倉庫管理案例分析

1、基于RFID技術(shù)的倉儲管理 隨著經(jīng)濟一體化和全球化進程的加快,現(xiàn)代物流的概念已經(jīng)逐步擴大到流通領(lǐng)域、生產(chǎn)領(lǐng)域以及其他的社會經(jīng)濟活動中,物流在企業(yè)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(xiàn)代物流系統(tǒng)中的一個重要組成部分,越來越受到關(guān)注。目前,我國一些企業(yè)的立體倉庫雖然實現(xiàn)了部分信息集成,但有些環(huán)節(jié)還不能實現(xiàn)無紙作業(yè),數(shù)據(jù)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(shù)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(shù),被列為本世紀十大重要技術(shù)之一。 本文開發(fā)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(tǒng),以射頻識別技術(shù)作為自動化立體倉庫管理的技術(shù)紐帶,實現(xiàn)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(tǒng)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(shù)和盯ID技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,提出將盯ID技術(shù)引入到自動化立體倉庫中,取代傳統(tǒng)的條形碼技術(shù),實現(xiàn)自動化立體倉庫信息管理與控制調(diào)度的自動化、智能化、信息化。根據(jù)系統(tǒng)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(tǒng)的總體框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,闡述了本課題的研究重點自動化立體倉庫管理系統(tǒng)層的設(shè)計與開發(fā);構(gòu)建了基于RFID的自

3、動化立體倉庫信息管理系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu);提出了RFID在自動化立體倉庫中應(yīng)用的具體方案,提高了系統(tǒng)的可擴展性。 其次,研究了RFID讀寫器與計算機的通信協(xié)議。根據(jù)系統(tǒng)的需要,設(shè)計了一個簡單易用、功能齊全的自定義串口通信類,實現(xiàn)計算機與讀寫器之間的數(shù)據(jù)通信,完成自動識別與采集模塊的開發(fā)。 最后,選擇圖書電子商務(wù)系統(tǒng)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(tǒng),作為一個實際案例,將RFID技術(shù)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(tǒng)的研究個模型中,進行基于盯ID技術(shù)的自動化立體倉庫信息管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計。明確系統(tǒng)的需求,構(gòu)建系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖,詳細描述了各個功能模塊,

4、并根據(jù)設(shè)計方案進行自動識別與采集模塊和信息管理系統(tǒng)應(yīng)用程序模塊的開發(fā)。倉庫管理技術(shù) 目前已有不少企業(yè)與學者研究了基于 RFID 技術(shù)的倉庫管理。例如，國外學者Chow 等人用 RFID 技術(shù)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(wǎng)絡(luò)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(guī)劃最

5、佳取貨徑。該研究結(jié)合主動式及被動式 RFID 協(xié)助庫房管者提升作業(yè)效，有效達成節(jié)作業(yè)時間及低作業(yè)成本目標。 有學者認為在供應(yīng)鏈以提高顧客服務(wù)、縮短前置時間和低作業(yè)費用為目標的環(huán)節(jié)中倉庫作業(yè)扮演關(guān)鍵角色，但是管者經(jīng)?？嘤跓o法取得實時綜合資源信息。 因此，提出一個結(jié)合RFID技術(shù)的倉庫管系統(tǒng)，測試結(jié)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(guān)的錯誤和運作費用。Song等人針對在供應(yīng)鏈應(yīng)用面，提出建置原商品進出的RFID讀取閘門的概，用倉庫內(nèi)RFID天線的設(shè)置，讀取原商品的存放位置及數(shù)，并將其信息與倉庫管系統(tǒng)相聯(lián)系，自動化管原商品之相關(guān)信息，實時新其商品盤存信息，

6、適時對管者發(fā)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(shù)結(jié)合PDA提供離線數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息的讀取和寫入。IP3與PDA結(jié)合使用,IP3識別的信息和數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇DA上,再用Microsoft ActiveSync應(yīng)用軟件,將IP3所采集的信息傳送到計算機上。所開發(fā)的軟件能在PDA 的Win CE平臺上對電子標簽執(zhí)數(shù)據(jù)的讀寫。此系統(tǒng)用手持式PDA可以離線方式進數(shù)據(jù)的搜集，對于網(wǎng)絡(luò)無法連線的環(huán)境，提供數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)應(yīng)用廣泛，但是目前使用 RFID 技術(shù)應(yīng)用倉庫管系統(tǒng) 還是有許多技術(shù)需要克服，例如不同設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng)之間的接口問題、RFID 數(shù)據(jù)的前期處理問題、RFID 數(shù)據(jù)的安全問題、大量而復雜的 RFID 數(shù)據(jù)如何處理和利用、如何將 RFID 系統(tǒng)與現(xiàn)有倉庫管理信息系統(tǒng)之間無縫集成等問題，減少應(yīng)用系統(tǒng)對低級設(shè)備的依賴性，減少應(yīng)用系統(tǒng)

8、的復雜性等等。 本文主要研究內(nèi)容 作為連接生產(chǎn)者和消費者的紐帶，倉庫管理在整個供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。發(fā)展自動化的倉庫管理系統(tǒng)，將 RFID 電子標簽技術(shù)與傳統(tǒng)供應(yīng)鏈管理行業(yè)相結(jié)合，研究、設(shè)計并實現(xiàn)有效的 RFID 電子標簽系統(tǒng)并應(yīng)用于倉庫管理應(yīng)用系統(tǒng)，提高現(xiàn)有基于 RFID 的倉庫管理系統(tǒng)的應(yīng)用效果，是本文的研究目標。 本文主要研究的著眼點是 RFID 應(yīng)用于倉庫管的進貨、出貨、盤點及商品向追蹤作業(yè)上可能遇到的問題，將通過基于 RFID 電子標簽技術(shù)來取代傳統(tǒng)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(tǒng)的組成以及應(yīng)用框架，

9、將要分析介于讀寫器硬件模塊和數(shù)據(jù)庫之間對應(yīng)的軟件模塊。在研究的基礎(chǔ)上，努力設(shè)計和實現(xiàn)基于RFID 技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)。同時，還將對倉庫管理應(yīng)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(jù)對倉庫管理智能管理的預期，在設(shè)計與實現(xiàn)的基于 RFID 的倉庫管理系統(tǒng)基礎(chǔ)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(yè)務(wù)處理等問題。還將考慮將所設(shè)計的倉庫管理應(yīng)用 RFID 平臺系統(tǒng)的實際應(yīng)用效果，它應(yīng)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(yè)務(wù)處理。并且能夠?qū)崿F(xiàn)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(huán)節(jié)進適時監(jiān)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(tǒng)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(chǎn)或維修作業(yè)之一項服務(wù)，其服務(wù)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(yīng)生產(chǎn)、維修所需的商品； (4)商品與帳務(wù)必須一致。 通常認為：一個完善的倉庫管應(yīng)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(zhì)量 商品儲存期間

11、所造成質(zhì)量變化，會造成缺進而影響生產(chǎn)、銷售與出貨進，嚴重時將同時損害企業(yè)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(shù)可以達到收集信息、掌控貨品動態(tài)的目的。庫存的物品都可以使用貼上的條形碼來通過設(shè)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(chǎn)品信息內(nèi)容十分的簡單。 基于RFID的倉庫的管理 RFID 倉庫管理系統(tǒng)開發(fā)的目標是：分析 RFID 應(yīng)用于倉庫管的進貨、出貨、盤點及商品向追蹤作業(yè)上

12、可能遇到的問題，引入 RFID 技術(shù)以取代傳統(tǒng)條形碼于商品管作業(yè)程，設(shè)計并實現(xiàn)基于 RFID 技術(shù)的倉庫管理應(yīng)用系統(tǒng)，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(yè)務(wù)處理。 由于倉庫的貨物、環(huán)境與規(guī)模不一，甚至有很多細節(jié)是千差萬別的。根據(jù)倉庫管理系統(tǒng)的特點，倉庫管理系統(tǒng)是針對本企業(yè)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(fā)的管理軟件，根據(jù)企業(yè)的要求，實現(xiàn)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(yīng)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(tǒng)的用戶進行更新、刪除和查詢，對庫存數(shù)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(tǒng)總的要求如下： (1)用戶管理 對有權(quán)使用該系統(tǒng)的用戶的基本情況數(shù)據(jù)進行更新、查詢等作，實現(xiàn)用戶管理功能。用戶分級管理，分別具有不同的權(quán)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(quán)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(xiàn)物料管理功能。物料可以動態(tài)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(xiàn)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(jù)，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(yè)務(wù)人員制定采購計劃提供依據(jù)，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(shù)在倉庫管理中的應(yīng)用,所以作者選取了關(guān)鍵部分進行開發(fā)。上述的系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖中,虛線框內(nèi)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(shè)計與開發(fā),監(jiān)控系統(tǒng)層和執(zhí)行系統(tǒng)層只做簡單介紹。通過上述分析,并根據(jù)基于即ID的倉庫管理信息的特點和要求,系統(tǒng)由三部分構(gòu)成:自動識別與采集系統(tǒng)、通信中間件、立體庫管理應(yīng)用程序基于RFID的倉庫管理信息管理的結(jié)構(gòu)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(shù)融入到日立現(xiàn)有的倉庫管理系統(tǒng)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(shù)實現(xiàn)的可追蹤性，規(guī)范的保證和供應(yīng)鏈效率的提高來降低生產(chǎn)成本?；赗FID的倉庫管理系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖4-4。 圖4-4倉庫管理系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)根據(jù)圖 4-4 的倉庫管理系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)可以分析得出： (1)根據(jù)進貨計劃，到貨驗收 管理員根據(jù)計劃、驗收貨物后，需要進行產(chǎn)品品種、數(shù)量的核對，將所有本次進貨的單據(jù)、產(chǎn)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(guī)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(guān)信息如批次、數(shù)量、生產(chǎn)日期等傳送給 RFID 系統(tǒng)。 (2)貨物標簽、庫存管理 根據(jù)計算共需多少標簽生成標簽入庫指示清單，將根據(jù)入庫預報單中的供應(yīng)商代碼、貨物代碼、訂單號、批次、數(shù)量（驗收后的實際數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)據(jù)上傳至 RFID 系統(tǒng)中，完成庫存更新及出庫流水賬記錄。成品庫可以根據(jù)揀選確認結(jié)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(jié)構(gòu) 基于 RFID 的倉庫管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 4-5所示，它可以完成倉庫物品的自動編號采集、產(chǎn)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(tǒng)功能結(jié)構(gòu) 倉庫管理系統(tǒng)主要功能模塊設(shè)計 根據(jù)倉庫的實際需求和規(guī)范，基于 RFID 的倉庫貨物管理系統(tǒng)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(nèi)容。每當貨物進到倉庫的時候，都要執(zhí)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(zhí)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(shù)量滿足出庫申請單的數(shù)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(zhí)行庫管要記錄出庫貨物的名稱、出庫數(shù)量、出庫時間、執(zhí)行庫管名稱等信息。進行出庫登記后，將貨物出庫。出庫結(jié)束后，執(zhí)行庫管給提出出庫申請的人員開具出庫單，出庫流程結(jié)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(shù)量等信息的管理，是為了確保倉庫貨物存儲的數(shù)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(tǒng)，通過對比能發(fā)現(xiàn)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(guān)策略提供依據(jù)。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(jīng)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(guān)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(nèi)容。 圖 4-6 入庫流程圖 (4)基礎(chǔ)信息管理 基礎(chǔ)信息管理包括貨物的基礎(chǔ)信息維護，供應(yīng)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(wěn)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(chuàng)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(shè)置了權(quán)限，限制部分用戶查看和修改相關(guān)信息，提高系統(tǒng)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(diào)出今日的出貨單，選擇相應(yīng)的出貨單。此時系統(tǒng)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(tǒng)提示貨位讀取托盤電子標簽。如果讀錯托盤,報系統(tǒng)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(shù)量的盤點，以保證實際的貨物與系統(tǒng)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(tǒng)會顯示出此托盤中所有貨物的箱數(shù)；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(shù)量加一，最后與系統(tǒng)給出的數(shù)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(shù)據(jù)處理 通過對倉庫管理的內(nèi)容和數(shù)據(jù)流程分析，設(shè)計的數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括：貨物代碼信息。包括的數(shù)據(jù)項有貨物號、貨架名稱；現(xiàn)有庫存信息。包括的數(shù)據(jù)項有現(xiàn)有數(shù)目、總數(shù)目、最大庫存、最小庫存等；

22、貨架使用信息。包括的數(shù)據(jù)項有使用的設(shè)備、使用數(shù)目、使用時間、出庫時狀態(tài)等。 在仔細調(diào)查倉庫貨物設(shè)備管理過程的基礎(chǔ)上，得到本系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)流程如圖 4-10 所示。 圖 4-10 所處理的數(shù)據(jù)流程本實例根規(guī)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(guān)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(guān)系 E-R 圖：

23、 圖 4-14 實體與實體之間的關(guān)系 E-R 圖 RFID 標簽數(shù)據(jù)采集 在本系統(tǒng)中，庫存數(shù)據(jù)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(shè)備、無線通信設(shè)備實現(xiàn)。安裝識讀器的終端設(shè)備，每天在設(shè)定時間自動對庫房進行盤點，并把盤點結(jié)果傳輸給系統(tǒng)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(shù)據(jù)，然后將接收到的數(shù)據(jù)進行分析處理。閱讀器或者閱讀器的代理負責狀態(tài)查詢、控制閱讀器驅(qū)動、接收標簽數(shù)據(jù)列表等工作，然后再把設(shè)備傳進來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準化格式。本系統(tǒng)中的移動設(shè)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(shù)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(shù)據(jù)采集終端設(shè)備包括手持終端和車載終端，如圖4-15圖 4-15 數(shù)據(jù)采集終端設(shè)備模塊 倉庫的RFID標簽數(shù)據(jù)采集終端設(shè)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