RFID射頻技術(shù)應(yīng)用于無人值守倉庫管理

國網(wǎng)浙江安吉縣供電有限公司 何一帆

無人值守倉庫運用RFID 等現(xiàn)代方式的管理系統(tǒng)，從倉庫物資的領(lǐng)料、入庫、存儲、領(lǐng)用、出庫、報廢等都可通過無人值守的管理系統(tǒng)進行全自動流程的使用和領(lǐng)、還、維護功能的完成，同時可通過各系統(tǒng)硬件數(shù)據(jù)實時和無人值守倉庫管理系統(tǒng)進行雙向通信，保證了整個倉庫管理流程數(shù)據(jù)的實時性，大大降低了日常管理復(fù)雜、數(shù)據(jù)繁重的工作難度，也提高了人員管理水平，實時傳輸統(tǒng)計避免了人工在操作的記錄不準確等偏差問題，實現(xiàn)了倉庫管理無人化、智能化、自動化，提高了倉庫管理效率和準確性，降低企業(yè)管理成本，提高了倉儲管理的運行效率和管理水平。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

無人值守倉儲中對于多次使用的工具物資通過RFID 標簽進行物聯(lián)網(wǎng)管理，對于消耗品根據(jù)稱重的方式智能領(lǐng)取。領(lǐng)料物資和領(lǐng)料人在系統(tǒng)進行領(lǐng)料審批申請獲批后進入倉庫自助進行物資的領(lǐng)取時，首先通過人臉識別門禁獲準現(xiàn)場身份認證進入倉庫，再進行領(lǐng)料物資和物資申領(lǐng)人間的數(shù)據(jù)匹配，自助終端在領(lǐng)料人進入庫房時自動彈出待辦單據(jù)，確認后根據(jù)燈帶指引系統(tǒng)指引領(lǐng)料人到對應(yīng)貨位進行物資的獲取并出庫，后臺可對物資及人員出入庫過程進行視頻全程監(jiān)控。

無人值守倉庫實現(xiàn)線上審批、自助領(lǐng)料、自動統(tǒng)計實時庫存等工作，當備品備件類消耗品達到最低庫存量時，系統(tǒng)會進行補貨提醒。無人值守倉庫建設(shè)目標為實現(xiàn)出入庫作業(yè)自動化、倉儲管理數(shù)字化和安全監(jiān)控可視化，達到倉庫作業(yè)的無紙化管理的目標，幫助業(yè)主倉儲作業(yè)效率得到最大化。

1.1 業(yè)務(wù)流程無紙化

無人值守倉將數(shù)據(jù)流、物資流、業(yè)務(wù)流三流合一，構(gòu)建供電所倉儲管理系統(tǒng)。通過設(shè)計倉庫物品信息錄入、RFID 數(shù)據(jù)初始化、歸類、人員信息錄入、物資自助借還、自助登記、物資定位與指引、物資查詢、庫存告警、審批流程、倉庫數(shù)據(jù)分析等功能，滿足應(yīng)急物資管理需要。

技術(shù)方案：現(xiàn)場部署在內(nèi)網(wǎng)的WCS 與公司EWMS 貫通，徹底打通實物資源管理的最后一公里。智能終端上的現(xiàn)場制單，領(lǐng)料后數(shù)據(jù)同步回傳，實現(xiàn)了實物與數(shù)據(jù)的同步更新；人臉識別加智能門禁打造全所統(tǒng)一的智能庫房出入系統(tǒng)，實現(xiàn)各專業(yè)倉規(guī)范的出入倉管理；應(yīng)用RFID 實現(xiàn)了安監(jiān)倉和工器具倉的無感領(lǐng)用歸還，同時具備檢測周期超期的智能提醒；全程智能攝影頭記錄，確保無人化領(lǐng)料的過程可隨時追溯；流程再造，數(shù)據(jù)孿生。

領(lǐng)料人在倉儲管理系統(tǒng)下單后，無需攜帶紙質(zhì)單據(jù)到達倉庫就可進行揀貨流程。通過人臉識別門禁進入倉庫后，揀貨單上所需物料對應(yīng)庫位燈自動點亮，領(lǐng)料人根據(jù)指示燈就可找到所需物料；之后進行揀選物資，在工器具庫揀貨完成后，通過RFID監(jiān)測的通道門時可自動識別黏貼RFID 標簽的被管理物資；在備品備件庫采用智能稱重、PDA 掃碼進行物料揀選；智能終端接收RFID 通道門、智能稱重柜、PDA 傳遞的揀貨信息并進行展示，領(lǐng)料人確認領(lǐng)料信息后即可關(guān)門出庫。

1.2 數(shù)據(jù)流三流合一的功能規(guī)劃

RFID 無人值守倉庫系統(tǒng)功能主要提供數(shù)據(jù)接入、信息中間件、應(yīng)用服務(wù)、外網(wǎng)訪問等功能模塊。模塊內(nèi)容可根據(jù)數(shù)據(jù)流進行數(shù)據(jù)三流合一，各數(shù)據(jù)流對應(yīng)于應(yīng)用服務(wù)模塊。已規(guī)劃功能模塊包括：倉庫物品信息錄入、RFID 數(shù)據(jù)初始化、歸類、人員信息錄入、倉庫物品自助借還、自助登記、庫品定位與指引、庫品賬目、庫品查詢、庫存告警、審批流程、庫房數(shù)據(jù)分析等功能外，可根據(jù)需求定制用戶功能。

圖1 流轉(zhuǎn)系統(tǒng)架構(gòu)

1.3 應(yīng)用架構(gòu)

RFID 無人值守倉庫的應(yīng)用功能主要包括倉庫物品管理應(yīng)用體系、倉庫流程管理體系、軟硬件連接、硬件設(shè)備管理等部分。同時所有與RFID 數(shù)據(jù)、RFID 設(shè)備流通數(shù)據(jù)、設(shè)備定位信息、人臉識別數(shù)據(jù)、智能稱重設(shè)備直接相關(guān)的應(yīng)用都需后臺服務(wù)及數(shù)據(jù)通信接口的支撐，數(shù)據(jù)匯總至管理平臺，無信息孤島。

圖2 應(yīng)用架構(gòu)

RFID 無人值守倉庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)采用主流成熟的技術(shù)、分層解耦的體系結(jié)構(gòu)來構(gòu)建。系統(tǒng)整體技術(shù)架構(gòu)分為四個層次：數(shù)據(jù)接入層。使用數(shù)據(jù)抽樣與提取、日志采集與傳輸、分布式消息隊列輪詢等技術(shù)手段實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接入；數(shù)據(jù)存儲層。使用數(shù)據(jù)分布式文件系統(tǒng)、分布式關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、分布式列數(shù)據(jù)庫、對象存儲等技術(shù)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲；數(shù)據(jù)計算層。使用離線計算、實時計算等技術(shù)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理；數(shù)據(jù)服務(wù)層?？墒褂肦estfulAPI、WebService、文件服務(wù)、消息分發(fā)、數(shù)據(jù)鑒權(quán)等技術(shù)來構(gòu)建數(shù)據(jù)服務(wù)。

2 主要項目產(chǎn)品介紹

RFID 超高頻抗金屬標簽。RFID 標簽可粘貼在被管理物品上，用于物品數(shù)字化的辨識。將抗金屬電子標簽貼在金屬上具有良好的讀取性能，符合EPC C1G2（ISO 18000-6C）標準；RFID 標簽初始化設(shè)備。根據(jù)需要集成RFID 讀寫裝置、各種類型RFID 卡識別裝置、條形碼識別裝置等設(shè)備，對RFID 標簽進行數(shù)據(jù)初始化和流通狀態(tài)處理，提高工作人員的物品管理效率。該設(shè)備可根據(jù)需要能通過掃描被管理物品條碼對RFID 標簽進行編寫，進行數(shù)據(jù)初始化的加工工作。

RFID 超高頻通道門。超高頻通道門禁系統(tǒng)支持EPC C1 G2（ISO18000-6C）協(xié)議，內(nèi)部集成高增益天線組、基于射頻高速讀寫器及控制模組，擁有高速讀取標簽性能和良好的讀寫區(qū)域控制能力，可采用防盜位離線報警機制，可快速響應(yīng)報警提示，防盜位可根據(jù)要求隨意設(shè)置。產(chǎn)品提供標準RS232或RJ45接口，方便連接軟件平臺。產(chǎn)品采用窄波束天線實現(xiàn)讀寫范圍的精確控制，進出管理中，配合標簽實現(xiàn)自動化。

可編程燈帶。編程燈帶對于倉庫貨架等信息進行地址碼的分配，配合編程控制器對設(shè)備地址進行亮燈指引。在系統(tǒng)獲取領(lǐng)料單據(jù)時，領(lǐng)料單中物品所匹配的地址燈帶根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的指令進行亮燈，為領(lǐng)料的行為進行精準的貨物位置指引，提高領(lǐng)料的效率，節(jié)約尋找物品的時間；人臉識別門禁。人臉識別在無人值守倉庫的應(yīng)用中是作為核心身份認證的方式，通過后臺系統(tǒng)的授權(quán)與門禁系統(tǒng)進行系統(tǒng)聯(lián)動，將授權(quán)開門與人員記錄進行匹配，可實現(xiàn)24小時倉庫的無人值守，倉庫為領(lǐng)料、還料等業(yè)務(wù)服務(wù)全天候響應(yīng)。

智能稱重物品柜。使用精確的重量感應(yīng)技術(shù)，當庫存物品從柜子中移除時智能地根據(jù)移除的重量進行自動記錄。智能稱重精準的感應(yīng)技術(shù)有效的管理高使用率供應(yīng)品。通過數(shù)據(jù)接口，數(shù)據(jù)對接入管理平臺；無人值守倉庫管理平臺。是對整個無人值守倉庫應(yīng)用系統(tǒng)進行支撐及數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理的軟件管理平臺，智慧化管理所有RFID 設(shè)備運行狀態(tài)、遠程管理、數(shù)據(jù)匯總，是對倉庫應(yīng)用物品數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、審批數(shù)據(jù)流、無人值守倉庫應(yīng)用區(qū)域內(nèi)智能設(shè)備進行統(tǒng)一監(jiān)控和管理、實現(xiàn)無人值守倉庫應(yīng)用區(qū)域系統(tǒng)平臺化管理的有效工具。

3 項目效益分析

隨著各類行業(yè)的應(yīng)急倉庫規(guī)模的不斷發(fā)展，倉儲管理的被管理物資的種類和數(shù)量在日益增加，倉庫物品的出入庫頻率隨著業(yè)務(wù)量的擴大而急劇增加，倉儲人員的日常作業(yè)也已復(fù)雜化和多樣化，傳統(tǒng)的倉庫作業(yè)模式、物品申領(lǐng)方式和數(shù)據(jù)采集方式已難以滿足倉庫管理的快速、準確要求，嚴重影響了專業(yè)倉庫的應(yīng)急運行工作效率，成為制約專業(yè)倉庫應(yīng)急快速響應(yīng)的一大障礙。

倉庫引入“無人值守超市化”管理理念，在現(xiàn)有管理中利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、RFID 無線射頻技術(shù)、人臉識別授權(quán)倉儲安全門禁等技術(shù)實現(xiàn)無人值守倉庫的智能工作新模式后，倉庫物品的管理實現(xiàn)了非接觸、穿透式、無感自動識別，實時自動記錄倉庫被管理物資的入庫、存儲、無感出庫、智能批量盤點等各環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，保證倉儲管理在系統(tǒng)工作的各個流程節(jié)點的數(shù)據(jù)獲取的高效性和準確性，確保電網(wǎng)等專業(yè)應(yīng)用倉庫的應(yīng)急及時準確、方便快捷地進行物品管理、掌握庫存的真實數(shù)據(jù)，合理保持和控制庫存。

3.1 經(jīng)濟效益分析

人工登錄、條碼識別與RFID 識別所耗費的時間（秒）分別為：1筆10/2/0.1，10筆,100/20/1，100筆1000/200/10，1000筆時分別為2小時47分、33分、1分40秒。將為電網(wǎng)應(yīng)急倉庫帶來以下經(jīng)濟效益：打造倉庫物品收、存、領(lǐng)等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的透明化管理，提高各個作業(yè)環(huán)節(jié)的及時性、準確性，減少由于人工操作產(chǎn)生的誤差，從而提高并量化服務(wù)質(zhì)量，服務(wù)滿意度爭取達到98%以上；申領(lǐng)手續(xù)由傳統(tǒng)紙質(zhì)申請流程升級為移動設(shè)備端電子申請，效率提升80%以上；加快物品領(lǐng)取時間，達到無人管理的同時高效準確的完成物品查找和自助領(lǐng)取和歸還的工作，真正實現(xiàn)了倉庫作業(yè)的無紙化管理，準確率100%。

3.2 社會效益分析

無人值守倉庫的應(yīng)用在管理方式上優(yōu)化了工作模式，降低了人力成本和倉庫管理成本，推進了倉庫運營人員在物力集約化管理的進程，提高專業(yè)管理倉儲的信息化及精細化管理水平，提升倉儲流程作業(yè)效率，管理效能得到有效提升，是逐步打造智慧庫管的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)；無人值守倉庫的實施提升服務(wù)社會的效率和服務(wù)質(zhì)量。遇到突發(fā)應(yīng)急、緊急搶修時，無人值守倉庫的“自助領(lǐng)料”可實現(xiàn)全天候隨到隨領(lǐng)，避免了傳統(tǒng)人工倉庫管理在工作時間外緊急領(lǐng)料時間難以控制的問題，真正做到保質(zhì)保量完成為人民群眾的社會服務(wù)。

無人值守倉庫的實施，在提高現(xiàn)代倉庫管能力水平和信息化程度的同時，可有效提高庫管人員的從業(yè)水平。由于智能設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有遠程化和自動化管理模式，因此工作人員通過現(xiàn)代化設(shè)備、系統(tǒng)科學(xué)管理，在倉庫管理流通環(huán)節(jié)有智能儲運管理技術(shù)的應(yīng)用可使庫管者從業(yè)水平大大提升，對人員教育素質(zhì)和專業(yè)水平提升使其具有重大的社會價值和意義。