#RFID自動化倉庫管理系統(tǒng)解決措施

1、RFID 自動化倉庫管理系統(tǒng)解決方案1 企業(yè)如何選擇倉庫自動化 倉庫自動化的效益是顯而易見的：自動化能夠加快處理速 度，提高精確度，降低勞動力成本，提高可靠性，達到庫房面積和空間的更有效利 用。但是，這些優(yōu)勢并不是免費得來的。自動化需要很昂貴的成本投入，只有通過運 營成本的節(jié)減才能收回投資。這并非一朝一夕之功，需要從中長期綜合考 慮。 1.1 倉庫自動化的優(yōu)劣 一般說來，自動存儲系統(tǒng) (AS RS 每小時能在每個巷 道運送 40 50 個托盤，這和巷道的高度和寬度、托盤的物理特性、貨架高低間距等因 素相關。如果升降機需要更換巷道，單次轉換的時間和轉換頻率會影響作業(yè)速度。 輕 型貨架可用來存放貨

2、箱，通過自動存儲，每小時可以在每巷道內存取80 100 個貨箱。盡管如此，通過一些專門的設備，還可進一步提高作業(yè)速度。如果設備和產品物 理特性允許，又有加大倉庫作業(yè)量的現實需要，每次作業(yè)可以搬運兩個或是更多的貨 箱。 高速分揀機每小時可以完成 2 萬次揀選，一些制造商甚至宣稱有更高的揀選速 度。但務必要注意，處理速度和物件大小、重量及物件特性密切相關。當RF(射頻 終端上安上條形碼瀏覽器，并和 WMS 連接時，利用 RF 終端就可以提高揀選速度。盡管 很難確切地說出 RF 終端對庫房作業(yè)改善的幅度，但這種改善很容易就能被看出來，揀 貨員的作業(yè)活動得到了更多監(jiān)督，揀貨更加精確，揀貨過程中還能獲得

3、更多的實時信 息。 RFID 標簽在貨物追蹤上更具優(yōu)勢。想象一下，一個托盤上承載20 個貨箱，每個貨箱里面都是不同的貨物。利用 RFID ，這些貨物的信息一次就能掃描完畢，而條形碼 則需要逐個掃描才能確定貨物的性質，掃描速度被極大地提高了。除了上面提到的能感受到的益處外，自動化還可以減少工傷和貨損、改善公司形象、降低對操作工的依 賴，尤其是庫房里有特殊需要、操作工短缺的時候。但是，與此同時，自動化也有缺 點：對變化的貨物吞吐量和貨物種類缺乏彈性、冗長的項目實行周期、項目實行中間 服務質量的下降等。 可以看出，自動化帶來了更高的 物流 作業(yè)水準，同時也帶來了更 多的執(zhí)行成本。因此，所有的優(yōu)劣條件

4、都讓是否采用自動化難以抉擇，那么，如何選 擇倉庫自動化的可行性呢 ?自動化需要很昂貴的成本投入，只有通過運營成本的節(jié)減才 能收回投資。這并非一朝一夕之功，需要從中長期綜合考慮。因此，在選擇倉庫自動 化時應該考慮以下幾方面的問題。 1.2 選擇倉庫自動化項目需要考慮的四個問 題 1 要對項目進行審視，著眼于實際業(yè)務需要，而不是為自動化而自動化。在考 慮自動化的時候，還要考慮與它相配套的手工作業(yè)。事實上，基本上沒有哪一個立體 倉庫是真正的立體倉庫，任何立體倉庫都是自動化與手工的結合。確定項目的時候，需要建立計劃數據庫。一般情況下，需把未來35 年內倉庫的吞吐量、存儲容量、訂單貨物的類別等要素考慮進

5、去。2 進行技術評估，確定自動化是否適當。根據庫房吞吐量和存儲需要，可以確定是否需要自動化和自動化要達到的程度。 按照作業(yè)水 平，可以把庫房作業(yè)分成由低到高的四個層次：簡單手工操作 例如托盤堆垛、貨箱上架、根據紙定單揀選等；機器輔助作業(yè) 借助升降機，把托盤送上貨架，或用直式輸送機輔助運輸貨箱；簡單自動化作業(yè) 例如，在全托盤進出的庫房里，利用自動起重機和簡單的輸送系統(tǒng)；復雜自動化作業(yè) 包括指示燈輔助揀選系統(tǒng)、復雜的輸送系統(tǒng)、高速分揀系統(tǒng)等。隨著庫房作業(yè)復雜程度和庫房容量的增長，我們的選 擇也會跟著變化。例如，當庫房每小時處理的定單超過 500 個時，自動化作業(yè)就被提 上議事日程了。 3 當確定有

6、必要實行自動化以后，下一步就要對設備的性能進行詳 細的審視。每個被選設備的可選特性只需通過 “是否 ”備選框就可以挑選出來。例如， 對嚴格實行先進先出的庫房來說，單倍深自動存儲系統(tǒng)就足夠了，無須采用雙倍深的 存儲系統(tǒng)或密集的起重機系統(tǒng)。對設備的特性進行如此細致的評估后，就能理直氣壯 地得出棄用某些設備的結論了。 這個過程結束后，可能只有兩三種比較適合的方案留 下來，進而對剩下的兩三種方案進行全面成本比較。比較的時候要把相關的成本都考 慮進去。例如，在考慮設備資金投入的基礎上，把占用的空間、操作工的數量、維修 與保養(yǎng)等都考慮進去?？赡馨l(fā)生的具體成本支出包括：設備占用面積的租金、稅費、 水電冷氣、

7、消防設備、運轉養(yǎng)護成本和人工成本等。同時，因為這些支出有的是一次 性支出的，有的是分期支付的，要確切衡量每一種方案的確切年度運營支出。較為妥 當的辦法是，把與庫房自動化項目相關的支出根據設備的折舊年限和期望的報酬率進 行折現，比較每種方案的折現現金流出，就像住房按揭一樣，把一次性或周期性的成 本支出換算成一定年限內的平均支出。 4根據計劃階段設定的作業(yè)環(huán)境參數和意外 情況，做敏感度分析。通過分析作業(yè)環(huán)境改變之后，最終選中的方案是否會發(fā)生改 變，可以發(fā)現方案的潛在缺陷。這時，計算機仿真測試就派上用場了。例如測試自動 存儲系統(tǒng)的一個起重機發(fā)生故障后對整體作業(yè)的影響，只需輸入相關參數就可以了。 在重

8、大自動化項目中，這是很有必要的，在計算機上對設計進行測試是非常容易的， 當進入簽約階段，發(fā)現不適合再掉頭就積重難返了。 通過逐漸縮小選擇范圍的方法， 能把各個型號的自動化設備都考慮進去。只有通過這樣徹底的分析，才能選中一個合 適的自動化系統(tǒng)。 1.3 自動化倉庫的實行與安裝 明顯地，關于實行的一個很重要 的話題是安裝和調試需要多長時間。建造一個標準的庫房并進行通用設備安裝通常所 需的時間不超過一年。如果能找到適合的建筑用房，工期還會進一步縮短。 但是，全 自動化系統(tǒng)的實行就需要相當長的時間了，通常耗時最久、也是至關重要的一步是開發(fā) WMS( 倉庫管理系統(tǒng) 。不要低估可能耗費的時間，制定不切實際

9、的時限。在項目實 行的過程中，確保庫房和物料搬運設備和 WMS 的兼容性是至關重要的。這個協調任務 從最初流程設計的時候開始，貫穿項目實行的始終。 信息系統(tǒng)和公司的運營需求不配 套，最常見的原因往往是，物料搬運設備和 WMS 的不相契合，或是設計階段中沒有完 全摸清公司的運營需要。還有十分重要的一點是，庫房布局設計可能與你以往的經歷 不同。例如，在通過叉車進行托盤搬運的倉庫里，在有足夠的指示標志和隔離物的情 況下，在巷道中設立連接其間的人行步道是可以的。但是很難想象，在自動存儲系統(tǒng) 里，會有在巷道中開設連接通道的情況。在項目的早期階段就向技術專家請教，可以 有效避免相關錯誤的產生。 總之，避免

10、自動化項目失敗的工作從項目的制定初期就開 始了。做細致周密的數據分析，在作業(yè)目標和顧客服務水平上達成一致，大家共同努 力，才能確保自動化項目的最終成功。 2 RFID 技術在倉庫管理中的應用 隨著 RFID 技術的迅速發(fā)展，因其不易污染、磨損、劃傷，以及標簽本身是無源件、體積小、耐 用可靠、操作迅速方便等優(yōu)點，正被廣泛地應用于公路收費、考勤、門禁、餐廳記賬 及身份識別等系統(tǒng)中，給人民生活帶來了前所未有的方便。 目前，倉庫管理主要是基 于相應規(guī)范的手工作業(yè)及電腦半自動化管理實現的。其弊病顯而易見，即需要投入大 量人力進行規(guī)范物品的放置、定期整理盤點以及出入庫登記等工作，這使得倉庫管 理問題十分繁

11、瑣，浪費大量時間。因此，把 RFID 技術應用于倉庫管理比較理想，這也 是 RFID 技術一個新的應用領域。 2.1 基于 RFID 技術的倉儲管理系統(tǒng) 基于 RFID 技術的倉庫管理系統(tǒng)設計的目的是實現物品出入庫控制、物品存放位置及數量統(tǒng) 計、信息查詢過程的自動化，方便管理人員進行統(tǒng)計、查詢和掌握物資流動情況。為 達到方便、快捷、安全、高效等要求，系統(tǒng)設計如下。1 系統(tǒng)組成 基于 RFID 技術的倉庫管理系統(tǒng)硬件包括：主機、打印機、出入庫讀寫器、位置讀寫器、移動讀 寫器、 RS-485 接口卡、電動控制門、報警檢測裝置等。其中主機安裝了管理軟件，通 過 RS-485 接口卡與出入庫讀寫器及所

12、有的位置讀寫器相連接并對它們進行控制，如 設置權限、讀取記錄及統(tǒng)計查詢等；位置讀寫器記錄物品的放置，出入庫讀寫器控 制電動控制門、采集物品出入庫記錄等。系統(tǒng)結構如圖 12.6 所示。本系統(tǒng)使用 RFID 電子標簽作為物品的標識，存儲其型號、生產日期、數量等資料。本系統(tǒng)管理軟件是在 Windows 98 環(huán)境下，采用 VB 6.0 開發(fā)的，主要包括：系統(tǒng)設 置、入庫管理、出庫管理、物資管理以及數據庫管理五大模塊。 系統(tǒng)設置包括密碼修 改、倉庫區(qū)域、讀寫器地址、串口及報警規(guī)則設置等功能； 出入庫管理包括讀寫 電子標簽，添加、刪除記錄，生成報表等功能； 物資管理包括物資定位、盤點、統(tǒng)計 及生成報表等

13、功能； 數據庫管理對數據庫進行瀏覽、查詢、排序等操作，只能修改或 編輯部分信息，如損壞程度、備注等，無權添加或刪除任何記錄。2 系統(tǒng)主要功能及其實現 (1 物資定位 物品進出倉庫中的某區(qū)域時需經過該區(qū)的位置讀寫器，讀 寫器記錄此物品，由邏輯電路判斷出物品進出方向，如圖 12.7 所示。主機接收記錄及 進出標識，對數據庫進行修改。若物品進入某區(qū)，就在數據庫中將記錄添加到該區(qū)； 反之則刪除記錄。這就實現了倉庫物資的實際位置與主機數據庫內的信息一一對應， 為管理人員查詢、點驗、尋找物資帶來了很大的方便。(2 出入庫管理 物資出入庫登記是倉庫管理中的重要環(huán)節(jié)。一旦物品種類、數量 過多，工作量就很大，而

14、且容易出錯，可能造成國家財產或企業(yè)財產的損失。系統(tǒng)本 著謹慎小心的原則，采用人工檢查和自動化辦公雙重管理。出入庫管理子系統(tǒng)的工作流程如圖 12.8 所示。該系統(tǒng)的優(yōu)點是物資出入庫與數據庫的添加刪除同步，并最 終生成報表，大大減少了管理人員的工作量。需要說明的是，該系統(tǒng)中的出入庫讀寫器與位置讀寫器類似，裝配有兩個紅外線接 收器用來判斷是入庫操作還是出庫操作。另外，正常情況下，電動擋板是在人工指令 和出入庫讀寫器指令相 “與”的控制下工作的，在讀寫器工作異常時可人為強制打開或 合上。 (3 物資清點 在倉庫管理中，定期進行盤點是必不可少的工作。本系統(tǒng)還配置 了移動讀寫器，工作人員手持它在倉庫中巡視

15、一圈即可迅速完成物資清點任務。具體 流程是：分區(qū)域進行；讀寫器讀取 RFID 電子標簽的信息，輸送到主機作為記錄存入新 數據庫；一個區(qū)域讀取完畢后，主機進行該區(qū)域的新舊數據庫比較并記錄結果；進入 下一區(qū)域重復以上過程。倉庫盤點結束后，生成物資統(tǒng)計報表和差異報表，便于及時 發(fā)現問題。 3 接口通信設計 主機通過 RS-232 串行口或 RS-485 串行接口卡 (聯網 與出入庫讀寫器、位置讀寫器及移動讀寫器相連。 (1 讀寫器接口協議 命令 應答格式 “長度 命令字 地址 參數 校驗數”，其中，長度為從 “命令字 ”到“校驗數”的字節(jié) 數，地址分配如下：主機地址為 00H ，出入庫讀寫器地址為

16、FFH ，位置讀寫器地址 為 01 F0H ，移動讀寫器地址為 FEH ；校驗為偶校驗。 串口參數波特率為 9600 ，8 位， 1 位停止位，無校驗。 (2 接口函數 系統(tǒng)采用 Windows API 通信接口函數來實 現主機與各讀寫器之間的數據通信。 4 系統(tǒng)安全性分析 隨著 RFID 技術的迅速發(fā) 展，各個 RFID 電子標簽生產廠家為用戶提供的安全體系也越來越完善。首先，每張標 簽的序列號都是惟一的，在生產過程中已被固化，不可以更改。在通信安全上采用符 合 ISO 9798 國際標準的 3 次互感校驗技術，以對電子標簽和讀寫器的合法性進行相互 校驗；在數據通信上采用 DSA 算法對數據進行加密，確保數據不被非法修改。在讀寫 控制上采用授權方式，即讀寫設備必須先獲得 “設備授權標簽 ”的授權后才能讀寫本系統(tǒng) 的電子標簽，而電子標簽的初始化又必須經過上級授權標簽的授權，并且只能在指定 的授權設備上進行。因此，授權方式不存在密碼被破解問題，只要保證授權標簽不被 盜用，即可保證系統(tǒng)的安全性。 因此，正確規(guī)范 RFID 電子標簽的管理制