基于RFID技术的物流仓储与制造业生产联动研究

目前我国物流业与制造业联动发展问题越来越受到业界关注, 主要原因是物流业作为服务业如何为现代制造业提供量身定制的物流服务, 为制造业解决物料储存问题、及时准确地将物料送到生产线, 对提高制造业生产加工效率会起到重要作用。从物料流动过程分析, 涉及入库、储存、配货、出库、交接、工位移动等环节。不少物流企业在物料储存中, 整托盘 (或整件) 货物的标识, 一般采用一维条形码。标识内容包含托盘 (或整件) ID码、货物名称、装载数量等信息。而对于与制造业衔接的物流企业, 需要按照制造企业生产产品的规格型号要求, 将所有的零部件按工位要求拣选至不同的周转箱或托盘中, 周转箱或托盘储存的货物不再是单一品种, 记录内容越来越多, 信息容量越来越大, 对信息的更改和传输效率的要求也越来越高。因此, 条码逐渐显现出信息容量小、不能更改、操作步骤繁琐、信息读取不方便、自动化程度低等弊端。而RFID技术具有信息容量大、信息可以随时更改、自动识别、抗恶劣环境和污损、简化仓储操作流程等优点。特别是物流企业承担制造业原材料储存、配货任务, 并要求准时将物料送到生产工位时, 采用RFID技术可大大减少中间环节, 提高物料交接速度, 使工位生产效率和生产质量均可得到大幅度的提高。

某物流企业为高空升降车制造企业承担物料储存和配货任务。根据制造企业下达的生产任务 (升降车型号及数量) , 物流企业需在4小时内将所需原材料、零部件送到相距8公里的制造企业的生产线上。

仓库分为高层货架区、低层货架区、入库暂存区、出库暂存区、组盘区和超大货物储存区等。高层货架10排 (编号从A~J) , 每排5层, 货架之间的通道宽约2.5m, 用于储存托盘承载的货物, 采用叉车存取, 约2000个货位;低层货架用来存放小件物品, 整箱存取或人工拣选散装零件。超大件货物采用托盘地面储存。仓库总占地面积5670平方米。

入库流程。物流企业采用了RF (便携式手持终端) 系统和仓库管理系统 (WMS) 。物流企业根据送货单制作入库单, 同时打印R F条码, 条码上只有物品的名称、代码等。接着进行货物验收。检验合格的物品整箱贴上条码, 并人工写上数量信息。货物放入货位后, 用纸笔记录入库信息, 然后人工录入信息系统。有时, 用手持终端扫描一下货物号和货位号, 通过无线网络把入库信息传入信息系统。

出库流程。物流企业收到制造企业订单后, 根据订单制作备货单, 然后进行拣货。将拣选的货物放入出库暂存区并贴看板和打印条码。装车后, 撕下看板的一半人工录入出库信息以生成发货单, 再根据收货确认信息更改库存信息。

货物盘点。打印盘点任务单后, 人工核对任务单中货物信息和实际库存中货位信息, 记录盘点结果, 最后更改数据库中的信息, 使之与实际库存一致。

生产装配线。由物流企业送至生产企业的货物, 在生产企业卸车站台卸货, 人工扫描货物上的条码进行核对。检查无误后送生产线的不同工位进行组装。

存在问题:采用条码标识, 信息容量小。当托盘或周转箱装载多种货物时, 信息容量不能满足生产要求。另外在各个处理环节均需人工扫描, 工作效率偏低。货物盘点需人工根据盘点清单, 对货架上的实物进行一一核对。劳动强度大, 工作效率低, 质量不容易保证。物流企业与制造企业交接货物需要逐件核对, 生产工位对所供货物也需逐件核对, 重复工作量大, 工作时间延长。

RFID网络系统组成。该系统由电子标签、固定式读写器、车载读写器、手持移动读写器、无线局域网、Web服务器、数据库服务器等组成。物流企业的WMS系统通过防火墙等安防设施和互联网相连, 同时授予制造企业一定的访问权。物流企业的WMS操作是基于Web浏览器的, 其它的应用系统也是基于Web浏览器的, 这些通过以太网和主控机、数据库服务器等相连。主控机通过交换机与无线接收器AP或固定式读写器相连, 使组盘区、叉车、货架区、出入库区和手持移动读写器读取的电子标签信息实时传回主机系统。

基于RFID系统的入库流程优化。当供应商送来货物时, 首先根据送货单生成入库单, 库管人员操作主控机生成各种指令信息并发送至服务器, 服务器再将指令发至各处。货物检验合格后, 组盘区按指令组盘, 并将电子标签拴挂在组盘后的托盘或周转箱上, 同时把货物信息写入电子标签;如果托盘或周转箱是从制造企业返回的, 本身带有电子标签, 无需再拴挂电子标签, 只需改写电子标签中货物信息即可。入库时车载读写器识读组盘上的电子标签信息, 并在叉车上显示库位信息, 操作人员按入库指令将组盘放入货架, 同时根据识读的货架上的电子标签信息自动核对货位信息。若信息不对就会发出报警声。正确入库后还需确认入库信息, 并上传至服务器。

基于RFID系统的出库流程优化。物流企业根据制造企业的生产要求进行拣货、出货, 对于整托盘出库的货物, 叉车操作员应根据车载触摸屏上显示的货位信息到相应的货位将货物取出, 然后放入出库暂存区;对于需要拆盘出库的货物, 叉车操作人员首先用叉车搬运一个空托盘到预拣货的货位处, 将空托盘放在货架之间的通道上, 并拴挂电子标签, 用叉车搬出需要拆盘的托盘, 拆盘后将拣选出的货物信息写入新托盘上的电子标签中, 并改写原有托盘电子标签信息, 将原有托盘重新放回货架。新托盘放入出库暂存区;整箱出库, 拣货人员根据手持的RFID识读器显示的出库指令, 将带有电子标签的周转箱从货架上取出, 放入手推车, 搬运到出库暂存区。配零出库与拆盘出库方法类似, 不再赘述。

装车发货时, 通过固定在装车位上空的读写器自动识读托盘和周转箱上的电子标签信息, 并和任务单自动核对, 准确无误后, 发货信息上传至服务器。

盘点流程优化。需要盘点时, 系统将盘点作业指令发送到手持的移动RFID读写器上, 盘点作业员接到指令后, 遍历各个货架, 利用具有防碰撞功能的移动RFID读写器, 识读货位和托盘或周转箱上的RFID标签, 并利用托盘或周转箱标签反射回来的信号强度与货位上的标签信号强度之差来绑定货位和托盘或周转箱, 并将信息上传至服务器。

基于RFID技术的装配线流程优化

接收流程优化。当物流企业将需要装配的零部件送达组装车间的收货站台时, 通过安装在卸车位处的固定读写器自动识别出货物信息, 并通过信息系统与之前传送的配货信息进行比对, 操作人员只需检查货物外观是否完好, 确认无误后进入组装车间。

生产线流程优化。在不同组装工位安装固定式读写器, 当托盘或周转箱装载的零部件送到各工位时, 读写器自动识别货物信息, 根据生产的产品型号和工位操作要求判断货物是否正确。如出现差错, 可在计算机屏幕上跳出提示信息, 停止当前工作。

电子标签循环使用。由制造企业产生的空托盘和空周转箱需运回物流企业, 电子标签随之一起回收, 以便重复使用。

采用RFID技术优化了物流企业和制造企业的内部流程, 使制造企业在货物验收、组装等环节节省大量时间, 处理效率大大提高;使物流企业的入库、出库、盘点等流程的操作内容大为简化。

采用RFID技术可自动核对入库、出库、储存等货物信息, 减少人为差错, 确保拣选、配货及装车的货物的准确性, 提高物流企业的信誉。

RFID技术自动识别货物信息, 简化操作流程, 节省人工费用。特别是盘点环节可节省大量操作人员, 带来可观的经济效益。

条码一次性使用, 每天都要消耗。而RFID标签循环使用, 运营中几乎不需要投入资金。这样, 采用条码技术的长期运营成本将高于RFID技术。