進(jìn)一步提高企業(yè)信息化管理程度。

2 RFID技術(shù)的原理與特征

RFID是RadioFrequency Identification的縮寫，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽、射頻標(biāo)簽。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻標(biāo)簽以無線方式發(fā)送數(shù)據(jù)，通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，在閱讀器與被識(shí)別目標(biāo)之間，無需直線視線，識(shí)別工作無需人工干預(yù)，并且是一種可讀寫技術(shù)。RFID技術(shù)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，操作快捷方便。

RFID技術(shù)的工作原理是：閱讀器（讀寫頭）在一定范圍的磁場(chǎng)內(nèi)發(fā)射特定頻率射頻信號(hào)，此射頻信號(hào)被射頻標(biāo)簽（被動(dòng)標(biāo)簽）接收到，射頻標(biāo)簽就能憑借感應(yīng)電流所獲得的微量能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的電子信息；或者由射頻標(biāo)簽（主動(dòng)標(biāo)簽）主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，當(dāng)閱讀器接收到射頻標(biāo)簽的電子信息并解碼后，送至計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。如圖1所示為RFID技術(shù)的工作原理圖。

3 RFID在煙箱倉(cāng)儲(chǔ)管理中的優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)代化煙草物流倉(cāng)儲(chǔ)信息系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)管理的無人化、智能化等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)物理管理靠人工記憶和手工錄入，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且容易出錯(cuò)，給企業(yè)帶來巨大損失，也不利于各部門與系統(tǒng)平臺(tái)之間的協(xié)調(diào)運(yùn)作。采用傳統(tǒng)條碼技術(shù)對(duì)煙箱信息進(jìn)行管理的方式，在一定時(shí)期內(nèi)解決了煙草倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)信息跟蹤問題，也暫時(shí)提升了倉(cāng)儲(chǔ)信息管理水平；但是，隨著煙草企業(yè)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)信息準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、可靠性等要求的日益提高，條形碼技術(shù)逐漸捉襟見肘。而RFID技術(shù)，因?yàn)榫哂锌垢蓴_、對(duì)環(huán)境要求低、重復(fù)使用、一簽多用、信息存儲(chǔ)量大、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，使得RFID是替代傳統(tǒng)條碼在煙草行業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)使用的最理想的解決方法。

4 RFID技術(shù)在成品煙絲自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

基于RFID技術(shù)的成品煙絲自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，以RFID射頻技術(shù)為存儲(chǔ)媒介，圍繞成品煙絲的裝箱入庫(kù)管理、庫(kù)存管理、出庫(kù)投料管理等業(yè)務(wù)進(jìn)行，通過RFID技術(shù)對(duì)煙絲信息進(jìn)行跟蹤、監(jiān)測(cè)、追溯管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)成品煙絲的信息、過程控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

4.1 自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)架構(gòu)

基于RFID的成品煙絲自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，對(duì)存儲(chǔ)成品煙絲的每個(gè)煙箱都安裝有RFID電子標(biāo)簽，空箱上線時(shí)進(jìn)行RFID數(shù)據(jù)的初始化，把RFID信息與煙箱編號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，根據(jù)所裝煙絲的不同，把牌號(hào)、批號(hào)、重量等煙絲信息存儲(chǔ)到RFID電子標(biāo)簽中，使用RFID讀寫設(shè)備完成對(duì)RFID信息的寫入、采集與驗(yàn)證。圍繞RFID數(shù)據(jù)結(jié)合信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)化管理。

采用RFID技術(shù)的煙絲自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)主要包括倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)WMS、物流設(shè)備調(diào)度系統(tǒng)WCS、終端設(shè)備系統(tǒng)等三個(gè)系統(tǒng)模塊構(gòu)成，如圖2所示。

倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)包括訂單管理、入庫(kù)管理、移庫(kù)管理、出庫(kù)管理、盤點(diǎn)管理、貨位管理、報(bào)表管理等功能模塊，通過訂單任務(wù)和系統(tǒng)策略等完成成品煙絲的入庫(kù)出庫(kù)功能。

WMS將產(chǎn)生的出入庫(kù)任務(wù)發(fā)送給WCS系統(tǒng)，WCS對(duì)任務(wù)進(jìn)行拆分，控制輸送設(shè)備，將煙箱輸送到裝箱設(shè)備處進(jìn)行煙絲裝箱，并寫入RFID信息，調(diào)度煙箱到入庫(kù)口，通知自動(dòng)搬運(yùn)設(shè)備取貨入庫(kù)。

自動(dòng)搬運(yùn)設(shè)備系統(tǒng)根據(jù)WCS發(fā)送的任務(wù)，負(fù)責(zé)倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的出入庫(kù)作業(yè)流程處理，包括上架任務(wù)、出庫(kù)任務(wù)、質(zhì)檢任務(wù)、盤點(diǎn)任務(wù)、移庫(kù)任務(wù)、RFID信息校驗(yàn)等現(xiàn)場(chǎng)操作功能。

4.2 主要業(yè)務(wù)流程分析

基于RFID技術(shù)的成品煙絲自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的工作流程大致分為入庫(kù)流程和出庫(kù)流程。在進(jìn)行業(yè)務(wù)流程前，首先，進(jìn)行RFID電子標(biāo)簽的初始化，使用RFID手持讀寫設(shè)備或固定RFID控制器寫入煙箱的編號(hào)信息，使煙箱實(shí)體編號(hào)與電子標(biāo)簽關(guān)聯(lián)起來。每個(gè)煙箱與RFID電子標(biāo)簽一一對(duì)應(yīng)，進(jìn)行空箱入庫(kù)?？障淙霂?kù)流程可以歸于普通的入庫(kù)流程進(jìn)行管理，信息系統(tǒng)能夠統(tǒng)計(jì)庫(kù)存中的空箱信息，進(jìn)行分配入庫(kù)策略。

4.2.1 基本入庫(kù)流程

圖3描述了成品煙絲的基本入庫(kù)業(yè)務(wù)流程，應(yīng)用RFID結(jié)合信息系統(tǒng)及自動(dòng)化物流設(shè)備，完成入庫(kù)流程。倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)WMS從生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES處獲取生產(chǎn)訂單，然后通過WCS下發(fā)空箱調(diào)配出庫(kù)任務(wù)給自動(dòng)化搬運(yùn)設(shè)備用于煙絲裝載。自動(dòng)化搬運(yùn)設(shè)備搭載了RFID讀寫控制器，可以識(shí)別RFID信息，完成空箱出庫(kù)信息的校驗(yàn)。煙絲裝箱設(shè)備進(jìn)行裝絲作業(yè)時(shí)，再次進(jìn)行煙箱RFID信息的識(shí)別校驗(yàn)，并且根據(jù)WCS的任務(wù)進(jìn)行裝箱工作。裝箱完成后，RFID讀寫控制器給相應(yīng)煙箱的電子標(biāo)簽寫入裝箱信息。然后，WCS下發(fā)給自動(dòng)化搬運(yùn)設(shè)備執(zhí)行煙箱的入庫(kù)任務(wù)，搬運(yùn)設(shè)備從指定入庫(kù)口，通過RFID讀寫控制器掃描煙箱電子標(biāo)簽進(jìn)行校驗(yàn)后，送至指定的貨物，完成入庫(kù)任務(wù)并更新WMS庫(kù)存信息。

4.2.2 基本出庫(kù)流程

圖4描述了成品煙絲的基本入庫(kù)業(yè)務(wù)流程，RFID的數(shù)據(jù)校驗(yàn)貫穿整個(gè)業(yè)務(wù)流程。首先WMS接收到MES系統(tǒng)下發(fā)的煙絲出庫(kù)任務(wù)，然后根據(jù)任務(wù)中的牌號(hào)、批次號(hào)等信息，自動(dòng)生成出庫(kù)策略，并下發(fā)至WCS系統(tǒng)。WCS系統(tǒng)接收到任務(wù)后調(diào)配相關(guān)自動(dòng)搬運(yùn)設(shè)備對(duì)指定的煙箱進(jìn)行出庫(kù)到指定出口，煙箱搬運(yùn)前后皆通過RFID讀寫設(shè)備進(jìn)行煙箱的RFID數(shù)據(jù)校驗(yàn)，確保出庫(kù)任務(wù)的準(zhǔn)確性。最后，煙箱中煙絲經(jīng)過翻箱出庫(kù)后，生成為空箱回庫(kù)任務(wù)。

4.3 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析

基于RFID的成品煙絲自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，以RFID技術(shù)作為中間媒介，全程跟蹤煙絲在整個(gè)工作流程中的信息，把RFID技術(shù)融入到倉(cāng)庫(kù)管理的各個(gè)環(huán)節(jié)，有效提高了倉(cāng)庫(kù)管理的自動(dòng)化和信息化水平。由于RFID電子芯片的可靠性，提高了煙箱出入庫(kù)過程中的識(shí)別率，同時(shí)經(jīng)過多層次校驗(yàn)程序，提高出入庫(kù)效率和信息準(zhǔn)確性、安全性。每個(gè)煙箱皆配備相應(yīng)電子標(biāo)簽，還可用于煙箱盤點(diǎn)，提高數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性，動(dòng)態(tài)掌握庫(kù)存信息，結(jié)合信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)庫(kù)可視化管理。RFID技術(shù)采用自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)寫入，有利于與自動(dòng)化設(shè)備相結(jié)合，減少人工參與度，極大程度提高自動(dòng)化水平。配合系統(tǒng)精確掌握庫(kù)存情況，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可追溯，完成庫(kù)存的優(yōu)化管理。

5 結(jié)束語(yǔ)

煙草企業(yè)采用先進(jìn)的基于RFID技術(shù)的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，確保了出入庫(kù)數(shù)據(jù)采集、查詢和更新的實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確性，同時(shí)利用高效的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)與自動(dòng)化輸送設(shè)備系統(tǒng)相結(jié)合的模式，系統(tǒng)運(yùn)行快速響應(yīng)出入庫(kù)業(yè)務(wù)。將先進(jìn)的信息化技術(shù)和現(xiàn)代倉(cāng)庫(kù)管理模式應(yīng)用到成品煙絲的運(yùn)管過程中，提高了倉(cāng)庫(kù)管理水平和工作效率，保證了成品煙絲倉(cāng)庫(kù)管理的準(zhǔn)確性以及信息的及時(shí)更新，與傳統(tǒng)柜式貯絲相比，可以做到對(duì)每一箱煙絲信息的精確追溯，真正實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)管理的現(xiàn)代化和自動(dòng)化。

倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)利用RFID參與過程控制管理，實(shí)現(xiàn)貨位管理的全過程跟蹤，提高了貨位的利用效率及作業(yè)準(zhǔn)確率。由于采用了RFID 這種最新的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，排除了人工采集信息所需的操作成本和可能出現(xiàn)的差錯(cuò)，并且通過RFID技術(shù)與系統(tǒng)內(nèi)其他自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的整合，進(jìn)一步提高了這些設(shè)備的自動(dòng)化水平，使得整體設(shè)備運(yùn)行效益得以提高。同時(shí)，引入RFID讀寫設(shè)備，方便與各種系統(tǒng)之間的對(duì)接，具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性；最后，在貨位管理上通過引用電子標(biāo)簽，技術(shù)先進(jìn)性、安全性遠(yuǎn)高于條碼技術(shù)，RFID技術(shù)貫穿整個(gè)流程，提升了倉(cāng)儲(chǔ)管理的高效性和準(zhǔn)確性。采用RFID射頻識(shí)別技術(shù)可以作為一種比較可行的解決方案，融入到現(xiàn)代化的倉(cāng)儲(chǔ)物流管理中，提高煙草行業(yè)的數(shù)字化倉(cāng)儲(chǔ)管理水平。

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