1、基于RFID技術的倉儲管理 隨著經濟一體化和全球化進程的加快,現代物流的概念已經逐步擴大到流通領域、生產領域以及其他的社會經濟活動中,物流在企業競爭中扮演著越來越重要的角色。自動化立體倉庫(AS瓜S)作為現代物流系統中的一個重要組成部分,越來越受到關注。目前,我國一些企業的立體倉庫雖然實現了部分信息集成,但有些環節還不能實現無紙作業,數據的準確性和實時性得不到保證。這就迫切需要一種更新更完善的信息識別解決方案,提高倉庫管理與運作的效率,實時全面地掌握倉庫信息。同時,射頻識別技術作為一種快速、實時、準確采集與信息處理的自動識別新技術,被列為本世紀十大重要技術之一。 本文開發了一個基于射頻識別(R

2、FID)的自動化立體倉庫信息管理系統,以射頻識別技術作為自動化立體倉庫管理的技術紐帶,實現物品出入庫管理、盤存管理、信息查詢過程的自動化,方便管理人員進行統計、查詢和掌握物資流動情況,提高自動化立體倉庫管理的自動化、智能化。 首先,分析了自動化立體倉庫技術和盯ID技術在國內外的研究現狀,提出將盯ID技術引入到自動化立體倉庫中,取代傳統的條形碼技術,實現自動化立體倉庫信息管理與控制調度的自動化、智能化、信息化。根據系統的特點和要求,在詳細分析了分布式控制方式下的基于盯ID的自動化立體倉庫系統的總體框架結構的基礎上,闡述了本課題的研究重點自動化立體倉庫管理系統層的設計與開發;構建了基于RFID的自

3、動化立體倉庫信息管理系統的框架結構;提出了RFID在自動化立體倉庫中應用的具體方案,提高了系統的可擴展性。 其次,研究了RFID讀寫器與計算機的通信協議。根據系統的需要,設計了一個簡單易用、功能齊全的自定義串口通信類,實現計算機與讀寫器之間的數據通信,完成自動識別與采集模塊的開發。 最后,選擇圖書電子商務系統中的重要組成部分依托自動化立體倉庫的圖書倉儲管理系統,作為一個實際案例,將RFID技術引入到這北京郵電大學碩士論文基于RFID的自動化立體倉庫信息管理系統的研究個模型中,進行基于盯ID技術的自動化立體倉庫信息管理系統的分析與設計。明確系統的需求,構建系統整體結構圖,詳細描述了各個功能模塊,

4、并根據設計方案進行自動識別與采集模塊和信息管理系統應用程序模塊的開發。倉庫管理技術 目前已有不少企業與學者研究了基于 RFID 技術的倉庫管理。例如，國外學者Chow 等人用 RFID 技術提升庫房管的效，該研究于搬運車(推高機)上安裝被動式 RFID Reader，當管理人員把貼附電子標簽的物品由儲存架取出放置搬運車時，搬運車上 RFID Reader 實時讀取貼附在物品上被動式電子標簽(Tag)資，并把商品清單通過網絡上傳到后端資庫，庫房管人員可以實時掌控庫房庫存況。另外在搬運車上也安裝主動式 RFID Tag，并在庫房四周安裝主動式 RFID Reader，通過這來控制搬運車位置及規劃最

5、佳取貨徑。該研究結合主動式及被動式 RFID 協助庫房管者提升作業效，有效達成節作業時間及低作業成本目標。 有學者認為在供應鏈以提高顧客服務、縮短前置時間和低作業費用為目標的環節中倉庫作業扮演關鍵角色，但是管者經常苦于無法取得實時綜合資源信息。 因此，提出一個結合RFID技術的倉庫管系統，測試結果顯示可以取得實時的商品搬運車位置、操作處信息及商品項目信息，并且可以低工作相關的錯誤和運作費用。Song等人針對在供應鏈應用面，提出建置原商品進出的RFID讀取閘門的概，用倉庫內RFID天線的設置，讀取原商品的存放位置及數，并將其信息與倉庫管系統相聯系，自動化管原商品之相關信息，實時新其商品盤存信息，

6、適時對管者發出存貨足的警告，對其安全庫存做最確的控制。 還有其他學者，用RFID技術結合PDA提供離線數據搜集解決方案。該研究用Intermec提供的IP3和700系手持式RFID讀取機對電子標簽數據信息的讀取和寫入。IP3與PDA結合使用,IP3識別的信息和數據傳輸到PDA上,再用Microsoft ActiveSync應用軟件,將IP3所采集的信息傳送到計算機上。所開發的軟件能在PDA 的Win CE平臺上對電子標簽執數據的讀寫。此系統用手持式PDA可以離線方式進數據的搜集，對于網絡無法連線的環境，提供數據搜集解決方案。 Bolotnyy等人在其研究中指出，通過在標的物上貼附多個電子標簽方

7、式可以有效提升RFID讀取，該研究表示當電子標簽直接緊貼、貼附于屬或液體之物品時，RFID Reader讀取可能無法達成100%。增加RFID Reader的數對讀取提升幅有限，但是如果在物品同面向多貼電子標簽時，RFID Reader讀取明顯上升。 雖然目前 RFID 技術應用廣泛，但是目前使用 RFID 技術應用倉庫管系統 還是有許多技術需要克服，例如不同設備與應用系統之間的接口問題、RFID 數據的前期處理問題、RFID 數據的安全問題、大量而復雜的 RFID 數據如何處理和利用、如何將 RFID 系統與現有倉庫管理信息系統之間無縫集成等問題，減少應用系統對低級設備的依賴性，減少應用系統

8、的復雜性等等。 本文主要研究內容 作為連接生產者和消費者的紐帶，倉庫管理在整個供應鏈管理系統中發揮著重要的作用。發展自動化的倉庫管理系統，將 RFID 電子標簽技術與傳統供應鏈管理行業相結合，研究、設計并實現有效的 RFID 電子標簽系統并應用于倉庫管理應用系統，提高現有基于 RFID 的倉庫管理系統的應用效果，是本文的研究目標。 本文主要研究的著眼點是 RFID 應用于倉庫管的進貨、出貨、盤點及商品向追蹤作業上可能遇到的問題，將通過基于 RFID 電子標簽技術來取代傳統的條形碼于商品管理、貨物管理程，將要面對的課題及其需要解決的方案。 還將研究基于 RFID 倉庫管理系統的組成以及應用框架，

9、將要分析介于讀寫器硬件模塊和數據庫之間對應的軟件模塊。在研究的基礎上，努力設計和實現基于RFID 技術的倉庫管理系統。同時，還將對倉庫管理應用 RFID 在事件處理機制方面的特點、流程和方法加以論述。 最后，根據對倉庫管理智能管理的預期，在設計與實現的基于 RFID 的倉庫管理系統基礎上，如何解決倉庫物品的自動編號采集、位置安排、盤點庫存、以及物品分檢等業務處理等問題。還將考慮將所設計的倉庫管理應用 RFID 平臺系統的實際應用效果，它應該能夠有效的解決倉庫物品的自動編號采集、位置安排、盤點庫存、以及物品分檢等業務處理。并且能夠實現物品從原、半成品、成品、運輸、倉庫、配送、上架、最終銷售等，甚

10、至退貨處理等所有環節進適時監控，不但要能夠極大地提高自動化程，而且還要大幅低差錯率，顯著提高供補系統的透明和管效。 倉庫管理的基本知識 倉庫管理，指的是對儲存于倉庫的物貨所進行的管理活動。倉庫管理是對生產或維修作業之一項服務，其服務必須具備以下四項功能： (1)物貨（含半成品、成品、可修件）的進倉、出倉等管理； (2)物貨（含半成品、成品、可修件）的分類、整、保管； (3)供應生產、維修所需的商品； (4)商品與帳務必須一致。 通常認為：一個完善的倉庫管應具備以下主要功能： (1)商品保存 原商品、半成品及成品的分類整理、儲存、商品、搬運與保管，使倉庫管理成本低。 (2)確保質量 商品儲存期間

11、所造成質量變化，會造成缺進而影響生產、銷售與出貨進，嚴重時將同時損害企業商譽。 (3)賬目處理 針對原商品、半成品、成本的出庫入庫資作一詳細的記錄，以確庫存記錄的正確性，達成帳一致性的要求。 (4)安全維護 確保倉庫儲存空間工作場所及商品搬運過程中，人員與商品的安全性考。 在倉庫管理上，利用條形碼技術可以達到收集信息、掌控貨品動態的目的。庫存的物品都可以使用貼上的條形碼來通過設備識別、讀取信息，從而達到錄入物品信息的功能。只不過，條形碼所記錄的產品信息內容十分的簡單。 基于RFID的倉庫的管理 RFID 倉庫管理系統開發的目標是：分析 RFID 應用于倉庫管的進貨、出貨、盤點及商品向追蹤作業上

12、可能遇到的問題，引入 RFID 技術以取代傳統條形碼于商品管作業程，設計并實現基于 RFID 技術的倉庫管理應用系統，解決倉庫物品的自動編號采集、位置安排、盤點庫存、以及物品分檢等業務處理。 由于倉庫的貨物、環境與規模不一，甚至有很多細節是千差萬別的。根據倉庫管理系統的特點，倉庫管理系統是針對本企業倉庫物料的收料、入庫、移庫、出庫和盤點查詢等方面工作而開發的管理軟件，根據企業的要求，實現倉庫的收料管理、入庫管理、移庫管理和盤點管理及用戶管理等功能。 用戶通過相應的模塊，對倉庫里物料的基本情況進行更新、刪除和查詢，對物料的收料、入庫、移庫、出庫和盤點進行管理，對各功能模塊明細進行查詢，對使用該系

13、統的用戶進行更新、刪除和查詢，對庫存數量進行查詢，用戶通過簡單的作即可輕松的管理倉庫。倉庫管理信息系統總的要求如下： (1)用戶管理 對有權使用該系統的用戶的基本情況數據進行更新、查詢等作，實現用戶管理功能。用戶分級管理，分別具有不同的權限；具有分組管理用戶的功能。可以針對用戶分配軟件模塊使用權限。 (2)物料管理 對倉庫里所有物料的種類（包括名稱、廠家等信息）進行更新、刪除和查詢等操作，實現物料管理功能。物料可以動態添加種類，支持批次管理，支持多計量單位變換。 (3)倉庫管理 對倉庫里物料貨物實現收料、入庫、移庫、出庫和盤點管理，要求能導出每種功能模塊的單據，方便用戶進行物料管理，并能提供收

14、料、入庫、移庫、出庫和盤點的明細，方便用戶查詢。 (4)庫存分析 對物料庫存情況和存留時間長短分析，為業務人員制定采購計劃提供依據，提供其他分析報表，提高倉庫管理水平。 基于RFID的倉庫管理信息管理框圖. 本課題研究的重點是盯ID技術在倉庫管理中的應用,所以作者選取了關鍵部分進行開發。上述的系統功能結構圖中,虛線框內的部分是本文的重點之處,亦即重點是基于RFID的倉庫管理層的設計與開發,監控系統層和執行系統層只做簡單介紹。通過上述分析,并根據基于即ID的倉庫管理信息的特點和要求,系統由三部分構成:自動識別與采集系統、通信中間件、立體庫管理應用程序基于RFID的倉庫管理信息管理的結構框圖如下圖

15、4-2-3所示圖4-3-3基于盯ID的倉庫管理信息管理框圖.倉庫管理的組成 RFID 技術融入到日立現有的倉庫管理系統中，將能達到提高倉庫管理的精度，加強庫存控制同時減少對人員的依賴性，同時 RFID 技術實現的可追蹤性，規范的保證和供應鏈效率的提高來降低生產成本。基于RFID的倉庫管理系統組成結構如圖4-4。 圖4-4倉庫管理系統組成結構根據圖 4-4 的倉庫管理系統組成結構可以分析得出： (1)根據進貨計劃，到貨驗收 管理員根據計劃、驗收貨物后，需要進行產品品種、數量的核對，將所有本次進貨的單據、產品信息下載到手持終端中，手持終端將提示材料管理員輸入購貨單的號碼。管理員掃描物料規格信息、批

16、次條碼和標識號的電子標簽等。同時需要將驗收后的相關信息如批次、數量、生產日期等傳送給 RFID 系統。 (2)貨物標簽、庫存管理 根據計算共需多少標簽生成標簽入庫指示清單，將根據入庫預報單中的供應商代碼、貨物代碼、訂單號、批次、數量（驗收后的實際數量）等按照最小庫存包裝單位寫入電子貨物標簽。上架工查找倉位，找到后將入庫貨物上架，掃描上架貨物電子標簽，上架確認完畢后在手持機中該標簽序號的紀錄打上入庫標記。用手持機更新倉位標簽中當前記載的該貨物編碼、數量更新倉位標簽。 (3)出庫計劃、檢驗出庫 工作人員進行出庫檢驗，掃描配送箱或容器上的電子標簽（單號條碼、貨物條碼、數量條碼、客戶條碼等）或電子標簽

17、，確認與配送單（出庫單一致），完成出庫的確認工作。 (4)管理員將手持終端（叉車終端）中的揀選確認單數據上傳至 RFID 系統中，完成庫存更新及出庫流水賬記錄。成品庫可以根據揀選確認結果打印出庫裝箱單（配送單）及外包裝電子標簽。 倉庫管理功能結構 基于 RFID 的倉庫管理系統的結構如圖 4-5所示，它可以完成倉庫物品的自動編號采集、產品的入庫、出庫、貨位和報表管理，以及信息查詢等功能。 圖 4-5 倉庫管理系統功能結構 倉庫管理系統主要功能模塊設計 根據倉庫的實際需求和規范，基于 RFID 的倉庫貨物管理系統分為以下幾個功能模塊的劃分。 (1)出入庫管理 貨物進出倉庫要進行登記記錄，這是倉庫

18、管理的主要內容。每當貨物進到倉庫的時候，都要執行向貨物入庫的倉庫保管員提交入庫申請開始。 當貨物從倉庫出庫的時候，需要出庫人員向執行出庫保管員做的庫管提出庫申請開始。 如果有此貨物，并且其庫存數量滿足出庫申請單的數量，則庫管保存出庫申請單并進行出庫登記。在出庫登記中，執行庫管要記錄出庫貨物的名稱、出庫數量、出庫時間、執行庫管名稱等信息。進行出庫登記后，將貨物出庫。出庫結束后，執行庫管給提出出庫申請的人員開具出庫單，出庫流程結束。 (2)出入庫記錄的查詢 貨物存儲管理就是對貨物的種類、數量等信息的管理，是為了確保倉庫貨物存儲的數量符合要求和無差錯管理而進行的貨物庫存盤點等操作。 倉庫管理員通過

19、RFID 對庫存貨物進行盤點后，將信息反饋給系統，通過對比能發現貨物與賬面記錄的是否一致，實時把握庫存信息，查找差錯原因。 倉庫貨物可以進行查詢操作，通過對貨物的查詢，了解貨物實時情況，為倉庫制定貨物相關策略提供依據。入庫流程圖如圖圖 4-6 所示。 (3)庫存貨物的信息管理 當倉庫已經存放了某些貨物，比如有些貨物需要防潮，有些貨物易碎需要輕搬輕放等，這些關于貨物本身的信息，對于貨物的平安保存是非常重要的。所以對貨物本身的信息的登記、管理是倉庫管理的重要內容。 圖 4-6 入庫流程圖 (4)基礎信息管理 基礎信息管理包括貨物的基礎信息維護，供應商信息，客戶信息，用戶信息管理和導入標簽。其中部分

20、信息只能由超級管理員來查看并修改。但相對于一般倉庫而言，軍隊倉庫一般保持著穩定的供貨商和客戶，貨物類型也較平常倉庫不會輕易變動。用戶信息的創建和修改只有超級管理員才能進行。也為了倉庫貨物的特殊性，為每個用戶設置了權限，限制部分用戶查看和修改相關信息，提高系統的安全性。 出庫流程圖如圖 4-7 所示。 圖 4-7 貨物出庫流程 在接到出貨命令后，車載或手持終端上調出今日的出貨單，選擇相應的出貨單。此時系統會提示該出貨單所需托盤的信息，包括：貨位、托盤電子標簽號列表。操作人員僅需按系統提示貨位讀取托盤電子標簽。如果讀錯托盤,報系統提示錯誤信息，司機重新選擇托盤。當所有托盤出庫與更新操作完成后此次出

21、貨完成。圖 4-8 給出了貨物移倉的流程。 圖 4-8 貨物移倉流程 工作人員要定期進行貨物數量的盤點，以保證實際的貨物與系統記錄中的一致。進入貨物盤點界面，掃描托盤標簽獲取托盤 ID，然后點擊獲取庫存量，系統會顯示出此托盤中所有貨物的箱數；之后工作人員依次掃描次托盤的每個箱標簽，每掃描一次數量加一，最后與系統給出的數量進行比對，完成盤點。圖 4-9 給出了貨物盤點的流程。 圖 4-9 貨物盤點流程倉庫管理和數據處理 通過對倉庫管理的內容和數據流程分析，設計的數據項和數據結構包括：貨物代碼信息。包括的數據項有貨物號、貨架名稱；現有庫存信息。包括的數據項有現有數目、總數目、最大庫存、最小庫存等；

22、貨架使用信息。包括的數據項有使用的設備、使用數目、使用時間、出庫時狀態等。 在仔細調查倉庫貨物設備管理過程的基礎上，得到本系統所處理的數據流程如圖 4-10 所示。 圖 4-10 所處理的數據流程本實例根規劃出的實體有庫存實體、入庫實體、出庫實體、還庫實體。各個實體的 E-R 圖及其關系描述如圖 4-11 到圖 4-14 所示。圖 4-11 為庫存實體 E-R 圖: 圖 4-11 庫存實體 E-R 圖圖 4-12為入庫實體 E-R 圖： 圖 4-12 入庫實體 E-R 圖圖 4-13 為出庫實體 E-R 圖： 圖 4-13 出庫實體 E-R 圖圖 4-14 為實體與實體之間的關系 E-R 圖：

23、 圖 4-14 實體與實體之間的關系 E-R 圖 RFID 標簽數據采集 在本系統中，庫存數據的采集通過使用自動導引叉車和手持終端作為平臺，在上面安裝RFID識讀器、控制設備、無線通信設備實現。安裝識讀器的終端設備，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管理中心。在倉庫出入口安裝讀寫器，并在每個托盤安裝射頻標簽卡，通過讀寫器來采集RFID標 簽在入口與出口的數據，然后將接收到的數據進行分析處理。閱讀器或者閱讀器的代理負責狀態查詢、控制閱讀器驅動、接收標簽數據列表等工作，然后再把設備傳進來的數據轉換成標準化格式。本系統中的移動設備主要包括手持RFID終端與車載RFID終端，主要要完成以下功能： (1)在貨物入庫前對貨物的批次、數量和種類進行檢驗； (2)貨物入庫時將貨位與托盤綁定并且更新貨物記錄； (3)定期進行貨物盤點； (4)在貨物出庫時進行檢驗； (5)在貨物出庫后將托盤與貨位解綁定，并且更新貨物記錄。 倉庫的RFID標簽數據采集終端設備包括手持終端和車載終端，如圖4-15圖 4-15 數據采集終端設備模塊 倉庫的RFID標簽數據采集終端設備的模塊大致分為手持終端模塊與車載終端模塊具體包括的模塊如下： (1)手持終端模塊，包括登