基于RFID射频识别技术的仓储管理系统设计与实践

刁立新

摘 要：随着网络技术、物联网技术的发展，仓储管理数字化、自动化已成为发展的必然趋势。系统基于RFID射频识别技术，引入供应链管理理念和方法，实现货物从入到出的全过程感知，并进行高效地作业调度;打造标准化、高效率、可视化物流仓储板块;从而整合供应链前后端资源，降低成本及提升企业核心竞争力。

关键词：WMS;RFID;仓储;物流;物联网技术;供应链管理

中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：2095-1302（2019）03-0-04

0 引 言

家家购物是我国第一家由国家广电总局核发的全国购物频道，是被商务部认可的全国首批电子商务示范企业之一。业务可划分为电视购物业务、商贸业务及电商业务。家家购物在全国设有四大仓储基地，分别是北京仓、合肥仓、西安仓及长沙仓。原先物流仓储管理使用公司的ERP系统来进行管控，但由于ERP系统存在一定程度的功能缺失，不能够满足日益多样化的业务特性和仓储管理需求，为加速物流专业市场化运作步伐，家家购物结合目前物流运营情况和未来物流业务发展思路，研发了一套全面、合适、高效的仓储物流信息管理系统，满足家家购物物流仓储业务的发展需求[1-2]。

通过系统建设，家家购物通过WMS系统支撑起物流中心的仓库作业，在系统的数据结构、技术架构、扩展能力等方面按照高标准考虑和实施，建立起有效管理收、发、存、拣、配、退的业务作业，与仓库自动化设备进行集成，提高库内作业效率，同时根据实际作业提供全面的分析体系，搭建专业的精细化仓储管理平台[3]。

1 总体设计

家家购物WMS系统方案设计是基于射频自动识别（RFID）技术，通过条码对仓库内托盘、货架及商品进行编码，并将详细信息赋予条码之中，整体实现仓库管理信息化。系统总体设计如图1所示。

射频识别（RFID）技术，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。射频识别系统主要由RFID读写器和RFID电子标签组成。优点在于其不仅支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理，还具有读取距离大、数据加密、有效跟踪物体流动路径的优异性。近年来已成为自动识别技术的主要发展方向。系统功能框架设计如图2所示。

系统以RFID中间件系统为支撑平台，由收货、入库、拣货、配装、盘点、出库、定位、调度等多个流程包组成。

WMS系统对基于PTL、RF、紙箱标签、RFID、电子标签方式的操作进行统一调度和下达指令，并实时接收来自PTL、RF和终端PC的反馈数据。整个软件业务与仓库物流管理各环节吻合，实现了对库存商品管理的有效控制。

各功能包既可以独立运行也可以平滑连接，形成一个完整的基于RFID自动识别技术的WMS仓库管理系统。

通过RFID技术应用，加强对仓库库存的智能化管理，完善管理机制，杜绝人为操控。系统实现人员管理、物品库存管理、领用交接记录等业务数据电子化、业务数据采集自动化，杜绝人为因素影响所造成的凭证伪造等现象，保证物品库存管理的安全性和准确性[4-5]。

2 业务功能设计

WMS（仓储管理系统）作为供应链执行环节上一个重要节点，应用先进的物联网技术，建设一体化的物流信息系统，实现对于仓储运作的精细化管理和一体化运作。

2.1 实现仓储环节无纸化作业，物流信息可追溯

RF全流程作业支撑，同时动线任务推送。通过系统RF作业功能并与相关信息化设备集成，实现仓储作业全程无纸化，减少手工作业量，提高工作效率;提高库存数据录入及时性，提高库存准确率;通过条码、批次、策略、作业关键信息等进行物流控制与追溯;实现对企业资源全程跟踪与追溯，并将指令完成的结果及各阶段状态按约定条件自动传递给企业管理层，提高物流管理和服务水平，做到物流全程可视化、可控制、可追溯[6-8]。

2.2 以策略驱动流程，以任务驱动作业，实现仓储业务智能化管理

通过系统策略驱动仓库出入库作业，减少日常作业对人为经验的依赖性，降低人力成本， 提高工作效率;通过任务驱动作业，有效平衡库内人员的作业工作量，降低作业

2.3 建立综合分析中心，为企业运营分析提供可靠依据

提供多维度数据报表，减少人工统计工作量，减少人工统计差错率，为企业战略目标的实现提供精确有力的保障。

2.4 业务模型管理

系统支持自定义配置建立业务模型，并自动根据不同客户及订单类型来驱动不同的流程子系统进行处理。对于家家购物现有业务存在的多业态模式，存在多源头及多类型订单的存在（如电购类、 电商类、商贸批发类等），系统可通过配置化服务产品和执行方案进行管理。同时，系统提供差异化订单定制管理，根据不同的客户，系统可自动差异化界面跳转，显示不同的订单内容，进行差异化控制。

2.5 多仓库管理

系统支持多仓库、多货主管理，通过一套系统可实现对 AS/RS 自动立体货架库、立体高位货架库、密集式货架库、托盘平置库、阁楼式货架、平库及堆场的管理。

WMS 系统可满足未来对于多仓库，多层级仓库的推广和协同应用，对于仓库内部系统提供多维度的仓库规划管理，支持多类型库位的管控。

对于虚拟仓的需要，系统可配置虚拟仓信息对应虚拟商品的出入库进行数据的记录和管理，同时还可根据需要，生成相应的虚拟货品出入库单据信息，方便对部分货品的数据查询和追溯。

2.6 库存可视化

WMS可根据仓储/库区/库位三层以图形化显示具体的位置和库满度。通过系统提供图形化三个维度的库存可视化查询，有效提高仓库库存查询、管理的直观性;系统可向客户开放，客户登录网站就可查询自己货物的各种状态。

各仓库在全国或者某个区域的分布如图3所示。

在仓库点旁边浮动显示一个柱状色标，取整个仓库中所有存货库位的满度求平均值进行计算，可得出具体某个仓库的满度比例。

点击某一具体仓库，系统自动切换到库区分页，显示选中仓库对应的库区监控图。

库区层面第二层是指定仓库的所有库区库满度。

各库区在仓库内的分布如图4所示。背景可以挂该具体仓库的缩略图。每个库区可提取库区中所有存货库位的满度求平均值，在图中显示每个库区的满度饼图。点击某一具体库区，系统自动切换到货架库位监控分页，显示选中库区对应货架库位监控图。

3 主要业务流程

3.1 入库

当库存物品通过进货口进入仓库时，每包货物信息通过进货口读写器/手持机写入到弹药箱铅封标签中，然后通过计算机仓储管理信息系统运算出货位，并通过网络系统将存货信息显示给管理员，按照要求存放相应货位。

3.2 出库

管理员接到出货信息，到指定库位取相关货物。领取前管理员手持读写器再次确认货物准确性，然后将货物送至出货口，出货口固定读写器读取物品弹药箱的铅封标签信息是否准确，校验无误后出货[9]。

3.3 库存盘点

仓库内读写器实时读取在库物品标签信息，核对实时盘点数据与数据库中统计的仓储信息是否一致。

3.4 货物区域定位

仓库内读写器实时读取库中物品箱标签和货架标签信息，控制中心根据读卡器网络判断各个货物存放区域，统计仓库使用情况，并据此安排新入库货物存放位置[10]。

3.5 温湿度监控

仓库内安装温湿度感应器，获取仓库当前温度与湿度，通过监控画面进行实时监控。

仓储综合作业示意：仓储管理系统+标签/RFID+RF+任务管理。

（1）数据实时传递：使用RF最直接的收益，改变了通过单据进行数据传递所带来的延迟和数据错误的问题;

（2）作业流程衔接：为提高物流中心的作业效率，往往需要考虑分区和分段作业的方案。通过使用条形码和RF的结合，可将不同作业区和不同作业段的任务高效地衔接在一起;

（3）任务动态调度：仓库现场作业人员可使用RF根据所在的作业区动态地获取作业指令，避免出现作业的中断，提高訂单执行的效率;

（4）绩效考核：使用RF可详细记录每个人每一步作业的详细时间信息，便于对员工进行绩效考核。

4 系统主要特点

从设计到开发阶段全面引入WMS行业内工作流引擎，导入顾问式产品开发模式，使得精通业务的顾问人员和熟练掌握开发技能的开发人员之间能够无缝沟通衔接，确保需求和实现能够100%匹配，并且大幅度提升系统开发效率和质量。

支持多仓库的多模式运作针对不同仓库的管理模式可通过系统轻松实现差异化，以满足针对不同地域的物流中心的构建需要。

支持供应链的过程可视化图形化的方式使操作者与供应商在整个仓库，某个库区，具体库位三层概念从宏观到微观对库满度有了感性的认知。

支持集中式/分布式部署集中式的部署使系统更加高效安全，易于部署与维护，有利于实现深层次的数据挖掘。同时系统也支持分布式部署模式。

家家购物通过系统建设，通过接口和仓库管理中的自动货柜、流水线称重、RF无线码枪等自动化设备进行集成，仓储作业全面实现条码化管理，提高了库内作业效率;通过对批次信息的自动采集，实现了对产品生产或销售过程的可追溯性。更为重要的是，条码管理促进公司管理模式的转变，从传统的依靠经验管理转变为依靠精确的数字分析管理，从事后管理转变为事中管理、实时管;实现了准确、高效地跟踪客户订单、采购订单、以及仓库的综合管理。

5 结 语

系统投入使用后，家家购物仓库管理模式发生了彻底的转变。从传统的“结果导向”转变成“过程导向”;从“数据录入”转变成“数据采集”;从“人工找货”转变成了“导向定位取货”;大大提升供应链响应速度，增强了家家购物的整体竞争能力。家家购物通过WMS系统支撑起物流中心的仓库作业，为公司未来业务规模的不断扩大提供系统保障和支持，提升家家购物在电购物流领域的总体服务水平。

参 考 文 献

[1]张丽.基于RFID的仓储管理系统研究与应用[J].物流工程与管理，2014（5）：80-81.

[2]夏田，舒蕾，蒋新萍.RFID技术在仓储管理系统中的应用[J].包装工程，2008（7）：94-95.

[3]秦滔.物联网与RFID中间件探讨[J].电脑与信息技术，2010（4）：17-18.

[4]蒋长乐，白丽君，吴承建.仓储作业流程表格与示例[M].北京：中国物资出版社，2010.

[5]米志强.射频识别技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2011.

[6]杨正洪.云计算和物联网[M].北京：清华大学出版社，2011.

[7]程曦.RFID应用指南：面向用户的应用模式、标准、编码及软硬件选择[M].北京：清华大学出版社，2011.

[8]王文信.仓储管理[M].厦门：厦门大学出版社;2006.

[9]王俊杰.RFID标签天线的设计与测量[J].物联网世界，2013（9）：19-20.

[10]深圳市创新佳电子标签有限公司.RFID物流管理技术应用设计[J].物联网世界，2015（5）：47-49.