RFID在重卡汽车物流仓储管理中的应用

RFID俗称电子标签。是一种不需要直接的物理接触依靠发射射频信号对标签目标进行自动识别并获取数据的自动识别技术,工作过程不会受到人工和环境的影响。RFID识别技术同样不会受到识别标签的运动速度和数量的影响,可以同时识别多个标签,功能非常强大,操作非常便捷。RFID结构图如图1所示。

标准的RFID系统由标签、读写器和天线三部分组成。一套完整的系统还需要具备数据传输和处理系统。天线通常与标签或者阅读器集成一体,因此RFID技术也称为无线射频识别技术。

电子标签是RFID系统真正的载体,每个标签具有唯一的电子编码,用来存储需要识别和传输的信息,附着在物体上,使得目标对象具有唯一识别性。标签天线和标签片组成了电子标签,芯片包中包括存储器、控制模块和射频模块三部分。天线可以用来接收读写器发出的信号,同时可以将射频模块处理后的信号发射出去;射频模块负责将存储器中的信息编码调制,控制模块一方面可以根据读写器写入或读出命令,将信息解码后写入存储器,另一方面可以读取存储器中的信息进行编码后传送到射频模块;存储器只保存目标物体相关信息。根据标签上是否有电池可分为有源标签和无源标签。

RFID系统工作原理框架如图2所示,电子标签进入阅读器所在的电磁场后,阅读器发出射频信号,标签向阅读器发送出存储在芯片中的物品信息,阅读器读取信息并解码后,通过网络传输到中央信息系统,进行数据传输和处理。RFID系统的工作方式和工作流程可以从能量、时序和数据交换三个方面来介绍。

图1 RFID结构图  下载原图
 

图2 RFID工作原理  下载原图
 

能量是指电子标签工作所需的能量,对于无源标签,其正常工作时依靠阅读器提供能量,阅读器发射的射频信号产生感应电流,使标签获得能量,被动向阅读器发送物品信息,离开阅读器工作范围后电子标签将处于休眠状态。对于有源标签,依靠自身电源提供能量,可以主动向阅读器发出某种信号传输物品信息,一旦进入阅读器工作范围,电子标签便处于激活状态。

由于RFID系统是双向系统,必须要确定一种工作顺序来防止通信冲突。RFID系统时序是指电子标签和阅读器的工作顺序,通常有两种工作顺序方式:阅读器先讲方式和电子标签先讲方式,前者是阅读器先发出询问,电子标签再做出应答,后者是电子标签先发出信息,阅读器读取信息记录或进一步对电子标签发出命令。

RFID系统中数据交换是指阅读器与电子标签之间的数据互换,包括两个方面:一方面阅读器向电子标签传数据数,首先考虑是否向电子标签发出命令,其次考虑阅读器是否对电子标签进行改写;另一方面电子标签向阅读器传输数据,有两种方式:一种是直接向阅读器发送信息,另一种是根据阅读器命令进入发送状态或休眠状态。

物流仓储就是利用自建或租赁库房、场地,储存、保管、装卸搬运、配送货物。传统的仓储定义是从物资储备的角度给出的。现代“仓储”不是传统意义上的“仓库”、“仓库管理”,而是在经济全球化与供应链一体化背景下的仓储,是现代物流系统中的仓储。物流仓储作业的基本流程图如图3所示:

图3 仓储流程图  下载原图
 

物流仓储的构架在物流中发挥重要的作用,尤其在重卡汽车零部件的仓储过程中,图4是智能物流仓储架构图,物流仓储管理的系统结构是由三部分组成,货物出入库、货物信息的采集及传输和信息储存,如图4所示。

图4 仓储的基本构架图  下载原图
 

第三方物流服务商将货物运到仓储中心,供应商在收到订单后供应货物时,会根据该货物的特点和EPC编码原则,生成一个射频识别标签,该标签含有一个独一无二的产品电子代码,记录了该货物的名称、生产日期、制造厂商、批号等详细信息。当零件生产完毕,以大包装的形式出厂时,门槽上的射频识读器发出的射频波会激活每一个大包装和单个货物包装上的标签,启动这些标签的同时供其电源。然后门槽上的射频识读器依次、快速的开关这些标签,直到阅读完所有的标签为止。

当这些货物以盒、箱、托盘等包装形式被车辆运出时,每个包装上的射频标签将出库的信息通过射频识读器、Savant系统记录到信息服务器和对象名解析服务器,以便让后两者知道货物己经运出。

射频识读器与本地仓库装有Savant软件的电脑系统相连接,射频识读器将它收集到的该种货物的信息传递给Savant,随后Savant进入工作状态,将识读器识别到的货物信息记录到本地信息服务器,同时本地信息服务器在EPC发现服务器上注册EPC资源。在货物信息记录到本地EPC信息服务器的同时,Savant系统通过互联网将记录信息注册到对象名解析服务器,然后通过对象名解析服务器将货物的相关信息转化为实体标记语言,生成一一对应的PML文件存储在PML服务器上,PML服务器由汽车整车制造企业维护并储存该汽车制造企业制造的所有汽车的文件信息。

RFID在重卡汽车的仓储应用领域越来越受到人们的关注,RFID技术在重卡汽车物流仓储上能够实现自动控制、监控,提高出入库的效率和节约成本。基于RFID的重卡汽车的仓库流程图如图5所示。

从图5可以看出,当供应商将零件送到仓储中心,根据零件的特点,输入零件的信息粘贴RFID标签,然后通过物流信息的后台系统将零件信息进行录入,储存和处理,以保证每一个零件的信息准确性,同时进行入库作业,将零件存放在指定的位置,当出库作业时,将带有RFID标签的零件按出库单出零件,然后进行出库作业,在出库作业的同时将RFID标签回收,完成对零件实施以基于RFID的管理过程。

物流仓储的入库作业非常重要,这是做好重卡汽车零件供应的保证,入库流程的合理安排可以节约物流成本和提高物流效率。重卡汽车的零部件仓储入库流程对入库准确性的要求是非常高的,首先利用RFID技术对入库重卡汽车的零部件的电子标签身份进行验证,并将零部件的信息传送到数据中心进行货物登记,计算出上架仓位和分配路线,然后向叉车发送上架指令,对货物进行跟踪和定位,以确保货物存放到正确的仓位。

入库作业是重卡汽车零部件进入仓储管理的第一步,需要为零部件在仓储中的管理进行一些简单准备工作,在入库过程中,给匹配的零部件与流通单元分别赋予一个唯一的ID,完成零部件与RFID标签绑定,以此作为零部件与流通单元在仓储中整个流通生命周期的信息载体,保证在仓储管理整个过程的零部件信息可以追溯。重卡汽车入库的流程图如图6所示。

首先运输车辆将零部件运到仓储中心,然后收货员将零部件进行粘贴RFID,经过门禁通道上的RFID天线扫描以后,会将货物的ID信息及所携带的供应商、数量和规格等信息上传至上位机中心,进行到货确认,自动对即将入库的备件信息进行采集,随后将信息传输到数据库中与电子进货订单进行信息匹配,确定储位信息,然后将零部件进行上货架作业存放,进行完成之后,电子数据库将自动更新在库备件信息。

图5 基于RFID的仓储流程图  下载原图
 

图6 重卡汽车零部件的入库流程图  下载原图
 

商品出库作业,是仓储根据业务部门或存货单位开出的商品出库凭证,按其所列商品名称、规格、型号、数量等项目,组织商品出库一系列工作的总称。出库是商品储存阶段的终止,也是仓库作业的最后一个环节,它使仓库工作直接与运输单位和商品使用单位发生联系。因此,做好出库工作对改善仓库经营管理,降低作业成本,提高服务质量具有重要作用。商品出库要求所发放的商品必须准确、及时,保质保量地发给收货单位,包装必须完整、牢固,标记正确清楚,符合交通运输部门及使用单位的要求,防止出现差错。重卡汽车零部件基于RFID的仓储出库流程图如图7所示:

图7 重卡汽车零部件的出库流程图  下载原图
 

重卡汽车零部件出库作业,首先领货人员向仓库信息系统提交出库申请,智能仓储管理系统根据优先级查询零部件的信息和仓位,叉车到达仓位核对货物信息无误后,然后向叉车发出调度指令进行拣货,进行RFID校验,在这之间的每个操作单元,阅读器零部件信息都将被及时地发送回数据管理中心进行校验,后台系统进行匹配,以及时判断每个环节的操作是否准确无误,正确后进行装车,再进行出库确认。

随着技术的发展,未来基于物流信息技术的重卡汽车零部件仓储管理系统会更加完善。并朝着智能管理汽车零部件仓储方向发展。由于目前物流技术发展的还不完善,具体实施标准体系还未建立,再加上主要技术深入研究领域也不成熟,导致在广泛使用标签时候可能会成本较高。笔者将继续研究在基于物流信息技术的角度优化零部件仓储系统的管理,同时加大对物流信息技术的标准研究,来促使物流信息技术应用的规范化。