ＲＦＩＤ在仓库管理系统中的应用

凌　云　林华治

[摘 要] 介绍了RFID相关技术,将其与仓库管理系统相结合,对RFID在仓库管理系统(WMS)的使用途径､方法及带来的益处进行了论述,并利用仿真软件进行验证,最后指出该系统在应用上的一些问题｡

[关键词] RFID;WMS;仿真

[中图分类号]F270.7[文献标识码]A[文章编号]1673-0194(2009)03-0043-04

随着供应链管理的快速发展,仓储管理已成为了供应链管理中一个重要的组成环节｡仓储总是出现在供应链各环节的结合部,例如采购和生产之间,生产的初加工和精加工之间,生产和销售之间,批发和零售之间,不同运输方式转换之间[1]｡越来越多的仓库管理系统采用了计算机化和自动化以提高仓储这个环节的工作效率,进而提高整个供应链的效率｡作为一种新型的数据采集工具,无线射频技术(RFID)凭借其自身的优势广泛地应用于各个领域后,仓库管理也逐渐采用了这种技术｡

1 RFID概述

RFID 是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据信息｡RFID 系统一般由电子标签､读写器､应用接口或中间件软件､传输网络､业务应用与管理系统等构成,如图1所示｡

(1)标签｡标签由天线和芯片组成,天线在标签和读卡器间传递射频信号,芯片里面保存每个标签具有的唯一电子编码和用户数据｡每个标签都有一个全球唯一的ID号码——UID,UID是在制作芯片时放在ROM中的,无法修改;用户数据区是供用户存放数据的,可以进行读写､覆盖､增加的操作｡

(2)读卡器(Reader)｡读取(或写入)标签信息的设备,可设计为手持式或固定式｡读卡器对标签可进行识别､读取､写入操作｡

(3)RFID中间件｡RFID中间件是将底层RFID硬件和上层应用结合在一起的媒介｡ 虽然中间件原则上是横向的软件技术,但在RFID系统中,为使RFID中间件更适用于特定行业,往往会针对行业做一定的适配工作｡

在RFID中间件除了有一般中间件的功能外,还有使阅读/写入更加可靠 ､数据路由､提供安全读/写操作等功能｡

随着RFID技术的不断改进,该技术逐渐应用于包括生产､物流､交通､运输､医疗､防伪､邮包跟踪､设备和资产管理､废物管理等多处仓储相关需要收集和处理数据的领域｡

2 仓库管理系统的现状

对于仓储管理来说,目前在仓储管理系统还是大量地使用条形码来收集数据,虽然也可以达到采集数据､动态掌握的目的,但还是受到收集信息量偏少､易受干扰､不可重写､读取距离短､读取烦琐等限制｡而对于RFID来说,因为电子标签具有读写与方向无关､不易损坏､远距离读取､多物品同时一起读取等特点,所以可以大大提高对出入库产品信息的记录采集速度和准确性;减少库存盘点时的人为失误库,提高存盘点的速度和准确性｡

笔者提出了一种基于RFID的仓储管理系统来改进现有的仓储管理系统,该系统主要实现了以下功能来优化仓储管理系统:

(1)提高货品查询的准确性;

(2)改善盘点作业的质量;

(3)减低库存管理的成本;

(4)加快货品出入库的速度,从而增大库存中心的吞吐量｡

3 基于RFID的仓储管理系统

3. 1基于RFID仓储管理的物理构架

该系统主要应用仓库管理系统中的入库､出库､盘点这些流程,具体的物理框架如图2所示｡系统包括了移动读写器､固定读写器和无线路由器等设备,固定读写器主要用于入库和出库,而移动读写器用于盘点流程｡

3. 2流程分析

3. 2. 1入库

在仓储管理系统中使用RFID技术首先需要明确的是仓库所保存物品必须粘贴RFID标签,这是RFID仓储管理系统的根本｡就目前而言,基于RFID技术的物流体系的应用尚未完全建立起来,因此在考虑RFID技术在仓储管理系统中应用时,必须考虑商品上粘贴的标签来源问题｡也就是说商品在进入仓库之前必须有RFID标签｡进入仓库的商品主要来源是制造企业生产入库和采购入库｡对于企业生产入库的商品RFID标签的粘贴工作应该在产品生产的过程中完成｡而对于采购入库的商品而言,如果入库之前没有标签,则必须在入库时粘贴标签｡本文中假定所有将要进入仓库的产品都己经粘贴好RFID标签｡

入库管理中主要解决的是以下两个问题:其一是入库商品信息的正确获取,即信息采集;其二是确定入库后商品的实际存储位置｡

在入库管理中使用RFID技术的主要目标是减少商品入库过程所消耗的时间,增加入库过程中的准确性｡

具体流程如图3所示｡

(1)供应商先把商品信息发至仓库管理系统;

(2)货品放在托盘上,RFID天线读取数据;

(3)将读到的数据与数据库进行比较,无误差或者误差在规定范围内则将入库信息转换成库存信息,若出现错误则输出错误提示,交工作人员解决｡

在入库管理中使用RFID技术加快了入库速度,信息采集更充分准确,减少了仓库人员的劳动强度｡

3. 2. 2出库

出库管理主要解决以下3个问题:第一,待出库产品的选择,即拣货;第二,正确获取出库商品的信息,即信息采集;第三,确保商品装载到正确的运输工具上｡

在出库管理中使用RFID技术的主要目标是提高商品出库效率和装载的准确性｡

WMS按照拣选方案安排订单拣选任务,拣选人扫描货物的电子标签和货位的条码,确认拣选正确,货物的存货状态转换成待出库｡

货物出库时,通过出库口通道处的RFID读取机,货物信息转入WMS系统并与订单进行对比,若无误则顺利出库,库存量变少,若出现错误则由WMS输出错误提示｡

将货物装载区域统一地纳入定位系统管理的范围,当商品抵达该区域时即视为装载到了该区域停靠的车辆上,这样就是确保了转载的可靠性｡

出库管理中使用RFID技术除了具有和入库管理中一样的优点外,还可以保证装载的准确性｡

3. 3. 3库内管理

本系统中主要将RFID技术应用于库内盘点,盘点的作用是保证库存实物与信息系统中逻辑记录的一致性｡盘点多采用手工的方式进行,使用条码技术时,盘点多采用人工统计件数的方式进行｡

使用RFI D技术,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,将发送过来的全部货品信息与主控计算机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｡

采用RFID的库内管理可以降低人工劳动强度,提高盘点效率｡

3. 3基于RFID仓储管理系统的构架

基于RFID的WMS和原来的系统改变在于入库管理､出库管理和库内管理｡采用了RFID技术的WMS的结构如图4所示,仓库管理系统各个模块需要使用RFID中间件才能够对电子标签进行各种操作｡

4 效益评估及其问题

可以看到,采用了RFID技术的WMS有很多好处,如节省人工成本､减低工作强度､提高数据采集准确性､增加仓库吞吐量､提高出入库运作效率等｡

但以上也只是对采用了RFID技术一种预测和猜想,而实际效果如何不得而知,我们可以通过仿真软件进行模拟实验以验证RFID技术的优势｡通过仿真软件,可以在不增加设备的情况下模拟出采用了某些设备后所带来的改变,由此减低成本｡

本文采用flexsim仿真软件构建出采用了仓储中心的仿真运行模式,如图5所示｡

为了有效地进行仿真,我们假定了一些条件:RFID系统的读取率是100%;所有设备不发生任何故障;暂存区和检货区的容量无穷大和进货通知时间为提早3天等一系列简化仓储中心的设定｡

本仿真评价的主要指标是:平均库存量､空间使用率､入库工作效率和检验作业工作效率｡

我们对采用了RFID的模式进行了多次仿真,传统模式进行对比结果,见表1｡

可以看到,采用了RFID技术的仓储中心的工作效率得到了提高,例如平均库存量的降低是因为RFID系统能精确､实时地掌握商品的动向,进而降低库存水准,使得商品的平均库存量能够降低14%左右,其他的一些指标也有所改进｡

5 总 结

尽管RFID技术能提高现行的仓库管理系统的工作效率,但是目前还有不少问题制约着RFID技术的推广,如电子标签价格过高,RFID标准不统一和辐射问题等｡但是相信随着科技和经济的发展,这些问题会得到解决,RFID将会有广阔的发展前景｡

主要参考文献

[1] 戴定一. 仓储管理与WMS[J]. 物流技术与应用,2005(2):59-61.

[2] 郑平标,侯海永. RFID 技术在仓储管理系统中的应用[J]. 现代物流,2005(12):19-21.

[3] 孙朝政,王喜成. 射频识别技术在仓储物流中的应用[J]. 沿海企业与科技,2005(12):179-180.

[4] 陈新河. 无限射频识别(RFID)技术发展综述[J]. 标准与技术跟踪,2005(7):20-24.

[5] 蔡宏刚. 射频识别(RFID)技术在仓储管理系统中的应用研究[D]. 广州:华南理工大学:2006.