仓库管理案例分析DOC

基于RFID技术的仓储管理

随着经济一体化和全球化进程的加快,现代物流的概念已经逐步扩大到流通领域、生产领域以及其他的社会经济活动中,物流在企业竞争中扮演着越来越重要的角色。自动化立体仓库(AS瓜S)作为现代物流系统中的一个重要组成部分,越来越受到关注。目前,我国一些企业的立体仓库虽然实现了部分信息集成,但有些环节还不能实现无纸作业,数据的准确性和实时性得不到保证。这就迫切需要一种更新更完善的信息识别解决方案,提高仓库管理与运作的效率,实时全面地掌握仓库信息。同时,射频识别技术作为一种快速、实时、准确采集与信息处理的自动识别新技术,被列为本世纪十大重要技术之一。

本文开发了一个基于射频识别(RFID)的自动化立体仓库信息管理系统,以射频识别技术作为自动化立体仓库管理的技术纽带,实现物品出入库管理、盘存管理、信息查询过程的自动化,方便管理人员进行统计、查询和掌握物资流动情况,提高自动化立体仓库管理的自动化、智能化。

首先,分析了自动化立体仓库技术和盯ID技术在国内外的研究现状,提出将盯ID技术引入到自动化立体仓库中,取代传统的条形码技术,实现自动化立体仓库信息管理与控制调度的自动化、智能化、信息化。根据系统的特点和要求,在详细分析了分布式控制方式下的基于盯ID的自动化立体仓库系统的总体框架结构的基础上,阐述了本课题的研究重点—自动化立体仓库管理系统层的设计与开发;构建了基于RFID的自动化立体仓库信息管理系统的框架结构;提出了RFID在自动化立体仓库中应用的具体方案,提高了系统的可扩展性。

其次,研究了RFID读写器与计算机的通信协议。根据系统的需要,设计了一个简单易用、功能齐全的自定义串口通信类,实现计算机与读写器之间的数据通信,完成自动识别与采集模块的开发。

最后,选择图书电子商务系统中的重要组成部分—依托自动化立体仓库的图书仓储管理系统,作为一个实际案例,将RFID技术引入到这北京邮电大学硕士论文基于RFID的自动化立体仓库信息管理系统的研究个模型中,进行基于盯ID技术的自动化立体仓库信息管理系统的分析与设计。明确系统的需求,构建系统整体结构图,详细描述了各个功能模块,并根据设计方案进行自动识别与采集模块和信息管理系统应用程序模块的开发。

仓库管理技术

目前已有不少企业与学者研究了基于RFID 技术的仓库管理。例如，国外学者Chow 等人利用RFID 技术提升库房管理的效率，该研究于搬运车(推高机)上安装被动式RFID Reader，当管理人员把贴附电子标签的物品由储存架取出放置搬运车时，搬运车上RFID Reader 实时读取贴附在物品上被动式电子标签(Tag)资料，并把商品清单通过网络上传到后端资料库，库房管理人员可以实时掌控库房库存狀况。另外在搬运车上也安装主动式RFID Tag，并在库房四周安装主动式RFID Reader，通过这来控制搬运车位置及规划最佳取货路径。该研究结合主动式及被动式RFID 协助库房管理者提升作业效率，有效达成节省作业时间及降低作业成本目标。

有学者认为在供应链以提高顾客服务、缩短前置时间和降低作业费用为目标的环节中仓库作业扮演关键角色，但是管理者经常苦于无法取得实时综合资源信息。

因此，提出一个结合RFID技术的仓库管理系统，测试结果显示可以取得实时的商品搬运车位置、操作处理信息及商品项目信息，并且可以降低工作相关的错误和运作费用。Song 等人针对在供应链应用面，提出建置原商品进出的RFID读取闸门的概念，利用仓库内RFID 天线的设置，读取原商品的存放位置及数量，并将其信息与仓库管理系统相联系，自动化管理原商品之相关信息，实时更新其商品盘存信息，适时对管理者发出存货不足的警告，对其安全库存做最精确的控制。

还有其他学者，利用RFID技术结合PDA提供离线数据搜集解决方案。该研究利用Intermec提供的IP3和700系列手持式RFID读取机对电子标签数据信息的读取和写入。IP3与PDA结合使用,IP3识别的信息和数据传输到PDA上,再利用Microsoft ActiveSync应用软件,将IP3所采集的信息传送到计算机上。所开发的软件能在PDA 的Win CE平台上对电子标签执行数据的读写。此系统利用手持式PDA可以离线方式进行数据的搜集，对于网络无法连线的环境，提供数据搜集解决方案。

Bolotnyy等人在其研究中指出，通过在标的物上贴附多个电子标签方式可以有效提升RFID读取率，该研究表示当电子标签直接紧贴、贴附于金属或液体之物品时，RFID Reader 读取率可能无法达成100%。若增加RFID Reader的数量对读取率提升幅度有限，但是如果在物品不同面向多贴电子标签时，RFID Reader读取率明显上升。

虽然目前RFID 技术应用广泛，但是目前使用RFID 技术应用仓库管理系统还是有许多技术需要克服，例如不同设备与应用系统之间的接口问题、RFID 数据的前期处理问

题、RFID 数据的安全问题、大量而复杂的RFID 数据如何处理和利用、如何将RFID 系统与现有仓库管理信息系统之间无缝集成等问题，减少应用系统对低级设备的依赖性，减少应用系统的复杂性等等。

本文主要研究内容

作为连接生产者和消费者的纽带，仓库管理在整个供应链管理系统中发挥着

重要的作用。发展自动化的仓库管理系统，将RFID 电子标签技术与传统供应链管理行业相结合，研究、设计并实现有效的RFID 电子标签系统并应用于仓库管理应用系统，提高现有基于RFID 的仓库管理系统的应用效果，是本文的研究目标。

本文主要研究的着眼点是RFID 应用于仓库管理的进货、出货、盘点及商品流向追踪作业上可能遇到的问题，将通过基于RFID 电子标签技术来取代传统的条形码于商品管理、货物管理流程，将要面对的课题及其需要解决的方案。

还将研究基于RFID 仓库管理系统的组成以及应用框架，将要分析介于读写器硬件模块和数据库之间对应的软件模块。在研究的基础上，努力设计和实现基于RFID 技术的仓库管理系统。同时，还将对仓库管理应用RFID 在事件处理机制方面的特点、流程和方法加以论述。

最后，根据对仓库管理智能管理的预期，在设计与实现的基于RFID 的仓库管理系统基础上，如何解决仓库物品的自动编号采集、位置安排、盘点库存、以及物品分检等业务处理等问题。还将考虑将所设计的仓库管理应用RFID 平台系统的实际应用效果，它应该能够有效的解决仓库物品的自动编号采集、位置安排、盘点库存、以及物品分检等业务处理。并且能够实现物品从原料、半成品、成品、运输、仓库、配送、上架、最终销售等，甚至退货处理等所有环节进行适时监控，不但要能够极大地提高自动化程度，而且还要大幅降低差错率，显著提高供补系统的透明度和管理效率。

仓库管理的基本知识

仓库管理，指的是对储存于仓库的物货所进行的管理活动。仓库管理是对生

产或维修作业之一项服务，其服务必须具备以下四项功能：

(1)物货（含半成品、成品、可修件）的进仓、出仓等管理；

(2)物货（含半成品、成品、可修件）的分类、整理、保管；

(3)供应生产、维修所需的商品；

(4)商品与帐务必须一致。

通常认为：一个完善的仓库管理应具备以下主要功能：

(1)商品保存

原商品、半成品及成品的分类整理、储存、商品、搬运与保管，使仓库管理成本降低。

(2)确保质量

商品储存期间所造成质量变化，会造成缺料进而影响生产、销售与出货进度，严重时将同时损害企业商誉。

(3)账目处理

针对原商品、半成品、成本的出库入库资料作一详细的记录，以确库存记录的正确性，达成料帐一致性的要求。

(4)安全维护

确保仓库储存空间工作场所及商品搬运过程中，人员与商品的安全性考量。

在仓库管理上，利用条形码技术可以达到收集信息、掌控货品动态的目的。

库存的物品都可以使用贴上的条形码来通过设备识别、读取信息，从而达到录入物品信息的功能。只不过，条形码所记录的产品信息内容十分的简单。

基于RFID的仓库的管理

RFID 仓库管理系统开发的目标是：分析RFID 应用于仓库管理的进货、出货、盘点及商品流向追踪作业上可能遇到的问题，引入RFID 技术以取代传统条形码于商品管理作业流程，设计并实现基于RFID 技术的仓库管理应用系统，解决仓库物品的自动编号采集、位置安排、盘点库存、以及物品分检等业务处理。

由于仓库的货物、环境与规模不一，甚至有很多细节是千差万别的。根据仓

库管理系统的特点，仓库管理系统是针对本企业仓库物料的收料、入库、移库、

出库和盘点查询等方面工作而开发的管理软件，根据企业的要求，实现仓库的收料管理、入库管理、移库管理和盘点管理及用户管理等功能。

用户通过相应的模块，对仓库里物料的基本情况进行更新、删除和查询，对物料的收料、入库、移库、出库和盘点进行管理，对各功能模块明细进行查询，对使用该系统的用户进行更新、删除和查询，对库存数量进行查询，用户通过简单的作即可轻松的管理仓库。仓库管理信息系统总的要求如下：

(1)用户管理

对有权使用该系统的用户的基本情况数据进行更新、查询等作，实现用户管理功能。

用户分级管理，分别具有不同的权限；具有分组管理用户的功能。可以针对用户分配软件模块使用权限。

(2)物料管理

对仓库里所有物料的种类（包括名称、厂家等信息）进行更新、删除和查询等操作，实现物料管理功能。物料可以动态添加种类，支持批次管理，支持多计量单位变换。

(3)仓库管理

对仓库里物料货物实现收料、入库、移库、出库和盘点管理，要求能导出每种功能模块的单据，方便用户进行物料管理，并能提供收料、入库、移库、出库和盘点的明细，方便用户查询。

(4)库存分析

对物料库存情况和存留时间长短分析，为业务人员制定采购计划提供依据，

提供其他分析报表，提高仓库管理水平。

基于RFID的仓库管理信息管理框图.

本课题研究的重点是盯ID技术在仓库管理中的应用,所以作者选取了关键部分进行开发。上述的系统功能结构图中,虚线框内的部分是本文的重点之处,亦即重点是基于RFID的仓库管理层的设计与开发,监控系统层和执行系统层只做简单介绍。

通过上述分析,并根据基于即ID的仓库管理信息的特点和要求,系统由三部分构成:自动识别与采集系统、通信中间件、立体库管理应用程序基于RFID的仓库管理信息管理的结构框图如下图4-2-3所示

图4-3-3基于盯ID的仓库管理信息管理框图.

仓库管理的组成

RFID 技术融入到日立现有的仓库管理系统中，将能达到提高仓库管理的精度，加强库存控制同时减少对人员的依赖性，同时RFID 技术实现的可追踪性，规范的保证和供应链效率的提高来降低生产成本。基于RFID的仓库管理系统组成结构如图4-4。

图4-4仓库管理系统组成结构

根据图4-4 的仓库管理系统组成结构可以分析得出：

(1)根据进货计划，到货验收管理员根据计划、验收货物后，需要进行产品品种、数量的核对，将所有本次进货的单据、产品信息下载到手持终端中，手持终端将提示材料管理员输入购货单的号码。管理员扫描物料规格信息、批次条码和标识号的电子标签等。同时需要将验收后的相关信息如批次、数量、生产日期等传送给RFID 系统。

(2)货物标签、库存管理

根据计算共需多少标签生成标签入库指示清单，将根据入库预报单中的供应

商代码、货物代码、订单号、批次、数量（验收后的实际数量）等按照最小库存包装单位写入电子货物标签。上架工查找仓位，找到后将入库货物上架，扫描上架货物电子标签，上架确认完毕后在手持机中该标签序号的纪录打上入库标记。用手持机更新仓位标签中当

前记载的该货物编码、数量更新仓位标签。

(3)出库计划、检验出库工作人员进行出库检验，扫描配送箱或容器上的电子标签（单号条码、货物条码、数量条码、客户条码等）或电子标签，确认与配送单（出库单一致），完成出库的确认工作。

(4)管理员将手持终端（叉车终端）中的拣选确认单数据上传至RFID 系统中，完成库存更新及出库流水账记录。成品库可以根据拣选确认结果打印出库装箱单（配送单）及外包装电子标签。

仓库管理功能结构

基于RFID 的仓库管理系统的结构如图4-5所示，它可以完成仓库物品的自动

编号采集、产品的入库、出库、货位和报表管理，以及信息查询等功能。

图4-5 仓库管理系统功能结构

仓库管理系统主要功能模块设计

根据仓库的实际需求和规范，基于RFID 的仓库货物管理系统分为以下几个功能模块的划分。

(1)出入库管理

货物进出仓库要进行登记记录，这是仓库管理的主要内容。每当货物进到仓库的时候，都要执行向货物入库的仓库保管员提交入库申请开始。

当货物从仓库出库的时候，需要出库人员向执行出库保管员做的库管提出

库申请开始。

如果有此货物，并且其库存数量满足出库申请单的数量，则库管保存出库申请单并进行出库登记。在出库登记中，执行库管要记录出库货物的名称、出库数量、出库时间、执行库管名称等信息。进行出库登记后，将货物出库。出库结束后，执行库管给提出出库申请的人员开具出库单，出库流程结束。

(2)出入库记录的查询

货物存储管理就是对货物的种类、数量等信息的管理，是为了确保仓库货物存储的数量符合要求和无差错管理而进行的货物库存盘点等操作。

仓库管理员通过RFID 对库存货物进行盘点后，将信息反馈给系统，通过对比能发现货物与账面记录的是否一致，实时把握库存信息，查找差错原因。

仓库货物可以进行查询操作，通过对货物的查询，了解货物实时情况，为仓库制定货物相关策略提供依据。入库流程图如图图4-6 所示。

(3)库存货物的信息管理

当仓库已经存放了某些货物，比如有些货物需要防潮，有些货物易碎需要轻搬轻放等，这些关于货物本身的信息，对于货物的平安保存是非常重要的。所以对货物本身的信息的登记、管理是仓库管理的重要内容。

图4-6 入库流程图

(4)基础信息管理

基础信息管理包括货物的基础信息维护，供应商信息，客户信息，用户信息管理和导入标签。其中部分信息只能由超级管理员来查看并修改。但相对于一般仓库而言，军队仓库一般保持着稳定的供货商和客户，货物类型也较平常仓库不会轻易变动。用户信息的创建和修改只有超级管理员才能进行。也为了仓库货物的特殊性，为每个用户设置了权限，限制部分用户查看和修改相关信息，提高系统的安全性。出库流程图如图4-7 所示。

图4-7 货物出库流程

在接到出货命令后，车载或手持终端上调出今日的出货单，选择相应的出货

单。此时系统会提示该出货单所需托盘的信息，包括：货位、托盘电子标签号列表。操作人员仅需按系统提示货位读取托盘电子标签。如果读错托盘,报系统提示错误信息，司机重新选择托盘。当所有托盘出库与更新操作完成后此次出货完成。图4-8 给出了货物移仓的流

程。

图4-8 货物移仓流程

工作人员要定期进行货物数量的盘点，以保证实际的货物与系统记录中的一

致。进入货物盘点界面，扫描托盘标签获取托盘ID，然后点击获取库存量，系统会显示出此托盘中所有货物的箱数；之后工作人员依次扫描次托盘的每个箱标签，每扫描一次数量加一，最后与系统给出的数量进行比对，完成盘点。图4-9 给出了货物盘点的流程。

图4-9 货物盘点流程

仓库管理和数据处理

通过对仓库管理的内容和数据流程分析，设计的数据项和数据结构包括：货物代码信息。包括的数据项有货物号、货架名称；现有库存信息。包括的数据项有现有数目、总数

目、最大库存、最小库存等；货架使用信息。包括的数据项有使用的设备、使用数目、使用时间、出库时状态等。

在仔细调查仓库货物设备管理过程的基础上，得到本系统所处理的数据流程如图4-10 所示。

图4-10 所处理的数据流程

本实例根规划出的实体有库存实体、入库实体、出库实体、还库实体。各个实体的E-R 图及其关系描述如图4-11 到图4-14 所示。

图4-11 为库存实体E-R 图:

图4-11 库存实体E-R 图

图4-12为入库实体E-R 图：

图4-12 入库实体E-R 图

图4-13 为出库实体E-R 图：

图4-13 出库实体E-R 图

图4-14 为实体与实体之间的关系E-R 图：

图4-14 实体与实体之间的关系E-R 图

RFID 标签数据采集

在本系统中，库存数据的采集通过使用自动导引叉车和手持终端作为平台，

在上面安装RFID识读器、控制设备、无线通信设备实现。安装识读器的终端设备，每天在设定时间自动对库房进行盘点，并把盘点结果传输给系统管理中心。在仓库出入口安装读写器，并在每个托盘安装射频标签卡，通过读写器来采集RFID标签在入口与出口的数据，

然后将接收到的数据进行分析处理。阅读器或者阅读器的代理负责状态查询、控制阅读器驱动、接收标签数据列表等工作，然后再把设备传进来的数据转换成标准化格式。本系统中的移动设备主要包括手持RFID终端与车载RFID终端，主要要完成以下功能：

(1)在货物入库前对货物的批次、数量和种类进行检验；

(2)货物入库时将货位与托盘绑定并且更新货物记录；

(3)定期进行货物盘点；

(4)在货物出库时进行检验；

(5)在货物出库后将托盘与货位解绑定，并且更新货物记录。

仓库的RFID标签数据采集终端设备包括手持终端和车载终端，如图4-15

图4-15 数据采集终端设备模块

仓库的RFID标签数据采集终端设备的模块大致分为手持终端模块与车载终端模块具体包括的模块如下：

(1)手持终端模块，包括登陆验证模块、货物接收模块、货物盘点模块。

(2)车载终端模块，包括登陆验证模块、货物入库模块、货物出库模块、数据同步模块等。

小结

本章首先介绍了仓库的定义及发展现状,详细说明了仓库的物理组成及主要设备和功

能。然后,详细介绍了射频识别(RFID)技术的基本原理和应用,并与传统的条形码技术对比,指出其特点和优越性。接着,给出了分布式控制方式下的基于盯ID的仓库管理系统的总体框架结构,介绍了主要组成部分的功能,画出了系统的功能结构图。最后,明确了本课题的研究重点即仓库管理系统层的设计与开发;构建了基于盯ID的仓库管理信息管理系统的结构,并根据系统的特点和要求设计出基于盯ID的仓库管理信息管理系统的结构框图;提出了RFID 在仓库应用的具体方案。

包含软件和硬件的RFID 射频识别设备是介于后端的数据库及相关应用软件与前端的读写器硬件模块之间的重要部分。对于它的应用研究具有重要意义。

论文的主要工作如下：

(1)综述RFID 的背景及作用。介绍了RFID 系统组成和应用框架，对RFID 技术的概念、原理、功能、系统结构和标准等进行了研究。总结RFID 的产生、发展和现行标准，讨论了当前RFID 发展趋势、关键技术等内容。

(2)分析了RFID 读写原理、实现功能，讨论了RFID 事件处理的主要研究内容，根据信息网络的构成讨论了以RFID 时间处理的分层模型和原理，分析了基于复杂事件处理的RFID 模块，研究了多层事件过滤机制及高级事件规约的RFID 平台架构。

(3)针对仓库管理智能管理，设计与实现一种基于RFID 的仓库管理系统。解决仓库物品的自动编号采集、位置安排、盘点库存、以及物品分检等业务处理。所设计的仓库管理应用RFID 平台系统的实际应用效果表明：它能够有效的解决仓库物品的自动编号采集、位置安排、盘点库存、以及物品分检等业务处理。