RFID技术在成品烟丝自动化仓储管理中的应用研究

范希龙

摘 要：文章主要介绍RFID无线射频识别技术的工作原理及特点，阐述了RFID技术在烟草行业仓储管理中的优势特征，设计基于RFID技术的成品烟丝自动化仓储管理系统的架构与基本业务流程，通过使用RFID技术有效提升仓储管理中的工作效率，建立全面感知、高效敏捷，信息可追溯的仓储管理系统，并展望RFID技术在烟草行业仓储物流中的推广和应用前景。

关键词：RFID技术；射频识别；仓储管理自动化

中图分类号：F253.9 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）11-0165-03

Abstract： This paper mainly introduces the working principle and characteristics of RFID wireless radio frequency identification technology， and expounds the advantages of RFID technology in the storage management of tobacco industry. The architecture and basic business process of automatic warehouse management system of finished tobacco based on RFID technology are designed. By using RFID technology， the working efficiency of warehouse management is effectively improved， and the overall perception and high efficiency agility are established. Information traceable warehouse management system， and prospects for RFID technology in the tobacco industry warehouse logistics promotion and application prospects.

Keywords： RFID technology； radio frequency identification； warehouse management automation

1 概述

最近几年，国内烟草企业随着生产自动化水平的不断提高，在烟草工业商业仓储领域，通过采用各种新设备和新技术改造不断提高生产效率、保证产品质量。产品仓储信息系统是仓储系统的核心，是管理仓储物料信息的关键，也是仓储系统流畅、高效运行的基础。仓储信息系统管理就是将仓储物入库、仓储、出库信息进行跟踪，并在多个关键节点信息确认。目前，烟草工业商业仓储领域信息的跟踪、确认方式主要有传统方式条码、RFID等。其中传统的条码有损耗大、存储信息量小、易污染、易折损等明显的缺点，影响使用。

针对上述问题，为适应烟草企业生产过程中从原料到产品过程的信息追踪管理，烟草企业已经开始针对RFID技术在烟草仓储管理中的应用进行了研究。RFID技术相比条形码有明显的技术优势，在读写的便捷性、出错率、动态读写、重复利用等方面表现突出。所以，将RFID射频技术顺利的与仓储管理系统整合到一起，可以最大程度降低仓储系统信息跟踪成本、仓储系统使用成本，减少出错率，达到整体提高仓储系统运行效率的目的。

本文主要介绍基于RFID技术的成品烟丝自动化仓储管理系统的设计，利用RFID技术数据存储量大、存储速度快、穿透能力好、可重复使用、小型化、多样化等优点，用于实现箱式成品烟丝的自动化存货和取货等操作，在整个仓储管理中，将与MES系统制定的生产计划与射频识别技术有效结合，解决目前烟草企业仓储管理中的入库、出库、盘点等流程中所面临的问题，并提高对出入库烟丝信息的记录采集速度和准确性。进一步提高企业信息化管理程度。

2 RFID技术的原理与特征

RFID是RadioFrequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签、射频标签。RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，射频标签以无线方式发送数据，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，在阅读器与被识别目标之间，无需直线视线，识别工作无需人工干预，并且是一种可读写技术。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。

RFID技术的工作原理是：阅读器（读写头）在一定范围的磁场内发射特定频率射频信号，此射频信号被射频标签（被动标签）接收到，射频标签就能凭借感应电流所获得的微量能量发送出存储在芯片中的电子信息；或者由射频标签（主动标签）主动发送某一频率的信号，当阅读器接收到射频标签的电子信息并解码后，送至计算机网络系统进行有关数据处理。如图1所示为RFID技术的工作原理图。

3 RFID在烟箱仓储管理中的优势

现代化烟草物流仓储信息系统，要求实现管理的无人化、智能化等特点。传统的仓储物理管理靠人工记忆和手工录入，不但费时费力，而且容易出错，给企业带来巨大损失，也不利于各部门与系统平台之间的協调运作。采用传统条码技术对烟箱信息进行管理的方式，在一定时期内解决了烟草仓储系统信息跟踪问题，也暂时提升了仓储信息管理水平；但是，随着烟草企业对仓储信息准确性、实时性、可靠性等要求的日益提高，条形码技术逐渐捉襟见肘。而RFID技术，因为具有抗干扰、对环境要求低、重复使用、一签多用、信息存储量大、操作方便等优点，使得RFID是替代传统条码在烟草行业仓储系统使用的最理想的解决方法。

4 RFID技术在成品烟丝自动化仓储管理系统中的应用

基于RFID技术的成品烟丝自动化仓储管理系统，以RFID射频技术为存储媒介，围绕成品烟丝的装箱入库管理、库存管理、出库投料管理等业务进行，通过RFID技术对烟丝信息进行跟踪、监测、追溯管理，实现对成品烟丝的信息、过程控制，确保产品质量。

4.1 自动化仓储管理系统架构

基于RFID的成品烟丝自动化仓储管理系统，对存储成品烟丝的每个烟箱都安装有RFID电子标签，空箱上线时进行RFID数据的初始化，把RFID信息与烟箱编号进行关联，根据所装烟丝的不同，把牌号、批号、重量等烟丝信息存储到RFID电子标签中，使用RFID读写设备完成对RFID信息的写入、采集与验证。围绕RFID数据结合信息系统实现对仓库的自动化管理。

采用RFID技术的烟丝自动化仓储管理系统主要包括仓储管理系统WMS、物流设备调度系统WCS、终端设备系统等三个系统模块构成，如图2所示。

仓储管理系统包括订单管理、入库管理、移库管理、出库管理、盘点管理、货位管理、报表管理等功能模块，通过订单任务和系统策略等完成成品烟丝的入库出库功能。

WMS将产生的出入库任务发送给WCS系统，WCS对任务进行拆分，控制输送设备，将烟箱输送到装箱设备处进行烟丝装箱，并写入RFID信息，调度烟箱到入库口，通知自动搬运设备取货入库。

自动搬运设备系统根据WCS发送的任务，负责仓库现场的出入库作业流程处理，包括上架任务、出库任务、质检任务、盘点任务、移库任务、RFID信息校验等现场操作功能。

4.2 主要业务流程分析

基于RFID技术的成品烟丝自动化仓储管理系统的工作流程大致分为入库流程和出库流程。在进行业务流程前，首先，进行RFID电子标签的初始化，使用RFID手持读写设备或固定RFID控制器写入烟箱的编号信息，使烟箱实体编号与电子标签关联起来。每个烟箱与RFID电子标签一一对应，进行空箱入库。空箱入库流程可以归于普通的入库流程进行管理，信息系统能够统计库存中的空箱信息，进行分配入库策略。

4.2.1 基本入库流程

图3描述了成品烟丝的基本入库业务流程，应用RFID结合信息系统及自动化物流设备，完成入库流程。仓储管理系统WMS从生产制造执行系统MES处获取生产订单，然后通过WCS下发空箱调配出库任务给自动化搬运设备用于烟丝装载。自动化搬运设备搭载了RFID读写控制器，可以识别RFID信息，完成空箱出库信息的校验。烟丝装箱设备进行装丝作业时，再次进行烟箱RFID信息的识别校验，并且根据WCS的任务进行装箱工作。装箱完成后，RFID读写控制器给相应烟箱的电子标签写入装箱信息。然后，WCS下发给自动化搬运设备执行烟箱的入库任务，搬运设备从指定入库口，通过RFID读写控制器扫描烟箱电子标签进行校验后，送至指定的货物，完成入库任务并更新WMS库存信息。

4.2.2 基本出库流程

图4描述了成品烟丝的基本入库业务流程，RFID的数据校验贯穿整个业务流程。首先WMS接收到MES系统下发的烟丝出库任务，然后根据任务中的牌号、批次号等信息，自动生成出库策略，并下发至WCS系统。WCS系统接收到任务后调配相关自动搬运设备对指定的烟箱进行出库到指定出口，烟箱搬运前后皆通过RFID读写设备进行烟箱的RFID数据校验，确保出库任务的准确性。最后，烟箱中烟丝经过翻箱出库后，生成为空箱回库任务。

4.3 系统优势分析

基于RFID的成品烟丝自动化仓储管理系统，以RFID技术作为中间媒介，全程跟踪烟丝在整个工作流程中的信息，把RFID技术融入到仓库管理的各个环节，有效提高了仓库管理的自动化和信息化水平。由于RFID电子芯片的可靠性，提高了烟箱出入库过程中的识别率，同时经过多层次校验程序，提高出入库效率和信息准确性、安全性。每个烟箱皆配备相应电子标签，还可用于烟箱盘点，提高数据实时性，动态掌握库存信息，结合信息系统实现对仓库可视化管理。RFID技术采用自动识别、自动写入，有利于与自动化设备相结合，减少人工参与度，极大程度提高自动化水平。配合系统精确掌握库存情况，实现数据的可追溯，完成库存的优化管理。

5 结束语

烟草企业采用先进的基于RFID技术的自动化仓储管理系统，确保了出入库数据采集、查询和更新的实时、快速、准确性，同时利用高效的计算机信息系统与自动化输送设备系统相结合的模式，系统运行快速响应出入库业务。将先进的信息化技术和现代仓库管理模式应用到成品烟丝的运管过程中，提高了仓库管理水平和工作效率，保证了成品烟丝仓库管理的准确性以及信息的及时更新，与传统柜式贮丝相比，可以做到对每一箱烟丝信息的精确追溯，真正实现仓库管理的现代化和自动化。

仓库管理系统利用RFID参与过程控制管理，实现货位管理的全过程跟踪，提高了货位的利用效率及作业准确率。由于采用了RFID 这种最新的自动识别技术，排除了人工采集信息所需的操作成本和可能出现的差错，并且通过RFID技术与系统内其他自动化生产设备的整合，进一步提高了这些设备的自动化水平，使得整体设备运行效益得以提高。同时，引入RFID读写设备，方便与各种系统之间的对接，具有较强的可扩展性；最后，在货位管理上通过引用电子标签，技术先进性、安全性远高于条码技术，RFID技术贯穿整个流程，提升了仓储管理的高效性和准确性。采用RFID射频识别技术可以作为一种比较可行的解决方案，融入到现代化的仓储物流管理中，提高烟草行业的数字化仓储管理水平。

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