基于射頻識別技術(shù)在智能物流包裝系統(tǒng)管理中的探究

■ 文/上海出版印刷高等專科學(xué)校　崔慶斌

在物流包裝行業(yè)中，隨著制造環(huán)境的改變，產(chǎn)品周期越來越短，小批量、多品種的生產(chǎn)方式，對庫存管理的要求越來越高。如果不能保證及時準(zhǔn)確而有效地進(jìn)貨、發(fā)貨和庫存控制，將會給企業(yè)帶來較大損失，因而必須建立新型的庫存管理系統(tǒng)。為此，本文設(shè)計了一種基于RFID技術(shù)的新型物流包裝管理系統(tǒng)。利用該技術(shù)的非可視性閱讀和多標(biāo)簽同時識讀等特性，可以有效地完成收貨、上架、撿貨、補(bǔ)貨、發(fā)貨、盤點等幾個流程，并將其作為一項企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施來提供資產(chǎn)、庫存、材料實時位置和狀態(tài)的穩(wěn)定數(shù)據(jù)流，以便進(jìn)一步提高企業(yè)競爭力。

一、RFID技術(shù)簡介

射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術(shù)，是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。目前，利用電子標(biāo)簽、RFID通信技術(shù)，可實現(xiàn)全球物品跟蹤與信息共享的物聯(lián)網(wǎng)。這將在全球范圍內(nèi)從根本上提高對產(chǎn)品生產(chǎn)、運輸、倉儲、銷售等各環(huán)節(jié)物品的流動監(jiān)控和動態(tài)協(xié)調(diào)管理水平。

該技術(shù)的實現(xiàn)至少包含射頻標(biāo)簽和閱讀器兩部分。RFID閱讀器通過天線與RFID射頻標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，可以實現(xiàn)對標(biāo)簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭搿FID射頻標(biāo)簽芯片上有可擦寫可編程的只讀存儲器來儲存識別碼或其它數(shù)據(jù)，可以作為貨物的標(biāo)識卡，具有非接觸、工作距離長、可重復(fù)讀寫、識別運動目標(biāo)等優(yōu)點。

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)、軟件管理系統(tǒng)等構(gòu)成，其中RFID中間件是將RFID硬件和應(yīng)用軟件結(jié)合在一起的媒介，倉庫管理系統(tǒng)中各個模塊需要使用RFID中間件才能夠?qū)﹄娮訕?biāo)簽進(jìn)行各種操作。圖1所示是RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖1　RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

二、RFID技術(shù)在物流包裝管理需求分析

隨著物流包裝企業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，倉庫管理的物資種類及數(shù)量不斷增加、出入庫頻率劇增，倉庫管理作業(yè)變得十分復(fù)雜和多樣化。傳統(tǒng)的倉儲管理系統(tǒng)通常使用條碼標(biāo)簽或是人工倉儲管理單據(jù)等方式，而這些倉庫作業(yè)模式和數(shù)據(jù)采集方式已難以滿足倉庫管理的快速、準(zhǔn)確要求，有著明顯的缺點。人工管理時，手工登記不僅容易出錯，而且工作效率低，倉庫作業(yè)繁瑣，人工成本較高;而條碼管理則比較容易復(fù)制、不防污、不防潮，但只能近距離讀取，一次只能讀取一條。

將RFID引入到倉庫管理系統(tǒng)中，利用RFID數(shù)據(jù)容量大、可重復(fù)使用、無障礙讀取等優(yōu)點，不但可以減輕勞動強(qiáng)度，而且可以極大地提高工作效率。因此，基于RFID的管理系統(tǒng)可以大大簡化物品的庫存管理，滿足信息流量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求。

基于RFID的倉庫管理系統(tǒng)可實現(xiàn)倉庫的收料管理、出入庫管理、移庫管理和盤點管理等功能，可以方便企業(yè)對貨物進(jìn)行監(jiān)管，并可方便地對倉庫里物料的基本情況進(jìn)行更新、刪除和查詢。

三、RFID技術(shù)在物流包裝企業(yè)倉儲信息系統(tǒng)的具體實現(xiàn)

（一）硬件配置

本系統(tǒng)的硬件涉及主控計算機(jī)、電子標(biāo)簽、手持式閱讀器、固定閱讀器、服務(wù)器等。服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)可以將主控計算機(jī)與叉車上的閱讀器和手持式閱讀器連接起來，以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本文用到的閱讀器主要有以下兩種：

第一種是手持式閱讀器：讀寫距離為2 m左右，主要用于出入庫、移庫、盤點等操作;第二種是固定閱讀器：讀寫距離在1 m左右，主要用于叉車上，讀取貨物標(biāo)簽內(nèi)的庫位信息，并與庫位標(biāo)簽上的庫位信息進(jìn)行核對。

（二）軟件設(shè)計

本系統(tǒng)的軟件部分采用Visual Basic 6.0開發(fā)平臺，以C/S模式進(jìn)行開發(fā)，數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2000，連接數(shù)據(jù)庫采用ADO技術(shù)。操作系統(tǒng)為Windows 2000、Windows2003、Windows XP。

利用系統(tǒng)中的用戶管理模塊可對用戶進(jìn)行分級管理，不同用戶具有不同的權(quán)限，如系統(tǒng)管理員具有日常管理、入庫管理、查詢管理、移庫管理、出庫管理、打印等權(quán)限，而業(yè)務(wù)員則具有入庫作業(yè)、查詢管理、移庫作業(yè)、出庫作業(yè)、打印等權(quán)限。

通過物料管理，可對倉庫里所有物料的種類(包括名稱、供應(yīng)商、價格等信息)進(jìn)行更新、刪除和查詢等操作，實現(xiàn)物料管理功能。

倉庫管理可對倉庫里的物料貨物實現(xiàn)收料、入庫、移庫、出庫和盤點管理，并能導(dǎo)出每種功能模塊的單據(jù)，以方便用戶進(jìn)行物料管理：還能提供收料、入庫、移庫、出庫和盤點的明細(xì)，以方便用戶查詢。

四、RFID物流包裝企業(yè)倉庫系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

在本系統(tǒng)中，主控系統(tǒng)主要用于生成和發(fā)送出入庫指令、移庫及盤點指令;手持單元的任務(wù)是用手持式閱讀器通過有線(或無線)網(wǎng)絡(luò)與主控計算機(jī)連接，以下載主機(jī)發(fā)送的指令，并根據(jù)指令完成作業(yè)，再通過手持式閱讀器將信息發(fā)送到主控計算機(jī)。

叉車終端就是在叉車上安裝固定閱讀器，以便在收/揀貨時，用其閱讀器讀取庫位標(biāo)簽與入庫指令上的庫位信息并進(jìn)行核對。

電子標(biāo)簽是RFID物流包裝企業(yè)倉庫系統(tǒng)中的主要部件。由于RFID技術(shù)目前還未在物流包裝企業(yè)的各個供應(yīng)鏈上普及，所以，當(dāng)貨物剛從供應(yīng)商處送過來時，往往是不貼標(biāo)簽的。而要將RFID技術(shù)應(yīng)用于倉儲管理系統(tǒng)，就必須使用RFID標(biāo)簽，所以，在入庫之前，首先要制作需要的RFID標(biāo)簽。電子標(biāo)簽分為兩種：一種為庫位標(biāo)簽(包括庫位編號及所放貨物信息)，以便于管理貨物的存放位置;另一種為貨物標(biāo)簽，主要記錄貨物的各種信息(包括名稱、數(shù)量、種類、價格等)。具體制作過程需要使用RFID讀寫器將庫位信息寫入到電子標(biāo)簽中，然后將電子標(biāo)簽固定在庫位上，這樣就可以方便管理員使用手待式閱讀器讀取庫位信息。由于物流包裝企業(yè)出入庫時的貨物數(shù)量較多，因此，還需制作托盤標(biāo)簽，便于實現(xiàn)大批量貨物的管理。如果貨物數(shù)量較少，則在每個貨物上粘貼貨物標(biāo)簽。同時這些標(biāo)簽都可重復(fù)使用，待貨物出庫時可取下送到入庫處重復(fù)使用。剩下的流程都是在已貼上相應(yīng)電子標(biāo)簽的前提下進(jìn)行的。

（一）入庫作業(yè)

在入庫管理中使用RFID技術(shù)的主要目的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。其具體流程如下：

1.當(dāng)貨物運送到倉庫時，由工作人員檢查貨物數(shù)量、規(guī)格等是否都與數(shù)據(jù)庫內(nèi)手動生成的進(jìn)貨訂單一致，如果一致，則準(zhǔn)備入庫;

2.將物品放于入庫托盤處，用閱讀器讀取貨物信息，這樣，計算機(jī)將根據(jù)貨物信息自動分配庫位地址;

3.將庫位號與貨物編碼下載到閱讀器，工作人員根據(jù)該入庫指令，利用叉車將貨物運送到指定庫位，通過叉車上的固定閱讀器核對位置無誤后，把貨物送入庫位(如有必要，也可以修改庫位標(biāo)簽中記錄的貨物編號和數(shù)量信息)，若放錯庫位，系統(tǒng)則發(fā)出警報;

4.將驗收后的相關(guān)信息由RFID讀寫設(shè)備自動識別傳送給計算機(jī)管理系統(tǒng)，及時更新數(shù)據(jù)庫內(nèi)的庫存信息，同時打印入庫單據(jù)。

（二）出庫作業(yè)

出庫管理主要解決揀貨和信息錄入工作。利用RFID閱讀器可直接讀取電子標(biāo)簽內(nèi)的內(nèi)容，從而免去了拆箱檢查的麻煩，省去了人工錄入的繁瑣工作量，大大節(jié)省了人工成本，而且可以提高工作效率和準(zhǔn)確性。

操作時，作業(yè)人員根據(jù)主機(jī)內(nèi)的出入庫管理系統(tǒng)軟件生成銷售訂單，并將其相關(guān)的貨物編碼與相應(yīng)庫位等數(shù)據(jù)下載到閱讀器中，作業(yè)人員就可按閱讀器提示到達(dá)指定庫位。

然后，從庫位上取出指定數(shù)量的貨物放于出貨托盤，并改寫托盤標(biāo)簽和庫位標(biāo)簽內(nèi)物品數(shù)量。當(dāng)貨物運送到出口處時，可用閱讀器讀取貨物信息并與出庫指令對照。若不符合，則警告提示，進(jìn)行人工檢查：若符合，則通過閱讀器向計算機(jī)讀入出庫信息，并生成出庫單。最后，取下貨物標(biāo)簽，以便可重復(fù)利用。

（三）移庫作業(yè)

當(dāng)一批貨物出庫配送工作完成接近尾聲，庫存已經(jīng)不多，或收到下一批大宗貨物入庫通知，需要進(jìn)行移庫、移倉操作時，如果采用人工移庫的方式，常常會導(dǎo)致貨物與庫位情況不符，非常不利于下次揀貨，給倉庫管理帶來非常大的不便。若采用RFID技術(shù)，則只需由計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出指令給作業(yè)員手中的閱讀器，作業(yè)員看到指令后，即可定位相應(yīng)的貨物、數(shù)量，以將貨物移到相應(yīng)的目標(biāo)庫中;完成后，即可修改標(biāo)簽信息，并向系統(tǒng)計算機(jī)發(fā)回相應(yīng)數(shù)據(jù)。

（四）庫存盤點

盤點的作用是保證庫存實物與信息系統(tǒng)中記錄的一致性。傳統(tǒng)盤點的方法需要手工統(tǒng)計貨物數(shù)量，不僅增加了作業(yè)人員的強(qiáng)度，而且大大加長了盤點周期，不利于掌握庫存情況，即使貨物缺失或被盜也不能及時發(fā)現(xiàn)。但是，利用RFID技術(shù)的話，只需要作業(yè)人員攜帶手持式閱讀器進(jìn)入庫區(qū)，依次遍歷全部庫位后，便可將相應(yīng)的物品編號、物品名稱、物品所在庫位條碼以及物品在該庫位上的數(shù)量等盤點結(jié)果傳輸給系統(tǒng)管理中心，并根據(jù)需要產(chǎn)生各種庫存報表。

利用RFID技術(shù)的盤點方式不僅可以減輕作業(yè)人員的工作強(qiáng)度，縮短盤點周期，提高數(shù)據(jù)的實時性，及時了解庫存情況，做出合理進(jìn)貨計劃，而且還可及時發(fā)現(xiàn)操作過程中出現(xiàn)的錯誤，保證物料的安全。

五、應(yīng)用成效

將本倉庫管理系統(tǒng)運用于物流包裝企業(yè)，可取得較好的效果，主要表現(xiàn)如下：

1.利用RFID技術(shù)可一次性讀入大量標(biāo)簽，從而省去了人工錄入的繁瑣工作量，大大節(jié)省了人工成本，提高了工作效率;

2.通過庫位標(biāo)簽和貨物標(biāo)簽可及時記錄貨物的變動信息(種類、位置、名稱、數(shù)量等)，減少錄入貨物時的人為錯誤，提高了人、出、移、盤庫等操作的精確率;

3.由于入庫等作業(yè)的可靠性提高，避免了許多不合理訂單，大大提高了供貨配給的運轉(zhuǎn)周期;

4.增大了倉庫產(chǎn)品的吞吐量，減低了運轉(zhuǎn)費用;

5.采用射頻技術(shù)能大大提高揀選和分發(fā)過程的效率與準(zhǔn)確率，并加快配送的速度。

六、結(jié)語

本文將RFID射頻技術(shù)應(yīng)用于物流包裝企業(yè)的倉庫管理，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出一套可供物流包裝企業(yè)使用的智能化倉庫管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)可自動對倉庫貨物的出入倉庫情況進(jìn)行檢驗登記，了解庫存信息，還可掌握各類物資在倉庫中的當(dāng)前位置，不僅可省去人工錄入的繁瑣步驟，還可大大減少由于操作不當(dāng)而產(chǎn)生的失誤。相比于條形碼標(biāo)簽，RFID閱讀器可在一定范圍內(nèi)一次識讀大量標(biāo)簽，從而降低了勞動強(qiáng)度，也使效率大大提高;同時體積小、存儲信息量大，并可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離識別，十分適合在各種復(fù)雜環(huán)境下使用。將RFID射頻技術(shù)應(yīng)用于物流包裝企業(yè)的倉庫管理，從整體上改善了管理效能，為企業(yè)帶來了直接的經(jīng)濟(jì)效益，同時也有利于提升物流包裝企業(yè)的核心競爭力。