基于RFID射頻識(shí)別技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

刁立新

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，倉(cāng)儲(chǔ)管理數(shù)字化、自動(dòng)化已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。系統(tǒng)基于RFID射頻識(shí)別技術(shù)，引入供應(yīng)鏈管理理念和方法，實(shí)現(xiàn)貨物從入到出的全過(guò)程感知，并進(jìn)行高效地作業(yè)調(diào)度;打造標(biāo)準(zhǔn)化、高效率、可視化物流倉(cāng)儲(chǔ)板塊;從而整合供應(yīng)鏈前后端資源，降低成本及提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：WMS;RFID;倉(cāng)儲(chǔ);物流;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);供應(yīng)鏈管理

中圖分類號(hào)：TP274文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-1302（2019）03-0-04

0 引 言

家家購(gòu)物是我國(guó)第一家由國(guó)家廣電總局核發(fā)的全國(guó)購(gòu)物頻道，是被商務(wù)部認(rèn)可的全國(guó)首批電子商務(wù)示范企業(yè)之一。業(yè)務(wù)可劃分為電視購(gòu)物業(yè)務(wù)、商貿(mào)業(yè)務(wù)及電商業(yè)務(wù)。家家購(gòu)物在全國(guó)設(shè)有四大倉(cāng)儲(chǔ)基地，分別是北京倉(cāng)、合肥倉(cāng)、西安倉(cāng)及長(zhǎng)沙倉(cāng)。原先物流倉(cāng)儲(chǔ)管理使用公司的ERP系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行管控，但由于ERP系統(tǒng)存在一定程度的功能缺失，不能夠滿足日益多樣化的業(yè)務(wù)特性和倉(cāng)儲(chǔ)管理需求，為加速物流專業(yè)市場(chǎng)化運(yùn)作步伐，家家購(gòu)物結(jié)合目前物流運(yùn)營(yíng)情況和未來(lái)物流業(yè)務(wù)發(fā)展思路，研發(fā)了一套全面、合適、高效的倉(cāng)儲(chǔ)物流信息管理系統(tǒng)，滿足家家購(gòu)物物流倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)的發(fā)展需求[1-2]。

通過(guò)系統(tǒng)建設(shè)，家家購(gòu)物通過(guò)WMS系統(tǒng)支撐起物流中心的倉(cāng)庫(kù)作業(yè)，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)、擴(kuò)展能力等方面按照高標(biāo)準(zhǔn)考慮和實(shí)施，建立起有效管理收、發(fā)、存、揀、配、退的業(yè)務(wù)作業(yè)，與倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行集成，提高庫(kù)內(nèi)作業(yè)效率，同時(shí)根據(jù)實(shí)際作業(yè)提供全面的分析體系，搭建專業(yè)的精細(xì)化倉(cāng)儲(chǔ)管理平臺(tái)[3]。

1 總體設(shè)計(jì)

家家購(gòu)物WMS系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是基于射頻自動(dòng)識(shí)別（RFID）技術(shù)，通過(guò)條碼對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)托盤(pán)、貨架及商品進(jìn)行編碼，并將詳細(xì)信息賦予條碼之中，整體實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)管理信息化。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)，是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。射頻識(shí)別系統(tǒng)主要由RFID讀寫(xiě)器和RFID電子標(biāo)簽組成。優(yōu)點(diǎn)在于其不僅支持快速讀寫(xiě)、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及長(zhǎng)期跟蹤管理，還具有讀取距離大、數(shù)據(jù)加密、有效跟蹤物體流動(dòng)路徑的優(yōu)異性。近年來(lái)已成為自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的主要發(fā)展方向。系統(tǒng)功能框架設(shè)計(jì)如圖2所示。

系統(tǒng)以RFID中間件系統(tǒng)為支撐平臺(tái)，由收貨、入庫(kù)、揀貨、配裝、盤(pán)點(diǎn)、出庫(kù)、定位、調(diào)度等多個(gè)流程包組成。

WMS系統(tǒng)對(duì)基于PTL、RF、紙箱標(biāo)簽、RFID、電子標(biāo)簽方式的操作進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和下達(dá)指令，并實(shí)時(shí)接收來(lái)自PTL、RF和終端PC的反饋數(shù)據(jù)。整個(gè)軟件業(yè)務(wù)與倉(cāng)庫(kù)物流管理各環(huán)節(jié)吻合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)庫(kù)存商品管理的有效控制。

各功能包既可以獨(dú)立運(yùn)行也可以平滑連接，形成一個(gè)完整的基于RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的WMS倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)。

通過(guò)RFID技術(shù)應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存的智能化管理，完善管理機(jī)制，杜絕人為操控。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人員管理、物品庫(kù)存管理、領(lǐng)用交接記錄等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)電子化、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化，杜絕人為因素影響所造成的憑證偽造等現(xiàn)象，保證物品庫(kù)存管理的安全性和準(zhǔn)確性[4-5]。

2 業(yè)務(wù)功能設(shè)計(jì)

WMS（倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)）作為供應(yīng)鏈執(zhí)行環(huán)節(jié)上一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，應(yīng)用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)一體化的物流信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)作的精細(xì)化管理和一體化運(yùn)作。

2.1 實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)無(wú)紙化作業(yè)，物流信息可追溯

RF全流程作業(yè)支撐，同時(shí)動(dòng)線任務(wù)推送。通過(guò)系統(tǒng)RF作業(yè)功能并與相關(guān)信息化設(shè)備集成，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)全程無(wú)紙化，減少手工作業(yè)量，提高工作效率;提高庫(kù)存數(shù)據(jù)錄入及時(shí)性，提高庫(kù)存準(zhǔn)確率;通過(guò)條碼、批次、策略、作業(yè)關(guān)鍵信息等進(jìn)行物流控制與追溯;實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)資源全程跟蹤與追溯，并將指令完成的結(jié)果及各階段狀態(tài)按約定條件自動(dòng)傳遞給企業(yè)管理層，提高物流管理和服務(wù)水平，做到物流全程可視化、可控制、可追溯[6-8]。

2.2 以策略驅(qū)動(dòng)流程，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)智能化管理

通過(guò)系統(tǒng)策略驅(qū)動(dòng)倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)作業(yè)，減少日常作業(yè)對(duì)人為經(jīng)驗(yàn)的依賴性，降低人力成本， 提高工作效率;通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)作業(yè)，有效平衡庫(kù)內(nèi)人員的作業(yè)工作量，降低作業(yè)

2.3 建立綜合分析中心，為企業(yè)運(yùn)營(yíng)分析提供可靠依據(jù)

提供多維度數(shù)據(jù)報(bào)表，減少人工統(tǒng)計(jì)工作量，減少人工統(tǒng)計(jì)差錯(cuò)率，為企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供精確有力的保障。

2.4 業(yè)務(wù)模型管理

系統(tǒng)支持自定義配置建立業(yè)務(wù)模型，并自動(dòng)根據(jù)不同客戶及訂單類型來(lái)驅(qū)動(dòng)不同的流程子系統(tǒng)進(jìn)行處理。對(duì)于家家購(gòu)物現(xiàn)有業(yè)務(wù)存在的多業(yè)態(tài)模式，存在多源頭及多類型訂單的存在（如電購(gòu)類、 電商類、商貿(mào)批發(fā)類等），系統(tǒng)可通過(guò)配置化服務(wù)產(chǎn)品和執(zhí)行方案進(jìn)行管理。同時(shí)，系統(tǒng)提供差異化訂單定制管理，根據(jù)不同的客戶，系統(tǒng)可自動(dòng)差異化界面跳轉(zhuǎn)，顯示不同的訂單內(nèi)容，進(jìn)行差異化控制。

2.5 多倉(cāng)庫(kù)管理

系統(tǒng)支持多倉(cāng)庫(kù)、多貨主管理，通過(guò)一套系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì) AS/RS 自動(dòng)立體貨架庫(kù)、立體高位貨架庫(kù)、密集式貨架庫(kù)、托盤(pán)平置庫(kù)、閣樓式貨架、平庫(kù)及堆場(chǎng)的管理。

WMS 系統(tǒng)可滿足未來(lái)對(duì)于多倉(cāng)庫(kù)，多層級(jí)倉(cāng)庫(kù)的推廣和協(xié)同應(yīng)用，對(duì)于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部系統(tǒng)提供多維度的倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃管理，支持多類型庫(kù)位的管控。

對(duì)于虛擬倉(cāng)的需要，系統(tǒng)可配置虛擬倉(cāng)信息對(duì)應(yīng)虛擬商品的出入庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和管理，同時(shí)還可根據(jù)需要，生成相應(yīng)的虛擬貨品出入庫(kù)單據(jù)信息，方便對(duì)部分貨品的數(shù)據(jù)查詢和追溯。

2.6 庫(kù)存可視化

WMS可根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)/庫(kù)區(qū)/庫(kù)位三層以圖形化顯示具體的位置和庫(kù)滿度。通過(guò)系統(tǒng)提供圖形化三個(gè)維度的庫(kù)存可視化查詢，有效提高倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存查詢、管理的直觀性;系統(tǒng)可向客戶開(kāi)放，客戶登錄網(wǎng)站就可查詢自己貨物的各種狀態(tài)。

各倉(cāng)庫(kù)在全國(guó)或者某個(gè)區(qū)域的分布如圖3所示。

在倉(cāng)庫(kù)點(diǎn)旁邊浮動(dòng)顯示一個(gè)柱狀色標(biāo)，取整個(gè)倉(cāng)庫(kù)中所有存貨庫(kù)位的滿度求平均值進(jìn)行計(jì)算，可得出具體某個(gè)倉(cāng)庫(kù)的滿度比例。

點(diǎn)擊某一具體倉(cāng)庫(kù)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到庫(kù)區(qū)分頁(yè)，顯示選中倉(cāng)庫(kù)對(duì)應(yīng)的庫(kù)區(qū)監(jiān)控圖。

庫(kù)區(qū)層面第二層是指定倉(cāng)庫(kù)的所有庫(kù)區(qū)庫(kù)滿度。

各庫(kù)區(qū)在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的分布如圖4所示。背景可以掛該具體倉(cāng)庫(kù)的縮略圖。每個(gè)庫(kù)區(qū)可提取庫(kù)區(qū)中所有存貨庫(kù)位的滿度求平均值，在圖中顯示每個(gè)庫(kù)區(qū)的滿度餅圖。點(diǎn)擊某一具體庫(kù)區(qū)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到貨架庫(kù)位監(jiān)控分頁(yè)，顯示選中庫(kù)區(qū)對(duì)應(yīng)貨架庫(kù)位監(jiān)控圖。

3 主要業(yè)務(wù)流程

3.1 入庫(kù)

當(dāng)庫(kù)存物品通過(guò)進(jìn)貨口進(jìn)入倉(cāng)庫(kù)時(shí)，每包貨物信息通過(guò)進(jìn)貨口讀寫(xiě)器/手持機(jī)寫(xiě)入到彈藥箱鉛封標(biāo)簽中，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)倉(cāng)儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)運(yùn)算出貨位，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將存貨信息顯示給管理員，按照要求存放相應(yīng)貨位。

3.2 出庫(kù)

管理員接到出貨信息，到指定庫(kù)位取相關(guān)貨物。領(lǐng)取前管理員手持讀寫(xiě)器再次確認(rèn)貨物準(zhǔn)確性，然后將貨物送至出貨口，出貨口固定讀寫(xiě)器讀取物品彈藥箱的鉛封標(biāo)簽信息是否準(zhǔn)確，校驗(yàn)無(wú)誤后出貨[9]。

3.3 庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)

倉(cāng)庫(kù)內(nèi)讀寫(xiě)器實(shí)時(shí)讀取在庫(kù)物品標(biāo)簽信息，核對(duì)實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中統(tǒng)計(jì)的倉(cāng)儲(chǔ)信息是否一致。

3.4 貨物區(qū)域定位

倉(cāng)庫(kù)內(nèi)讀寫(xiě)器實(shí)時(shí)讀取庫(kù)中物品箱標(biāo)簽和貨架標(biāo)簽信息，控制中心根據(jù)讀卡器網(wǎng)絡(luò)判斷各個(gè)貨物存放區(qū)域，統(tǒng)計(jì)倉(cāng)庫(kù)使用情況，并據(jù)此安排新入庫(kù)貨物存放位置[10]。

3.5 溫濕度監(jiān)控

倉(cāng)庫(kù)內(nèi)安裝溫濕度感應(yīng)器，獲取倉(cāng)庫(kù)當(dāng)前溫度與濕度，通過(guò)監(jiān)控畫(huà)面進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

倉(cāng)儲(chǔ)綜合作業(yè)示意：倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)+標(biāo)簽/RFID+RF+任務(wù)管理。

（1）數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞：使用RF最直接的收益，改變了通過(guò)單據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞所帶來(lái)的延遲和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的問(wèn)題;

（2）作業(yè)流程銜接：為提高物流中心的作業(yè)效率，往往需要考慮分區(qū)和分段作業(yè)的方案。通過(guò)使用條形碼和RF的結(jié)合，可將不同作業(yè)區(qū)和不同作業(yè)段的任務(wù)高效地銜接在一起;

（3）任務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)度：倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員可使用RF根據(jù)所在的作業(yè)區(qū)動(dòng)態(tài)地獲取作業(yè)指令，避免出現(xiàn)作業(yè)的中斷，提高訂單執(zhí)行的效率;

（4）績(jī)效考核：使用RF可詳細(xì)記錄每個(gè)人每一步作業(yè)的詳細(xì)時(shí)間信息，便于對(duì)員工進(jìn)行績(jī)效考核。

4 系統(tǒng)主要特點(diǎn)

從設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā)階段全面引入WMS行業(yè)內(nèi)工作流引擎，導(dǎo)入顧問(wèn)式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)模式，使得精通業(yè)務(wù)的顧問(wèn)人員和熟練掌握開(kāi)發(fā)技能的開(kāi)發(fā)人員之間能夠無(wú)縫溝通銜接，確保需求和實(shí)現(xiàn)能夠100%匹配，并且大幅度提升系統(tǒng)開(kāi)發(fā)效率和質(zhì)量。

支持多倉(cāng)庫(kù)的多模式運(yùn)作針對(duì)不同倉(cāng)庫(kù)的管理模式可通過(guò)系統(tǒng)輕松實(shí)現(xiàn)差異化，以滿足針對(duì)不同地域的物流中心的構(gòu)建需要。

支持供應(yīng)鏈的過(guò)程可視化圖形化的方式使操作者與供應(yīng)商在整個(gè)倉(cāng)庫(kù)，某個(gè)庫(kù)區(qū)，具體庫(kù)位三層概念從宏觀到微觀對(duì)庫(kù)滿度有了感性的認(rèn)知。

支持集中式/分布式部署集中式的部署使系統(tǒng)更加高效安全，易于部署與維護(hù)，有利于實(shí)現(xiàn)深層次的數(shù)據(jù)挖掘。同時(shí)系統(tǒng)也支持分布式部署模式。

家家購(gòu)物通過(guò)系統(tǒng)建設(shè)，通過(guò)接口和倉(cāng)庫(kù)管理中的自動(dòng)貨柜、流水線稱重、RF無(wú)線碼槍等自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行集成，倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)全面實(shí)現(xiàn)條碼化管理，提高了庫(kù)內(nèi)作業(yè)效率;通過(guò)對(duì)批次信息的自動(dòng)采集，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)或銷售過(guò)程的可追溯性。更為重要的是，條碼管理促進(jìn)公司管理模式的轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗(yàn)管理轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽烤_的數(shù)字分析管理，從事后管理轉(zhuǎn)變?yōu)槭轮泄芾?、?shí)時(shí)管;實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、高效地跟蹤客戶訂單、采購(gòu)訂單、以及倉(cāng)庫(kù)的綜合管理。

5 結(jié) 語(yǔ)

系統(tǒng)投入使用后，家家購(gòu)物倉(cāng)庫(kù)管理模式發(fā)生了徹底的轉(zhuǎn)變。從傳統(tǒng)的“結(jié)果導(dǎo)向”轉(zhuǎn)變成“過(guò)程導(dǎo)向”;從“數(shù)據(jù)錄入”轉(zhuǎn)變成“數(shù)據(jù)采集”;從“人工找貨”轉(zhuǎn)變成了“導(dǎo)向定位取貨”;大大提升供應(yīng)鏈響應(yīng)速度，增強(qiáng)了家家購(gòu)物的整體競(jìng)爭(zhēng)能力。家家購(gòu)物通過(guò)WMS系統(tǒng)支撐起物流中心的倉(cāng)庫(kù)作業(yè)，為公司未來(lái)業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷擴(kuò)大提供系統(tǒng)保障和支持，提升家家購(gòu)物在電購(gòu)物流領(lǐng)域的總體服務(wù)水平。

參 考 文 獻(xiàn)

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