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隨著物流技術(shù)的不斷發(fā)展, 我國眾多規(guī)模以上物流企業(yè)和工商企業(yè)在產(chǎn)品或原材料的入庫、出庫等方面基本實(shí)現(xiàn)了信息化[1], 并能夠?qū)Τ鋈霂斓漠a(chǎn)品或原材料的數(shù)量實(shí)施有效監(jiān)控。與此同時(shí), 為了應(yīng)對全球食品安全和保障產(chǎn)品質(zhì)量, 追溯體系也逐步成為企業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)的重要組成部分[2,3]。建立追溯體系的重要一環(huán)就是給追溯的目標(biāo)對象打上能夠識(shí)別的標(biāo)記, 并實(shí)現(xiàn)對追溯信息的識(shí)別和記憶。追溯技術(shù)在倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠提高倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)信息采集的速度和準(zhǔn)確性, 而倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以進(jìn)一步提高追溯信息的查詢和檢索的效率, 因此, 倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)天然地要求與產(chǎn)品追溯體系有機(jī)地結(jié)合。然而, 我國目前大部分企業(yè)的倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)主要側(cè)重在入庫、出庫和庫存管理方面[4], 較少有企業(yè)將追溯體系與倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)有效整合。在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域, 產(chǎn)品追溯已經(jīng)成為國內(nèi)外物流工程和管理的研究熱點(diǎn)之一。然而, 大部分的研究集中在可追溯性必要性和潛在優(yōu)勢[5,6,7]、追溯系統(tǒng)評估[8,9]、條碼技術(shù)與無線射頻識(shí)別技術(shù) (RFID) 應(yīng)用[10,11,12,13]、以及農(nóng)產(chǎn)品、食品和煙草等行業(yè)的追溯體系建設(shè)[14,15,16]等方面, 較少有文獻(xiàn)將產(chǎn)品追溯體系與倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)優(yōu)化整合。

本文則在傳統(tǒng)的倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上, 首先給出了基于追溯技術(shù)的的倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)構(gòu)成框架, 然后在產(chǎn)品追溯技術(shù)評價(jià)的基礎(chǔ)上, 給出了基于產(chǎn)品追溯技術(shù)的倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

基于產(chǎn)品追溯技術(shù)的倉庫管理信息系統(tǒng), 是采用適合的追溯技術(shù), 將產(chǎn)品 (原材料、零部件) 追溯、入庫管理、出庫管理、庫位管理、盤點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)等整合在一起的倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng), 以充分利用追溯的信息, 提高倉庫管理系統(tǒng)的效率, 并充分利用倉庫管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù), 提高追溯信息的精度、實(shí)時(shí)性、完整性和一致性。它是以追溯為紐帶, 追溯技術(shù)作為保障, 將兩者有機(jī)結(jié)合的控制和管理系統(tǒng), 其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

圖1 基于產(chǎn)品追溯技術(shù)的倉庫管理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架  下載原圖

經(jīng)濟(jì)適用的產(chǎn)品追溯體系包含了大量與倉儲(chǔ)管理相關(guān)的信息, 因此, 兩者有效整合將進(jìn)一步提升有效信息價(jià)值, 從而提高倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)的儲(chǔ)位利用率和存貨周轉(zhuǎn)率。

一個(gè)完整的追溯體系基本上都包括追溯單元、追溯信息和追溯技術(shù)三個(gè)基本組成部分。

追溯單元是指追溯體系中的需要標(biāo)識(shí)的對象, 即追溯的基本單位。不同類型的供應(yīng)鏈需要追溯的基本單位不同, 有的為產(chǎn)品本身, 如生豬飼養(yǎng)[3], 有的則為消費(fèi)包裝或者運(yùn)輸包裝, 如高檔香煙。追溯單元的確定往往受產(chǎn)品的物流特性、運(yùn)輸包裝、銷售包裝和相關(guān)成本等因素的影響。一般來講, 可追溯的單元越接近生產(chǎn)使用或消費(fèi)使用的最小單位, 追溯體系的成本也會(huì)越高。

追溯信息是指與追溯單元相關(guān)的產(chǎn)品信息、生產(chǎn)信息、分銷信息和采購信息等構(gòu)成的特征參數(shù)。追溯信息需要采用一定的追溯技術(shù), 并通過介質(zhì)實(shí)現(xiàn)與追溯單元的物理連接, 即對追溯單元進(jìn)行追溯信息的標(biāo)識(shí)。并采用一定的手段, 將標(biāo)識(shí)的追溯信息轉(zhuǎn)化為可使用、可查詢的管理信息。

根據(jù)對追溯信息的處理方式不同, 追溯技術(shù)可以分為追溯信息的標(biāo)識(shí)技術(shù)和追溯信息的識(shí)別技術(shù)。而按照追溯信息的編碼方式不同, 追溯技術(shù)可以分為字母數(shù)字碼、一維條碼、二維條碼和RFID技術(shù)四類。

由于追溯單元往往產(chǎn)品本身、銷售包裝或者運(yùn)輸包裝, 而物品在生產(chǎn)倉庫、銷售倉庫和配送中心倉庫中存儲(chǔ)的基本單位也往往是產(chǎn)品本身、銷售包裝或者運(yùn)輸包裝。因而, 追溯單元被標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品追溯信息與倉儲(chǔ)信息息息相關(guān)。

如產(chǎn)品的品名、產(chǎn)品質(zhì)量、保質(zhì)期和主要成分等, 是倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)中產(chǎn)品基本信息的重要組成部分;生產(chǎn)追溯信息中的生產(chǎn)日期是存貨的貨齡管理的主要依據(jù), 生產(chǎn)者和產(chǎn)地等追溯信息是倉庫管理信息系統(tǒng)中查詢的主要關(guān)鍵字之一;銷售追溯信息為倉庫出庫管理中配貨和運(yùn)輸路徑優(yōu)化的決策提供了數(shù)據(jù)支持;采購追溯信息是倉庫入庫管理中儲(chǔ)位優(yōu)化和貨齡管理的主要依據(jù)。

追溯信息不是倉儲(chǔ)信息系統(tǒng)的重要構(gòu)成, 就是倉庫管理作業(yè)中的入庫、出庫、調(diào)撥等倉庫管理的觸發(fā)信息。兩者因追溯單元而產(chǎn)生了天然的密切聯(lián)系。

單就信息技術(shù)而言, 倉庫管理信息系統(tǒng)已經(jīng)基本完善, 尤其在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸與共享等軟件和硬件方面的先進(jìn)信息技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。雖然追溯信息與倉儲(chǔ)信息有關(guān)天然的密切聯(lián)系, 追溯技術(shù)可以成為倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)中倉儲(chǔ)信息自動(dòng)輸入的有效工具, 然而, 由于追溯技術(shù)是近幾年才逐步發(fā)展成熟, 追溯技術(shù)在倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用還有待于深入探討和廣泛實(shí)踐。

追溯單元上標(biāo)識(shí)的追溯信息與倉儲(chǔ)信息有著天然緊密聯(lián)系, 倉儲(chǔ)信息的識(shí)別和錄入若能借助自動(dòng)化追溯技術(shù), 倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)就更為實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確, 同時(shí)借助追溯技術(shù), 可實(shí)現(xiàn)盤點(diǎn)、貨位管理和貨齡管理的電子化和信息化, 有助于進(jìn)一步提高倉儲(chǔ)管理效率。

倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)中產(chǎn)生的追溯信息, 也需要通過追溯技術(shù)實(shí)現(xiàn)與追溯單元的物理連接。除此之外, 基于追溯技術(shù)的倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng), 也為追溯信息的查詢與檢索提供了數(shù)據(jù)庫技術(shù)保障, 在倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)體表基礎(chǔ)上增加追溯管理模塊則更為容易實(shí)現(xiàn)、成本更為低廉。

不同的追溯技術(shù), 其追溯能力和建設(shè)、運(yùn)行成本差異也較大。追溯技術(shù)的適應(yīng)性評價(jià)是決定倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)中是否采用追溯技術(shù)的關(guān)鍵。本文從追溯的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、標(biāo)準(zhǔn)化程度、自動(dòng)化程度和信息容量以及成本等方面, 對字母數(shù)字碼、一維條碼、二維條碼和RFID四類追溯技術(shù)的適用性進(jìn)行分析。

字母數(shù)字碼技術(shù)是指將需要追溯的信息以字母、數(shù)字的形式, 通過人工、噴涂等方式標(biāo)記到追溯單元上, 并通過人工方式來識(shí)別。這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來比較容易, 且成本較低。目前, 我國大部分企業(yè)對生產(chǎn)地點(diǎn)、日期和批號(hào)的記錄往往采用這種形式, 并依靠噴涂的數(shù)字或字母的追溯實(shí)現(xiàn)“竄貨”管理。然而這種形式記錄的信息量有限, 人工成本相對較高, 且追溯的準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性、標(biāo)準(zhǔn)化程度和自動(dòng)化程度都較差, 目前已經(jīng)逐步被條碼等先進(jìn)的追溯技術(shù)所替代。

一維條形碼系統(tǒng)一般包括編碼技術(shù)、光傳感技術(shù)、條形碼印刷技術(shù)和計(jì)算機(jī)識(shí)別應(yīng)用技術(shù), 一維條碼技術(shù)屬于自動(dòng)識(shí)別范疇, 能夠準(zhǔn)確地將信息錄入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。與字母數(shù)字技術(shù)相比, 其識(shí)別速度快, 準(zhǔn)確率大大提高, 且一維碼制作相對簡單, 與之配套使用的識(shí)別設(shè)備、打印和印刷設(shè)備也相對成熟。因此, 一維碼技術(shù)是建設(shè)自動(dòng)化可追溯系統(tǒng)中最為經(jīng)濟(jì)和適用的技術(shù)。但是, 一維碼技術(shù)的信息容量較小, 碼制占據(jù)的面積較大, 追溯信息標(biāo)識(shí)到追溯單元上的自動(dòng)化成本較高, 同時(shí)受識(shí)別設(shè)備的影響, 其實(shí)時(shí)性也不是很強(qiáng)。

二維碼技術(shù)是一維碼技術(shù)的改良, 它有效地克服了一維碼技術(shù)的缺點(diǎn), 具有較大的信息容量、條碼尺寸相對較小等特點(diǎn)。但是, 在自動(dòng)化程度、實(shí)時(shí)性和標(biāo)準(zhǔn)化程度等方面都相對較弱。

RFID技術(shù)是對條碼技術(shù)的改革和發(fā)展, 規(guī)避了條碼技術(shù)的一些局限性, 與條形碼技術(shù)相比, 其使用壽命長、讀取速度更快, 存儲(chǔ)信息量大、自動(dòng)化程度高。但是其成本也最為昂貴, 且有些相關(guān)技術(shù)相對不是很成熟, 標(biāo)準(zhǔn)化方面也有待進(jìn)一步提高。

字母數(shù)字碼、一維條碼、二維條碼和RFID四類追溯技術(shù)的適用性對比見表1。

表1 四類追溯技術(shù)的適用性對比表  下載原圖

追溯技術(shù)在倉儲(chǔ)管理中應(yīng)用的關(guān)鍵雖然是成本, 但是, 隨著追溯技術(shù)的發(fā)展, 二維條碼和RFID技術(shù)的硬件投資成本在逐步減少, 而一維條碼作為標(biāo)準(zhǔn)化較高、技術(shù)相對成熟, 準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性和自動(dòng)化程度能夠滿足一般產(chǎn)品 (原材料、零部件) 的追溯技術(shù), 已經(jīng)成為業(yè)界的首選的追溯技術(shù)。因此, 本文重點(diǎn)介紹基于一維碼追溯技術(shù)的倉庫管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則、步驟、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、功能和工作流程。

基于產(chǎn)品追溯技術(shù)的倉庫管理信息系統(tǒng), 不僅需要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)的功能, 在倉儲(chǔ)管理上更加細(xì)化和準(zhǔn)確化, 而且需要實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的產(chǎn)品追溯的目標(biāo), 因此, 基于產(chǎn)品追溯技術(shù)的倉庫管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)除需要遵循一般倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)和追溯體系的設(shè)計(jì)原則, 還需要處理好兩者之間的關(guān)系, 盡量將倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)從為單個(gè)倉庫服務(wù)擴(kuò)展為整個(gè)供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)的企業(yè)服務(wù), 而標(biāo)準(zhǔn)化的追溯信息也是供應(yīng)鏈上各節(jié)點(diǎn)企業(yè)產(chǎn)品追溯體系和倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)有效整合的關(guān)鍵。

明確需求、軟件設(shè)計(jì)、硬件選擇、系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)集成、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)維護(hù)仍然是基于產(chǎn)品追溯技術(shù)的倉庫管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要遵循的設(shè)計(jì)步驟。

供應(yīng)鏈和產(chǎn)品的特征不同, 系統(tǒng)的功能也不盡相同, 但基本功能包括:

(1) 作業(yè)模塊, 主要包括入庫作業(yè)、出庫作業(yè)、單箱入庫、拆零出庫、轉(zhuǎn)垛作業(yè)等功能;

(2) 查詢與統(tǒng)計(jì)分析, 主要包括貨位查詢、入庫綜合查詢、入庫日報(bào)、出庫綜合查詢、出庫日報(bào)等;

(3) 貨物追溯, 主要追蹤和回溯供應(yīng)鏈中的產(chǎn)品 (原材料、零部件) ;

(4) 貨位管理, 動(dòng)態(tài)分配貨位, 實(shí)現(xiàn)隨機(jī)存儲(chǔ), 從而最大限度利用倉儲(chǔ)空間;

(5) 盤點(diǎn), 主要包括隨機(jī)抽查盤點(diǎn)功能、盤盈、盤虧等;

(6) 另外還包括系統(tǒng)維護(hù)、權(quán)限管理和基礎(chǔ)信息管理等功能。

為了實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)共享和查詢功能, 基于追溯技術(shù)的倉庫管理信息系統(tǒng), 采用了基于Web的B/S結(jié)構(gòu)和C/S結(jié)構(gòu)混合模式, 并能夠通過Internet實(shí)現(xiàn)與信息化較低的節(jié)點(diǎn)企業(yè)的數(shù)據(jù)共享, 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 基于產(chǎn)品追溯技術(shù)的倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D  下載原圖

(1) 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器:運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng), 響應(yīng)客戶端請求, 對存儲(chǔ)于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操作;

(2) 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器:存放后臺(tái)數(shù)據(jù)庫, 完成數(shù)據(jù)庫服務(wù)功能;

(3) 路由器:鏈接局域網(wǎng)和廣域網(wǎng), 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理, 轉(zhuǎn)換和傳遞數(shù)據(jù);

(4) 集成服務(wù)器:集成系統(tǒng)的各種服務(wù);

(5) PC客戶機(jī):運(yùn)行WINDOWS客戶端應(yīng)用程序, 支持打印機(jī)等外部設(shè)備;

(6) 手持掃描槍:主要供倉庫現(xiàn)場操作人員使用, 用于完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集功能。

由于基于產(chǎn)品追溯技術(shù)的倉庫管理信息系統(tǒng)集成了倉儲(chǔ)管理和產(chǎn)品追溯功能, 因此, 在入庫、出庫和庫存管理中, 添加了追溯信息的標(biāo)識(shí)、追溯信息識(shí)別、追溯信息收集等作業(yè)。

建設(shè)供應(yīng)鏈的追溯體系需要所有節(jié)點(diǎn)企業(yè)都需要具有對追溯標(biāo)識(shí)的信息讀取和識(shí)別的功能, 同時(shí)對于有些節(jié)點(diǎn)企業(yè)還需要具備追溯信息的標(biāo)識(shí)功能, 如產(chǎn)品制造商。

入庫之前需要按照供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)共同協(xié)商的信息標(biāo)準(zhǔn)將追溯單元標(biāo)記追溯信息, 并由倉庫管理信息系統(tǒng)自動(dòng)生成貨物預(yù)入庫信息。如制造商生產(chǎn)線上下來的產(chǎn)品入庫前, 需經(jīng)過追溯單元的條碼粘貼作業(yè), 并由倉庫管理信息系統(tǒng)按照生產(chǎn)作業(yè)情況生成預(yù)入庫信息。

入庫時(shí), 通過閱讀設(shè)備將貨物相關(guān)信息自動(dòng)輸入倉儲(chǔ)管理系統(tǒng), 檢驗(yàn)無誤后, 將貨物信息轉(zhuǎn)入到存貨管理模塊。對于RFID技術(shù), 可以實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)錄入;而對于條碼技術(shù), 則可通批處理方式錄入到倉庫管理信息系統(tǒng)中。倉庫管理信息系統(tǒng)的預(yù)計(jì)入庫的貨物信息, 可以與現(xiàn)場入庫的實(shí)物信息對比, 實(shí)現(xiàn)對入庫貨物的品種和數(shù)量的監(jiān)控, 若出現(xiàn)錯(cuò)誤, 則由系統(tǒng)給出提示, 由工作人員解決。

供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)的其它企業(yè)需要提前將入庫信息發(fā)送至倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)中, 由系統(tǒng)自動(dòng)生成預(yù)計(jì)入庫貨物信息, 并在物料入庫現(xiàn)場完成對入庫數(shù)量和品類的監(jiān)控。

出庫流程根據(jù)出庫單證, 安排正確品種和數(shù)量的貨物出庫。出庫時(shí)遵循的規(guī)則包括嚴(yán)格先進(jìn)先出規(guī)則允許一定誤差的先進(jìn)先出規(guī)則、隨機(jī)出庫規(guī)則以及特殊情況下的先進(jìn)后出規(guī)則等。倉庫管理信息系統(tǒng)根據(jù)出庫規(guī)則和出庫單證, 從存貨中選取恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品予以出庫, 并對現(xiàn)場出庫貨物進(jìn)行控制。

出庫時(shí), 可通過閱讀設(shè)備識(shí)別貨物相關(guān)信息, 檢驗(yàn)無誤后, 將貨物信息從存貨管理模塊轉(zhuǎn)到出庫管理模型, 并存儲(chǔ)貨物的數(shù)量、品種和流向等相關(guān)追溯信息。對于條碼而言, 還可以通過閱讀設(shè)備批量自動(dòng)輸入到倉庫管理信息系統(tǒng)中。

物品經(jīng)檢驗(yàn)入庫門后和出庫門前, 需要優(yōu)化安排入庫貨物的存儲(chǔ)空間和按照特定規(guī)則優(yōu)化選擇庫位上的貨物出庫。

在條碼系統(tǒng)中, 倉庫管理信息系統(tǒng)通過庫位預(yù)處理模塊, 確定貨物的正確存儲(chǔ)空間或選擇優(yōu)化庫位上的正確貨物, 引導(dǎo)叉車將正確貨物被放置在正確的貨位或到正確的庫位取走正確的貨物, 并經(jīng)過批處理將物品信息和庫位信息輸入到倉庫管理信息系統(tǒng)。在庫位調(diào)配提供倉庫空間信息的基礎(chǔ)上, 可以實(shí)現(xiàn)庫存貨齡的自動(dòng)報(bào)警, 并提供實(shí)時(shí)的庫位和倉庫利用率信息, 為后續(xù)出入庫作業(yè)提供準(zhǔn)確的倉庫空間信息。

在出庫、入庫環(huán)節(jié)將貨物批號(hào)、序列等相關(guān)追溯信息, 通過閱讀設(shè)備讀取的追溯信息, 由倉庫管理信息系統(tǒng)自動(dòng)將其與入庫信息和出庫信息關(guān)聯(lián)并存儲(chǔ)。供應(yīng)鏈節(jié)點(diǎn)的所有企業(yè)可通過Internet的形式實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的標(biāo)準(zhǔn)化共享, 跟蹤貨物的在各個(gè)節(jié)點(diǎn)出庫、入庫情況, 并通過查詢倉庫管理信息系統(tǒng)的追溯信息實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品追溯

根據(jù)追溯體系和倉庫管理的要求, 倉庫管理信息系統(tǒng)的作業(yè)流程還可包括拆零作業(yè)、重新打包作業(yè)、貨物調(diào)撥作業(yè)、貨物回庫作業(yè)、盤點(diǎn)作業(yè)、設(shè)備管理作業(yè)和統(tǒng)計(jì)查詢作業(yè)等。

產(chǎn)品追溯體系已經(jīng)逐步成為企業(yè)競爭的主要手段和企業(yè)競爭力重要組成部分, 通過產(chǎn)品追溯體系不僅可以提升供應(yīng)鏈的運(yùn)作效率, 而且還可以進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量, 并為企業(yè)的銷售渠道管理提供有力的工具。倉庫管理信息系統(tǒng)被各企業(yè)普遍采用的今天, 在建立產(chǎn)品追溯體系時(shí), 應(yīng)充分考慮追溯體系與倉庫管理信息系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合, 以便進(jìn)一步降低產(chǎn)品追溯體系的建設(shè)成本, 提高倉庫管理信息系統(tǒng)的管理效率。