基于RFID的第三方物流倉儲管理系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用

1、基于RFID的第三方物流倉儲管理系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用            許跟勇，周炳海，上海交通大學(xué)  0引言    目前，倉庫管理系統(tǒng)（Warehouse Management System, WMS）在我國物流行業(yè)中已經(jīng)得到了比較廣泛的應(yīng)用，在物流營運(yùn)中發(fā)揮了很大的作用。但是，各種倉庫管理系統(tǒng)所提供的功能水平還有著很大的差異，在各個物流中心，其物流水平還有著很大的提高空間。按照Gartner Group的研究，如

2、果將WMS按照層次水平分進(jìn)行劃分的話，可以分為以下五個層次等級：    ·提供與倉庫的存貨相關(guān)的信息；    ·管理倉庫內(nèi)貨品移動及相關(guān)的過程；    ·實時監(jiān)控倉庫內(nèi)庫存及員工操作過程；    ·在供應(yīng)鏈的層面上，對所有資源及庫存進(jìn)行監(jiān)控，使信息在供應(yīng)鏈的各個環(huán)節(jié)上可見；    ·針對完整供應(yīng)鏈的分析和決策。   &

3、#160;我們本次研究的方向就是如何將倉庫管理系統(tǒng)的水平提高到較高的層次等級。    1倉庫管理現(xiàn)狀    在我國，很多倉庫管理系統(tǒng)已經(jīng)能夠提供比較準(zhǔn)確的入庫、出庫及庫存管理等基本功能，但也只能算是接近或者達(dá)到了第一層次水平。但是如何將庫存管理與操作過程通過系統(tǒng)精確的管理到倉庫中每一個角落中的每一件貨品的狀態(tài)，即WMS的第二層次水平上的欠缺。以筆者所實施的某著名電子企業(yè)服務(wù)的第三方物流企業(yè)為例，在系統(tǒng)改進(jìn)前，主要作業(yè)任務(wù)都是基于人工作業(yè)，作業(yè)效果完全取決于倉管員的個人能力和經(jīng)驗，倉庫管理系統(tǒng)只是在倉庫業(yè)務(wù)完成后對作

4、業(yè)內(nèi)容和庫存信息的記錄，且系統(tǒng)庫存經(jīng)常出現(xiàn)差異。整個倉庫出入庫流程還是很傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程，只能對業(yè)務(wù)單據(jù)進(jìn)行簡單的管理，對操作過程沒有任何管控。如圖1所示，其入庫作業(yè)主要分三部分：    （1）入庫訂單：在入庫前根據(jù)傳真和電子郵件的方式獲得入庫訂單，然后將訂單信息手工輸入到WMS系統(tǒng)。    （2）收貨管理：在貨品到達(dá)倉庫時，根據(jù)接收到的入庫訂單信息對貨物進(jìn)行清點，清點完成后在與送貨司機(jī)簽訂收貨單。同時安排倉管員將貨物搬放至倉庫內(nèi)貨位中。    （3）系統(tǒng)入庫確認(rèn)：在收貨作業(yè)完

5、成后，根據(jù)實際收貨數(shù)量對入庫單進(jìn)行修改，并確認(rèn)入庫單；系統(tǒng)庫存增加。        圖1傳統(tǒng)入庫流程圖    可以看出，入庫作業(yè)只在系統(tǒng)中做入庫狀態(tài)和庫存記錄外，整個過程完全基于人工控制，與原始出庫作業(yè)流程（如圖2所示）同樣：                圖2傳統(tǒng)出庫流程圖   

6、0;（1）出庫通知單：接到以傳真或電子郵件方式發(fā)送來的出庫通知單，并將通知單信息手工輸入到WMS系統(tǒng)。    （2）備貨管理：根據(jù)出庫通知單，保管員憑借個人記憶在倉庫中找尋需要出庫的貨物，并將其分揀到出庫月臺上。    （3）裝車檢查：檢驗員根據(jù)出庫通知單信息對已分揀出的貨品進(jìn)行清點確認(rèn)，確認(rèn)無誤后在管理系統(tǒng)操作當(dāng)前出庫通知單，使其狀態(tài)為已備貨，并打印裝車簽收單。    （4）出庫確認(rèn)：在車輛到達(dá)時進(jìn)行裝車，由送貨司機(jī)簽收貨物后對該出庫單進(jìn)行確認(rèn)，系統(tǒng)庫存減少。 &

7、#160;  在這種比較原始的管理作業(yè)下，整個作業(yè)效果完全依賴于保管員的經(jīng)驗及個人能力，在倉庫業(yè)務(wù)繁忙的旺季，出錯率居高不下，工作效率不高，業(yè)務(wù)的可擴(kuò)展性不高，基于這種模式下的倉儲管理系統(tǒng)只能進(jìn)行非實時的庫存管理，無法滿足該著名電子企業(yè)奧運(yùn)戰(zhàn)略的需要。    本次研究的目的，是通過將RFID技術(shù)、無線掃描技術(shù)、EDI數(shù)據(jù)交互等技術(shù)引入到倉庫管理系統(tǒng)（WMS）中，并通過倉庫管理系統(tǒng)對倉庫內(nèi)部貨物移動及相關(guān)操作過程進(jìn)行管理和監(jiān)控，使將倉庫的管理水平提高到第四級的應(yīng)用層次，同時，使之能夠在與供應(yīng)鏈中與之相關(guān)的信息系統(tǒng)結(jié)合的基礎(chǔ)上，能夠適時而

8、容易的擴(kuò)展第五級應(yīng)用水平層次。    2系統(tǒng)改進(jìn)方案        圖3RFID入庫流程圖    在倉庫現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃后，系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、手持終端掃描系統(tǒng)、RFID標(biāo)簽讀寫系統(tǒng)、主機(jī)管理系統(tǒng)四部分組成：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器接入局域網(wǎng)，提供數(shù)據(jù)存儲功能；手持終端總倉庫的用戶通過局域網(wǎng)連接訪問系統(tǒng)，應(yīng)用服務(wù)器也通過局域網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)庫；無線路由接入局域網(wǎng)供無線手持終端接入網(wǎng)絡(luò)使用；倉庫出庫區(qū)和入庫區(qū)架設(shè)RFID閱讀器并與管理主機(jī)通

9、過USB口連接，主機(jī)接入局域網(wǎng)，可調(diào)用管理程序。在貨品進(jìn)出倉庫時，RFID閱讀器可自動讀寫貨品上的RFID標(biāo)簽信息。    3系統(tǒng)功能改進(jìn)    按照設(shè)計，基于RFID的倉庫管理系統(tǒng)主要包括四個主要模塊：入庫作業(yè)、出庫作業(yè)、績效考核、EDI數(shù)據(jù)交換。接下來分別討論各個模塊部分。    3.1入庫流程    （1）RFID收貨：在車輛到達(dá)后，搬運(yùn)貨品托盤進(jìn)入倉庫入庫區(qū)；當(dāng)貨品通過入庫區(qū)RFID閱讀器的時候，閱讀器自動從貨物包裝上的RFID

10、標(biāo)簽信息中讀取貨品信息，并將所讀取的信息返回給管理主機(jī)，管理主機(jī)系統(tǒng)檢查當(dāng)前貨品信息及來源單號，并自動分配上架儲位，將儲位信息通過RFID閱讀器寫入每一件貨品包裝上的RFID中。    （2）收貨單：管理主機(jī)系統(tǒng)將入庫的貨品計數(shù)數(shù)量信息及對應(yīng)單號以收貨單的形式打印出來。    （3）到貨確認(rèn)：倉庫保管在收貨單上簽字后交給送貨人，表示確認(rèn)貨已收到后。    （4）打印上架指示單：管理主機(jī)系統(tǒng)將入庫的貨品數(shù)量信息及自動分配的上架儲位以上架指示單的形式打印出來。 

11、0;  （5）上架作業(yè)：倉庫保管按照上架指示單上所指示的儲位，把貨品從入庫區(qū)移動到上架儲位中。    （6）入庫確認(rèn)：保管員在完成上架作業(yè)后，通過手持終端確認(rèn)當(dāng)前入庫作業(yè)已經(jīng)完成。手持終端通過無線網(wǎng)絡(luò)將入庫確認(rèn)信息發(fā)送給管理主機(jī)系統(tǒng)。    相比較于傳統(tǒng)入庫業(yè)務(wù)來說，由于入庫驗收的工作主要通過RFID系統(tǒng)自動收貨來完成，倉庫管理人員只要按照正常方式將貨品送入入庫區(qū)，系統(tǒng)通過自動讀寫RFID標(biāo)簽并計數(shù)來完成貨品的驗收清點工作，降低了物品的交接時間和人力，大大提高了入庫工作的效率。 

12、60;  3.2出庫流程    （1）出庫指示：倉庫報關(guān)員在收到貨主的出庫指示信息后，通過管理主機(jī)系統(tǒng)對貨品的揀貨儲位進(jìn)行分配，分配規(guī)則可根據(jù)具體貨品需求進(jìn)行配置，如先進(jìn)先出、先到期先出、后進(jìn)先出，等等。    （2）揀貨指示單：管理主機(jī)將已分配的出庫指示信息以揀貨單的形式打印出來，打印順序按照揀貨路線進(jìn)行排序。    （3）揀貨作業(yè)；倉庫保管員根據(jù)揀貨指示單到貨品儲位處揀貨，將待出庫的貨品移到出庫區(qū)，完成后通過手持終端確認(rèn)輸入已揀貨的出庫單號。 

13、;   （4）RFID校驗：將貨品從出庫區(qū)移動到裝車月臺，當(dāng)貨品通過出庫區(qū)RFID閱讀器的時候，閱讀器自動從貨物包裝上的RFID標(biāo)簽信息中讀取貨品及貨位信息，并將所讀取的信息返回給管理主機(jī)，管理主機(jī)對系統(tǒng)檢查當(dāng)前貨品信息并計數(shù)處理，并通過RFID閱讀器向貨品包裝上的RFID標(biāo)簽中寫入已出庫的標(biāo)記。在整個托盤出庫完成后，自動找尋已完成揀貨的出庫單中的出庫貨品及數(shù)量與之匹配校驗，并返回校驗結(jié)果信息。    （5）裝車指示單：管理主機(jī)系統(tǒng)校驗通過后，自動打印裝車指示單（一式多聯(lián)）。    （

14、6）裝車確認(rèn)：在貨品完成裝車后，送貨司機(jī)在裝車單上簽字，作為出庫裝車的依據(jù)交還倉庫保管。    （7）出庫確認(rèn)：在出庫作業(yè)完成后，保管員通過手持終端確認(rèn)當(dāng)前出庫作業(yè)已經(jīng)完成。手持終端通過無線網(wǎng)絡(luò)將出庫確認(rèn)信息發(fā)送給管理主機(jī)系統(tǒng)。    在使用了RFID系統(tǒng)來管理出庫作業(yè)后，出庫校驗的工作通過RFID系統(tǒng)自動校驗來完成，倉庫管理人員只要按照正常方式將貨品送出出庫區(qū)，系統(tǒng)通過自動讀寫RFID標(biāo)簽并計數(shù)來完成貨品的出庫校驗工作。大大提高了出庫工作的準(zhǔn)確度和效率。    3.3績效考

15、核                圖4RFID出庫流程圖    （1）工作耗時分析：系統(tǒng)根據(jù)每件貨品出入庫的操作時間點進(jìn)行分析統(tǒng)計，計算每件貨品的平均作業(yè)耗時；可對所有消耗時間數(shù)據(jù)按單據(jù)、天、月進(jìn)行分析統(tǒng)計；假設(shè)共有p件貨品，則每件貨品的平均作業(yè)耗時：    ；    （2）工作任務(wù)池：對當(dāng)前待處理的工作任務(wù)和處理中的

16、工作任務(wù)分列顯示；其中待處理任務(wù)按照緊急狀態(tài)及產(chǎn)生任務(wù)時間進(jìn)行排序；    （3）工作任務(wù)監(jiān)控：對處理中的工作任務(wù)選擇后可查看作業(yè)進(jìn)程，已處理貨品，待處理貨品分別的數(shù)量及動態(tài)變化（分別按圖形和數(shù)字顯示）；    （4）員工工作狀態(tài)監(jiān)控：對當(dāng)前工作員工工作狀態(tài)查看，隨時可對無任務(wù)的員工安排新的任務(wù)；    （5）員工工作效果分析：當(dāng)月員工操作效果進(jìn)行分析（分別按數(shù)量、重量、體積），包括入庫收貨作業(yè)、上架作業(yè)量、揀貨作業(yè)量、出庫校驗作業(yè)量；   &#

17、160;（6）庫存監(jiān)控：對庫存進(jìn)行分析，對庫存變化實時監(jiān)控。    通過績效考核部分，可以對倉庫工作效率具體到量的統(tǒng)計和監(jiān)控；對員工工作狀況了解得更為清楚；對倉庫庫存能夠?qū)崟r監(jiān)控；低于安全庫存警報信息更為準(zhǔn)確，根據(jù)準(zhǔn)確的安全庫存警報信息發(fā)送給貨主以便貨主提前入庫，倉庫缺貨的可能性將大大降低。    3.4EDI數(shù)據(jù)交互    系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)的EDI數(shù)據(jù)交換接口，可與貨主生產(chǎn)管理系統(tǒng)、客戶銷售管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；以與電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互為例，倉庫管理系統(tǒng)可通過

18、EDI數(shù)據(jù)接口獲得的信息有：貨品資料信息；貨品包裝序列號信息；貨品與UPC編碼與貨品編號對應(yīng)；客戶資料信息；入庫通知單信息；出庫通知信息等。也可以通過EDI數(shù)據(jù)接口向生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供入庫收貨結(jié)果（含收貨序列號）、出庫結(jié)果（含出庫序列號）、發(fā)貨簽收信息、結(jié)算費(fèi)用申請、庫存信息等數(shù)據(jù)的發(fā)送。    通過EDI數(shù)據(jù)交互，貨主及銷售客戶能夠?qū)崟r的接收到第三方物流倉庫內(nèi)的出入庫信息及庫存信息；特別是當(dāng)貨品在消費(fèi)流通環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)問題時，根據(jù)問題貨品序列號即可查詢到出庫單單號及出庫批次，同時可對所有該批貨品的發(fā)貨單據(jù)進(jìn)行跟蹤、調(diào)查、分析，達(dá)到對產(chǎn)品的質(zhì)量追溯要求。這樣，在

19、供應(yīng)鏈的層面上，對所有資源及庫存進(jìn)行監(jiān)控，供應(yīng)鏈的各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)達(dá)到共享；各個環(huán)節(jié)都可以根據(jù)整個供應(yīng)鏈上的所有信息進(jìn)行分析和決策。    4結(jié)果分析    根據(jù)對前面所提的第三方電子物流企業(yè)的調(diào)查，取該企業(yè)應(yīng)用新系統(tǒng)后2008年5月的數(shù)據(jù)與應(yīng)用系統(tǒng)前的2007年5月的數(shù)據(jù)來對比分析系統(tǒng)實施的效果（見表1）：                    通過優(yōu)化后的出入庫流程介紹，我們可以看出整個系統(tǒng)將產(chǎn)生如下效益（見表2）：  &#