第一章 概述 

    倉庫管理在企業(yè)的整個管理流程中起著非常重要的作用，如果不能保證及時準確的進貨、庫存控制和發(fā)貨，將會給企業(yè)帶來巨大損失，這不僅表現(xiàn)為企業(yè)各項管理費用的增加，而且會導致客戶服務質量難以得到保證，最終影響企業(yè)的市場競爭力。 

    傳統(tǒng)的倉庫管理，一般依賴于一個非自動化的、以紙張文件為基礎的系統(tǒng)來記錄、追蹤進出的貨物，完全由人工實施倉庫內部的管理，因此倉庫管理的效率極其低下，所能管理的倉庫規(guī)模也很小。 

    隨著計算機的應用普及，目前大多數(shù)企業(yè)的倉庫管理數(shù)據(jù)資料已開始采用計算機數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理，但數(shù)據(jù)還是采用先紙張記錄、再手工輸入計算機的方式進行采集和統(tǒng)計整理。這不僅造成大量的人力資源浪費，而且由于人為的因素，數(shù)據(jù)錄入速度慢、準確率低。 

    隨著企業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，倉庫管理的物資種類機數(shù)量在不斷增加、出入庫頻率劇增，倉庫管理作業(yè)也已十分復雜和多樣化，傳統(tǒng)的人工倉庫作業(yè)模式和數(shù)據(jù)采集方式已難以滿足倉庫管理的快速、準確要求，嚴重影響了企業(yè)的運行工作效率，成為制約企業(yè)發(fā)展的一大障礙。 

550)this.style.width=550;" border=0>

    基于RFID的倉庫管理系統(tǒng)是在現(xiàn)有倉庫管理中引入RFID技術，對倉庫到貨檢驗、入庫、出庫、調撥、移庫移位、庫存盤點等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行自動化的數(shù)據(jù)采集，保證倉庫管理各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準確性，確保企業(yè)及時準確地掌握庫存的真實數(shù)據(jù)，合理保持和控制企業(yè)庫存。通過科學的編碼，還可方便地對物品的批次、保質期等進行管理。利用系統(tǒng)的庫位管理功能，更可以及時掌握所有庫存物資當前所在位置，有利于提高倉庫管理的工作效率。

550)this.style.width=550;" border=0>

    采用RFID技術后，將為企業(yè)帶來以下效益： 

    （1） 節(jié)省人工采集數(shù)據(jù)成本； 
    （2） 自動化的倉庫管理作業(yè)，提高工作效率； 
    （3） 減少管理成本和人為差錯； 
    （4） 更精確的進、銷、存控制； 
    （5） 增進合作伙伴關系； 
    （6） 快速響應顧客需求，擴大產(chǎn)品銷售量。 

    據(jù)自動識別中心會員Accenture咨詢公司分析，采用RFID可以： 

    ＊ 減少庫存10～30%； 
    ＊ 庫存空間利用率提高20%； 
    ＊ 降低勞動力成本10～40%； 
    ＊ 加快揀貨、送貨速度10%； 
    ＊ 減少因偷盜、保管不善造成的損失50%； 
    ＊ 增加銷售額2～10%； 
    ＊ 運輸成本降低2～13%。 
    ＊ 發(fā)運準確度達到95%(托盤運輸?shù)墓究梢猿^ 99.9% 的準確度)； 
    ＊ 計費性退貨減少80%； 

第二章 RFID技術簡介 

2.1、RFID技術 

    RFID是Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識別。
 
    RFID技術是一種非接觸式自動識別技術，它是通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)。它能對相距幾厘米到幾十米范圍內的物體進行識別，而且可以批量讀取、可識別靜止和運動狀態(tài)下的物體、設備、車輛和人員，從而成為了自動識別領域一顆耀眼的新星。 

    條形碼是一種已經(jīng)應用非常廣泛的自動識別技術，但RFID與之相比優(yōu)勢非常明顯： 

    （1）快速掃描 
    每次只能有一個條形碼受到掃描；RFID讀器可同時辨識讀取數(shù)個RFID標簽。 

    （2）體積小型化、形狀多樣化 
    RFID不需要為讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質，更適合往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展，以方便嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上；

    （3）抗污染能力和耐久性 
    傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但RFID對水、油和化學藥品等物質具有很強抵抗性。此外，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損；RFID卷標是將數(shù)據(jù)存在芯片中，因此可以免受污損。 

    （4）可重復使用 
    現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標簽內儲存的數(shù)據(jù)可以動態(tài)的更新，可以回收并多次使用。 

    （5）穿透性和無屏礙閱讀 
    條形碼掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼。RFID能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬和非透明的材質，進行穿透性通信，不需要光源，讀取距離更遠。但不透過金屬等導電物體進行識別。 

    （6）數(shù)據(jù)的記憶容量大 
    一維條形碼的容量是50Bytes，二維條形碼最大容量可儲存2到3000字符，RFID最大的容量則有數(shù)MegaBytes。隨著記憶載體的發(fā)展，數(shù)據(jù)容量也有不斷擴大的趨勢。未來物品所需攜帶的資料量會越來越大，對標簽所能擴充容量的需求也相應增加。 

    （7）安全性 
    由于RFID承載的是電子信息，其數(shù)據(jù)內容可經(jīng)由密碼保護，使其內容不易被偽造及變編造，安全性更高。  

550)this.style.width=550;" border=0>

2.2、RFID系統(tǒng) 

    最基本的RFID系統(tǒng)由三大部分組成：
 
    （1） 電子標簽（Tag） 
    電子標簽又稱為射頻標簽、應答器，一般由耦合元件（天線）及專用芯片組成。

550)this.style.width=550;" border=0>

    電子標簽是射頻識別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，每個標簽具有唯一電子編碼（ID號），而且標簽一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。在實際應用中，RFID標簽通常貼在不同類型、不同形狀的物體表面，甚至嵌入到物體內部，因此會根據(jù)需要做成不同形狀（見下圖）。 

550)this.style.width=550;" border=0>

    （2） 閱讀器（Reader） 
    讀?。ㄓ袝r還可以寫入）標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；閱讀器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達到自動識別物體的目的。通常閱讀器與電腦相連，所讀取標簽信息被傳到電腦上進行下一步處理。 

550)this.style.width=550;" border=0>

    （3） 天線（Antenna）：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。 
    天線是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機的射頻信號接收或輻射出去的裝置。 

550)this.style.width=550;" border=0>

2.3、RFID的工作原理 

    閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入天線輻射場時，產(chǎn)生感應電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息，被閱讀器讀取并解碼后發(fā)送至電腦主機進行有關處理。 

550)this.style.width=550;" border=0>

2.4、RFID的應用 

    射頻識別可以用來跟蹤和管理幾乎所有物理對象，因此可廣泛應用于各行各業(yè)，典型應用包括： 

    （1） 供應鏈與物流管理 
    （2） 生產(chǎn)制造與裝配 
    （3） 行李、郵件和包裹處理 
    （4） 身份識別、防偽、門禁和防盜系統(tǒng) 
    （5） 文檔追蹤/圖書館管理 
    （6） 交通管理與城市規(guī)劃 
    （7） 服務體驗與CRM 
    （8） 空間定位與跟蹤 
    （9） 普適計算 

第三章 系統(tǒng)方案 

  3.1 對象和任務    

   3.1.1倉庫管理對象    

    倉庫管理的主體是倉庫管理員，其管理對象包括：    

    （1）庫存品：放在倉庫中保管的物品，它是倉庫管理的根本對象；庫存品按存在形式分為：托盤、箱體和散裝三種形式，限于目前RFID還不適合管理到每一個細小的單件物品，因此使用RFID管理物品的單位是整箱和整個托盤（含大件單品）；    

    （2）庫位：倉庫中用來擺放庫存物品的、在空間上互不重疊的區(qū)域，一般一個庫位可以擺放多個庫存品；也可以一個較大的庫存品占用幾個庫位。    

    （3）庫管設備：用于倉庫管理的設備，如叉車、手推車等；在大型、繁忙倉庫中需要對這些設備進行合理調度、實時定位，以提高設備的利用率。    

    3.1.2倉庫管理的作業(yè)任務    

    倉庫管理的主要作業(yè)任務有：    

    （1） 入庫（進貨檢驗）    
    （2） 出庫（揀選）    
    （3） 移庫（補貨）    
    （4） 盤庫    
    （5） 根據(jù)需要，產(chǎn)生各種庫存報表    

    3.2.總體設計    

    3.2.1基本思路    

    （1）給每一庫位貼電子標簽，該標簽稱為庫位標簽。在進行庫房管理作業(yè)時，讀取該標簽編號，就可判定當前作業(yè)的位置是否正確。    

    （2）在物品入庫時，給每個庫存管理物品貼電子標簽，該標簽為貨物標簽。貼放標簽的物品應該是整托盤、整箱或便于安裝標簽的大件物品。在進行庫房作業(yè)時，讀取標簽的編號，確定作業(yè)物品是否正確。為了節(jié)省運行成本，貨物標簽設計成可重復使用。在貨物出庫時取下，送到入庫處再重新使用。     

    （3）架設無線網(wǎng)絡，覆蓋整個倉庫作業(yè)區(qū)，所有作業(yè)數(shù)據(jù)實時傳輸。在叉車上安裝固定無線數(shù)據(jù)終端，手工作業(yè)人員配手持式無線數(shù)據(jù)終端。無線數(shù)據(jù)終端具有接受作業(yè)指令、確認作業(yè)位置與作業(yè)貨物是否準確、返回作業(yè)實況等功能。    

    （4）使用自動導引車AGV（Automatic Guided Vehicle）作為平臺，在上面安裝RFID識讀器、控制設備、無線通信設備。安裝識讀器設備的AGV車，每天在設定時間自動對庫房進行盤點，并把盤點結果傳輸給系統(tǒng)管理中心。    

    3.2.2系統(tǒng)架構    

620)this.style.width=620;" border=0>

    倉庫管理系統(tǒng)設計采用如下三層架構：    

    第一層是采集（Capture），主要是通過射頻識別設備以及其它自動識別設備采集數(shù)據(jù)，包括庫位標簽、貨物標簽、無線數(shù)據(jù)終端、AGV車等；    

    第二層是移動（Movement），即通過無線通信技術，把采集來的數(shù)據(jù)傳遞到中央數(shù)據(jù)庫，包括無線接入設備和相關的網(wǎng)絡設備。    

    第三層是管理（Management），對采集的數(shù)據(jù)進行管理，包括數(shù)據(jù)庫服務器、網(wǎng)絡服　務器等設備和倉庫管理系統(tǒng)軟件。    

    3.3.系統(tǒng)構成    

620)this.style.width=620;" border=0>

    倉庫管理信息系統(tǒng)由三部分組成：     

    （1） 倉庫管理中心子系統(tǒng)    
    負責倉庫管理數(shù)據(jù)庫的集中管理與維護，負責進貨計劃、出庫計劃的制定和指令下達；打印生成各種管理報表。    

    （2） 倉庫管理現(xiàn)場子系統(tǒng)    
    發(fā)行入庫標簽、進行實時庫存管理（庫位管理）、通過無線網(wǎng)絡發(fā)布倉庫管理作業(yè)指令。    

    （3） 倉庫管理執(zhí)行子系統(tǒng)    
    完成入庫、出庫、移庫、盤庫等作業(yè)具體操作，并返回執(zhí)行實況。    

    4.系統(tǒng)信息流    

    系統(tǒng)的信息流程如下：    

620)this.style.width=620;" border=0>

    5.作業(yè)流程    

    5.1庫位標簽的制作與安裝    

    除非庫位調整或標簽損壞，一般庫位標簽只需制作安裝一次。操作步驟如下：    

    ＊ 先對庫位進行編碼    
    ＊ 使用倉庫管理現(xiàn)場子系統(tǒng)計算機和RFID讀寫器把庫位編碼等信息寫入電子 標簽；    
    ＊ 使用標簽打印機，在紙標簽上打印庫位編碼文字和條碼信息；    
    ＊ 把紙標簽貼在電子標簽上生成庫位標簽；    
    ＊ 把庫位標簽安裝到庫位上。要求安裝牢固，以防脫落；并要求標簽盡量統(tǒng)一安裝在庫位正下方的支撐橫梁上。    

    5.2入庫作業(yè)流程    

    入庫作業(yè)流程見下圖：    

620)this.style.width=620;" border=0>

    （1）收貨檢驗    

    重點檢查：    

    ＊ 送貨單與訂貨單是否一致；    
    ＊ 實到貨物與送貨單是否一致；    
    如果不符拒絕接收。    

    （2）制作和粘貼標簽    

    具體方法如下：    

    ＊ 采用選定的物品編碼方案對入庫物品進行編碼；    

    ＊ 制作貨物標簽：把編碼信息寫入電子標簽，同時打印紙質標簽（方便人工校核），再把紙質標簽和電子粘合在一起就成為貨物標簽。    

    ＊ 在庫存品上固定標簽：考慮到目前標簽成本較高，為了方便電子標簽的回收，一般采用懸掛的方式把標簽固定到物品上。如果不回收則可以采用粘貼方式固定。    

    （3） 現(xiàn)場計算機自動分配庫位，并逐步把每次操作的庫位號和對應物品編號下載到無線數(shù)據(jù)終端（手持終端或叉車終端）上；    

    （4） 作業(yè)人員運送貨物到指定庫位，核對位置無誤后把貨物送入庫位（如有必要，修改庫位標簽中記錄的貨物編號和數(shù)量信息）；   
    
    （5） 無線數(shù)據(jù)終端把入庫實況發(fā)送給現(xiàn)場計算機，及時更新庫存數(shù)據(jù)庫。    

    5.3出庫作業(yè)流程    

    出庫作業(yè)流程見下圖：     

620)this.style.width=620;" border=0>

    （1）中心計算機下達出庫計劃；    
    （2）現(xiàn)場計算機編制出庫指令，并下載到數(shù)據(jù)終端；    
    （3）作業(yè)人員按數(shù)據(jù)終端提示，到達指定庫位；    
    （4）從庫位上取出指定數(shù)量的貨物，改寫庫位標簽內容；    
    （5）貨物運送到出口處，取下貨物標簽；    
    （6）向現(xiàn)場計算機發(fā)回完成出庫作業(yè)信息；    
    （7）更新中心數(shù)據(jù)庫。    
     
    5.4移庫作業(yè)流程   
    
    移庫作業(yè)流程如下：    

    （1） 根據(jù)需要，現(xiàn)場計算機編制移庫指令，并下載到數(shù)據(jù)終端；    
    （2） 作業(yè)人員按數(shù)據(jù)終端提示，到達指定庫位；    
    （3） 從庫位上取出指定數(shù)量的貨物，并改寫庫位標簽內容；    
    （4） 把貨物運到目的庫位，貨物送入庫位，修改庫位標簽內容；    
    （5） 向現(xiàn)場計算機發(fā)回移庫作業(yè)信息。    
     
    5.5盤庫作業(yè)流程    

    盤庫作業(yè)流程如下：   
    
    （1） 現(xiàn)場計算機根據(jù)盤庫計劃，向盤庫機器人（裝備有RFID識讀設備的AGV車）發(fā)出盤庫指令；    

    （2） 盤庫機器人按照事先設定的路線和行駛速度行進，在行進過程中讀取庫位標簽和物品標簽編碼，如發(fā)現(xiàn)兩者不能互相匹配，則向現(xiàn)場計算機發(fā)出報警提示；    

    （3） 盤庫機器人按照指定路線行駛一遍后，向現(xiàn)場計算機發(fā)出盤庫結束信息。    

    6.關鍵問題探討    
    
    6.1與ERP系統(tǒng)的連接    

    目前大型企業(yè)都已開始使用ERP系統(tǒng)，該系統(tǒng)一般包含有倉庫管理子系統(tǒng)。比較簡單的倉庫管理系統(tǒng)僅僅只是一個倉庫管理的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，而先進的系統(tǒng)已經(jīng)開始采用條碼來自動錄入數(shù)據(jù)。因此引進基于FRID技術的新系統(tǒng)需要對現(xiàn)有系統(tǒng)作充分了解，對可以利用的已有基礎盡量利用，以保證系統(tǒng)的順利實施。    

    從節(jié)系統(tǒng)構成圖可以看出：FRID倉庫管理系統(tǒng)的特色主要體現(xiàn)在“現(xiàn)場子系統(tǒng)”和“執(zhí)行子系統(tǒng)”兩部分，而“中心子系統(tǒng)”與一般的倉庫管理系統(tǒng)沒有太大的區(qū)別。    

    6.2電子標簽的選擇    

    適合倉庫管理應用的電子標簽主要是UHF頻段的無源電子標簽，這是因為：    

    a) UHF無源標簽的讀寫距離遠，一般為3～9米；    
    b) UHF無源標簽的芯片價格比較便宜，隨著使用數(shù)量的增加，其價格還會下降；    
    c) UHF無源標簽的體積較小，適合做成各種不同的形式。    

    6.3貼放標簽的貨物單元    

    貨物在倉庫中存放有下列幾種形式：    

    （1） 單品（Unit or Item）：就是每件商品獨立存放。在倉庫中單獨存放的商品一般是體積較大的物品；    
    （2） 箱體（Case）：多個商品用一個箱子包裝后存放；    

    （3） 托盤（Pallet）：多個箱子堆放在一個托盤上，以托盤形式存放；    

    我們認為最適合貼標簽的單元在箱體，在箱子上粘貼的標簽中記載箱子內部物品數(shù)量。大件單品上應采用懸掛的方式粘貼標簽；如沒有特別需要托盤上不粘貼標簽。    

    6.4庫位與貨物編碼方案    

    ＊ 盡量沿用企業(yè)內部已經(jīng)使用成熟的編碼方案；    
    ＊ 如果沒有現(xiàn)成的編碼方案，則采用國際標準的物品編碼方案（EAN/UCC）。    

    6.5標簽上存儲的信息（格式）    

    ＊ 庫位標簽主要存放：標簽類別（庫位類）、庫位編號、存放的貨物編碼及數(shù)量；    
    ＊ 貨物標簽上主要存放：標簽類別（貨物類）、貨物編碼及數(shù)量、入庫時間、批次等。    

    6.6關于AGV車    

    用于自動盤庫的AGV車的選用應考慮下列問題：    

    （1） 盡量選用已有的AGV車，有利于調度、使用與維護。    
    （2） 便于在AGV車上安裝自動識別設備；    
    （3） 易于自動識別設備，可隨意控制其行進速度、起步、停止、甚至倒退；    
    （4） 能夠給自動識別設備提供電源（+24VDC）；    

    價格盡量低，有利于系統(tǒng)普及應用。