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RFID 技术在仓储管理中的应用
作者：梁家海 陈海
来源：微计算机信息
日期：2009-11-13 09:52:50
摘要：本文作者创新点是在仓储管理系统中应用 RFID 技术除了要投资硬件设备，还要升级现有的管理信息系统。因为只有升级和改进现有的管理信息系统才能适应RFID 技术的特点，以发挥更大的优势。仓储管理系统应用RFID 技术后一些业务流程发生了变化，企业内部人员可能需要一段时间去适应。
1 条形码识别技术
1.1 条形码简介
条形码(bar code)是由一组规则排列的宽度不同的条、空及其对应字符组成的标记, 用以表示一定的字符、数字以及符号信息, 因此存储的信息很少。到目前为止, 常见的条形码的码制大概有二十多种, 其中广泛使用的码制包括EAN码、Code39码、交叉25码、UPC码、128码、Code93码等, 不同的码制具有不同的特点。条形码系统是由条形码符号设计、条形码制作以及扫描阅读组成的自动识别系统, 使用时将扫描器对准条形码来获取相关信息。
1.2 条形码的识别原理
条码数据的自动采集和光电信号的转换都是由光电扫描器完成。现在的光电扫描器种类很多, 但其工作原理基本一致, 都是由光学系统读取条码数据, 并通过光电转换器将光信号转换成电信号, 再通过电信号的放大整形, 然后通过译码器转换成计算机可识别的二进制信息代码。
2 RFID 技术概述
RFID 最早出现于20 世纪80 年代, 当初被用于无法使用条形码跟踪技术的特殊工业场合, 许多行业和公司利用它来定位、确认及跟踪库存产品或其他目标。
在具体的应用过程中, 根据不同的目的和环境, RFID 系统的组成会有所不同, 但从其工作原理来看,系统一般都由信号发射机、信号接收机、发射接收天线三部分组成。①信号发射机: 在 RFID 系统中, 信号发射机为了不同的应用目的, 会以不同的形式存在,典型的形式是标签。标签相当于条形码技术中的条形码符号, 用来存储需要识别传输的信息。另外, 与条形码不同的是, 标签必须能够自动或在外力的作用下,把存储的信息主动发射出去。标签一般是带有线圈、天线、存储器与控制系统的低电集成电路。②信号接收机: RFID 系统中, 信号接收机一般叫做阅读器。阅读器的基本功能就是提供与标签进行数据传输的途径。
另外, 阅读器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。③发射接收天线: 天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。RFID 技术用于需要跟踪众多货物资源、而人手又有限的仓库管理中是非常现实的。
RFID 是一种标签形式, 将特殊的信息编码进电子标签, 标签被粘贴在需要识别的物体上。它利用无线射频方式进行非接触双向通信, 以达到识别目的并交换数据, 使其最大化满足有效产出和精确性的要求。
3 RFID在仓储管理中的应用
3.1 某大米公司的仓储管理业务分析
仓储管理业务有以下几种：
（1）库存的出入库、移动管理
对稻谷采购入库、大米的日常生产量、销售提货、生产入库和大米库位移动等工作进行管理, 产生出、入和移动单据, 改变仓库、货位的库存数量, 登记总量。
（2）库存定期盘点, 调整库存量做到帐物相符
根据稻谷和大米品种的盘点周期对每种库存做盘点, 并按照实盘数最调整各类稻谷及大米库存数最。
（3）库存管理信息分析
从各种角度对库存信息做分析。如稻谷或大米库存数量分析（是否超出或者短缺）、库存占用资金分析、大米来源和去向分析等。
因此, 库存管理子系统的主要设计功能为：
①对仓库的日常库存操作, 如入库、出库、移动等业务处理进行管理, 并编制有关出、人入单据, 同时凭单记录库存账目。
②对稻谷和大米品种以及库存量周期进行盘点以及清查工作, 编制盘点表。由于稻谷和大米是分袋包装, 且其种类不同, 必须分类管理, 为了方便盘点以及出入库管理, 将电子标签封装在包装袋内部以标识唯一的一袋, 并保证从大米包装入袋到销售出库最后到包装袋回收期间的所有必要信息的获取。所有的电子标签应尽可能采用识别距离远的无源标签。
3.2 系统硬件构成
（1）主控系统。包括主控计算机、网络控制器、出/入库门的识读器及相应的识别天线、无线网络连接器、货位导航指示器等。主控计算机连接网络控制器，通过数据线与无线网络连接器、出/入库门的识读器及识别天线和货位导航指示器进行连接。
（2）车载单元。包括车载控制计算机、显示器、无线网络连接器、识读器及识别天线、加装电子标签的标准托盘、写有货车识别电子码的车载电子标签等。车载单元通过无线网络连接器与主控系统进行连接。
（3）手持单元。包括集成移动手持设备、写有手持设备识别电子码的手持电子标签。手持单元通过无线网络访问主控计算机。
（4）仓库设施。仓库内将被划分为具有相应识别电子码的不同货位，其中包括所处仓库、货区、货架及每个独立货品存放区。管理人员将货位电子码写入货位识别电子标签，并将货位识别电子标签封装在相对应的货位的导航指示器中。整个仓库内及各库门附近都将由无限局域网覆盖，以实现信息共享。
3.3 系统流程分析
3.3.1 系统的主业务流程
根据货物的流向，系统的主业务流程如图1所示。
入库作业流程如图2所示。
（2）入库单下达。入库单以电子版送达到主控计算机中，主控计算机根据货车使用情况，为入库单指定服务货车，并将货车的识别电子码注明在入库单中，同时将入库单下达给仓库管理员。
（3）入库进入。仓库管理员接到入库单后，将全部入库货品放置在指定的货车上;驶至装有识读器的入库门时，主控系统通过获取货车识别电子码核查入库单的权限，核查无误后，自动获取到货车所载的全部货品的电子码;核对车载货物是否与入库单相符合，核对无误后根据在系统中预先设定好的货品存储位置，通过无线网络将入库核准指令和入库货品码放货位明细表传送给车载单元的控制计算机，并同时开启在各个指定货位上的导航指示灯。
（4）入库上架。仓库管理员通过分散在各独立货位的导航指示灯，并结合车载显示器中的入库货品码放货位明细表，确定货品上架线路;在此过程中，车载识别天线不停地识别各个货架的货位导航指示器，到达指定货位时提示仓库管理员停车，并准备货品上架，显示屏将显示此货位将上架的货品详细清单;仓库管理员根据显示的货品上架详细信息执行上架后，主控系统自动更新库存货品记录，并关闭对应的货位导航指示灯。
（5）入库结束。全部入库货品上架后，仓库管理员将空载货车驶至出库门;主控系统通过获取货车识别电子码检测货品是否全部上架，并检查货车是否空载，核查无误后授权出库，并完成相应的记录。
3.3.3 出库作业流程
出库作业流程如图3所示。
用情况记录，为此出库单指定服务货车，并将货车的识别电子码注明在出库单中，同时将出库单下达给仓库管理员。
（2）出库进入。仓库管理员在接到出库单后，将空载货车驶至装有识读器的入库门时，主控系统通过获取货车识别电子码核查出库单的权限，核查无误后将出库核准指令和出库货品码放货位明细表传给车载控制计算机，并在车载显示器中显示给仓库管理员;同时根据出库货品码放货位明细表中的各项货品所在仓库中的货位，开启相应的货位导航指示灯。
（3）出库下架。在库区内，仓库管理员通过分散在各独立货位的导航指示灯，并结合车载显示器中的出库货品码放货位明细表，确定货品下架线路;在此过程中，车载识别天线不停地识别各个货架的货位导航指示器，到达指定货位时提示仓库管理员停车，并准备货品下架，显示器将显示此货位将下架的货品详细清单;仓库管理员将根据显示的货品下架详细信息将货品下架，并执行上载货车的指令;主控计算机将库存货品状态记录更新后，关闭对应货位的导航指示灯。
（4）出库结束。全部出库货品下架后，仓库管理员将满载货车驶至出库门，主控系统通过获取货车识别电子码检测货品是否全部下架;核对此货车所载全部货物是否与出库单内容一致，核查无误后授权出库，完成相应的记录。
3.3.4 仓库管理作业流程
（1）库内盘点。仓库管理员接到盘点指令后携带手持单元进入库区时，主控系统将记录执行此次盘点任务的手持设备已经进入库区;依次遍历全部货位并将所收集到的全部货品信息通过无线网络实时地传送给主控计算机;遍历完全部货位并携带手持设备出库时，主控系统将记录执行此次盘点任务的手持设备已经离开库区，并将发送过来的全部货品信息与主控计算机中的盘点单中的全部货品内容互相比对，并将盘点结果告知仓库管理员。
（2）库内移位、调拨。此作业不对库存货品进行增减。在主控计算机的数据库中，仅处理转移货位的货品所处的货位信息，这样做可以避免货品出入库的不便。主控系统将通过下达货品转移指令，并结合车载单元与货位导航指示器，控制并协调完成货品转移的全过程，
使其匹配主控计算机数据库中的内容。
3.4 系统功能
系统的功能模块如下：
（1）系统维护。包括用户权限管理、密码设置、操作日志、数据备份、打印设置。
（2）基础信息管理。主要实现对系统的基本信息资料的管理和初期数据的设置。包括仓库定义、地区信息、货品信息、供应商信息、客户信息、员工信息、出入库信息及类别信息。
（3）仓库管理。主要实现对仓储基本业务的管理，是整个仓储管理的核心。包括货品入库、货品出库、货位管理、盘点管理、移位管理、调拨管理、预警管理、包装管理、质检管理。
（4）查询统计、报表。包括入库单、出库、组装、拆卸、报损、移位、盘点等的查询统计，出库计划、调拨单、调拨申请、客户指令、合同等的查询及各种报表输出。
（5）财务管理。主要用于简单记账，可以管理仓储物流中的收支。包括科目设置、记账录入、记账管理、记账查询、统计汇总表以及凭证打印等。
（6）其他。其他辅助项目和终端程序接口等。
4 小结
本文作者创新点是在仓储管理系统中应用 RFID 技术除了要投资硬件设备，还要升级现有的管理信息系统。因为只有升级和改进现有的管理信息系统才能适应 RFID 技术的特点，以发挥更大的优势。仓储管理系统应用 RFID 技术后一些业务流程发生了变化，企业内部人员可能需要一段时间去适应。
1.1 条形码简介
条形码(bar code)是由一组规则排列的宽度不同的条、空及其对应字符组成的标记, 用以表示一定的字符、数字以及符号信息, 因此存储的信息很少。到目前为止, 常见的条形码的码制大概有二十多种, 其中广泛使用的码制包括EAN码、Code39码、交叉25码、UPC码、128码、Code93码等, 不同的码制具有不同的特点。条形码系统是由条形码符号设计、条形码制作以及扫描阅读组成的自动识别系统, 使用时将扫描器对准条形码来获取相关信息。
1.2 条形码的识别原理
条码数据的自动采集和光电信号的转换都是由光电扫描器完成。现在的光电扫描器种类很多, 但其工作原理基本一致, 都是由光学系统读取条码数据, 并通过光电转换器将光信号转换成电信号, 再通过电信号的放大整形, 然后通过译码器转换成计算机可识别的二进制信息代码。
2 RFID 技术概述
RFID 最早出现于20 世纪80 年代, 当初被用于无法使用条形码跟踪技术的特殊工业场合, 许多行业和公司利用它来定位、确认及跟踪库存产品或其他目标。
在具体的应用过程中, 根据不同的目的和环境, RFID 系统的组成会有所不同, 但从其工作原理来看,系统一般都由信号发射机、信号接收机、发射接收天线三部分组成。①信号发射机: 在 RFID 系统中, 信号发射机为了不同的应用目的, 会以不同的形式存在,典型的形式是标签。标签相当于条形码技术中的条形码符号, 用来存储需要识别传输的信息。另外, 与条形码不同的是, 标签必须能够自动或在外力的作用下,把存储的信息主动发射出去。标签一般是带有线圈、天线、存储器与控制系统的低电集成电路。②信号接收机: RFID 系统中, 信号接收机一般叫做阅读器。阅读器的基本功能就是提供与标签进行数据传输的途径。
另外, 阅读器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。③发射接收天线: 天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。RFID 技术用于需要跟踪众多货物资源、而人手又有限的仓库管理中是非常现实的。
RFID 是一种标签形式, 将特殊的信息编码进电子标签, 标签被粘贴在需要识别的物体上。它利用无线射频方式进行非接触双向通信, 以达到识别目的并交换数据, 使其最大化满足有效产出和精确性的要求。
3 RFID在仓储管理中的应用
3.1 某大米公司的仓储管理业务分析
仓储管理业务有以下几种：
（1）库存的出入库、移动管理
对稻谷采购入库、大米的日常生产量、销售提货、生产入库和大米库位移动等工作进行管理, 产生出、入和移动单据, 改变仓库、货位的库存数量, 登记总量。
（2）库存定期盘点, 调整库存量做到帐物相符
根据稻谷和大米品种的盘点周期对每种库存做盘点, 并按照实盘数最调整各类稻谷及大米库存数最。
（3）库存管理信息分析
从各种角度对库存信息做分析。如稻谷或大米库存数量分析（是否超出或者短缺）、库存占用资金分析、大米来源和去向分析等。
因此, 库存管理子系统的主要设计功能为：
①对仓库的日常库存操作, 如入库、出库、移动等业务处理进行管理, 并编制有关出、人入单据, 同时凭单记录库存账目。
②对稻谷和大米品种以及库存量周期进行盘点以及清查工作, 编制盘点表。由于稻谷和大米是分袋包装, 且其种类不同, 必须分类管理, 为了方便盘点以及出入库管理, 将电子标签封装在包装袋内部以标识唯一的一袋, 并保证从大米包装入袋到销售出库最后到包装袋回收期间的所有必要信息的获取。所有的电子标签应尽可能采用识别距离远的无源标签。
3.2 系统硬件构成
（1）主控系统。包括主控计算机、网络控制器、出/入库门的识读器及相应的识别天线、无线网络连接器、货位导航指示器等。主控计算机连接网络控制器，通过数据线与无线网络连接器、出/入库门的识读器及识别天线和货位导航指示器进行连接。
（2）车载单元。包括车载控制计算机、显示器、无线网络连接器、识读器及识别天线、加装电子标签的标准托盘、写有货车识别电子码的车载电子标签等。车载单元通过无线网络连接器与主控系统进行连接。
（3）手持单元。包括集成移动手持设备、写有手持设备识别电子码的手持电子标签。手持单元通过无线网络访问主控计算机。
（4）仓库设施。仓库内将被划分为具有相应识别电子码的不同货位，其中包括所处仓库、货区、货架及每个独立货品存放区。管理人员将货位电子码写入货位识别电子标签，并将货位识别电子标签封装在相对应的货位的导航指示器中。整个仓库内及各库门附近都将由无限局域网覆盖，以实现信息共享。
3.3 系统流程分析
3.3.1 系统的主业务流程
根据货物的流向，系统的主业务流程如图1所示。
图1 系统主业务流程
入库作业流程如图2所示。
图2 入库作业流程
（2）入库单下达。入库单以电子版送达到主控计算机中，主控计算机根据货车使用情况，为入库单指定服务货车，并将货车的识别电子码注明在入库单中，同时将入库单下达给仓库管理员。
（3）入库进入。仓库管理员接到入库单后，将全部入库货品放置在指定的货车上;驶至装有识读器的入库门时，主控系统通过获取货车识别电子码核查入库单的权限，核查无误后，自动获取到货车所载的全部货品的电子码;核对车载货物是否与入库单相符合，核对无误后根据在系统中预先设定好的货品存储位置，通过无线网络将入库核准指令和入库货品码放货位明细表传送给车载单元的控制计算机，并同时开启在各个指定货位上的导航指示灯。
（4）入库上架。仓库管理员通过分散在各独立货位的导航指示灯，并结合车载显示器中的入库货品码放货位明细表，确定货品上架线路;在此过程中，车载识别天线不停地识别各个货架的货位导航指示器，到达指定货位时提示仓库管理员停车，并准备货品上架，显示屏将显示此货位将上架的货品详细清单;仓库管理员根据显示的货品上架详细信息执行上架后，主控系统自动更新库存货品记录，并关闭对应的货位导航指示灯。
（5）入库结束。全部入库货品上架后，仓库管理员将空载货车驶至出库门;主控系统通过获取货车识别电子码检测货品是否全部上架，并检查货车是否空载，核查无误后授权出库，并完成相应的记录。
3.3.3 出库作业流程
出库作业流程如图3所示。
图3 出库作业流程
用情况记录，为此出库单指定服务货车，并将货车的识别电子码注明在出库单中，同时将出库单下达给仓库管理员。
（2）出库进入。仓库管理员在接到出库单后，将空载货车驶至装有识读器的入库门时，主控系统通过获取货车识别电子码核查出库单的权限，核查无误后将出库核准指令和出库货品码放货位明细表传给车载控制计算机，并在车载显示器中显示给仓库管理员;同时根据出库货品码放货位明细表中的各项货品所在仓库中的货位，开启相应的货位导航指示灯。
（3）出库下架。在库区内，仓库管理员通过分散在各独立货位的导航指示灯，并结合车载显示器中的出库货品码放货位明细表，确定货品下架线路;在此过程中，车载识别天线不停地识别各个货架的货位导航指示器，到达指定货位时提示仓库管理员停车，并准备货品下架，显示器将显示此货位将下架的货品详细清单;仓库管理员将根据显示的货品下架详细信息将货品下架，并执行上载货车的指令;主控计算机将库存货品状态记录更新后，关闭对应货位的导航指示灯。
（4）出库结束。全部出库货品下架后，仓库管理员将满载货车驶至出库门，主控系统通过获取货车识别电子码检测货品是否全部下架;核对此货车所载全部货物是否与出库单内容一致，核查无误后授权出库，完成相应的记录。
3.3.4 仓库管理作业流程
（1）库内盘点。仓库管理员接到盘点指令后携带手持单元进入库区时，主控系统将记录执行此次盘点任务的手持设备已经进入库区;依次遍历全部货位并将所收集到的全部货品信息通过无线网络实时地传送给主控计算机;遍历完全部货位并携带手持设备出库时，主控系统将记录执行此次盘点任务的手持设备已经离开库区，并将发送过来的全部货品信息与主控计算机中的盘点单中的全部货品内容互相比对，并将盘点结果告知仓库管理员。
（2）库内移位、调拨。此作业不对库存货品进行增减。在主控计算机的数据库中，仅处理转移货位的货品所处的货位信息，这样做可以避免货品出入库的不便。主控系统将通过下达货品转移指令，并结合车载单元与货位导航指示器，控制并协调完成货品转移的全过程，
使其匹配主控计算机数据库中的内容。
3.4 系统功能
系统的功能模块如下：
（1）系统维护。包括用户权限管理、密码设置、操作日志、数据备份、打印设置。
（2）基础信息管理。主要实现对系统的基本信息资料的管理和初期数据的设置。包括仓库定义、地区信息、货品信息、供应商信息、客户信息、员工信息、出入库信息及类别信息。
（3）仓库管理。主要实现对仓储基本业务的管理，是整个仓储管理的核心。包括货品入库、货品出库、货位管理、盘点管理、移位管理、调拨管理、预警管理、包装管理、质检管理。
（4）查询统计、报表。包括入库单、出库、组装、拆卸、报损、移位、盘点等的查询统计，出库计划、调拨单、调拨申请、客户指令、合同等的查询及各种报表输出。
（5）财务管理。主要用于简单记账，可以管理仓储物流中的收支。包括科目设置、记账录入、记账管理、记账查询、统计汇总表以及凭证打印等。
（6）其他。其他辅助项目和终端程序接口等。
4 小结
本文作者创新点是在仓储管理系统中应用 RFID 技术除了要投资硬件设备，还要升级现有的管理信息系统。因为只有升级和改进现有的管理信息系统才能适应 RFID 技术的特点，以发挥更大的优势。仓储管理系统应用 RFID 技术后一些业务流程发生了变化，企业内部人员可能需要一段时间去适应。
