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基于RFID的物聯網技術在智能倉儲中的應用研究

2022-01-12 11:07| 發布者: www.artist-contribution.com| 查看:

摘要: 在物聯網時代快速發展的今天, 如何實現物流業倉儲管理的自動化和智能化, 成為當前智慧物流發展的關鍵問題之一.傳統的倉儲管理效率低下, 為此, 引入RFID技術實施倉儲管理是非常必要的.從RFID的工作原理、技術優勢、RFID在智能倉儲中的應用3個方面進行分析和探討, 客觀闡述其價值所在. ...
當前, 我國物流業迅猛發展, 在諸多領域都應用了物流信息技術, RFID即無線射頻識別作為物聯網的核心技術, 在物流業中顯示出其無以比擬的優勢[1]36.RFID使傳統的物流工作變得更加簡單、便捷, 物流管理工作變得更加簡潔、高效, 有利于物流業的飛速發展.

1 RFID技術基本狀況剖析

RFID (Radio Frequency Identification) 即無線射頻識別, 俗稱電子標簽、電子條碼.作為一種自動識別技術, 無線射頻識別技術最大的優點在于非接觸的目標識別[2].RFID是構建物聯網核心的關鍵技術, 它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據, 識別工作無須人工干預, 可工作于各種惡劣環境.RFID系統一般由3部分組成, 即電子標簽 (Tag) 、閱讀器 (Reader) 和天線 (Antenna) .電子標簽即信號發射機, 主要由耦合元件及芯片組成, 每個標簽具有唯一的電子編碼, 附著在物體上標識目標對象;閱讀器即信號接收機, 它是讀寫標簽信息的設備, 可設計為手持式或固定式;天線主要在標簽和讀取器間傳遞射頻信號.RFID的基本原理是利用射頻信號與空間耦合 (電感或電磁耦合) 或雷達反射的傳輸特性, 自動識別目標物體.當無線射頻識別標簽進入磁場后, 接收閱讀器發出的射頻信號, 憑借感應電流所獲得的能量發出存儲在芯片中的產品信息或者主動發送某一頻率的信號;閱讀器讀取信息并解碼后, 送至中央信息系統進行數據處理[3].從而完成對目標物的讀取和自動識別.

2 RFID技術優勢分析

RFID技術是以無線方式進行雙向通信的自動識別技術, 可以實現非接觸式的數據讀取, 也可以實現目標物體的批量讀取、遠程讀取, 即使目標物體被覆蓋也能夠實現目標物的可靠讀取和識別.而對于移動的目標物也可以實現快速準確的識別, 真正地實現了一物一碼.RFID技術除了具有傳統條碼技術的諸多優點外, 還具有條形碼技術所不具備的優勢, 如表1所示.
  
表1 RFID標簽與傳統條碼的區別  下載原圖


表1 RFID標簽與傳統條碼的區別表1 RFID標簽與傳統條碼的區別

2.1 快速掃描

RFID可以同時識別多張不同號碼的射頻卡, 當裝有RFID電子標簽的目標物體進入RFID的識別范圍內, 閱讀器將讀取目標物體的信息, 并實現自動識別.對于批量目標物體, RFID閱讀器還可以對目標物體連續讀取, 實現了批量識別和批量讀取, 使得讀取速率大大提高.

2.2 識讀范圍大

RFID標簽尺寸越來越小, 形狀也是各式各樣.在標簽的識別和讀取上均不受尺寸大小和形狀的限制, 也不需要借助光源, 它可以穿透包裝物進行信息的讀取, 讀取范圍大.

2.3 具有穿透性和無屏障閱讀

無論一維條碼還是二維條碼, 在讀取其信息時都需要條碼閱讀器對準條碼掃描讀取, 如果有物體阻擋就讀不出條碼信息.對于RFID而言, 它不局限于視線, 可以穿透障礙物讀取標簽信息, 實現無屏障閱讀, 識別距離更遠, 范圍更廣泛.

2.4 數據存儲容量大

RFID電子標簽能容納大量數據信息, 其存儲能力是條形碼的幾十倍甚至幾百倍, 未來還有增大的趨勢.RFID電子標簽具有可讀可寫功能, 使用起來更加方便.

2.5 抗污能力強

無線射頻識別技術采用無線電通信方式, 數據存儲在芯片中, 使得RFID電子標簽免受污染, 具有耐高溫、抗油污等特性, 對油、水、粉塵和化學物品都具有很強的抵抗能力.因此, RFID具有很強的抗污染能力和耐久性, 同時, RFID沒有可對人體產生傷害的高頻電磁污染.

2.6 安全性高

RFID標簽能夠嵌入到產品內部, 也可以附著在物體表面, 可以向標簽寫入數據, 也可以讀取數據, 并且可以進行加密設置, 從而保證數據信息不被改寫, 提高了信息的安全性.

2.7 可以重復使用

無線射頻識別技術的電子標簽可以重復利用, 一些標簽可以重復寫入信息或者讀取信息, 這樣無疑節約了生產成本.

3 RFID在智能倉儲中的應用

在缺乏信息化智能化管理的倉儲中, 其管理主要依靠紙質文件和人工記憶來進行.工作人員的勞動量非常大, 勞動成本高, 工作中也容易出現錯誤, 甚至會造成巨大損失, 致使倉儲管理效率低下.在現代化倉儲管理中, 物聯網技術的應用克服了傳統倉儲管理的弊端, 而物聯網的核心技術就是RFID技術, 特別是在先進的智能倉儲中, RFID技術的應用顯示出其獨特的優勢[4]130.它可以與托盤建立相應關聯, 在倉儲管理中心形成閉環結構, 這樣可以有效地降低成本, 提高企業效益.

3.1 基于RFID的入庫管理業務

對于需要入庫的產品, 首先, 要進行入庫訂單管理.登記貨物的具體信息.這些信息可以由倉庫管理人員通過手工的方式錄入信息, 也可以通過管理系統接口從訂單系統傳輸錄入.倉庫管理人員打開入庫訂單工作窗口, 準備錄入入庫訂單的條碼信息.其次, 把電子標簽與商品信息相關聯, 可由人工對其粘貼RFID電子標簽, 這些電子標簽根據需要, 粘貼在貨物的外包裝箱子上, 或者貨物托盤上.由電腦端導入入庫訂單, 可以獲取貨物的具體信息、倉位信息, 從而在數據中心建立貨物與標簽的關聯信息.最后, 將貨物準備入庫.把待入庫貨物放在待入庫區, 當貨物經過通道送入倉庫時, 倉庫門口裝有無線射頻識別閱讀器和多個天線裝置, 以確保無線射頻識別電子標簽不會被漏讀.裝車的貨物進入RFID閱讀器的電磁波范圍后, 電子標簽會被激活, 與RFID閱讀器進行信息通信, 當RFID閱讀器讀取RFID電子標簽后, 與訂單進行比較, 對貨物的型號和數量進行核對, 如果有錯誤及時進行人工處理, 最后把貨物運送到倉庫指定的位置, 并按照相應規則進行貨物擺放.倉庫中所有貨物的數量、規格型號和位置等信息都可以在倉儲管理信息系統中進行查看.完成入庫作業后, 系統會生成入庫產品數據清單, 記錄產品的名稱、產品種類、入庫數量、生產日期、入庫時間和批次、入庫經辦人等信息, 方便管理人員查詢, 實現了倉儲的可視化管理.智能倉儲的貨物分區和儲存位置可以進行智能分配, 無論是入庫環節還是上架操作均可由RFID進行智能掃描, 貨物入庫的準確性大大提高.基于RFID的入庫流程如圖1所示.
圖1 基于RFID的入庫業務流程圖1 基于RFID的入庫業務流程  下載原圖
 

3.2 基于RFID的出庫管理業務

按照提貨計劃, 工作人員核對取貨單, 把相應信息錄入計算機管理系統中心, 當某類貨物需要進行調撥、分揀和送貨時, 貨物的具體信息可以從系統中調出來, 通過預先設置的信息確定貨物的存放區域和位置, 以方便隨時進行出庫操作.當有批量貨物出庫時, 把所有貨物送至發貨區倉庫口, 利用RFID閱讀器自動識別電子標簽, 與其通信, 檢查是否與出庫訂單一致, 如果發現不一致, 系統會進行提示, 直至處理完成.如果出庫貨物的數量較少時, 可以使用無線射頻識別手持式終端采集電子標簽信息, 如有錯誤, 會發出警報, 提醒工作人員及時處理, 出庫讀取的數據信息會被發送到系統管理中心, 以便及時更新數據信息.倉庫工作人員根據出貨指令, 到指定貨物的位置去取出貨物, 取貨前用閱讀器再讀取貨物信息, 如果是正確的, 再把貨物送到倉庫出口處的貨物輸送帶上, RFID閱讀器讀取物品上的標簽, 檢查信息是否準確無誤, 校驗正確后實現出貨操作.通過RFID技術的應用, 管理中心的信息系統可以自動生成取貨單, 實現對出庫的貨物進行核對, 降低了人工操作的錯誤率, 提高了檢驗的效率, 并可以對庫存信息進行自動更新.其出庫業務流程如圖2所示.
圖2 基于RFID的出庫業務流程圖2 基于RFID的出庫業務流程  下載原圖
 

3.3 基于RFID的庫存管理業務

庫存管理包括庫存查詢和盤點管理業務.通過庫存查詢可以輸入不同類型的關鍵字, 進行各維度的庫存分析、統計和查詢, 并可以查詢庫存明細、匯總、供應商和貨物名稱等.倉庫管理人員按照現實需求, 可以對貨物進行盤點業務[5].如果使用傳統的盤點方法不僅容易出錯, 而且費時費力, RFID技術的出現解決了這些問題.貨物需要進行盤點時, 通過使用RFID手持終端PDA進行貨物掃描, 被盤點貨物的一些詳細信息就會傳到管理后臺的計算機系統中心, 這時數據中心會與被盤點貨物的信息進行比對, 把校對結果實時顯示在無線射頻識別手持終端, 盤點人員使用起來非常方便, 可以不限場合的及時核查信息.由于RFID技術的引入縮減了人工勞動量, 降低了成本, 提高了工作效率和準確性.基于RFID的盤點流程如圖3所示.
圖3 基于RFID的盤點業務流程圖3 基于RFID的盤點業務流程  下載原圖
 

4 結語

隨著“互聯網+”的普及, 物流的發展日新月異, 倉儲的智能化、立體化要求越來越高, 在物流行業轉型升級的關鍵期, 發展基于RFID技術的智能物流加快了物流業與互聯網的深度融合, 也是應用信息化新技術的一種必然趨勢.目前, RFID技術的應用還有很多問題亟待解決, 例如, 成本較高, 各行業標準不夠統一.但是, 隨著其安全性不斷提高, RFID標簽成本的逐步降低, 它將有效提高物流企業的效率和透明度, 保障倉儲管理的有效性, 推進智慧物流在新常態下提質增效.