智能仓储物流RFID应用系统

RFID智能仓储物流管理解决方案

1 项目概况

1.1 项目背景
仓储管理在物流管理中占据着核心地位，传统的仓储业中存在诸多问题，如：进出库人员操作混乱、库存报告不及时、仓库货品属性不清晰、堆放混乱、盘点不准确等，都需要一个基于信息化管理的技术进行彻底的改造。
基于RFID技术的仓库管理，将改变传统的仓库管理的工作方式与流程，把所有关键的因素通过贴上RFID标签，在仓库管理的核心业务流程：出库、入库、盘点、库存控制上实现更高效精确的管理。RFID技术以识别距离远，快速，不易损坏，容量大等条码无法比拟的优势，简化繁杂的工作流程，有效改善仓库管理效率和透明度，保持企业业务运营的精益。
像世界零售成员沃尔玛这样的大型零售商已经开始在他们的物品仓库和配货中心部署RFID仓储管理系统。一些研究机构估测，沃尔玛的RFID系统每天产生大约7兆字节的数据。因此，对于RFID仓储管理系统，如何存储和检索海量RFID数据也是一个迫切需要解决的问题。
 
1.2 项目目标
仓库管理系统（WMS）作为某一公司的核心业务系统，利用计算机软件模拟实施仓库管理的系统流程，其综合性要求达到简明实用、提高仓库管理的质量和效率的目的。
将物资集中放置在一定的场所需要利用科学的方法进行管理，并且实现高效准确的出入库操作，在保证基本效率的前提下，及时的将货物更新信息提交到服务器数据库；上层的管理系统要保证货物在存储期间数量不发生变化、维护相应的出入库记录和定期盘点信息。
在货物存储时要达到空间利用的较大化，劳动力和设备要达到较大程度和较有效的利用，货物能够方便的存取，在需要时能够做到快速的定位。另一方面，此管理系统要实现高效准确的出入货验证审核机制，使得在有限的工作时间内再无差错的基础上更多数量的完成入货和出货的操作，从较大程度上节省人力资源消耗，避免人为因素导致错误的发生。

2 项目需求

2.1 仓库管理系统需求
传统的仓储管理，一般依赖于一个非自动化的，以纸质文件为基础的系统与人工记忆相结合来实现库存管理。这种方式不仅费时费力，而且*出错，使得货物仓储环节效率低下，给企业带来不可估量的损失。为了弥补传统仓储管理系统的缺点，我们设计基于RFID的仓储管理系统。 
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系统的主要功能
 
2.1.1 入库模块需求描述
    在成品包装车间，工人先将RFID电子标签贴在产品上，成批装箱后贴上箱标，需打托盘的也可在打完托盘后贴上托盘标。一般贴标方式有：1.产品单件贴标；2.多件产品包装在一起，外包装贴标；3.托盘贴标，并与单件产品标签或外包装标签数据关联。
包装好的产品由装卸工具经由RFID阅读器与天线组成的通道进行入库，RFID设备自动获取入库数量并记录于系统，如贴有托盘标的，每托盘货物信息通过进货口读写器写入托盘标，同时形成订单数据关联，然后通过计算机仓储管理信息系统运算出库位（或人工在一开始对该批入库*库位）。
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2.1.1.1 入库模块业务描述
在仓库的门口部署RFID固定式读写器，同时根据现场环境进行射频规划，比如可以安装上下左右四个天线，保证RFID电子标签不被漏读。

接到入库单后，按照一定的规则将产品进行入库，当RFID电子标签（**高频）进入RFID固定式读写器的电磁波范围内会主动激活，然后RFID电子标签与RFID固定式读写器进行通信，当采集RFID标签完成后，会与订单进行比对，核对货物数量及型号是否正确，如有错漏进行人工处理，较后将货物运送到*的位置，按照规则进行摆放。RFID在仓库管理应用中较主要的优势非接触式远距离识别，且能够批量读取，提高效率与准确性。

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2.1.1.2 入库模块实现要求描述
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地显示出来，实现了仓储状态的可视化。完成入库操作后，应生成入库产品数据表，记录入库产品的名称、种类、生产日期、入库时间、入库批次、质量状况、入库数量、入库经办人、仓库代码等信息，以便查询。

2.1.2 出库模块需求描述
部门的发货人根据销售要求的发货单生成出库单：即根据出库**级（比如生产日期靠前的**出库）向仓库查询出库货物存储仓位及库存状态，如有客户*批号则按*批号查询，并生成出库货物提货仓位及相应托盘所属货物。
　领货人携出库单至仓库管理员，仓管员核对信息安排装卸人员执行对应产品出库。
　装卸人员提货经过出口闸，出口闸RFID阅读器读取托盘上的标签获取出库信息，并核实出货产品与出库单中列出产品批号与库位是否正确。
　出库完毕后，仓储终端提示出库详细供管理员确认，并自动更新资料到数据库。

2.1.2.1 出库模块业务描述
根据提货的计划，出库的货物进行分拣处理，并进行出库管理。如果出库数量较多时，将货物呈批推到仓库门口，利用固定式读写器与标签通信，对出库的货物的RFID电子标签采集，检查是否与计划对应，如有错误，尽快的人工处理。对于少量的货物，可以使用RFID手持式终端进行RFID电子标签的信息采集（手持扫描枪或RFID平板电脑），出现错误时，会发出警报，工作人员应该及时的处理，较后把数据发送到管理中心更新数据库完成出库。

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2.1.2.2 出库模块实现要求描述
装卸人员接到出货指令，到*货位取货物。取前装卸人员读写器再次确认货物准确性，然后将货物送至出货口传送带，出货口传送带读写器读取货物标签信息是否准确，校验无误出货。

2.1.3 盘点模块需求描述
仓管人员使用RFID手持式的终端，在每个货架或者是托盘边走过，能够读取出货架或者托盘上的货物的数量种类，并进行累加，盘点完成后生成盘点报表，并提供系统内的数据信息与仓库实际存货的数量对比，以供仓管人员参考，同时可根据需要修正系统内的数据信息，保证货、账一致。

2.1.3.1 盘点模块业务描述
   按照仓库管理的要求，进行定期不定期的盘点。传统的盘点，耗时耗力，且*出错。而这一切RFID把这些问题解决了，当有了盘点计划的时候，利用RFID手持式的终端进行货物盘点扫描，盘点货物的信息，可以通过无线网络传入后台数据库，并与数据库中的信息进行比对，生成差异信息实时的显示在RFID手持终端上，供给盘点工作人员核查。在盘点完成后，盘点的信息与后台的数据库信息进行核对，盘点完成。在盘点的过程中，系统通过RFID非接触式读取（通常可以在1~4米范围内）非常快速方便地读取服装货物信息，与传统的模式相比，会提高很多效率和盘点的准确性。

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3 技术解决方案

3.1 硬件平台
仓库管理系统主要的硬件设备包括：UHF固定式读写器、手持式读写器、电子标签、应用PC、WEB服务器、数据库服务器等。
以单个仓库为单位，仓库出入管理可以采用固定式读写器来管理、仓库物资的盘点定位等可以采用手持式读写器来管理。

3.1.1硬件布局
标签的贴放方案
电子标签作为标示仓库货物的一标志，在贴放时要特别注意。应为标签的贴放直接关系到读写器天线的安装方式和标签读写效果。为了获得较佳的读写效果，读写器的较化方向要与标签的较化方向一致。
这里将标签主要分为抗金属标签和非抗金属标签，来标识不同介质的货物。抗金属标签是贴放在金属货物表面的，非抗金属标签（包括卡片、不干胶、Inlay等）主要贴放在非金属货物标签。像木箱、帆布包、塑料袋子、纸箱等货物均可以通过非金属标签来标识 。
    在仓储管理中，主要采用托盘级管理，即一个托盘上的货物作为一个单位来完成入库、出库、盘点等操作。标准托盘的大小为 3000px*2500px*375px。因此，一般在贴放标签时，一个托盘贴放一张标签来标识，贴放的位置根据具体的托盘货物堆放方式来确定。通常，货物在托盘上的堆放高度不大于 2000px，也即托盘与货物一起堆放的较大高度不大于1m。下面以托盘的仓储方式为例，来分析标签的贴放方式。
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　　如图所示，手持终端通过WIFI网络来完成数据交互。操作人员通过手持机读取到物资上的电子标签，电子标签的信息显示在显示屏上。手持机通过WIFI无线网络将标签信息上传到无线 AP，无线 AP 通过有线或无线网络将数据上传到后台 PC，PC 通过无线网络与后台服务器进行数据交互。


3.2 软件平台
操作系统：Windows 2000以上的系统
数据通信：一般采用10/100以太网和RS232串口
数据库采用SQLserver2000
主界面采用C#/JAVA语言编程
该系统应用的软件包括：入库管理软件、出库管理软件、盘点管理软件