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倉儲管理是商品供應鏈環(huán)節(jié)非常重要的組成部分, 它是連接生產(chǎn)商、分銷商、零售商和消費者的重要紐帶。倉儲的對象不僅僅是成品, 還有原材料和半成品[1]。倉儲管理為企業(yè)的管理者提供了庫存物品的存貨狀態(tài)、出貨狀態(tài)、存貨條件、市場流向等相關信息, 倉儲已經(jīng)不是簡單的貨物存儲, 而是影響企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營及發(fā)展的重要因素。

傳統(tǒng)的倉儲管理主要是依靠人工管理或者半自動化管理, 通信方式多以有線通訊為主[1], 通過手持的激光掃描設備以及商品自身所采用的條形碼技術來實現(xiàn)對商品的管理。傳統(tǒng)的倉儲管理主要有以下四個特點:

1) 操作方式主要依靠人工, 物品數(shù)據(jù)的采集通過二維碼來實現(xiàn), 但是由于二維碼技術條件的限制, 工作效率低, 無法對物品信息進行快速、準確、全面地采集、區(qū)分和管理[2], 庫存管理的實現(xiàn)需要耗費大量的人力物力。

2) 物品出入庫、盤點、調度、配貨業(yè)務流程多, 效率低且容易出錯[2]。

3) 倉儲管理主要依靠手工報表、人工統(tǒng)計的方式來實現(xiàn), 無法實時更新信息, 容易造成物流、信息流的不對稱[2], 進而影響企業(yè)的生產(chǎn)和銷售。

4) 部分規(guī)模較大的物流倉儲企業(yè)雖然通過信息化建設在很大程度上減少人力的投入, 但是仍然不能完全實現(xiàn)倉儲系統(tǒng)的自動化、智能化管理。

傳統(tǒng)的倉儲管理模式已經(jīng)應用多年, 技術成熟且投入的費用較低, 比較適合于小規(guī)模的倉儲管理, 但是在面對規(guī)模較大的倉儲管理時, 這種管理模式的弊端就會凸顯出來, 這樣就需要一種全新的倉儲管理模式來解決這些問題, 而基于RFID技術的智能倉儲管理系統(tǒng)就應運而生了。

RFID技術的基本工作原理是:由閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送特定頻率的射頻信號, 當電子標簽進入有效工作區(qū)域時產(chǎn)生感應電流, 從而獲得能量被激活, 使得電子標簽將自身編碼信息通過內(nèi)置射頻天線發(fā)送出去;閱讀器的接收天線接收到從標簽發(fā)送來的調制信號, 經(jīng)天線調節(jié)器傳送到閱讀器信號處理模塊, 經(jīng)解調和解碼后將有效信息送至后臺主機系統(tǒng)進行相關處理;主機系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算識別該標簽的身份, 針對不同的設定做出相應的處理和控制, 最終發(fā)出指令信號控制閱讀器完成不同的讀寫操作[3]。

RFID無線射頻識別技術具有通信速率快, 安全性高的特點, 其在國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成, 同時由于國家對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的支持, 使得物聯(lián)網(wǎng)的核心技術RFID技術得以迅速發(fā)展, 其生產(chǎn)規(guī)模在不斷擴大, 生產(chǎn)成本也在逐漸下降, 這些都為其在智能倉儲管理方面的應用打下了很好的基礎。

RFID無線射頻識別技術在倉儲管理上的應用主要體現(xiàn)在:

1) 根據(jù)應用需要我們一般采用高頻13.56MHz無源電子標簽, 此種類型標簽重量輕、體積小、壽命長、成本低廉, 有效讀寫距離在1m左右, 并在工程實現(xiàn)中得到了廣泛地應用[2]。由于標簽所具備的特點使其能夠穩(wěn)定的應用于物品的倉儲管理。

2) 每個電子標簽都有全球唯一的編碼, 且在存儲區(qū)可以寫入相關的數(shù)據(jù)信息。在入庫前每一件物品都會配備相應的電子標簽, 電子標簽內(nèi)會詳細的記錄每件物品的詳細信息, 這樣每件物品就具有了其唯一的電子身份。

3) 根據(jù)實際需要可以把RFID電子標簽封裝成不同的類型和形狀, 這樣便于實際應用, 同時電子標簽具有重復使用的特點, 可以實現(xiàn)多次擦寫, 大大降低了標簽的使用費用。

4) RFID電子標簽具有加密功能, 可以在RFID電子標簽與讀寫設備之間設立相對應的唯一密鑰, 只有專用的讀寫設備才可以讀取標簽中的信息, 這樣可以有效是保障倉庫貨品的信息和數(shù)據(jù)安全。

倉儲管理主要由入庫、物品進貨位、盤點、配貨、出庫等幾個環(huán)節(jié)組成, 基于RFID技術的倉儲管理系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的倉儲管理模式, 從技術和管理模式上帶來了新的變革。

如圖1所示, RFID技術貫穿于整個倉儲系統(tǒng), 從入庫前的粘貼電子標簽寫入物品數(shù)據(jù)信息到出庫裝車, RFID技術都起著至關重要的作用。在整個系統(tǒng)的設計中主要涉及到三個模塊:模塊1是貨物入庫前的電子標簽粘貼及相關的數(shù)據(jù)信息寫入環(huán)節(jié);模塊2主要是貨物進庫、叉車搬運貨物進貨位、盤點環(huán)節(jié);模塊3主要是倉庫配貨及貨物出庫環(huán)節(jié)。

模塊1:這個模塊主要涉及到三個工作步驟:

1) 對單位物品的電子標簽粘貼;

2) 電子標簽初始化及貨物數(shù)據(jù)信息的寫入;

3) 對寫入標簽的數(shù)據(jù)信息與供應商提供的貨物數(shù)據(jù)信息核對, 檢查無誤后入庫。

模塊2:這個模塊主要涉及到叉車搬運貨物入庫和貨物盤點2個環(huán)節(jié)。

1) 當電子標簽信息和供應商提供的貨物數(shù)據(jù)信息核對無誤后, 入庫處的倉庫服務器會根據(jù)需要入庫的貨物類型自動分配空貨位信息給叉車, 叉車在接到貨位指令后, 會按照其指令將貨物搬運到需要存放的位置, 同時該貨位RFID讀寫器會將進入該貨位的貨物信息上傳至倉庫服務器, 確認無誤后確認貨物入庫。

圖1 智能倉儲系統(tǒng)整體流程圖  下載原圖

2) 盤點主要由貨位固定的RFID讀寫器和手持RFID讀寫器來實現(xiàn), 根據(jù)倉庫的盤點需要, 通過貨物的信息讀取和倉庫服務器的數(shù)據(jù)核對來實現(xiàn)對倉庫的貨物盤點。

模塊3:這個模塊主要是配貨出庫, 倉庫信息中心在收到下游分銷商的訂單后, 下達配貨指令, 叉車在收到配貨指令后從相應的貨位搬運貨物, 同時RFID讀寫器會自動將當前貨位的出庫情況上傳至倉庫服務器。貨物出庫時, 倉庫門口的RFID讀寫器會自動讀取出庫貨物信息, 同時會和倉庫服務器數(shù)據(jù)庫核對, 確認無誤后出庫。同時在裝車前會對貨物上的電子標簽進行回收, 核對無誤后對裝車運輸。

圖2 收貨入庫流程圖  下載原圖

收貨入庫環(huán)節(jié)是倉儲管理非常重要的一個部分, 在這個環(huán)節(jié)中主要涉及到以下三個方面的內(nèi)容:

1) 倉庫根據(jù)庫存情況安排訂單, 供貨商接受訂單, 安排貨源。庫存物品會設置相應的庫存報警值, 倉庫在完成盤點后會對需要補充的物品安排訂單, 同時公司的采購部門還會根據(jù)下游分銷商的需求制定新的采購需求。對于倉庫物品固定的供應商, 物資采購部門可以直接在線上實現(xiàn)物資采購, 而對于新的物品或者同類物品但是需要需找新的供應商, 可采用招標或者線下采購的模式來實現(xiàn)物資的采購。在完成采購后供應商應向倉庫提供詳細的物資信息, 包括物品名稱、原料、生產(chǎn)商、產(chǎn)地、生產(chǎn)日期、執(zhí)行標準、生產(chǎn)標準等等相關信息, 以便于RFID電子標簽的數(shù)據(jù)寫入。

2) 貨物運至卸貨區(qū), 進行電子標簽的粘貼、數(shù)據(jù)寫入。當貨物完成卸貨后, 可根據(jù)貨物的品種和類型對其進行分類, 完成分類后對其進行電子標簽的粘貼 (注:電子標簽應設計成具有便于粘貼、回收特點和外觀的芯片) 。一般電子標簽的粘貼以成箱物品或者托盤為單位, 這樣便于管理。完成電子標簽的粘貼工作后統(tǒng)一對其進行初始化, 結合產(chǎn)品包裝二維碼及供應商提供的數(shù)據(jù)信息使用固定RFID讀寫器或者手持RFID讀寫器實現(xiàn)對貨物電子標簽的數(shù)據(jù)錄入。

3) 質檢。質檢流程主要是實現(xiàn)對貨物的數(shù)量及電子標簽信息的核對, 通過質檢區(qū)域固定的RFID讀寫設備分批分類對貨物的數(shù)量及電子標簽的信息與供應商的供貨數(shù)據(jù)和倉庫采購數(shù)據(jù)進行核對, 確認無誤后允許入庫, 若有誤, 則發(fā)出警報, 需進一步檢驗核對, 方可入庫。

圖3 貨物進貨位流程圖  下載原圖

當質檢完成后, 叉車搬運貨物進庫, 在物品進貨位這個流程中主要涉及下面兩個步驟:

1) 入庫口設有RFID讀寫區(qū)域, 當叉車搬運貨物至此區(qū)域時, RFID讀寫器會自動讀寫貨物的標簽信息, 并將信息上傳至倉庫服務器, 同時倉庫服務器會將貨位RFID讀寫器上傳的貨位信息與標簽信息進行物品類別及貨位匹配, 若無誤, 倉庫服務器會分配貨位并將貨位信息通過入庫口的RFID讀寫器寫入貨物的電子標簽, 同時將叉車發(fā)出入庫指令。

2) 叉車得到入庫指令后搬運貨物到達指定貨位, 并按照入庫指令將貨物放在指定的地方, 同時通過貨位處的RFID讀寫器將入庫貨物的信息上傳至倉庫服務器確認, 確認無誤后叉車出庫, 完成入庫流程。

圖4 貨物盤點流程圖  下載原圖

貨物盤點是倉儲管理的核心工作之一, 在貨物盤點流程中可以通過固定式RFID讀寫設備和手持RFID讀寫設備來實現(xiàn)對全庫的整體盤點和單貨位的盤點。

1) 固定式RFID讀寫設備全庫和單貨位盤點。倉庫在得到貨物盤點任務后, 通過倉庫服務器向貨位固定RFID讀寫設備發(fā)送盤點指令, 根據(jù)盤點任務來實現(xiàn)單貨位盤點、多貨位盤點和全庫盤點。RFID讀寫設備接收到盤點指令后會對貨位的數(shù)據(jù)信息進行讀取, 同時將讀取到的信息上傳至倉庫服務器, 通過與原始數(shù)據(jù)庫及出庫情況核對來實現(xiàn)貨物的盤點工作。

2) 手持RFID讀寫設備貨位盤點。手持RFID讀寫器的優(yōu)點在于其的可移動性, 主要針對小面積或者單貨位盤點。倉庫在得到貨物盤點任務后, 倉庫工作人員可以使用RFID手持讀寫器來對需要盤點的物品或者貨位來實現(xiàn)盤點, 同時通過倉庫的無線設備將數(shù)據(jù)上傳至倉庫服務器, 通過與原始數(shù)據(jù)庫及出庫情況核對來實現(xiàn)貨物的盤點工作。

通過盤點可以實時監(jiān)控倉庫物品的進庫、存貨、報損、出庫狀態(tài), 以便于倉庫管理人員快速、準確的處理下游經(jīng)銷商需求及倉庫的采購需求。

配貨出庫是倉儲管理的最后一個環(huán)節(jié), 這個流程主要涉及配貨、出庫、回收電子標簽及裝車運輸四個方面的內(nèi)容。

1) 配貨。下游分銷商訂單到達倉庫后, 倉庫服務器通過倉儲管理系統(tǒng)自動分析訂單, 同時控制貨位RFID讀寫器讀取貨位物品信息, 通過分析計算出訂單所需物品所在的貨位并生成配貨指令。配貨指令生成后, 倉庫服務器會向叉車發(fā)送配貨指令, 叉車接收到配貨指令后會前往相應貨位搬運貨物, 確認無誤后搬運貨物出貨位。

2) 出庫。當叉車搬運貨物出庫時, 在出庫口經(jīng)過RFID讀寫區(qū)域, RFID讀寫器會自動讀取貨物RFID標簽信息, 同時將數(shù)據(jù)上傳至倉庫服務器, 倉庫服務器通過核對訂單和數(shù)據(jù)信息, 確認無誤后出庫。同時倉庫服務器會根據(jù)出庫情況自動變更貨物庫存量。

圖5 配貨出庫流程圖  下載原圖

3) RFID電子標簽回收。貨物出庫后會有一個RFID電子標簽的回收程序, 通過專人回收RFID電子標簽, 回收、登記、核對數(shù)量、初始化, 檢查無誤后貨物裝車。

4) 裝車運輸。經(jīng)過上面的一系列程序, 貨物裝車運輸?shù)竭_各地的分銷商。

從以上流程可以看到, RFID技術在收貨、入庫、盤點、配貨、出庫這幾個環(huán)節(jié)都起到了非常重要的作用, 通過RFID技術的應用大大降低了倉庫在人力、物力上的投入, 在現(xiàn)代化的大型倉儲建設中具有重要的作用。

本方案在技術上可行, 在經(jīng)濟上的投入也是可以接受的。相對傳統(tǒng)的倉儲管理模式, 本方案可以實現(xiàn)以下功能:

1) 操作方式基本實現(xiàn)自動化、智能化, 改變了傳統(tǒng)的主要依靠人工操作的倉儲管理模式, 大大減少了企業(yè)人力、物力的投入, 降低了企業(yè)成本, 提高了工作效率。

2) RFID技術的應用打破了傳統(tǒng)二維碼技術的限制, 能夠實現(xiàn)對物品信息更為全面的采集和存儲, 以便于對其進行詳細的區(qū)分和管理。

3) 物品出入庫、盤點、調度、配貨等業(yè)務流程全部實現(xiàn)自動化、智能化, 不僅減少了業(yè)務流程, 提高了工作效率, 同時也改變了過去依靠人工處理所造成的低效率、高出錯率的狀況。

4) RFID技術的應用使得倉儲管理人員能夠實時、精確的掌握庫存物資情況, 對于合理優(yōu)化庫存與貨位, 實現(xiàn)資源的合理利用具有重要意義[4]。

5) RFID技術的應用使得盤點更為便捷, 可以通過控制貨位RFID讀寫設備實現(xiàn)實時的單貨位盤點、多貨位盤點和全庫盤點, 改變了過去依靠人工盤點費時、費力、高錯誤率的狀況。

6) RFID技術的應用使得倉儲信息能夠實時更新, 提高了數(shù)據(jù)的實時性、動態(tài)性, 實現(xiàn)了對庫存貨物的可視化管理[4], 使得企業(yè)的物流、信息流更為精確, 進而更有利于企業(yè)生產(chǎn)和銷售工作的開展。

經(jīng)濟上, RFID芯片價格低廉, 在倉儲管理中可以重復使用, 同時RFID讀寫設備可以采用租賃的形式使用, 免去了大量購進讀寫設備的費用, 而RFID技術的引進可以在很大程度上降低企業(yè)的成本, 為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益, 相對RFID技術和設備上的投入是值得的。

可以看到, RFID技術的應用, 徹底改變了傳統(tǒng)的倉儲管理模式, 在很大程度上減少了企業(yè)人力、物力的投入, 極大的降低了企業(yè)的倉儲管理成本, 提高了庫存周轉率, 降低了庫存損耗, 節(jié)省了時間, 提高了效率, 并在一定程度上提高了企業(yè)對市場反應的靈活度, 對提高企業(yè)效益, 提升品牌形象, 增強企業(yè)的競爭力具有重要的意義。

但是本文的設計也存在一定的局限性, 由于目前RFID電子標簽的價格問題, 其并不能像二維碼一樣實現(xiàn)大規(guī)模的應用, 僅限于倉儲環(huán)節(jié)的設計使用, 但是隨著RFID技術的逐步成熟和芯片生產(chǎn)的規(guī)?；? 其必然能像二維碼一樣實現(xiàn)從生產(chǎn)到消費全過程的管理和應用。

RFID技術目前在倉儲行業(yè)的應用較少, 但隨著RFID技術的發(fā)展, 在未來幾年勢必會在倉儲物流行業(yè)實現(xiàn)廣泛的推廣應用。從技術和投入的成本角度來看, RFID技術目前較適用于大型的倉儲物流企業(yè)。本論文的主要觀點在于:第一, 詳細介紹了收貨、入庫、盤點、配貨、出庫各個環(huán)節(jié)的設計和解決方案, 在技術上具有可行性。第二, 從經(jīng)濟的角度分析了RFID技術的投入成本和使用后能為企業(yè)帶來的效益, 使得RFID技術更具應用和投入價值。RFID技術的應用將會為物流倉儲行業(yè)帶來巨大的技術和管理上的變革, 對整個行業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。