ＲＦＩＤ在倉庫管理系統中的應用

[摘 要] 介紹了RFID相關技術，將其與倉庫管理系統相結合，對RFID在倉庫管理系統(WMS)的使用途徑#65380;方法及帶來的益處進行了論述，并利用仿真軟件進行驗證，最后指出該系統在應用上的一些問題#65377;

[關鍵詞] RFID;WMS;仿真

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

隨著供應鏈管理的快速發展，倉儲管理已成為了供應鏈管理中一個重要的組成環節#65377;倉儲總是出現在供應鏈各環節的結合部，例如采購和生產之間，生產的初加工和精加工之間，生產和銷售之間，批發和零售之間，不同運輸方式轉換之間[1]#65377;越來越多的倉庫管理系統采用了計算機化和自動化以提高倉儲這個環節的工作效率，進而提高整個供應鏈的效率#65377;作為一種新型的數據采集工具，無線射頻技術(RFID)憑借其自身的優勢廣泛地應用于各個領域后，倉庫管理也逐漸采用了這種技術#65377;

1 RFID概述

RFID 是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據信息#65377;RFID 系統一般由電子標簽#65380;讀寫器#65380;應用接口或中間件軟件#65380;傳輸網絡#65380;業務應用與管理系統等構成，如圖1所示#65377;

(1)標簽#65377;標簽由天線和芯片組成，天線在標簽和讀卡器間傳遞射頻信號，芯片里面保存每個標簽具有的唯一電子編碼和用戶數據#65377;每個標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;用戶數據區是供用戶存放數據的，可以進行讀寫#65380;覆蓋#65380;增加的操作#65377;

(2)讀卡器(Reader)#65377;讀取(或寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式#65377;讀卡器對標簽可進行識別#65380;讀取#65380;寫入操作#65377;

(3)RFID中間件#65377;RFID中間件是將底層RFID硬件和上層應用結合在一起的媒介#65377; 雖然中間件原則上是橫向的軟件技術，但在RFID系統中，為使RFID中間件更適用于特定行業，往往會針對行業做一定的適配工作#65377;

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 #65380;數據路由#65380;提供安全讀/寫操作等功能#65377;

隨著RFID技術的不斷改進，該技術逐漸應用于包括生產#65380;物流#65380;交通#65380;運輸#65380;醫療#65380;防偽#65380;郵包跟蹤#65380;設備和資產管理#65380;廢物管理等多處倉儲相關需要收集和處理數據的領域#65377;

2 倉庫管理系統的現狀

對于倉儲管理來說，目前在倉儲管理系統還是大量地使用條形碼來收集數據，雖然也可以達到采集數據#65380;動態掌握的目的，但還是受到收集信息量偏少#65380;易受干擾#65380;不可重寫#65380;讀取距離短#65380;讀取煩瑣等限制#65377;而對于RFID來說，因為電子標簽具有讀寫與方向無關#65380;不易損壞#65380;遠距離讀取#65380;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品信息的記錄采集速度和準確性;減少庫存盤點時的人為失誤庫，提高存盤點的速度和準確性#65377;

筆者提出了一種基于RFID的倉儲管理系統來改進現有的倉儲管理系統，該系統主要實現了以下功能來優化倉儲管理系統:

(1)提高貨品查詢的準確性;

(2)改善盤點作業的質量;

(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#65377;

3 基于RFID的倉儲管理系統

3. 1基于RFID倉儲管理的物理構架

該系統主要應用倉庫管理系統中的入庫#65380;出庫#65380;盤點這些流程，具體的物理框架如圖2所示#65377;系統包括了移動讀寫器#65380;固定讀寫器和無線路由器等設備，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#65377;

3. 2流程分析

3. 2. 1入庫

在倉儲管理系統中使用RFID技術首先需要明確的是倉庫所保存物品必須粘貼RFID標簽，這是RFID倉儲管理系統的根本#65377;就目前而言，基于RFID技術的物流體系的應用尚未完全建立起來，因此在考慮RFID技術在倉儲管理系統中應用時，必須考慮商品上粘貼的標簽來源問題#65377;也就是說商品在進入倉庫之前必須有RFID標簽#65377;進入倉庫的商品主要來源是制造企業生產入庫和采購入庫#65377;對于企業生產入庫的商品RFID標簽的粘貼工作應該在產品生產的過程中完成#65377;而對于采購入庫的商品而言，如果入庫之前沒有標簽，則必須在入庫時粘貼標簽#65377;本文中假定所有將要進入倉庫的產品都己經粘貼好RFID標簽#65377;

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#65377;

在入庫管理中使用RFID技術的主要目標是減少商品入庫過程所消耗的時間，增加入庫過程中的準確性#65377;

具體流程如圖3所示#65377;

(1)供應商先把商品信息發至倉庫管理系統;

(2)貨品放在托盤上，RFID天線讀取數據;

(3)將讀到的數據與數據庫進行比較，無誤差或者誤差在規定范圍內則將入庫信息轉換成庫存信息，若出現錯誤則輸出錯誤提示，交工作人員解決#65377;

在入庫管理中使用RFID技術加快了入庫速度，信息采集更充分準確，減少了倉庫人員的勞動強度#65377;

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#65377;

在出庫管理中使用RFID技術的主要目標是提高商品出庫效率和裝載的準確性#65377;

WMS按照揀選方案安排訂單揀選任務，揀選人掃描貨物的電子標簽和貨位的條碼，確認揀選正確，貨物的存貨狀態轉換成待出庫#65377;

貨物出庫時，通過出庫口通道處的RFID讀取機，貨物信息轉入WMS系統并與訂單進行對比，若無誤則順利出庫，庫存量變少，若出現錯誤則由WMS輸出錯誤提示#65377;

將貨物裝載區域統一地納入定位系統管理的范圍，當商品抵達該區域時即視為裝載到了該區域停靠的車輛上，這樣就是確保了轉載的可靠性#65377;

出庫管理中使用RFID技術除了具有和入庫管理中一樣的優點外，還可以保證裝載的準確性#65377;

3. 3. 3庫內管理

本系統中主要將RFID技術應用于庫內盤點，盤點的作用是保證庫存實物與信息系統中邏輯記錄的一致性#65377;盤點多采用手工的方式進行，使用條碼技術時，盤點多采用人工統計件數的方式進行#65377;

使用RFI D技術，倉庫管理員接到盤點指令后攜帶手持單元進入庫區時，主控系統將記錄執行此次盤點任務的手持設備已經進入庫區;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絡實時地傳送給主控計算機;遍歷完全部貨位并攜帶手持設備出庫時，主控系統將記錄執行此次盤點任務的手持設備已經離開庫區，將發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容互相比對，并將盤點結果告知倉庫管理員#65377;

采用RFID的庫內管理可以降低人工勞動強度，提高盤點效率#65377;

3. 3基于RFID倉儲管理系統的構架

基于RFID的WMS和原來的系統改變在于入庫管理#65380;出庫管理和庫內管理#65377;采用了RFID技術的WMS的結構如圖4所示，倉庫管理系統各個模塊需要使用RFID中間件才能夠對電子標簽進行各種操作#65377;

4 效益評估及其問題

可以看到，采用了RFID技術的WMS有很多好處，如節省人工成本#65380;減低工作強度#65380;提高數據采集準確性#65380;增加倉庫吞吐量#65380;提高出入庫運作效率等#65377;

但以上也只是對采用了RFID技術一種預測和猜想，而實際效果如何不得而知，我們可以通過仿真軟件進行模擬實驗以驗證RFID技術的優勢#65377;通過仿真軟件，可以在不增加設備的情況下模擬出采用了某些設備后所帶來的改變，由此減低成本#65377;

本文采用flexsim仿真軟件構建出采用了倉儲中心的仿真運行模式，如圖5所示#65377;

為了有效地進行仿真，我們假定了一些條件:RFID系統的讀取率是100%;所有設備不發生任何故障;暫存區和檢貨區的容量無窮大和進貨通知時間為提早3天等一系列簡化倉儲中心的設定#65377;

本仿真評價的主要指標是:平均庫存量#65380;空間使用率#65380;入庫工作效率和檢驗作業工作效率#65377;

我們對采用了RFID的模式進行了多次仿真，傳統模式進行對比結果，見表1#65377;

可以看到，采用了RFID技術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系統能精確#65380;實時地掌握商品的動向，進而降低庫存水準，使得商品的平均庫存量能夠降低14%左右，其他的一些指標也有所改進#65377;

5 總 結

盡管RFID技術能提高現行的倉庫管理系統的工作效率，但是目前還有不少問題制約著RFID技術的推廣，如電子標簽價格過高，RFID標準不統一和輻射問題等#65377;但是相信隨著科技和經濟的發展，這些問題會得到解決，RFID將會有廣闊的發展前景#65377;

主要參考文獻

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