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RFID在物流企業倉儲管理系統中的應用

2021-12-21 11:11| 發布者: www.artist-contribution.com| 查看:

摘要: 分析了RFID倉儲管理系統構成, 論述了RFID在倉儲作業中入庫、上架、移庫、托盤調整、分揀、出庫、盤點等流程中如何設置和操作, 介紹了基于RFID的倉儲管理系統主要功能的模塊設計以及RFID應用系統與WMS之間的信息交互、無縫對接, 最后總結了RFID倉儲管理系統可實現的功能。 ...

1 引言

RFID技術的應用使物流活動中的倉儲、加工、運輸等各個環節效率都得到了極大提升, RFID技術與互聯網技術結合可以實現全球范圍內物品的追蹤和信息共享。目前, 物流倉儲是RFID最有潛力的應用領域之一。相對于條碼, RFID具有識別距離遠, 識別速度快, 自身具備體積小、數據的記憶容量大、環境適應性強, 可重復使用等多方面優點, 是大中型物流企業倉儲管理的不二選擇, 配合良好的倉儲管理系統, RFID能夠實現倉儲業務的動態化、可視化管理[1], 管理人員可以實時查詢、跟蹤貨物情況, 不僅可以節省大量人力, 而且可以免除跟蹤過程中的人工干預。

2 RFID倉儲管理系統構成

2.1 系統硬件構成

RFID倉儲管理系統的硬件構成包括:主控單元、車載單元、手持單元和倉庫設施[2]。如圖1所示。
(1) 主控系統:包括主控計算機、出入庫門的RFID閱讀器、網絡控制器、無線路由器、貨位指示器等。主控計算機連接網絡控制器、通過數據線與無線路由器、出入庫門的閱讀器和貨位指示器連接。
(2) 車載單元:包括車載控制計算機、顯示器、無線網絡連接器、閱讀器、車載電子標簽等。
圖1 RFID倉儲管理系統硬件構成圖1 RFID倉儲管理系統硬件構成  下載原圖
 
(3) 手持單元:這里指手持PDA及RFID手持終端閱讀器, 可以通過無線網絡訪問主控計算機。
(4) 倉庫設施:倉庫將被劃分為不同的庫區。操作人員通過貨位電子碼寫入貨位識別電子標簽, 并將貨位識別電子標簽封裝在相對應的貨位導航指示器中, 通過無線局域網實現信息的共享。操作設備包括高位叉車、液壓托盤車等。

2.2 RFID在倉儲管理中的應用對象

(1) 給每一庫位貼電子標簽, 該標簽稱為庫位標簽。在進行倉儲作業時, 讀取該標簽編號, 就可判定當前作業的位置是否正確。
(2) 在物品入庫時, 給每個庫存管理物品貼電子標簽, 該標簽為貨物標簽。貼放標簽的物品應該是整托盤、整箱或便于安裝標簽的大件物品。在進行庫房作業時, 讀取標簽的編號, 確定作業物品是否正確。
(3) 架設無線網絡, 覆蓋整個倉庫作業區, 使所有作業數據實時傳輸。在高位叉車上安裝固定的無線數據終端, 液壓托盤操作人員配手持式無線數據終端。無線數據終端具有接受作業指令、確認作業位置與作業貨物是否準確、返回作業實況等功能[3]。

3 RFID系統功能流程設計

本方案將RFID后臺應用系統和倉儲管理系統 (WMS) 無縫結合, 通過RFID設備在作業過程中的實時操作達到數據的快速交換, 實現物流企業出入庫管理的安全、高效、智能化。
RFID在倉儲作業中的運作流程圖如圖2所示。
圖2 RFID在倉儲作業中的運作流程圖圖2 RFID在倉儲作業中的運作流程圖  下載原圖
 

3.1 入庫任務指派

(1) WMS根據預先設置的規則自動為“入庫單”分配貨位, 產生“入庫作業任務單”, 這些單據自動分配給理貨組, 并發送信息至理貨班長手持PDA上, 經確認將信息反饋至WMS, 此時收貨作業啟動。
(2) WMS將“入庫作業任務單”分解為多組上架指令, 并按貨位的分類 (首層、非首層) 分別發送至相應的液壓車員工手持RFID終端或高位叉車的車載RFID讀寫終端。

3.2 入庫上架

(1) WMS中的地址分配模塊通過入庫區固定式RFID讀寫設備為每個托盤分配的貨位信息寫入托盤電子標簽內。
(2) 操作員操縱托盤車接近托盤時, 車載或手持終端讀取托盤電子標簽信息, 顯示該托盤的目標貨位, 操作人員將托盤運至貨位所在存儲區。
(3) 高位叉車司機操縱叉車靠近待上架托盤時, 叉車上的RFID終端讀取托盤電子標簽信息后, 將托盤貨物放置到指定的貨位上, 并讀取貨位電子標簽信息。
(4) WMS自動核對托盤與貨位關聯的正確性, 如相符則反饋回WMS, 視作完成上架作業, 如不相符, 則發出聲音警示和錯誤狀態提示, 以便作業人員核對后重新正確上架。
(5) 上架作業完成后, “入庫任務單”和“入庫單”完成, 更新WMS數據, 并向業務管理系統傳送入庫數據。

3.3 托盤拆拼

(1) 拆盤時, 作業人員用手持RFID讀寫器終端讀取托盤電子標簽相關信息, 讀取移出貨物的條碼, 并將信息反饋WMS, 解除原有貨物/托盤關聯。
(2) 拼盤時, 用手持RFID讀寫終端讀取移入托盤相關信息, 讀取移入貨物的條碼, 并將信息反饋WMS, 重新建立新的貨物/托盤關聯, 更新WMS中的庫存和貨位信息。

3.4 貨位調整

(1) 車載或手持RFID讀寫終端分別讀取移出托盤和移出貨位的電子標簽信息, 解除該貨位與托盤的關聯關系。
(2) 叉車司機或液壓車操作員將移出的托盤搬運至新貨位。
(3) 車載或手持RFID終端讀取移入貨位電子標簽相關信息, 重新建立移入托盤與移入貨位的關聯關系, 并將信息反饋WMS, WMS實時更新庫存信息, 并將更新后的庫存數據發送到業務管理系統。

3.5 移庫調度

(1) 貨主在聯網的業務系統中錄入“移庫申請單”, 并發送至物流企業WMS。
(2) WMS對“移庫申請單”進行處理, 產生以承運車輛為單位的“干線物流任務單”, 以此為依據申領準運證, 然后以貨主為單位生成“移庫出庫單”, 并反饋回管理系統。

3.6 出庫調度

WMS將“干線物流任務單”進行處理, 按品牌生成“出庫作業任務單”, 為出庫貨物分配下架的貨位。

3.7 出庫任務指派

(1) WMS將已分配好的下架貨位“出庫作業任務單”, 根據一定邏輯關系自動分配至理貨組、托盤車組和叉車司機, 形成作業策略。
(2) 將分配方案發送至理貨組班長手持PDA上, 理貨班長確認或修改分配方案, 并將信息發送回WMS。WMS將出庫作業任務單發至指定理貨人員手持PDA上, 理貨人員進行簽到確認, 將相關信息反饋至WMS, 并安排做好裝車準備。
(3) WMS按貨位的分類將出庫作業任務單分別發送至托盤車操作員的手持終端或高位叉車的車載RFID讀寫終端, 相應的作業人員按指令進行實物的下架操作。

3.8 出庫揀貨下架

(1) 當有貨物出庫時, 叉車司機根據指令靠近指定的貨位, 車載RFID讀寫終端 (或手持RFID讀寫終端) 讀取貨位電子標簽和貨位上托盤電子標簽的相關信息, 即時進行下架指令、貨位與托盤三者的匹配性校驗, 確認無誤后取下托盤, 完成托盤下架動作, 并將相關信息反饋至WMS后臺。
(2) 出庫貨物數量不是滿托盤時, 先按上述方法取下托盤, 提取需要出庫數量的貨物, 轉移到另一空托盤上, 并按拆盤規則操作, 剩余貨物的托盤由WMS安排合適的貨位存放并更新相關信息。

3.9 移庫出庫理貨

(1) 液壓車員工靠近已下架托盤時, 用手持RFID手持終端讀取托盤電子標簽信息, 核對托盤上貨物的貨主、品種、規格、數量, 確認無誤后, 按照WMS指定的碼頭號碼, 用托盤車將貨物運至指定碼頭前的出庫暫存區等待裝車。
(2) 理貨人員對在出庫暫存區的貨物進行復核, 用手持PDA采集每個托盤上任意一貨物的條碼, 在WMS上獲得該貨物所有托盤上貨物的數據, 累計后與“出庫任務單”自動進行核對, 當出現差異時, WMS在固定終端、移動終端發出警報。

3.1 0 分揀出庫交接

(1) 智能調度系統把零售客戶訂單信息 (包括品種、規格、數量、線路、順序等) 導入WMS, 生成分揀出庫單。
(2) WMS從分揀系統中導入分揀進程狀態, 按循環補貨的策略和出庫貨位分配策略, 將分揀出庫任務單拆分生成出庫作業任務單, 并向各作業人員下達揀貨下架指令。
(3) 托盤下架后, 作業人員靠近目標托盤, 用手持RFID終端讀取托盤電子標簽信息 (貨主、品種、規格、數量、出庫類型等) , 進行分揀出庫指令與托盤的校驗, 校驗無誤后根據指令將整托盤貨物經過規定通道運送至分揀區指定位置。
(4) 整托盤貨物經過規定通道入口時, 設在入口處的RFID讀寫終端自動讀取托盤電子標簽中貨物條碼數據包, 通過解密解析得到對應貨物條碼信息, 將托盤電子標簽中的貨物條碼信息上傳給WMS, 由WMS系統及時反饋給掃碼系統, 完成分揀前的再次確認, 同時數據回傳WMS, 在WMS中作分揀出庫完成的處理, 進入分揀配貨流程。

3.1 1 盤點

盤點前, 調度人員選擇所需的盤點策略, 生成相應的盤點指令。實盤時, 盤點人員用手持RFID終端讀取貨位電子標簽信息, 回傳至WMS, 從WMS中獲取該貨位上的貨物全部庫存信息, 盤點人員通過手持RFID讀寫終端上顯示的信息, 與現場實物進行核對, 采集完畢后把數據上傳到WMS中。盤點完成后由WMS生成盤點表和盈虧表。

4 RFID系統功能模塊設計

基于RFID的倉儲管理系統主要功能模塊設計如下:

4.1 基礎數據管理

(1) 對系統中數據庫的集中管理與維護??梢詫τ嬃繂挝?、商品品種、日歷、系統參數、叉車、人員信息等進行維護。
(2) 供應商注冊, 供應商品名和買價設置;客戶注冊, 客戶品名和賣價設置。
(3) 可查詢買價賣價對照表、物品一覽表、庫物品庫齡報表、商品進出一覽表、庫存及運輸月報表查詢等。

4.2 訂單管理

(1) 入庫訂單管理。實現貨物入庫操作, 可完成人庫單據的錄入、修改、刪除, 入庫貨位自動分配、手動分配。已分配貨位單據按指令發送等作業。
(2) 出庫訂單管理。和入庫訂單管理類似, 實現貨物出庫操作。
(3) 查詢。實現客戶訂單查詢, 貨位調整單查詢、入庫單查詢、出庫單查詢、貨運狀態查詢, 庫存查詢等, 并可打印生成各種管理報表。

4.3 庫位管理

(1) 電子貨位圖管理。主要用來查詢和顯示倉庫貨位存儲狀況及進行可視化的貨位調整操作, 包括庫區適時庫存貨位信息顯示、貨物 (托盤) 的庫存地址查詢、調整等操作。
(2) 入庫標簽管理。發行入庫標簽, 進行實時庫存管理, 通過無線通信網絡發布倉庫管理作業指令。
(3) 貨物組托管理。倉儲系統支持非整托盤入/出庫, 所以入/出庫作業需要組盤功能模塊以實現入庫組盤、出庫拆盤的操作。組盤功能模塊主要實現讀寫托盤RFID標簽信息、托盤貨物增/減、組盤撤銷等功能。

4.4 業務執行管理

(1) 完成入庫、出庫、移庫、調撥、盤庫等作業的具體操作, 可根據任務單查詢每個環節的執行情況。
(2) 貨物盤點。支持兩種盤點方式:普通盤點和循環盤點。普通盤點時必須將所有作業暫停;而后者可以在大部分作業進行時盤點, 但需要實時設備 (例如RF) 的支持。

5 RFID系統可實現的功能

5.1 快捷的出入庫管理

當貨物進出庫房時, 在庫房入口處安裝固定的RFID讀取設備或通過手持設備自動對入庫的貨物進行識別, 如果每個包裝上均安裝有電子標簽, 可以識別到單品, 同時由于RFID的多讀性, 可以同時批量識別多個標簽, 出入庫速度大大提高。

5.2 可視化庫存管理

在系統中點擊每個貨位, 可實時查詢貨架庫存, 并顯示相應庫位圖。每件貨品上都有內含電子芯片的標簽, 可及時了解庫存信息, 便于控制合理庫存。

5.3 快速盤點和準確查找

在貨架或者專屬貨位上貼有電子標簽, 對貨位進行精確定位, 通過貨架標簽和托盤標簽可以實現快速盤點, 同時由于貨架標簽和貨架上存放物品的對應關系可以快速準確的找到貨物具體位置。

5.4 叉車作業智能化

在叉車上安裝專用的RFID讀寫器和顯示器, 通過系統向叉車司機發送指令, 司機只需按照系統提供的命令進行作業, 快捷、準確, 不易出錯。

5.5 智能調度物流車輛

通過物流運輸GPS監控服務管理系統, 合理調用物流運輸車輛, 隨時了解車輛的在途行使狀況及周邊環境。

6 結束語

本文提出的RFID技術在物流企業倉儲管理中的解決方案, 已在南京陸通物流有限公司實施運行, 這是一家專業從事倉儲及運輸的第三方物流企業, 隨著近幾年公司業務量增大, 迫切需要建立完善的智能化倉庫管理、貨物跟蹤系統, 確??蛻粼诘谝粫r間內了解貨物的行蹤。RFID系統上線后, 數據記錄錯誤率減少了80%;貨物的吞吐量增加了35%, 物流作業水平和效率大大提升, 實現了倉儲管理能力和倉儲服務水平的倍增。