RFID和AGV集成系統在物流配送中心的應用研究

□ 郝曉東

(上海市交通學校，上海 200431)

1 AGV系統結構及技術實現

AGV系統的幾大部分是車輛本體、驅動板塊、調控板塊、通信板塊、安全系統和蓄電充電。車體和相關機械設備共同構成車輛本體，這是其它零件安裝的平臺。它的驅動板塊包括車輪、變速、制動和驅動電機控制電路等。AGV調控模塊是系統的核心部分，將電機系統與其他系統相結合同時能夠處理傳感器信號、控制驅動器、算法定位、無線通訊和衛星地圖。能夠接收中央計算機的指示來實現控制AGV的操作方向及速度、行動或者停下等指令，能夠有效的避開障礙、確保系統運行時的安全。AGV的通信部分是靠著無線通訊運行實現的，它的轉向板塊影響著AGV的運行能力，包括有速差轉向和前后輪轉向。而它的安全保護系統則是指保護機器人本身以及工作人員或者車間里的其他設備的安全。蓄電充電直接影響著機器人的工作時長，要求在續航在八小時以上并且快充。

2 RFID設備結構組成

RFID射頻識別是一種可以多目標識別的設備，它利用了射頻信號和空間耦合傳輸的特點，自動識別目標物體并獲取相關信息。讀寫時間短、讀寫距離跨度大并且不需要光學可視，最重要的是還能多目標的同時識別。RFID技術有很多優點，大大提高了物流行業的效率。傳統的物流行業是采用條形碼來表示貨物，人工操作錄入和檢查，效率低，出錯率高，但是RFID的電子標示的使用能夠自動多目標分類貨物并檢查，提高了效率，降低出錯率。

RFID系統由三部分構成，分別是電子標簽、讀寫器和計算機通信。被標記識別的貨物信息儲存在RFID的電子標簽中。這些信息則可以被讀寫器非接觸式的讀寫出來。讀寫器部分是利用射頻技術非接觸式的讀寫RFID標簽再通過計算機的處理來分類管理記錄。最后一部分是計算機的通信網絡系統，主要作用是對讀寫獲取的信息進行分類并傳輸給其他網絡設備，起到聯通共享信息的作用。

3 RFID與AGV控制系統的集成

在RFID系統和AGV的集成中，兩者的控制器應該串聯來實現。并通過相關的設備來完成AGV和RFID的功能集成。RFID系統可以通過無線通訊與AGV聯合，使得RFID的識別數據能與AGV的數據共同的及時上傳到互聯網計算機上。這樣的集成相當于一個可移動的RFID系統。

4 RFID和AGV的集成系統在配送中心應用

4.1 傳統物流配送中心存在的主要問題

物流配送中心是物流系統的核心，它是從流通型的倉庫演變而來的。區別于一般的倉庫，它包含了九項基本工作：進貨、搬運貨物、存儲信息、盤點貨物、訂單處理、挑揀貨物、發貨以及配送貨物等。

傳統的物流配送中心存在很多問題，因為條形碼的讀取和人工操作會存在問題，所以，物流的存貨統計以及物流的運輸實時就會發生錯誤，缺乏準確性，以至于物流配送中心不能及時的做出正確的決策來調控。在很多訂單的填寫中都很不規范，這會導致貨物很難準確的運輸到配送點，降低了物流配送的效率。還有在貨物盤點的過程中，就需要花費大量的人工和精力，盤點貨物的效率非常低。這些問題都會導致物流作業的工作效率低下，耗費大量的人工和精力，增加了更多的勞動力成本。

4.2 集成RFID和AGV的解決方案

4.2.1 集成方案的設計

物流配送中心的工作主要有收貨、貨物入庫、補貨、分揀、審核以及出庫。在出入庫以及分揀的管理系統中，集成系統使用高頻的讀寫器，大面積的同時讀取多個目標的電子標簽，極大的提高商品的出入庫速度以及配送效率。讀寫器能夠通過互聯網計算機對數據進行及時更新，降低出錯率。

RFID和AGV的系統集成可以在貨物出入庫時對貨物的信息進行復核，并將復核的結果提交互聯網計算機。在集成系統讀取貨物電子標簽信息時可以及時定位其在倉庫貨架上的具體位置，以便于后期的盤點作業。同時，可以在倉庫安裝相應的RFID的設備來讀取AGV在物流工作中的具體位置和工作路線。這種集合數據的采集是不會串讀并且高效的，是由RFID的讀寫器和顯示系統來完成，并通過無線的通訊設備來實現數據的共享交換。

4.2.2 功能模塊實現

AGV的定位是物流配送中心想要解決問題進行高效計算機管理的核心步驟。想要定位AGV，就需要通過RFID的定位技術。RFID通過檢測AGV底部讀寫器發射的無線電波來用計算機系統分析AGV的狀態，同時，可以通過定位來測算出它的工作路線圖。也可以在作業的道路上安裝相應RFID標簽，當AGV通過時則通過集成的讀寫器不斷讀取實時信息來反饋到計算機管理系統中，根據電子標簽的位置來確定AGV的位置以及作業路線圖。在測算時要注意最短路徑的算法以及周游路徑的算法。

4.2.3 收貨模塊功能實現

當送貨單傳輸到集成系統時，物流配送中心對貨物進行定位并生成收貨的命令。當貨物到達物流配送中心后，集成系統及時通過無線網絡尋找空閑的AGV，并輸入收貨搬運的任務。當AGV將貨物搬運到指定的監測點后，集成終端系統上傳相應信息。然后，標記貨物的具體位置，更新相關的數據。集成終端系統確認收貨后，AGV返回其原先的停放位置，然后，利用無線網絡將信息反饋給中心計算機，重新標記AGV的狀態。

4.2.4 出庫發貨功能模塊的實現

該模塊功能在于實現貨物的準確出庫發貨，具體操作步驟如下：

首先，根據業務的具體要求，計算機系統生成一個相對應的操作指令，并根據事先設定好的最短路徑算法確定使用哪一輛AGV后，通過無線網絡對該AGV發送發貨任務指令，待集成終端收到發貨任務指令后，固定式RFID讀寫器批量讀取事先搬運至待檢區貨物的貨物信息，并將貨物信息傳回給計算機系統。計算機系統收取到貨物運輸信息后，判斷所采集到的信息與系統所發出的信息是否相一致，若一致，則計算機系統向集成式終端發送指令，執行發貨操作，與此同時更新計算機系統中有關的數據信息，AGV執行操作完成計算機系統發出的出庫指令；若不一致，則計算機系統向集成式終端發送信息錯誤的警報，停止之前的錯誤指令與相關操作信息，并令AGV執行新的操作指令以完成正確操作。待集成式系統完成操作確認發貨完畢后，AGV返回到原來位置，讀寫器讀出該AGV所停放的位置與狀態，集成式終端通過無線網絡向計算機系統發送該AGV的信息，將該AGV歸入“空閑”狀態，等待下一次發貨指令的調度。

4.2.5 集成解決方案的優點

傳統物流公司的發貨配送模式存在很多缺點，耗費人工的同時耗費更多的精力與成本。而本文所提出設計的集成FRID和AGV解決方案在經過諸多實驗驗證后，體現出了許多傳統配送中心所不具有的優點：

①大大縮減了貨物出庫的流程與所需時間，全自動化的設備可以多目標的同時掃描電子標識，不需要人工一個個錄入，準確性高且高效。

②貨物的配送更加準確，能勾畫出具體的配送路線，并且能實時監控配送的情況，減少了錯誤配送的情況。

③顯著提高了作業效率，并使得配送中心的吞吐量得到提升，服務質量也得以提升，顧客的滿意度增高。

④采用智能自動化的技術，降低了轉運的費用，明顯節省了成本。

5 結語

RFID與AGV的自動化集成技術，無需耗費人工，就可以在配送中心自動完成貨物信息的讀取、搬運分揀以及出入庫。節約人力資源，更高效的完成物流工作，并且降低出錯率。隨著這種集成系統的發展，物流配送中心也會越來越完善。