基于RFID技术的仓库可视化方案研究

文/李 丽

基于RFID技术的仓库可视化方案研究

文/李 丽

摘 要：针对目前企业仓库管理存在的一些局限，本文将RFID技术与仓库管理相结合，对RFID技术的系统构成与工作原理进行阐述，建立了仓库业务与RFID技术之间的逻辑架构。并在此基础上，探讨了基于RFID技术的仓库管理系统，对其工作流程进行优化，提出基于RFID的仓库可视化方案。最后分析了RFID仓库管理的优势与劣势。RFID技术提高了仓库管理效率，实现了仓库管理的信息化、自动化。

关键词：RFID技术；仓库可视化；仓库管理系统

1.引言

当今社会处于信息化、知识化、数字化时代，企业的运营模式正在发生着巨大的变革，供应链中的库存管理关乎到企业的生死存亡。在传统的仓库管理中，货物的采集除了手工之外，多使用条码技术。由于条形码信息的输入需要逐个的进行，具有花费大量人工、容易毁坏的特点，其工作效率较为低下。随着社会经济的快速发展，产品的种类呈现多样化的特点，企业要想在激烈的市场竞争中立于不败之地，就必须快速响应顾客的需求，而传统的库存管理方法已经不能满足现代企业高效发展的需要。新的技术不断涌现，RFID技术进入了众多企业的视线。对于RFID这一突破性的技术，埃森哲实验室首席科学家弗格森是这样评价的：“第一，它可以识别单个的非常具体的物体，而不是像条形码那样只能识别一类物体；第二，其采用无线射频，可以透过外部材料读取数据，而条形码必须靠激光来读取信息；第三，可以同时对多个物体进行识读，而条形码只能一个一个地读”。本文就是基于RFID技术对仓库管理进行优化，以提高效率，适应时代发展的需要。

2.RFID系统构成及工作原理

RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术是一种自动识别技术。它兴起于20世纪90年代，可利用无线射频的方式自动识别目标对象，并将所获得的数据传出给终端数据库从而实现仓库货物信息的可视化。RFID技术相对于传统的库存管理方法而言，具有阅读速度快、不受环境影响、不易磨损、使用寿命长等特点，它可以识别各种高速运动的物体并能够同时识别多个标签，克服了传统动用大量人工管理的费用成本以及条形码逐个扫描信息的低效率缺点。最基本的RFID系统由信号发射设备、信号接收设备和天线以及后台计算机系统组成。

信号发射设备，又称为电子标签。它相当于条码技术中的条形码符号，用来储存需要识别和传输的信息，是RFID系统信息的载体。所不同的是，将电子标签附着物体上之后，标签可通过内置天线自动把物体的储存信息发射出去。

信息接收设备，又称为阅读器，负责读取标签所发出的信息，与标签进行信息和数据的交换，并最终将数据传输到计算机应用系统。它主要由天线、射频接收模块、控制模块、接口模块等组成。

RFID系统的工作原理：阅读器通过发射天线发出一定频率的射频信号，当附着射频标签的目标物体进入发射天线工作区域内时，就会产生感应电流，射频标签会因获得能量而被激活并将自身编码等信息通过内置天线发送出去。此时，系统地接受天线接收从射频标签发送来的载波信号，并经过天线调节器传送到阅读器内，阅读器对接收到的载波信号进行解调和解码后传送到后台计算机应用系统进行处理，该系统将通过逻辑运算来判断射频标签的合法性，针对不同的设置做出相应的处理和控制，并发出指令信息，控制执行机构动作。

3.基于RFID技术的仓库可视化方案

3.1 总体构想

仓库管理在整个供应链中起着至关重要的作用，它是连接生产者和消费者的纽带，对整个物流系统有很大的影响。传统的库存管理主要依靠条形码进行扫描的方法显然已经过时。随着供应链管理库存日益成为供应链管理的流行趋势，有能力的供应商们迫切需要提高库存信息管理的效率，并通过高新科技实现仓库货物的可视化管理。因此，本文构想实现RFID技术与物流管理系统的结合，以RFID电子标签作为货物的信息载体，以RFID的阅读器和手持设备作为信息采集设备，从而实现在仓库管理过程中入库、出库、盘点等关键作业环节中信息的快速、自动且有效的采集，实现在仓库管理中信息采集的自动化管理，促进仓库可视化，提升物流与供应链管理水平和效率。

3.2 构建RFID与库存业务之间的逻辑架构

该架构应该包括三个层面：应用层、数据传输层和数据的采集层。应用层面负责与RFID中间件进行数据之间的交换，更新数据和传达指令；RFID中间件是衔接硬件设备和企业应用软件的桥梁。它根据所收到的应用层的指令，通过数据传输层来操纵RFID硬件设备。它的主要任务是对阅读器传来的与标签相关的数据进行过滤、汇总、计算、分组，从而生成加入了语意解释的事件数据，并将这些数据与应用层进行交换，它是数据传输的纽带；数据采集层则是根据RFID中间件的指令读取数据，该层的硬件设备主要包括电子标签、固定式阅读器、移动式阅读器、发卡器等。并且该系统设有单独的数据接口，以便与其他业务系统（ERP等）进行数据交换。如图1所示。

图1 RFID仓库管理的逻辑架构

图2 RFID仓库管理系统

3.3 设计基于RFID技术的仓库管理系统

根据上述RFID与库存终端业务之间的逻辑架构，将仓库管理与RFID技术相结合，设计RFID库存管理系统，从而实现对货物从入库到出库的跟踪处理，使得整个库存的管理更加精确地量化、可视化。根据库存管理的日常活动，将该系统分为四大模块，这些模块有：货物信息模块、入库管理模块、库存管理模块和出库管理模块。各模块之间并非独立存在，而是可以自由搭配组合。其中，货物信息管理模块位于入库出库等模块之上，负责储存和管理整个仓库管理系统的信息。如图2所示。

RFID仓库管理系统工作流程如下：

（1）货物信息的管理。在将附着于货物的电子标签上录入供应商所提供的货物的信息，建立供应商和客户信息。供应商在供货前将货物的信息发送到仓库管理系统，由仓库管理系统自动生成入库信息并进行更新。

（2）入库管理。当附着有电子标签的货物通过设有阅读器的入库通道口时，阅读器则会在射频区域内收到发射信号，读取电子标签所载信息，并将所读信息通过中间件传递给仓库管理系统。而此时，该系统会对该电子标签进行检验，其结果有两种：其一是如果该标签属于合法标签那么就可以进行后续的处理工作，系统会选择出空货位，指引通往空货位的最佳途径，当货物就位后，系统则会更新库存信息。其二是如果该标签不符合本库存管理系统，则会发出错误警报，拒绝该货物入库处理，相关人员需要查明原因并进行处理。

（3）库存管理。附着电子标签的货物在离开货位进出库的时候，阅读器会自动搜索到货物运动情况，并将信息主动发送到仓库管理系统。当货物进行定期盘点时，可根据阅读器所采集的信息，进行货物货位管理。

（4）出库管理。当仓库管理信息系统收到货物订单或发货通知时，系统就会根据之前设定的发货原则自动计算并显示出将要出库的货位和货物，当附着电子标签的货物通过出库口的固定阅读器扫描后，系统将自动生成信息并更新库存信息。

4.RFID技术应用于库存管理的优劣势分析

4.1 RFID技术应用于仓库管理的优势

（1）在时间效率方面，RFID应用到仓库管理中，实现了多个货物同时载入信息的可能，减少了仓库管理中一些不必要环节，节省了货物出入库的时间，同时省去了大量人工成本，提高了工作人员的工作效率。利用RFID技术进行货物盘点时，能够瞬间读取多组数据，并且可在不开箱的情况下进行检验，实现了仓库管理的透明化、可视化，从而提高了工作效率和经济效益。

（2）在价值链方面，通过RFID技术可以实现仓库信息的可视化管理，高层管理者可以快速了解到详细可靠的库存信息，及时掌握市场需求。并且，RFID技术缩短了盘点周期，不断合理优化库存，使得工作人员可以精确地掌握货物情况，使企业从中获益。

4.2 RFID技术应用于仓库管理的劣势

（1）信息安全方面，RFID技术提高了供应链条下某节点企业的透明度，虽提高了整个供应链管理的水平和效率，但也对共享信息的安全性提出了新的要求，标签的非法读取与跟踪等新的安全隐患不断出现。

（2）数据准确度方面，虽然RFID技术相对于传统库存管理，精简了工作环节，减少了信息误差，但并不能从根本上制止误差存在。特别是当货物为贵重物品时，电子标签或阅读器出现失误而漏读时，即使是一件物品，企业损失也是重大的。

（3）与现有系统融合方面，RFID技术在供应链的应用中还处于新兴发展阶段，仍然面临着如何将RFID很好地融合到企业现有的系统中，实现系统间的信息交换和管理以及各个系统接口的数据传输格式等问题。

5.展望

运用新技术实现企业跨越式发展成为现代企业的发展趋势，本文就RFID技术做了相关阐述，讨论了利用RFID技术实现仓库可视化的方案，设计了RFID仓库管理系统，实现了仓库中货物从入库、出库，以及定期盘点等全方位的透明化管理，并对其应用于仓库管理的优劣势进行分析，对其发展前景进行展望。

RFID的库存管理系统无论在时间效率上还是价值链方面都有着传统库存管理办法无法比拟的优势，但也存在一定的劣势，如信息安全，数据准确性及与现有系统融合等方面。虽然这些因素一定程度上制约着RFID技术的应用，但是，RFID库存管理节省了工作时间，降低了人工成本，提高了工作效率，其设计方面与使用价值方面的优势远远大于其局限因素。并且，随着科技的不断进步，RFID技术正在不断更新和完善，它必将运用到更多行业，具有很大的发展潜力和空间。

参考文献：

[1]王道平，杨建华.供应链物流信息系统[M].电子工业出版社，2008（10）.

[2]申风平，张亮.RFID技术及其在库存管理系统中的应用研究[J].中国管理信息化，2010（01）.

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[5]张桂涛.基于RFID技术的仓储管理系统设计[J].青岛大学学报（自然科学版），2008（03）.

作者单位：（云南财经大学商学院）