一、RFID技术简介
超高频RFID技术利用无线射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到自动识别目的, 具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离远、存储数据容量更大、存储信息更改自如、可识别高速运动物体并可同时识别多个标签等优点。经过十几年的发展, 超高频RFID技术已在各行各业得到了广泛的应用, 能对流动的物体实行快捷准确的管理。
RFID (射频标签) 技术正在仓储物流、零售、物资配送运输等领域得到广泛应用, 而且正在渗透到各传统行业中, 目前物流管理是RFID技术增长最快的领域之一, 也是RFID技术最终要实现物联网的领域。RFID技术已逐渐成为提高物流管理水平, 降低管理成本, 增强核心竞争力不可缺少的技术工具和手段。
(一) RFID系统组成。
1. RFID电子标签。
RFID电子标签, 由专用芯片和微带天线组成, 可以根据不同应用环境制作封装成不同的形式。电子标签内可以存储所匹配物品的基本信息, 使用时固定安装在每一件物品上 (根据应用模式粘贴安装在不同的位置) 。
2. 读写器。
读写器可以无接触地读取电子标签中所保存的电子数据信息或向电子标签存储器写入数据信息, 从而达到自动识别物体或改写电子标签存储器数据的目的。
3. 天线。
读写器通过天线发射电磁波, 电子标签接收到信号后将标签内所存储的数据传到天线, 天线接收信号并传到读写器, 天线在这个通讯过程中起到了数据传递的功能。
4. RFID电子标签打印机和发卡器。
对于大批量的RFID电子标签数据写入, 特别是联机ERP系统时, 可以使用RFID打印机, 将要写的信息直接写入电子标签, 而且还可以在标签表面打印条码、文字等信息, 方便操作。对于少量的电子标签发卡常使用桌面式发卡器。
(二) RFID系统工作原理。
利用雷达反射原理, 读写器通过天线向电子标签发出微波查询信号, 电子标签被读写器微波能量激活, 接受到微波信号后应答并发出带有标签数据信息的回波信号。射频识别技术的基本特点是采用无线电技术实现对静止的或移动的物体进行识别, 达到确定待识别物体的身份、提取待识别物体的特征信息 (或标识信息) 的目的。射频识别技术适合于远距离、高速移动、无接触的物体识别。它的主要功能特点有:电子标签可以存储信息, 除了附着物体的ID号外, 还可以存储额外数据如时间、地点、运行流程, 并且可以根据需要实时改写这些数据, 为下一阶段的数据处理所用;阅读器可非接触性地一次处理多个标签的数据, 阅读距离根据需要可达十米以上;电子标签的读写不受标签表面水、油、泥等污渍的影响, 也不受光线的影响, 可以穿过玻璃、纸张、塑料、木材等透明或非透明的材质进行识别和通讯, 甚至在金属包围或表面, 特殊设计的电子标签仍可正常工作。电子标签内的数据可被增加和反复改写, 这对实时数据的存储通讯非常有意义, 此特性使得标签可回收利用。
二、采用RFID技术的仓储管理系统方案
(一) 系统目标。
大幅度提高货物在仓库中的处理效率, 解决仓库管理中存在的错漏多、人员劳动强度大、防伪和保密措施弱、盘点耗时长、货物不易找到等诸多问题, 并可大幅提高货物周转率和货物管理的准确率, 显著降低仓储物流成本, 真正实现仓储的数字化、自动化管理。
(二) 系统特点。
系统自动化程度高:货物盘点、查找和定位高效、准确、动态、实时, 库存状况一目了然;系统效率高, 可大幅提高物品出入库过程中的识别率, 实现不开箱检查, 并同时识别上百个物品, 从而成倍提升装运效率;系统准确率高, 人员干预很少, 降低了人为差错的机率, 提升准确率;系统灵活性高, 供电方式灵活, 适用于各种室内和室外环境, 并可根据需要实时更新标签内货物当前信息;系统易用性高, 采用蓝牙、WI-FI等无线方式传输数据和通讯, 实施非常方便;系统附加值高, 优化合理库存, 降低人员投入和提升效率从而降低物流成本, 并可以发现企业物流管理问题, 用于企业管理的持续改进;可以很好地解决基于条码管理识别速度慢、阅读距离近、信息携带量小、易损毁、易仿造、易被遮挡、需要投入人工进行读取等缺点。
(三) 系统设计总体思路。
系统设计的总体思路是:在不改变现有货物储运流程的同时, 将RFID技术加入到现有货物储运流程, 更好的提高现有仓储的运营效率, 降低劳动强度。该系统的核心是基于RFID技术, 开发一套能与现有仓储管理系统 (EAS) 实现无缝链接的RFID软件, 完成仓库货物的入库、储存、出库等任务。
在本系统中, 手持式RFID读写器负责读写货物电子标签信息和库位的电子标签信息, 并将采集到的数据信息通过Wi-Fi传回到后台管理服务器, 建立货物、库位关联, 快速识别其属性和状态, 并实时向EAS进行各作业节点的状态和数据信息变更反馈, 帮助EAS获取作业现场数据信息, 实现作业任务的实时控制管理。
1. 系统硬件设计方案。
图1 RFID系统拓扑结构图 下载原图
2. 系统流程设计方案。
(1) 货物入库管理。调运员根据货物到仓进度、数量, 通知准备收货, 并生成“收货通知单”;仓库物流岗位根据货物到仓情况, 制作《入库指令》, 通知仓管员准备入库;仓管员核对入库指令与实际情况是否相符, 如品名、批次、合同号、货物数量等信息, 核对无误后, 通知搬运工、叉车司机办理入库;RFID打印机自动打印要入库的电子标签, 操作人员将标签粘贴在货物或托盘上;叉车司机叉取装好标签的货物, 安装在叉车上的RFID读写器读取托盘电子标签信息, 同时车载电脑上会自动显示货物要存放的库位位置;叉车按提示路线进入仓位, 并通过叉车上RFID读写设备完成仓位确认, 当叉车上的绿色指示灯亮起表明信息正确, 然后按要求摆放托盘;入库管理PC实时获知货物入库动态, 并驱动入库显示屏显示实时信息;重复上述步骤, 直到货物入库完毕;仓管员核对入库数量, 确认无误后, 形成《入库单》并确认, 流程结束。
(2) 货物出库管理。根据客户货物品种需求, 开具发货通知单, 通知仓库发货;根据发货通知单的出货要求, 分解制作《出库任务指令》, 通知仓管员安排货物出库;根据出库任务指令核对数据无误后, 通知叉车搬运;叉车司机选定出库任务指令, 搬运对应仓位的货物托盘, 叉车读写器读取货物托盘电子标签信息, 确认无误后, 将托盘搬运到指定装卸点;出库管理PC实时获知货物出库动态, 并驱动出库显示屏显示实时信息;重复上述步骤, 直至完成货物《出库任务指令》;完成任务指令后, 仓管员核对并确认任务指令, 完成出库作业, 出具《销售出库单》, 出库流程结束。
3. 系统软件结构设计方案。
RFID自动化管理服务器不同终端登录的用户权限认证、功能管理;接收获取来自EAS系统的收货通知单和发货通知单, 将处理后的收货单和发货单反馈到EAS;对不同终端按业务规则提供相应服务;保存出、入库数据相关信息, 对查询终端提供相关的查询服务功能;手持机软件 (出入库) ;自动核对并调出相应的入库通知单;核对货物;根据系统指示, 通知搬运工卸货到托盘;卸货完毕, 输入确认数量, 向系统确认卸货完毕;库位及货物信息查询;电子货物标示牌、电子货位标示牌、电子库位标示牌。
(1) 叉车车载软件 (入库时) 。指示司机叉取货物, 自动识别标签;标签信息与入库通知单关联后传送至服务器;指示司机将货物放置在仓位;当识别到正确的仓位标签后, 提示司机放置货物;确认托盘货物放置完成。
(2) 叉车车载软件 (出库时) 。指示司机到指定仓位, 识别到叉车到达指定仓位后, 提示司机叉取货物;自动识别托盘标签, 上传至服务器;指示司机将货物放置在装卸点。
(3) 手持机软件 (移库操作) 。发送移库申请;接收移库指令;调度叉车操作移库;库间移库:在出入库操作中增加一个类型区分, 区分出入库、移库, 其他操作流程相同。
(4) 叉车车载软件 (移库时) 。接收系统移库指令;到指定库位 (按库位标签指示) 叉取货物;按系统指示放置在目标库位;托盘标签信息传送至服务器;库间移库与出入库流程相同。
(5) 查询、管理终端。查询出入库详细记录;查询电子标签使用情况;查询仓位详细情况;系统配置、用户管理;其他查询功能, 进度动态信息LED显示实时显示每个出/入库单的操作进度情况, 多个出入库单共同进行时, 滚动显示。
三、结语
通过测试, 系统能够很好并有效的运行。在现代仓储管理中, RFID的作用越来越明显, 凭借他性能的优越性, 他已慢慢取代了传统仓储管理技术, 再加上RFID可与其他技术相结合, 因此RFID的适应性以及可变性要更加强, 应用RFID能够更加快速有效的进行仓储管理, 减少仓储成本, 使仓储管理更加有序, 所以RFID对现代仓储有很大帮助。
