基于物聯網的倉儲業務流程再造研究 ?

姜天

摘 要：倉儲是物資供應、物流作業順利進行的重要保證，而倉儲作業流程直接影響著業務的正常運轉。因此如何保證倉儲作業流程最優、按需完成，成為一個值得研究的課題。我國倉儲業務中存在不少問題，文中基于對傳統倉儲業務流程現狀的分析，提出了基于物聯網技術倉儲業務流程再造的基本思想。物聯網技術可以實現信息及時、準確的采集與共享，將其運用在倉儲業務流程再造中極有優勢。文中從入庫、在庫、出庫三大作業環節的分析出發，研究基于物聯網技術的業務流程再造解決方案，采用流程圖形式對倉儲業務流程再造前后進行對比分析，形成了基于物聯網環境的倉儲體系框架，并進一步分析、整合和優化了倉儲業務，再造運作流程。

關鍵詞：倉儲;物聯網;流程再造;物資供應;物流;流程分析

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2019）06-00-04

0 引 言

倉儲是利用倉庫及相關設施設備進行物品入庫、存儲、出庫的活動。隨著人類經濟的不斷發展，其內容已從簡單的“商品保管”拓展到當今的“物流中心”，成為現代物流控制、物流成本、商品流通的關鍵，也是運輸、倉儲、裝卸、加工、整理、配送等商品流通供應鏈的關鍵[1]。隨著物流業的高速發展，我國倉儲業務仍然存在不少問題：出入庫的流通環節中可能混入大量不合格產品;人工操作低效等。因此，對現行的倉儲作業流程進行深入分析，再造倉儲流程就成為解決這一行業問題的必然選擇。

本文以“物聯網”為基礎，以傳統倉儲企業的作業流程為研究對象，分別對入庫、在庫、出庫三大倉儲傳統業務流程進行分析。因物聯網技術的引入，傳統倉儲作業可實現對貨物信息及時、準確的采集與共享，促使傳統倉儲企業實現業務模式向現代倉儲升級轉型，推動作業流程優化升級并對再造后的流程進行描述分析。

1 傳統倉儲業務流程分析

1.1 傳統倉儲業務流程傳統倉儲業務流程可分為入庫業務、儲存業務和出庫業務三部分，流程如圖1所示。

入庫作業是倉儲流程的首要環節，根據供應商發貨通知，倉儲中心管理人員需提前做好收貨安排。當供應商的貨物到達倉庫后，司機與倉庫收貨人員共同卸貨、驗貨。驗貨環節主要完成對貨物質量和數量的檢驗。若整箱貨物完好，則卸貨填寫入庫單確認入庫;反之，則與供應商溝通協商，最后決定貨物退回或暫存。倉儲中心將含有貨物名稱、單價、生產日期、貨源等信息的條形碼對號入座貼在每個通過入庫環節貨品的包裝箱上，手工錄入商品信息后由庫管人員核對實際入庫數量與貨物入庫單數量是否相符，并將貨物搬運至指定貨位。

在庫作業包括保存和盤點兩項內容。傳統的盤點主要由庫管員進行，即提前填制盤點清單，逐個核對貨架上的貨物信息，再將結果填寫在盤點清單中，最后交由單證員與實際庫存記錄核對，若貨物信息不符則及時處理。其次，庫管員將根據貨物本身屬性，并結合倉庫實際情況，將貨物分區、分類保管。

出庫業務是倉儲業務的最后環節，主要包括揀選、包裝搬運和發貨等。倉庫管理員根據發貨訂單上的貨物信息準備所需貨品。倉庫操作人員利用手持讀寫器對貨物的條形碼進行逐一掃描，核對實際揀選數量和質量。當所需商品庫存數量不足時，立即通知采購部門采購、補充。

1.2 傳統倉儲作業環節存在的問題

目前，大部分倉儲作業采取手工操作，操作人員的勞動強度大，誤差率較高，倉儲業務整體效率偏低。具體存在如下問題：

（1）入庫作業。人工聯系承運人，接貨員依據經驗判斷車輛抵達時間。由判斷誤差而造成提前到貨無人接應或者貨物晚點等待情況;其次，人工完成單證和車輛的核對工作耗費大量時間，工作效率低下且難以避免人為失誤;最后，貨物信息更新不能實時同步。

（2）在庫作業。貨物盤點采用人工方式盤點，費時、費力，容易出錯，特別是當發現盤點的貨物與清單不符時需反復盤點。使用條碼技術，必須直接掃描到條碼上才能讀取信息，且條碼本身容易破損，其不防潮、不防污等特點易造成信息不可讀現象，因此，在大部分時候無法提高效率。同時，大量人工作業使得勞動力成本居高不下[2]。

（3）出庫作業。出庫環節容易出現貨物漏發錯發等問題，揀貨過程需要大量人工參與，使得流程管理低下，無法避免人為錯誤;發貨安排不匹配還會導致車輛空載率上升。

2 基于物聯網技術的倉儲業務流程再造基本思路

2.1 業務流程再造

通過上文對傳統倉儲業務流程和存在問題的分析，發現倉儲業務大多采用人工或半自動操作形式，耗費大量時間，信息處理能力薄弱且無法實現實時同步。為彌補傳統倉儲業務流程的不足，本文提出將物聯網技術引入倉儲作業中，物聯網技術的優勢在于信息采集準確、快速，其高效運作會對倉儲業務流程的運作產生“乘數效應”[3]。

業務流程再造（BPR）的概念是由Michael Hammer和James Champy在《企業再造》中提出的，其基本內涵是以流程為中心，擺脫傳統組織分工理論的束縛，提倡組織變通、充分利用信息技術，使企業適應快速變化的內外環境[4]。如同馬歇爾·哈馬的《過程創新革命》中的理論主張，傳統倉儲作業流程再造即以更科學、更合理、更高效的新過程取代傳統倉儲作業過程，從而實現管理過程和作業流程的革新[5]。

基于物聯網技術的倉儲業務流程再造原則如下：

（1）高效率原則。效率指單位時間內實際完成的工作量，高效率即在單位時間里實際完成的工作量多。作業效率取決于出入庫時間、庫房利用率等。

（2）效益原則。倉儲效益即為倉儲作業過程中收益與成本的差值。為達到倉儲企業利潤最大化，引入物聯網技術，盡可能以最低成本完成倉儲作業。

2.2 物聯網技術對倉儲業務流程的影響

RFID射頻識別技術是從20世紀80年代走向成熟的一項自動識別技術[6]，其利用射頻信號及空間耦合、傳輸特性實現對物品的自動識別[7-8]。無線傳感器網絡（WSN）由部署在監測區域內的大量微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成一個多跳的自組織網絡系統[9]。技術自組織、微型化和對外部世界的感知能力是WSN的主要特點，它通過傳感器協同實時監測、感知和采集網絡覆蓋區域中各種環境或監測對象的信息[10]。

引進物聯網技術后，傳統倉儲作業流程結構發生了明顯的變化，物聯網技術對倉儲的影響主要體現在縱向和橫向流程上。

（1）橫向業務延伸。因引入物聯網技術，倉儲服務體系衍生出一些新的服務，如感知信息采集、虛擬庫存、智能監測及控制等，倉儲業務體系的擴展增加了倉儲的業務流程種類，因此橫向上拓展了業務流程。

（2）縱向流程簡化。通過物聯網技術的引用，實現機器或設備在無人干預的情況下按照規定程序自動運行，提高了工作效率，實現了流程組織優化。因此從縱向上減少了工作環節，流程得到精簡[11]。

2.3 物聯網技術在倉儲業務流程再造中的應用分析

2.3.1 RFID技術的應用方法

RFID技術在倉儲管理中的應用通過電子標簽、固定/移動讀寫器和覆蓋在倉庫區域內的無線網絡完成。RFID技術應用思路如下：

（1）貨物、貨箱。貨物及貨箱上附有電子標簽，在出入庫、在庫過程中與移動或固定讀寫設備交換、共享信息。

（2）固定設備—貨架、貨位。每一個貨位都附有與叉車上讀寫器建立連接的電子標簽，出入庫時叉車讀寫器通過掃描電子標簽獲取貨位信息、確定正確貨位。

（3）移動設備—叉車和托盤。叉車上安裝有讀寫器及車載顯示屏，當叉車在作業區內活動時與中央數據庫進行數據交換與共享，經信息系統處理過的信息轉變成相關指令，通過無線網絡傳遞至車載終端，向操作人員提供路線和貨位指示;托盤上附有的電子標簽便于叉車讀取貨物信息進行正確操作。

2.3.2 WSN技術的應用方法

WSN技術對倉儲作業環境的變化進行實時監測，并通過各種調節手段保證最佳的環境狀況，確保貨物出入庫及儲存期間的安全，同時對作業設備運行狀態進行實時監測、記錄、報警和處理，最大限度降低環境變化對貨物造成的不良影響并確保倉儲作業高度的可靠性、高度的安全性和較高的效率[12]。WSN技術應用思路如下：

（1）倉儲環境監測。利用先進的監測手段對倉庫內各項環境參數進行實時測量、記錄、計算、報警等，以達到監控倉儲運行環境安全和為將來改善倉儲作業環境提供歷史分析數據的目的。

（2）倉儲設備監測。充分利用無線傳感器網絡的低功耗、自組織、無線傳輸技術等特點，將采集到的設備運行信息傳送到接收終端，以有效解決傳感器布置、現場維護困難與成本高等問題。

3 基于物聯網技術的倉儲作業流程再造

物聯網技術的應用推動了倉儲業務內外部體系各要素的變化，促進了業務流程的優化與調整，如圖2所示。在內部支撐體系中，首先改變信息共享與傳遞方式，倉儲掃碼、搬運設備及貨架等設施通過無線網絡和RFID技術實現大范圍、高效率、高精度的信息識別采集;其次，物聯網技術推進各種作業設備升級和相關功能拓展;最后，借助物聯網技術在倉儲業中的應用推動相關行業標準的制定與統一。在外部支撐體系中，信息流與物流進一步融合，實現信息流基礎上物流的自動化控制;基于現代金融的結算、支付系統為用戶提供豐富的特定服務;倉儲作業中的相關信息也可以通過物聯網實現安全、準確的采集和運用。

在傳統倉儲業務流程的基礎上，結合倉儲業務新體系，對各業務流程的操作進行智能化的優化改造。

3.1 入庫流程優化

入庫作業的兩大核心任務即完成貨物信息采集和貨物正確入庫。將先進的物聯網技術（RFID技術和WSN技術）、信息技術引入入庫環節，在貨物電子產品編碼和環境狀況參數之間建立相應映射關系，實現精準監測、感知和采集獲取貨物屬性等基本信息及所處環境狀態參數，大大提高了工作效率。通過圖3所示的流程可以發現，流程優化后，以下幾個方面得到了改善：

（1）信息實時共享。供應商以電子文件（數據）交換方式取代傳統的紙面貿易文件，轉變了電話、電子傳真等人工操作的傳統通信方式。通過電子文件交換將發貨信息快速安全的傳遞至倉儲中心，信息傳遞過程實現了無人干預，在提高信息可靠性的同時也大大提高了工作效率，減少了人為錯誤。

（2）智能入庫驗收、貨位分配。利用RFID技術取代傳統人工驗貨方式。庫管員通過倉庫入口處固定的RFID閱讀器批量讀取貨物上的電子標簽信息，經無線網絡傳送給后臺信息系統。系統核對貨物信息后給出相應指令。倉儲信息系統根據貨物自身屬性自動分配貨位，通過無線網絡將行走路線及貨位傳遞給車載終端。驗收終端的引用實現了貨物入庫控制、數量統計、信息采集過程的自動化，提高了入庫效率，使入庫作業精準便捷。

（3）信息更新。利用后臺數據庫取代傳統紙質記錄清單。后臺信息系統中不僅包括貨物數量、生產日期、規格等基本信息，還包括工作人員、貨架、設備等信息。通過無線網絡及時更新數據庫信息并向供應商反饋貨物入庫詳情，實現實時動態監控。

3.2 在庫流程優化

貨物在庫作業的核心是保證貨物品質，即確保貨物數量正確和質量完好。傳統盤點作業通過大量人工操作，效率低下且日后查詢難度大，耗費人力、時間的同時差錯率偏高。基于物聯網技術的具體盤點業務流程如圖4所示。

（1）半自動化盤點。庫管員進入盤點區域利用手持式讀寫器定期盤點，讀寫器自動讀取貨物電子標簽獲取商品相關信息，通過無線網絡傳送給數據庫，后臺系統核對信息并生成盤點報告。基于物聯網技術的盤點作業能準確掌握庫存狀態，為合理配置空間提供依據，在大大降低管理費用的同時減少了盤點工作中的失誤。

（2）實時監控。無線傳感器網絡通過傳感器實時監測、感知和采集網絡覆蓋區域中環境和貨物的信息，如溫度、濕度、光照、氣體濃度等，并對其進行處理，然后由無線網絡將搜集到的信息傳送給監控者，監控者解讀報表信息后，可以掌握現場狀態，進而管理相關系統[13]。

3.3 出庫流程優化

出庫倉儲業務環節主要包括揀選、包裝等。通過RFID技術實現貨物自動識別、揀選與數據同步，使出庫作業更加準確迅速。基于物聯網技術的出庫業務流程優化如圖5所示。優化后的出庫流程與傳統流程相比，其優勢主要體現在以下方面：

（1）智能貨物揀選。出庫訂單下達后，系統根據客戶需求和倉庫實際情況規劃出最優揀選方案，通過RFID終端將指令傳遞給庫管員。庫管員按照指示到達指定庫位，利用手持終端對貨物電子標簽進行數據確認，以此取代傳統人工備貨環節。

（2）更新數據。貨品出庫時，出口處閱讀器自動掃描讀取貨物信息并傳送至后臺系統，系統核對信息后給出相應指令。貨物順利出庫后系統將更新貨物和貨位信息并自動生成出庫清單。

再造設計后的倉儲業務流程實現倉儲貨物與主機數據信息同步，通過實時與準確的信息實現全程跟蹤、監測與控制;其次，再造后的流程時間管理高效，方便貨物查詢與盤點，貨物貨架定位精準高效，提高了倉儲工作效率;最后，再造后的流程能降低管理成本，減少因人工操作導致的錯誤。通過智能終端及信息系統實現流程、流速、運輸合理化，促使倉儲作業更加協調有序。物聯網技術在倉儲作業流程中的應用對高效完成倉儲作業、改善管理具有明勢。

4 結 語

目前，基于物聯網技術的倉庫管理流程將引入RFID和WSN技術，整合智能感知、動態網絡傳輸和計算處理三大功能，實現了貨物跟蹤查詢、出入庫管理、動態盤點、統計分析等功能，更在各作業環節實現了自動化數據采集，保證了數據傳輸的質量和速度，確保倉儲中心可實時準確地掌握貨物、貨位信息，合理規劃和控制庫存，促使倉儲從自動化倉儲向智能化現代倉儲轉型。此外，倉儲中心還構建了倉儲管理的數字化平臺，省去了人工操作的繁瑣步驟，在降低成本的同時提高了效率。物聯網應用前景廣闊，將為我們的生活生產帶來巨大變化，但物聯網應用還處于初級階段，尚且存在技術標準、網絡協議、安全等問題，還需要進一步探索研究[14]。

參 考 文 獻

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