基于无线射频技术的现代仓储管理

刘　涛

摘 要：探讨RFID技术于现代仓储管理中应用现况，导入RFID后仓储管理的具体作业流程。

关键词：无线射频识别技术；仓储管理；现代企业

1 系统架构

仓库管理系统设计采用如下三层架构：

第一层是采集(Capture)，主要是通过射频识别设备以及其它自动识别设备采集数据，包括库位标签、货物标签、无线数据终端、AGV车等；

第二层是移动(Movement)，即通过无线通信技术，把采集来的数据传递到中央数据库，包括无线接入设备和相关的网络设备。

第三层是管理(Management)，对采集的数据进行管理，包括数据库服务器、网络服务器等设备和仓库管理系统软件。

2 在硬件层面的构建

(1)给每一库位贴电子标签，该标签称为库位标签。在进行库房管理作业时，读取该标签编号，就可判定当前作业的位置是否正确。

(2)在物品入库时，给每个库存管理物品贴电子标签，该标签为货物标签。贴放标签的物品应该是整托盘、整箱或便于安装标签的大件物品。在进行库房作业时，读取标签的编号，确定作业物品是否正确。为了节省运行成本，货物标签设计成可重复使用。在货物出库时取下，送到入库处再重新使用。

(3)架设无线网络，覆盖整个仓库作业区，所有作业数据实时传输。在叉车上安装固定无线数据终端，手工作业人员配手持式无线数据终端。无线数据终端具有接受作业指令、确认作业位置与作业货物是否准确、返回作业实况等功能。

(4)使用自动导引车AGV(Automatic Guided Vehicle)作为平台，在上面安装RFID识读器、控制设备、无线通信设备。安装识读器设备的AGV车，每天在设定时间自动对库房进行盘点，并把盘点结果传输给系统管理中心。

其实，建立RFID硬件应用只是冰山一角，更多、更大规模的应用还是在后台，比如对数据库、中间件、应用软件、甚至企业业务流程等的支持和改进才是让RFID充分发挥价值的根本。这一整套系统才使得实时库存数据可以真正被最快最广泛的利用，真正使得库存管理融入整个供应链系统之中。毕竟单一的实物仓库管理是无法满足现在企业对库存的要求的。也只有充分使用信息技术来辅助管理才能最好的沟通企业内部各个部门的关系，使得资金周转起来更加流畅。

一套基于RFID的仓库总系统包括图1的五个部分：

RFID仓储管理系统由业务管理软件、RFID标签发行系统和RFID标签识别采集系统组成，这几个系统互相联系，共同完成物品管理的各个流程。后台数据库管理系统是整个系统的核心，RFID识别采集是实现管理功能的基础和手段。通过RFID中间件与管理中心进行数据的交换。

图1 RFID仓储管理系统结构图

3 系统功能

本系统利用电子标签对每一个需要管理的对象在其管理周期内进行标记管理。管理人员利用本系统可以实时了解掌控每个被管理对象(物品)的性质、状态、位置、历史变化等信息，并根据这些信息采取相应的管理对策和措施，达到提高使用单位的运营水平和管理质量的目的。根据需求，系统包含了若干模块：系统管理、标签制作、入库管理、出库管理、盘点管理、调拨管理、退换管理、报表分析、终端数据采集程序：

(1)系统管理：系统设置以及系统用户信息和权限。标签制作：依据入库单及标签制作申请单录入的货物信息生成每个物品的电子标签，在标签表面上打印标签序号及产品名称、型号规格，在芯片内记录产品的详细信息。

(2)入库管理：入库时，仓库管理员根据订货清单清点检查每一件货品，检查合格后交给仓库保管员送入库房。仓库保管员持手持机扫描货架库位标签和入库物品上的标签并输入物品数量进行入库登记，数据记入手持机内的入库操作数据表，然后将物品放置到指定库位上。如果需要将物品装入包装箱内存放，还需要扫描箱标签以更新手持机内箱明细表。全部物品入库完毕后，将手持机交给管理员，由管理员将入库数据导入后台管理数据库内，完成入库操作。经过这一流程后，仓库中每一种物品的位置、数量、规格型号等都可以在仓储管理软件中一目了然的查找出来，实现了仓储状态的可视化。

(3)出库管理：出库时，仓库管理员根据根据领料申请查询仓储状态，然后做出预出库单；保管员根据预出库单将指定库位的物品取出，使用手持机扫描库位标签和物品标签将出库信息进行登记，数据记入手持机出库数据表；全部出库物品取出后将出库信息上传到主机，与预出库单作比较，并根据实出数量进行登帐。

(4)盘点管理：使用手持数据采集终端进行数据的采集，如物品标签、摆放货架、物品数量等。系统可根据事先设定的产品分类，自动产生或人工选择产生盘点任务表，进行盘点作业，盘点作业主要扫描产品标签和相应的库位信息。数据上传后，系统会自动列出已盘产品与未盘产品，并根据需求进行盘盈、盘亏等操作。

(5)调拨管理：出现调拨情况时，根据调拨情况选择不同的调拨流程。

(6)退换货管理：客户退货的时候，通过读取产品标签可以查询的该产品是否是属于此客户，销售时间等信息，并且方便查询当时的销售信息，进行有效的监督和管理。对于确认需要退货的产品，手持机在读取标签时会将当前时间写入标签中的退货时间字段。

(7)报表分析：对系统的数据进行统计分析，生成相关报表。将整个仓库管理与射频识别技术相结合，能够高效地完成各种业务操作，改进仓储管理，提升效率及价值；提高物品出入库过程中的识别率，可不开箱检查，并同时识别多个物品，提高出入库效率；缩减盘点周期，提高数据实时性，实时动态掌握库存情况，实现对库存物品的可视化管理；采用射频技术能大大提高拣选与分发过程的效率与准确率，并加快配送的速度，减少人工、降低配送成本；精确掌握物资情况，优化合理库存。

RFID对上述7各环节的改进，第一实现了货物的先进先出管理。库存管理依靠的是手工的方式，只能实现楼层级的管理。根本无法区分各批次的库存货物，从仓库出货时，无法做到货物的先进先出管理，导致部分货物长期存放在仓库中，影响了产品的品质和公司的形象。而数字化仓库利用RFID，无线局域网，数据库等先进技术，可以实现托盘货位管理。对于每一批入库的货物，其入库时间，存放货位等信息均由系统自动记录，当货物出库时，就可在此基础上实现货物的先进先出管理。

第二使得仓库库存实时化管理 成为可能：原始仓库的库存管理依靠的是手工报表，人工统计的方式来实现，导致领导和电话订货中心等相关部门无法及时确切了解仓库的库存信息。此外，业务的发展，日进出货物数量、品种逐步扩大，客户需求也日趋复杂。能否实现仓库库存的实时化管理已经成为了影响建立快速、高效的运营体系的重要因素。数字化仓库项目建成投入运行以来，极大地改变了这一状况。管理人员和相关部门可以实时、准确地掌握配送中心仓库的库存情况。仓库库存的实时化管理为公司领导和相关部门的经营决策提供了科学的依据。由于RFID能迅速精确的计算货物总量，跟踪流动货物在调查货物过剩及零售商接受货物中货物短缺问题时的费用将大大减少。使得实时管理库存成为可能。计算周转率的是库存 管理中十分必要的，而使用点库存(月初月末库存数据)的方式并不准确有人为的影响因素比如月初月末压货行为。因此可以通过射频技术建立的现代智能仓库采集得来得连续库存数据来计算。这个时间段可以是天也可以是小时，一般按照天就可以了。公式如下

IDMS=AVG(D1+D2+D3+D4+D5……+D31)/AVG(Dsm1+Dsm2+……+Dsm31)

IDSM 为库存现金系数

AVG 平均数

D1 每期第一天的库存，依次类推

Dsm1 每期第一天的销售物料成本，依次类推

这样计算的资金周转率就比较客观准确了，同时也可以依赖RIFD的便利来得到各种不同产品的资金周转率，为企业高层在库存管理时提供定量信息。

第三图形化管理对物料进行跟踪：在实现托盘货位管理的基础上，还能实现物料跟踪及图形化管理的功能。这一功能使得库存物料可以非常直观、迅速地以图形化的方式反映出来。极大地提高了物品管理的仓储效率和精细度。

第四优化业务流程，提高工作效率：数字化仓库项目建成后，结合计算机技术和托盘管理，在很大程度上优化了卷烟配送中心的业务流程。入库时，货物在传送带上经扫码后，直接堆放在托盘上，由在系统控制下的提升机自动将该托盘送到相应楼层，最后叉车将托盘送到系统分配的货位存放。出库时，叉车根据系统指示，按照先进先出的原则将目标托盘送到提升机，再送至分拣中心进行分拣，通过对托盘的有效管理和运用，减少了货物的搬运次数和破损机率，提高运行效率。

通过信息系统，各部门与仓库直接联机，详细储存每项产品的生产日期、销售数量、库存状态、有效日期、存放位置、销售价值和成本等数据。有关数据通过数据专线与各部门直接联机，使各个职能部门及仓库能及时了出库销售和存货状况，并按实际情况及时安排采购以补足货物存量。在仓库库存不足时，公司的计划部门及生产系统亦会实时安排生产，并预定补货计划，以避免出现断货情况。信息系统完全实现实时数据转换，决策部门可以随时掌握最新的数据，做出相对准确的决策。

随着现代工业生产的发展，柔性制造系统(Flexible Manufacturing Systems)、计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing Systems)和工厂自动化(Factory Automation)对自动化仓储提出更高的要求，搬运仓储技术要具有更可靠、更实时的信息，工厂和仓库中的物流必须伴随着并行的信息流。

射频数据通信、条形码技术、扫描技术和数据采集越来越多的应用于仓库堆垛机、自动导引车和传送带等运输设备上，移动式机器人也作为柔性物流工具在柔性生产中、仓储和产品发送中日益发挥重要作用。实现系统柔性化，采用灵活的传输设备和物流线路是实现物流和仓储自动化的趋势。

人工智能技术的发展必将推动自动化仓库技术向更高阶段即智能自动化方向发展，在智能自动化物流阶段，生产计划作出后，自动生成物料和人力需求，查看存货单和购货单，规划并完成物流。如果物料不够，无法满足生产要求，系统会自动推荐修改计划以便生产出等值产品。这种系统是将人工智能集成到物流系统中。

目前，基于RFID技术的智能仓储系统的基本原理已经在一些实际的物流系统中逐步得到实现。虽然它无法使现在仓储管理完全应对企业对越来越苛刻的要求，因为库存管理涉及面太广，但是它可以使得这个矛盾解决起来更加方便和可靠以及经济。可以预见，21世纪智能仓储技术将具有广阔的应用前景。