超高頻RFID技術在倉儲管理中的應用

摘 要：在激烈的市場競爭壓力下，傳統(tǒng)的以人工記錄為主或者以條形碼為主的倉庫管理手段已經不能滿足企業(yè)的發(fā)展要求。超高頻RFID技術作為一種成熟先進的技術，具有遠距離、群讀、低成本和低功耗等優(yōu)勢，可以便捷地對倉庫貨物的出入庫、移庫、庫存盤點等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數據進行自動化的數據采集，保證物流與供應鏈管理各個環(huán)節(jié)數據輸入的速度和準確性，使企業(yè)在對倉儲物資的管理上更加高效、準確、科學。本文通過分析倉儲管理的現狀，介紹了一套超高頻RFID倉庫管理系統(tǒng)，重點討論了該系統(tǒng)在智能倉儲管理中的應用。

關鍵詞：UHF RFID技術；倉儲管理；物聯網

中圖分類號：TP315；TP391.44 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）11-0191-03

Application of Ultra High Frequency RFID Technology in Warehouse Management

JIANG Lifang

（Shanghai Ruizhang IOT Technology Co.，Ltd.，Shanghai 201600，China）

Abstract：Under the pressure of fierce market competition，the traditional warehouse management methods based on manual records or barcodes cannot meet the development requirements of enterprises. As a mature and advanced technology，Ultra High Frequency RFID Technology has the advantages of long-distance，group reading，low cost and low power consumption，which can conveniently facilitate the automated data collection in the process of inventory input，output，transfer，stocking，and other operations. UHF RFID can ensure the speed and accuracy of data input in all aspects of logistics and supply chain management，which makes the inventory management more efficient，accurate and scientific for enterprises. In this manuscript，we introduced a set of UHF RFID warehouse management system by analyzing the current situation in this field，focusing on the application of the system in intelligent warehouse management.

Keywords：UHF RFID technology；warehouse management；internet of things（IOT）

0 引 言

倉儲在物流系統(tǒng)中起著緩沖、調節(jié)、平衡的作用，是物流的中心環(huán)節(jié)之一，同時也是配送的前提與保障。近些年，條形碼技術、ERP系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)的廣泛應用，大大提升了倉管庫管理的自動化水平。但是企業(yè)在激烈的市場競爭壓力下，還需要尋求新的技術手段，提高倉庫管理的效率，減少資源浪費，降低經營成本。

1 倉儲管理面臨的問題與挑戰(zhàn)

在早些年的倉庫管理中，以每個倉庫管理者自行制定編碼規(guī)則為主，基本是人工進行記錄和統(tǒng)計，庫房管理難以做到帳面數量和實物數量相符。庫房管理人員工作量大，工作強度高，速度慢、效率低。尤其是采用手工數據記錄，出差錯的概率高。各類庫房操作數據記錄在各種不同的賬本中，查詢統(tǒng)計很不方便。正因為沒有準確的實時數據，采購計劃管理的準確性和預見性都不強。近些年，條形碼開始成為產品標識的主要手段，但條形碼仍存在許多無法克服的缺點：只能讀取而不能寫入數據、需要對準、一次只能讀一個、容易破損。

隨著信息技術的不斷進步，倉庫管理的手段和工具也在逐步涌現。降低整體倉儲成本、實現倉儲全程可視、對倉儲進行風險預警和管控、更精準地預測需求、實現跨區(qū)域的倉儲協作整合是目前倉儲管理面臨的“五個核心挑戰(zhàn)”。在新的經濟發(fā)展形勢下，企業(yè)的市場競爭壓力越來越大，如果沒有高效的倉庫管理手段，企業(yè)的庫存業(yè)務運營將付出很高的人力、物力、時間成本，造成各方面資源的浪費。因此，建立一整套先進的倉儲管理系統(tǒng)，已成為企業(yè)提高生產效率、降低成本的重要環(huán)節(jié)。

2 超高頻射頻識別（RFID）技術介紹

超高頻RFID是UHF Radio Frequency Identification的縮寫，即超高頻無線射頻識別，是一種無源的非接觸的自動識別技術，其基本原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達反射的傳輸特性，實現對被識別物體的自動識別。RFID以標簽為載體，與讀寫器進行通信接入到網絡平臺，實現人、設備與系統(tǒng)的智能互聯，并可以通過管理平臺實現數據分析與業(yè)務洞察。UHF RFID是可擦寫的，使用時不需對準，同時可讀取多個。正是由于UHF RFID具備遠距離、低成本和低功耗方面的優(yōu)勢，已成為物聯網的核心技術，在多個行業(yè)中實現了廣泛應用。

3 超高頻RFID倉庫管理系統(tǒng)建設方案

本文介紹的超高頻RFID倉庫管理系統(tǒng)將對倉庫（例如服裝倉庫）進行出入庫優(yōu)化，建設盤庫管理系統(tǒng)和月臺管理系統(tǒng)，并配套開發(fā)一套倉庫管理系統(tǒng)軟件平臺。該系統(tǒng)相對于其他類型的識別系統(tǒng)（條碼識別）最主要的優(yōu)勢在于其可進行非接觸式的數據采集和可以對標簽進行讀/寫操作，具備高識別率、適應性強、抗光線、抗溫度、抗?jié)穸取⒖够覊m、抗油脂，抗化學試劑的特點，適合用于多個行業(yè)，可大大提高貨物入庫、出庫、盤點等效率，同時對運貨車輛進行聯動管理，實現自動識別、信息共享和追蹤。

3.1 出入庫優(yōu)化

出入庫優(yōu)化主要包括：入庫管理、在貨架上安裝超高頻RFID標簽、叉車改造、托盤出入庫管理系統(tǒng)、盤庫管理、出庫管理等系統(tǒng)的建設。

3.1.1 入庫管理

在倉庫的門口安裝超高頻RFID固定式讀寫器，同時根據現場環(huán)境部署天線（比如可以安裝上下左右四個天線，或者采用讀寫器及天線集成在一起的通道門），保證超高頻RFID電子標簽不被漏讀。接到入庫單后，按照一定的規(guī)則將貨物進行入庫，當超高頻RFID電子標簽進入超高頻RFID固定式讀寫器的電磁波范圍內會主動激活，然后電子標簽與讀寫器進行通信，當信息采集完成后，會與訂單進行比對，核對貨物數量及型號是否正確，如有錯漏將采用人工方式進行處理。

3.1.2 在貨架上安裝超高頻RFID標簽

首先根據倉庫的貨架情況，使用螺絲或強力兩面膠在貨架上安裝超高頻RFID標簽，并將信息登記到倉庫管理系統(tǒng)軟件平臺。標簽分為抗金屬標簽和非抗金屬標簽，抗金屬標簽主要貼在金屬的表面（例如金屬貨架、金屬托盤等），非抗金屬標簽主要貼在非金屬的表面（例如木托盤、塑料托盤、紙箱、帆布袋等）。標簽安裝的距離和密度可根據倉庫實際情況靈活設定。

3.1.3 叉車改造

常規(guī)的叉車通常只需要安裝1個固定式車載超高頻RFID讀寫器，2個超高頻RFID天線和1個Smart Terminal智能操作終端（WLAN內置，觸摸屏）。其中固定式超高頻RFID讀寫器和天線的作用是“喚醒”托盤或貨架上的超高頻RFID標簽，再使用Smart Terminal智能操作終端來確定托盤和貨物的位置以及在倉庫管理系統(tǒng)軟件平臺上登記信息。

3.1.4 托盤出入庫管理系統(tǒng)

托盤出入庫管理系統(tǒng)是以超高頻RFID為基礎，對托盤進行定位管理的系統(tǒng)。結合單品超高頻RFID標簽，可形成托盤級或單品級的RFID倉儲管理系統(tǒng)。業(yè)務流程如下：

（1）安裝RFID標簽：托盤上安裝RFID標簽及登記信息。

（2）登錄貨物信息：托盤上裝上貨物，貼上貨物明細表，把貨物條形碼和托盤上的RFID標簽的ID統(tǒng)一之后登錄到服務器上。

（3）托盤入庫：用叉車托起托盤，讀取托盤上的RFID標簽，移動到貨架，讀取貨架上的RFID標簽，再把貨架上的標簽信息和托盤上的標簽信息統(tǒng)一之后登錄到倉庫管理系統(tǒng)軟件平臺上。

（4）托盤出庫：使用叉車上的Smart Terminal來確定貨物的位置，再用叉車托起托盤，讀取托盤上的RFID標簽，將托盤運送到出庫通道。

3.1.5 出庫管理

在出庫通道上安裝固定式RFID讀寫器，只允許通行已確認出庫的托盤。在通過出庫通道的時候，托盤上的信息會傳送到倉庫管理系統(tǒng)軟件平臺上，如果出庫的托盤數量較多時，可將托盤成批推到倉庫門口，利用出庫通道上的固定式讀寫器與標簽通信，采集RFID電子標簽信息，檢查是否與計劃對應，如有錯誤將盡快進行人工處理。如果出庫的托盤數量少，可以使用手持式超高頻RFID終端進行RFID電子標簽的信息采集。若數據無誤，最后使用叉車上的Smart Terminal將數據發(fā)送到倉庫管理系統(tǒng)軟件平臺，更新數據庫，完成出庫流程。

3.2 超高頻RFID盤庫管理系統(tǒng)

按照倉庫管理的要求，需要進行定期或不定期的盤點。傳統(tǒng)的盤點耗時耗力且容易出錯。超高頻RFID盤庫管理系統(tǒng)是使用超高頻RFID讀寫器對采用超高頻RFID標簽作為標識的貨物進行盤點掃描，將信息通過無線網絡傳入后臺數據庫，并與數據庫中的信息進行比對，生成差異信息并實時地顯示在RFID手持終端上，供給盤點工作人員核查。在盤點完成后，盤點的信息與后臺的數據庫信息進行核對，盤點完成。在盤點的過程中，系統(tǒng)通過超高頻RFID非接觸式讀取（通常可以在10米范圍內）非常快速方便地讀取貨物信息，與傳統(tǒng)的模式相比，會大大提高盤點效率和準確性。

盤庫管理系統(tǒng)包括手動和自動兩種方式。手動方式是倉庫人員手握手持式超高頻RFID讀寫器，非接觸地對貨架上和托盤上的超高頻RFID標簽進行掃描，并對接WMS系統(tǒng)盤庫工單，完成手動盤庫。自動方式是通過裝有超高頻RFID讀寫器的自動循跡小車，完成自動盤庫路徑規(guī)劃、自動循跡和盤庫任務。

3.3 月臺管理系統(tǒng)

倉庫的一端是裝貨月臺（1個或多個），供1輛或多輛卡車同時裝貨。在月臺的上下方安裝超高頻RFID天線，在裝貨區(qū)安裝超高頻RFID讀寫器，并預先在提貨的車輛上安裝超高頻RFID標簽。當ERP系統(tǒng)將提貨計劃發(fā)給WMS系統(tǒng)后，WMS系統(tǒng)給出排車計劃和出貨單，從出貨通道門出貨的貨物被送到裝貨區(qū)之后，裝貨區(qū)上的超高頻RFID讀寫器會比對貨物和車輛上的超高頻RFID標簽信息，確定是否符合排車計劃，若出現錯誤則迅速安排人工核對，最后將信息錄入倉庫管理系統(tǒng)軟件平臺，實現對車輛的信息共享和追蹤。

3.4 倉庫管理系統(tǒng)軟件平臺

倉庫管理系統(tǒng)軟件平臺可以和企業(yè)的ERP、WMS、MRP等軟件系統(tǒng)對接，對現場傳入的數據信息進行記錄和處理。具備入庫管理、出庫管理、庫位管理、庫存盤點、庫存調整、車輛信息共享和追蹤管理、歷史信息、統(tǒng)計報表、登錄權限設置等功能。可以針對不同企業(yè)經營產品的屬性進行設置，保證其符合每個企業(yè)的個性化需求。也可以對倉庫進行位置劃分，可以以倉庫、區(qū)域、貨位等為單位進行劃分，從而對大型的倉庫做到更精確管理。同時具有完備的登錄程序（用戶名和口令），不同的人員賦予不同的權限，由系統(tǒng)管理員進行設置。各層級倉庫管理人員可以針對不同維度的庫存信息進行查詢或其他相關的業(yè)務操作。該軟件平臺還可以按照時間、數量等要素，形成統(tǒng)計報表，明晰周轉周期和效率，從而給企業(yè)管理者提供及時準確的庫存信息，為經營決策提供數據支撐。

4 智能倉儲管理的發(fā)展方向

如今，智能化網絡信息技術已經實現廣泛應用，智能感知技術也獲得了巨大發(fā)展，倉儲物流互聯網時代已經來臨。尤其是機器人相關技術發(fā)展很快，借助于激光導引或磁條感知的智能搬運機器人系統(tǒng)在自動化倉儲物流中的應用將會逐年增多。在互聯網+、人工智能、物聯網技術的推動下，智能倉儲管理將迎來全新的變革。

5 結 論

綜上所述，企業(yè)在激烈的市場競爭情況下，以條形碼等作為識別手段的傳統(tǒng)倉儲管理方法已經不能滿足企業(yè)的發(fā)展要求，企業(yè)迫切需要采取高效的倉庫管理手段，本文介紹的一整套先進的超高頻RFID倉儲管理系統(tǒng)，能夠彌補傳統(tǒng)技術的不足，及時準確地處理信息，提高倉儲周轉率，從而降低企業(yè)經營成本，提高企業(yè)生產力水平。

參考文獻：

[1] 天津市小蜜蜂計算機技術有限公司.基于RFID技術的智能倉庫管理解決方案 [OL].[2013-12-09].http：//solution.rfidworld. com.cn/2013_11/ebb8ccad328a7459.html.

[2] 廣州曉網電子科技有限公司.UHF超高頻RFID在倉儲物流行業(yè)中的應用 [OL].[2018-07-27].http：//solution.rfidworld.com.cn/2018_07/4c6bd9a6f4a5d20a.html.

作者簡介：姜立芳（1978.03-），女，漢族，黑龍江慶安人，中級工程師，碩士研究生。研究方向：測試計量技術及儀器。