1 引言
RFID技术的应用使物流活动中的仓储、加工、运输等各个环节效率都得到了极大提升, RFID技术与互联网技术结合可以实现全球范围内物品的追踪和信息共享。目前, 物流仓储是RFID最有潜力的应用领域之一。相对于条码, RFID具有识别距离远, 识别速度快, 自身具备体积小、数据的记忆容量大、环境适应性强, 可重复使用等多方面优点, 是大中型物流企业仓储管理的不二选择, 配合良好的仓储管理系统, RFID能够实现仓储业务的动态化、可视化管理[1], 管理人员可以实时查询、跟踪货物情况, 不仅可以节省大量人力, 而且可以免除跟踪过程中的人工干预。
2 RFID仓储管理系统构成
2.1 系统硬件构成
RFID仓储管理系统的硬件构成包括:主控单元、车载单元、手持单元和仓库设施[2]。如图1所示。
(1) 主控系统:包括主控计算机、出入库门的RFID阅读器、网络控制器、无线路由器、货位指示器等。主控计算机连接网络控制器、通过数据线与无线路由器、出入库门的阅读器和货位指示器连接。
(2) 车载单元:包括车载控制计算机、显示器、无线网络连接器、阅读器、车载电子标签等。
图1 RFID仓储管理系统硬件构成 下载原图
(3) 手持单元:这里指手持PDA及RFID手持终端阅读器, 可以通过无线网络访问主控计算机。
(4) 仓库设施:仓库将被划分为不同的库区。操作人员通过货位电子码写入货位识别电子标签, 并将货位识别电子标签封装在相对应的货位导航指示器中, 通过无线局域网实现信息的共享。操作设备包括高位叉车、液压托盘车等。
2.2 RFID在仓储管理中的应用对象
(1) 给每一库位贴电子标签, 该标签称为库位标签。在进行仓储作业时, 读取该标签编号, 就可判定当前作业的位置是否正确。
(2) 在物品入库时, 给每个库存管理物品贴电子标签, 该标签为货物标签。贴放标签的物品应该是整托盘、整箱或便于安装标签的大件物品。在进行库房作业时, 读取标签的编号, 确定作业物品是否正确。
(3) 架设无线网络, 覆盖整个仓库作业区, 使所有作业数据实时传输。在高位叉车上安装固定的无线数据终端, 液压托盘操作人员配手持式无线数据终端。无线数据终端具有接受作业指令、确认作业位置与作业货物是否准确、返回作业实况等功能[3]。
3 RFID系统功能流程设计
本方案将RFID后台应用系统和仓储管理系统 (WMS) 无缝结合, 通过RFID设备在作业过程中的实时操作达到数据的快速交换, 实现物流企业出入库管理的安全、高效、智能化。
RFID在仓储作业中的运作流程图如图2所示。
图2 RFID在仓储作业中的运作流程图 下载原图
3.1 入库任务指派
(1) WMS根据预先设置的规则自动为“入库单”分配货位, 产生“入库作业任务单”, 这些单据自动分配给理货组, 并发送信息至理货班长手持PDA上, 经确认将信息反馈至WMS, 此时收货作业启动。
(2) WMS将“入库作业任务单”分解为多组上架指令, 并按货位的分类 (首层、非首层) 分别发送至相应的液压车员工手持RFID终端或高位叉车的车载RFID读写终端。
3.2 入库上架
(1) WMS中的地址分配模块通过入库区固定式RFID读写设备为每个托盘分配的货位信息写入托盘电子标签内。
(2) 操作员操纵托盘车接近托盘时, 车载或手持终端读取托盘电子标签信息, 显示该托盘的目标货位, 操作人员将托盘运至货位所在存储区。
(3) 高位叉车司机操纵叉车靠近待上架托盘时, 叉车上的RFID终端读取托盘电子标签信息后, 将托盘货物放置到指定的货位上, 并读取货位电子标签信息。
(4) WMS自动核对托盘与货位关联的正确性, 如相符则反馈回WMS, 视作完成上架作业, 如不相符, 则发出声音警示和错误状态提示, 以便作业人员核对后重新正确上架。
(5) 上架作业完成后, “入库任务单”和“入库单”完成, 更新WMS数据, 并向业务管理系统传送入库数据。
3.3 托盘拆拼
(1) 拆盘时, 作业人员用手持RFID读写器终端读取托盘电子标签相关信息, 读取移出货物的条码, 并将信息反馈WMS, 解除原有货物/托盘关联。
(2) 拼盘时, 用手持RFID读写终端读取移入托盘相关信息, 读取移入货物的条码, 并将信息反馈WMS, 重新建立新的货物/托盘关联, 更新WMS中的库存和货位信息。
3.4 货位调整
(1) 车载或手持RFID读写终端分别读取移出托盘和移出货位的电子标签信息, 解除该货位与托盘的关联关系。
(2) 叉车司机或液压车操作员将移出的托盘搬运至新货位。
(3) 车载或手持RFID终端读取移入货位电子标签相关信息, 重新建立移入托盘与移入货位的关联关系, 并将信息反馈WMS, WMS实时更新库存信息, 并将更新后的库存数据发送到业务管理系统。
3.5 移库调度
(1) 货主在联网的业务系统中录入“移库申请单”, 并发送至物流企业WMS。
(2) WMS对“移库申请单”进行处理, 产生以承运车辆为单位的“干线物流任务单”, 以此为依据申领准运证, 然后以货主为单位生成“移库出库单”, 并反馈回管理系统。
3.6 出库调度
WMS将“干线物流任务单”进行处理, 按品牌生成“出库作业任务单”, 为出库货物分配下架的货位。
3.7 出库任务指派
(1) WMS将已分配好的下架货位“出库作业任务单”, 根据一定逻辑关系自动分配至理货组、托盘车组和叉车司机, 形成作业策略。
(2) 将分配方案发送至理货组班长手持PDA上, 理货班长确认或修改分配方案, 并将信息发送回WMS。WMS将出库作业任务单发至指定理货人员手持PDA上, 理货人员进行签到确认, 将相关信息反馈至WMS, 并安排做好装车准备。
(3) WMS按货位的分类将出库作业任务单分别发送至托盘车操作员的手持终端或高位叉车的车载RFID读写终端, 相应的作业人员按指令进行实物的下架操作。
3.8 出库拣货下架
(1) 当有货物出库时, 叉车司机根据指令靠近指定的货位, 车载RFID读写终端 (或手持RFID读写终端) 读取货位电子标签和货位上托盘电子标签的相关信息, 即时进行下架指令、货位与托盘三者的匹配性校验, 确认无误后取下托盘, 完成托盘下架动作, 并将相关信息反馈至WMS后台。
(2) 出库货物数量不是满托盘时, 先按上述方法取下托盘, 提取需要出库数量的货物, 转移到另一空托盘上, 并按拆盘规则操作, 剩余货物的托盘由WMS安排合适的货位存放并更新相关信息。
3.9 移库出库理货
(1) 液压车员工靠近已下架托盘时, 用手持RFID手持终端读取托盘电子标签信息, 核对托盘上货物的货主、品种、规格、数量, 确认无误后, 按照WMS指定的码头号码, 用托盘车将货物运至指定码头前的出库暂存区等待装车。
(2) 理货人员对在出库暂存区的货物进行复核, 用手持PDA采集每个托盘上任意一货物的条码, 在WMS上获得该货物所有托盘上货物的数据, 累计后与“出库任务单”自动进行核对, 当出现差异时, WMS在固定终端、移动终端发出警报。
3.1 0 分拣出库交接
(1) 智能调度系统把零售客户订单信息 (包括品种、规格、数量、线路、顺序等) 导入WMS, 生成分拣出库单。
(2) WMS从分拣系统中导入分拣进程状态, 按循环补货的策略和出库货位分配策略, 将分拣出库任务单拆分生成出库作业任务单, 并向各作业人员下达拣货下架指令。
(3) 托盘下架后, 作业人员靠近目标托盘, 用手持RFID终端读取托盘电子标签信息 (货主、品种、规格、数量、出库类型等) , 进行分拣出库指令与托盘的校验, 校验无误后根据指令将整托盘货物经过规定通道运送至分拣区指定位置。
(4) 整托盘货物经过规定通道入口时, 设在入口处的RFID读写终端自动读取托盘电子标签中货物条码数据包, 通过解密解析得到对应货物条码信息, 将托盘电子标签中的货物条码信息上传给WMS, 由WMS系统及时反馈给扫码系统, 完成分拣前的再次确认, 同时数据回传WMS, 在WMS中作分拣出库完成的处理, 进入分拣配货流程。
3.1 1 盘点
盘点前, 调度人员选择所需的盘点策略, 生成相应的盘点指令。实盘时, 盘点人员用手持RFID终端读取货位电子标签信息, 回传至WMS, 从WMS中获取该货位上的货物全部库存信息, 盘点人员通过手持RFID读写终端上显示的信息, 与现场实物进行核对, 采集完毕后把数据上传到WMS中。盘点完成后由WMS生成盘点表和盈亏表。
4 RFID系统功能模块设计
基于RFID的仓储管理系统主要功能模块设计如下:
4.1 基础数据管理
(1) 对系统中数据库的集中管理与维护。可以对计量单位、商品品种、日历、系统参数、叉车、人员信息等进行维护。
(2) 供应商注册, 供应商品名和买价设置;客户注册, 客户品名和卖价设置。
(3) 可查询买价卖价对照表、物品一览表、库物品库龄报表、商品进出一览表、库存及运输月报表查询等。
4.2 订单管理
(1) 入库订单管理。实现货物入库操作, 可完成人库单据的录入、修改、删除, 入库货位自动分配、手动分配。已分配货位单据按指令发送等作业。
(2) 出库订单管理。和入库订单管理类似, 实现货物出库操作。
(3) 查询。实现客户订单查询, 货位调整单查询、入库单查询、出库单查询、货运状态查询, 库存查询等, 并可打印生成各种管理报表。
4.3 库位管理
(1) 电子货位图管理。主要用来查询和显示仓库货位存储状况及进行可视化的货位调整操作, 包括库区适时库存货位信息显示、货物 (托盘) 的库存地址查询、调整等操作。
(2) 入库标签管理。发行入库标签, 进行实时库存管理, 通过无线通信网络发布仓库管理作业指令。
(3) 货物组托管理。仓储系统支持非整托盘入/出库, 所以入/出库作业需要组盘功能模块以实现入库组盘、出库拆盘的操作。组盘功能模块主要实现读写托盘RFID标签信息、托盘货物增/减、组盘撤销等功能。
4.4 业务执行管理
(1) 完成入库、出库、移库、调拨、盘库等作业的具体操作, 可根据任务单查询每个环节的执行情况。
(2) 货物盘点。支持两种盘点方式:普通盘点和循环盘点。普通盘点时必须将所有作业暂停;而后者可以在大部分作业进行时盘点, 但需要实时设备 (例如RF) 的支持。
5 RFID系统可实现的功能
5.1 快捷的出入库管理
当货物进出库房时, 在库房入口处安装固定的RFID读取设备或通过手持设备自动对入库的货物进行识别, 如果每个包装上均安装有电子标签, 可以识别到单品, 同时由于RFID的多读性, 可以同时批量识别多个标签, 出入库速度大大提高。
5.2 可视化库存管理
在系统中点击每个货位, 可实时查询货架库存, 并显示相应库位图。每件货品上都有内含电子芯片的标签, 可及时了解库存信息, 便于控制合理库存。
5.3 快速盘点和准确查找
在货架或者专属货位上贴有电子标签, 对货位进行精确定位, 通过货架标签和托盘标签可以实现快速盘点, 同时由于货架标签和货架上存放物品的对应关系可以快速准确的找到货物具体位置。
5.4 叉车作业智能化
在叉车上安装专用的RFID读写器和显示器, 通过系统向叉车司机发送指令, 司机只需按照系统提供的命令进行作业, 快捷、准确, 不易出错。
5.5 智能调度物流车辆
通过物流运输GPS监控服务管理系统, 合理调用物流运输车辆, 随时了解车辆的在途行使状况及周边环境。
6 结束语
本文提出的RFID技术在物流企业仓储管理中的解决方案, 已在南京陆通物流有限公司实施运行, 这是一家专业从事仓储及运输的第三方物流企业, 随着近几年公司业务量增大, 迫切需要建立完善的智能化仓库管理、货物跟踪系统, 确保客户在第一时间内了解货物的行踪。RFID系统上线后, 数据记录错误率减少了80%;货物的吞吐量增加了35%, 物流作业水平和效率大大提升, 实现了仓储管理能力和仓储服务水平的倍增。
