基于RFID的立体智能仓库管理系统.doc
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基于RFID的立体智能仓库管理系统
系统描述
仓储管理在物流管理中占据着核心的地位。
传统的仓储业是以收保管费为商业模式的，希望自己的仓库总是满满的，这种模式与物流的宗旨背道而驰。
现代物流以整合流程、协调上下游为己任，静态库存越少越好，其商业模式也建立在物流总成本的考核之上。
由于这两类仓储管理在商业模式上有着本质区别，但是在具体操作上如入库、出库、分拣、理货等又很难区别，所以在分析研究必须注意它们的异同之处，这些异同也会体现在信息系统的结构上。
随着制造环境的改变，产品周期越来越短，多样少量的生产方式，对库存限制的要求越来越高，因而必须建立及执行供应链管理系统，借助电脑化、信息化将供应商、制造商、客户三者紧密联合，共担库存风险。
仓储管理可以简单概括为8个关键管理模式：
追-收-查-储-拣-发-盘-退。
库存的最优控制部分是确定仓库的商业模式的，即要（根据上一层设计的要求）确定本仓库的管理目标和管理模式，如果是供应链上的一个执行环节，是成本中心，多以服务质量、运营成本为控制目标，追求合理库存甚至零库存。
因此精确了解仓库的物品信息对系统来说至关重要，所以我们提出要解决精确的仓储管理。
仓储管理及精确定位在企业的整个管理流程中起着非常重要的作用，如果不能保证及时准确的进货、库存控制和发货，将会给企业带来巨大损失，这不仅表现为企业各项管理费用的增加，而且会导致客户服务质量难以得到保证，最终影响企业的市场竞争力。
所以我们提出了全新基于射频识别的仓库系统方案来解决精确仓储管理问题。
下面我们来分析采用射频识别技术后给企业带来的经济效益。
系统优势
读取方便快捷：
数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行。
有效识别距离更长，采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到30米以上；
识别速度快：
标签一进入磁场，阅读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别；
穿透性和无屏碍阅读：
条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。
RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属和非透明的材质，进行穿透性通信，不需要光源，读取距离更远。
但不透过金属等导电物体进行识别。
数据容量大：
一维条形码的容量是50Bytes，二维条形码最大容量可储存2到3000字符，RFID最大的容量则有数MegaBytes。
随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。
未来物品所需携带的资料量会越来越大，对标签所能扩充容量的需求也相应增加。
使用寿命长，应用范围广：
其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码；传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。
此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损，RFID抗污染能力和耐久性强。
标签数据可动态更改：
利用编程器可以向电子标签里写入数据，从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间比打印条形码更短；
更好的安全性：
RFID电子标签不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性；：
由于RFID承载的是电子信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变编造，安全性更高。
动态实时通信：
标签以每秒50～100次的频率与阅读器进行通信，所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控。
体积小型化、形状多样化：
RFID不需要为读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质，更适合往小型化与多样形态发展，以方便嵌入或附着在不同形状、类型的产品上。
系统介绍
精准仓库过程一般包括收货、上架、捡货、补货、发货、盘点几个流程，下面从这六个过程来说明RFID仓库管理系统的具体实施过程：
·数据准备
–所有送达的货物需要提前以EDI、Excel或者手工录入的方式导入WMS
所有客户的订单需要提前以EDI、Excel或者手工录入的方式导入WMS
·为了支持RFID或者电子标签、输送分拣线等现代化物流设备在物流中心内部的使用，需要在如下环节进行条码化规划与设计。
—仓库内所有作业单元的条码化，包括托盘、周转箱。
直接在作业容器上粘贴固定的流水号标签。
—仓库内存货库位的条码化。
按照库-排-位-层的顺序对货位进行编码并粘贴条形码标签
—作业单据和作业指令的条码化。
—在入库清单上打印单据编号和产品编码的条码，辅助收货人员使用RFID进行收货作业
—通过打印拣货标签，指导拣货人员获取拣货任务，并方便货物在输送线上的识别
不同用处的标签
·收货
–在收货区使用RFID进行码盘（如果需要）和收货作业，要求堆放在收货区的所有货物都必须有一个唯一的托盘号，托盘号以条形码标签的方式粘贴在托盘上
–如果SO尚未送达，则系统指示将货物送入暂存区
·理货
–系统根据每个订单的车辆信息和体积信息，为订单指定一个相应的发货区
–系统自动将收到的货物与SO进行匹配，生成针对收货区每一个托盘货物的分货任务。
–理货人员扫描收货区的每一个托盘的标签，根据指示将货物搬运至暂存区或者相应订单的待发货区。
如果需要分货到多个订单，则需要分别确认每一个发货区和数量。
分货时使用新的托盘，确认新的托盘号。
–当需要从暂存区进行分货时，RFID指示理货人员从暂存区进行拣货然后进行分货。
·复核
–订单分货完毕，系统提示复核人员对产品和数量进行复核
·发货
–依次扫描待发货区的每一个托盘，确认车号进行发货
仓库管理的各个环节
仓库管理的六个环节：
收货
具体收货入库操作：
（1）收货检验
重点检查：
送货单与订货单是否一致；到货物与送货单是否一致；如果不符拒绝接收。
（2）制作和粘贴标签
具体方法如下：
采用选定的物品编码方案对入库物品进行编码；制作货物标签：
把编码信息写入电子标签，同时打印纸质标签（方便人工校核），再把纸质标签和电子粘合在一起就成为货物标签。
在库存品上固定标签：
考虑到目前标签成本较高，为了方便电子标签的回收，一般采用悬挂的方式把标签固定到物品上。
如果不回收则可以采用粘贴方式固定。
（3）现场计算机自动分配库位，并逐步把每次操作的库位号和对应物品编号下载到无线数据终端（手持终端或叉车终端）上；
（4）作业人员运送货物到指定库位，核对位置无误后把货物送入库位（如有必要，修改库位标签中记录的货物编号和数量信息）；
（5）无线数据终端把入库实况发送给现场计算机，及时更新库存数据库。
上架（入库）
每盒货物贴上条码，装好箱后在箱上安上无源标签，将安好无源标签的成箱的货物，按照工作人员手中的PDA读取的入库地点进行托盘，在每个托盘上安一个有源的电子标签。
将每个托盘上的货物分别放在相应的货架上；
见图册
托盘示意
按照不同的库区寻找库位；按照不同的包装（托盘、箱、件）分配不同的库位；根据产品的属性（正常品、残损品）分配上架库位；体积限定、重量限定、数量限定、长宽高限定；混批号、混产品限定；同批号产品合并；同类产品相邻选择；不同的订单类型可以上架到不同的库位，如正常的采购订单和退货订单。
根据产品的ABC动性分配上架库位
见图册
不同的货架
见图册
货架上的显示
捡货
见图册
捡货小车
1：
小车在WMS系统任一终端下载批量订单
2：
系统根据最优路径，自动指示小车按SKU排序拣货；
3：
确认拣货位信息，小车按灯系统自动指示“边拣边分”数量，分货后按灯确认；
4：
小车自动接收系统指示，并实时指引操作者下一拣货位作业，直至全部完成批量订单。
捡货位管理模式
·固定拣货
–拣货库位需要设定库存下限和库存上限，当库存余量低于下限时，发出警报，提示需要进行补货。
–有时为了满足特殊的拣货需求，可以分设箱拣货库位或者件拣货库位，当箱拣货库存余量低于下限时，申请从存储区进行补货，当件拣货库存余量低于下限时，申请从箱拣货库位或者存储区进行补货。
–拣货库位的设定基于对库存流量的分析，在提高存取效率的同时必将牺牲一部分的存储空间。
·动态拣货
–由于产品销售的季节性变化，产品的ABC动性会周期性地发生变化。
–采用固定拣货位的方法会大量增加系统管理人员的工作量，FLUXWMS支持动态拣货位的设置，根据产品的ABC动性动态地为产品分配拣货库位。
–在仓库内设定整箱拣货区、拆零拣货区。
不同的捡货作业模式
·拣货任务的派发可以通过3种方式
–RFID自动获取
–打印拣货标签
–打印拣货任务清单
·不同的拣货作业方法
–订单拣货
–波次拣货
·边拣边分–摘果式
·先拣后分–播种式
补货（移货）
需要移库时，计算系统发出指令给作业员手中的PDA，作业员看到指令后，定位相应的货物，对应数量，将货物移到相应的目标库中，完成后修改相应标签的信息，并向系统计算机发回相应数据；
见图册
·系统支持2类不同的补货模式
–定时补货：
物流中心的常规补货模式
–订单驱动补货：
紧急情况下根据订单需求触发补货任务
·拣货位设定最低库存、最高库存、最小补货单位。
当拣货位库存低于最低库存时生成补货
任务
·补货任务可以按照如下三种获取
–RFID直接获取
–打印补货标签
–打印补货清单
·补货作业步骤
–单步作业
–补货下架和补货上架
发货（出库）
见图册
需要出库时，系统计算机发出出库指令到作业员手中的PDA中，作业员定位相应药品和数量，取出成箱药品上的无源标签，修改相应的数据，并将数据发送到系统计算机中。
见图册
出库示意
·支持销售订单出库、采购退货、库间调拨等不同类型的出库订单
·对发货进度的全程跟踪
–订单创建
–部分分配、完全分配
–部分拣货、完全拣货
–部分装箱、完全装箱
–部分发运、完全发运
–订单关闭
–订单取消
·不同级别的发货控制
–按波次发货
–按订单发货
–按订单行发货
–按跟踪号发货
–按拣货明细发货
–按装车单发货
·支持基于RFID或者单据的出库流程
盘点
见图册
盘库作业流程如下：
智能货架上安装了固定式读写器，固定读写器对固定区域内的无源标签进行扫描，并将扫描的数据传输到系统计算机中。
还可以用作业员手中的PDA对库存药品进行扫描，并且发送到终端计算机中。
·基于流程管理的盘点模式
–申请盘点
–批准盘点
–释放盘点
–打印盘点标签或者清单
–执行盘点
–盘点结果确认
–盘点过账
·不同的循环盘点机制
–ABC循环盘点
–指定条件盘点
–动碰盘点
–异常盘点
–随机盘点
–差异盘点
系统功能
·定位查询功能
-对仓库中的货物精准定位
-对仓库中的货物查询功能
·对于仓库中的警报系统，如：
–产品过保质期
–产品低于库存下限或者高于库存上限
–库龄超过半年
–订单超过24小时未处理
–补货任务1小时内未执行
–收货12小时内未上架
·警报发生方式
–email
–SMS
–FAX
–系统监控界面
系统硬件
本套系统的是一个综合的解决方案，硬件涉及到条码、无源标签、有源标签、PDA和固定式读卡器。
其中条码因其标准统一，技术含量较低，直接选择条码厂商采购即可，我公司主要推出技术含量较高的有源标签与PDA等。
无源标签
见图册
无源电子
标签是最新研制的一款无源电子标签产品。
该产品的领先技术、全工业性设计和出众特点使得其在各领域都具有综合的竞争优势。
不需要外界电源有效使用寿命可达十年以上，最高时速200km/h以上，是一款性价比较高的产品。
该无源电子标签采用多种不同封装方式，可以加工成为任何形状，如钱币式标签、钱币式卡、钥匙扣等等。
有源标签产品图片：
见图册
电子铭牌产品，因其具有防冲撞性、封装任意性、使用寿命长、可重复利用等特点，适合应用于现在科学的库存管理系统中。
另一重要设备是摩佰尔mobile-5218固定式读写器，这款产品是我公司生产的高性能读写器，读写设备的识别距离远，使用寿命长，是一款性价比较高的产品。
软件系统配备的是摩佰尔科技仓库智能管理系统，该系统能够在任何时间、任何地点操作和检索资料，配置了友好的中文交互式介面，使用方便快捷。
产品性能介绍
电子铭牌结合世界先进的生产设备和大规模生产的工艺艺术，是一款性价比高的电子标签产品，该产品具备高功率性能，识别距离可达500-600米，融合了射频领域和数字技术中的多种领先科技，采用独特的软件无线电技术、微功耗技术、防碰撞技术、应答协议、局域激活的空间访问技术等专利组合。
其稳定的性能和广泛的应用得到了大多数用户的赞赏。
固定式读写器
固定式读写器图片：
见图片
固定式读写器，可联网使用，并且支持单机操作。
其完善、可靠的接口函数，支持访问射频卡的全部功能。
有效识别距离可达1500m，同时识别200张标签。
该设备已广泛应用于仓储、物流、门禁、及高速公路、危险品管理、车辆管理等系统。
PDA设备
手持读写器图片：
见图片
手持读写器是一款集RFID、GPRS技术相结合的手持终端设备，属于工业级PDA。
该产品集语音、视频、数据传输于一体，定位于专业的工业级手持终端，具有抗震抗摔,耐高低温等特点，适用于各种复杂恶劣的作业环境。
该产品采用为终端的应急通讯系统可以应用到建筑、采矿、监狱、消防、港口作业、国土勘察、电力、铁路、高速公路、精准农业、畜牧业管理、食品安全、易燃易爆品溯源等领域。
结束语
智能仓库管理系统的应用，保证了货物仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。
通过科学的编码，还可方便地对库存货物的批次、保质期等进行管理。
利用系统的库位管理功能，更可以及时掌握所有库存货物当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率。
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