2010基于rfid的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1、物流技術(shù)2009年第28卷第4期（總第199期）1引言目前，國內(nèi)物流中心大多采用條碼掃描技術(shù)作為倉庫管理中貨物流和信息流同步的載體。但是隨著企業(yè)對信息化要求的不斷提高，條碼技術(shù)由于存在信息無法更改、存儲容量小、讀取信息不方便等缺點已無法滿足要求。RFID(RadioFrequencyIdentification)射頻識別技術(shù)以其非接觸、可重復(fù)使用、快速掃描、讀取方便快捷、數(shù)據(jù)容量大、使用壽命長等優(yōu)點在物流倉儲行業(yè)獲得越來越多的重視[1]

2、。本文研究在倉庫管理信息系統(tǒng)中引入RFID技術(shù)，實現(xiàn)貨物的先進先出，電子貨位管理，作業(yè)流程監(jiān)控管理，以期解決條形碼帶來的不足，從而在數(shù)字化和信息化的基礎(chǔ)上最大限度提升倉庫管理信息系統(tǒng)效益。2系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)設(shè)計基于RFID的數(shù)字化倉庫是在現(xiàn)有倉庫管理中引入RFID技術(shù)，對信息的準確性和流程的自動化要求非常高，需要實現(xiàn)對倉庫各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行自動化的數(shù)據(jù)采集和保證倉庫管理各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準確性，確保及時準確地掌握庫存的真實數(shù)據(jù)，

3、合理保持和控制倉庫庫存。2.1系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)由硬件設(shè)備及軟件功能模塊兩方面組成，主要思想即在倉庫管理信息系統(tǒng)中實現(xiàn)一維條碼和RFID相結(jié)合。托盤貼RFID電子標簽，利用RFID電子標簽可重復(fù)使用、數(shù)據(jù)容量大、無需人工介入等優(yōu)點，以提高倉庫自動化水平和實現(xiàn)基于托盤的整存整??；貨物貼一維條碼，利用一維條碼成本明顯低于RFID電子標簽的優(yōu)點以降低成本，實現(xiàn)基于貨物的零存零取和貨物追蹤。一維條碼和RFID相結(jié)合，不僅可以取得對倉庫數(shù)據(jù)信息的精確掌

4、控也可以降低系統(tǒng)實現(xiàn)的成本。2.1.1系統(tǒng)硬件構(gòu)成?；赗FID的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)應(yīng)至少具有以下硬件設(shè)備[23]：①主控系統(tǒng)。包括主控計算機、出入庫口的RFID識讀器、組盤區(qū)RFID讀寫器等。主控計算機通過數(shù)據(jù)線或無線網(wǎng)絡(luò)與出入庫口的RFID識讀器、組盤區(qū)RFID讀寫器以及服務(wù)器進行連接。②服務(wù)器。服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)連接器與主控機以及叉車進行連接。③叉車及車載平板電腦。車載平板電腦上安裝叉車導(dǎo)航子系統(tǒng)用于貨位導(dǎo)航。車

5、載導(dǎo)航系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器進行連接。④手持單元。包括一維條碼掃描槍和移動RFID識讀器。一維條碼掃描槍用于貨物一維條碼的讀取操作，通過有線（或無線）網(wǎng)絡(luò)與主控計算機連接。移動RFID識讀器用于讀取托盤RFID標簽信息，用于庫存盤點。⑤倉庫設(shè)施。自動化立體倉庫，包含貼有RFID電子標簽的托盤、環(huán)形分揀線、堆垛機以及WinCC監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(xiàn)自動化的貨物托盤上下架。倉庫硬件設(shè)備布置圖如圖1所示，圖中顯示了主要硬件設(shè)備的布置位置和硬件之間

6、的通信鏈路。2.1.2系統(tǒng)軟件功能模塊構(gòu)成?；赗FID的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)功能的是對傳統(tǒng)倉庫管理系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和擴展，包括以下功能：入庫管理、電子貨位管理、出庫管理、貨物組盤等[4]。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。①入庫管理。實現(xiàn)貨物入庫操作，可完成入庫單據(jù)的錄入、基于RFID的數(shù)字化倉庫管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)王建維，謝勇，吳計生（華中科技大學(xué)系統(tǒng)工程研究所，湖北武漢430074）[摘要]針對傳統(tǒng)倉庫管理中存在的數(shù)據(jù)信息采集不夠準確、自動化程

7、度不高的問題，以RFID技術(shù)為核心，結(jié)合貨物一維條碼，設(shè)計了一種基于RFID的倉庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了自動化的入庫管理、實時庫存管理、出庫管理。[關(guān)鍵詞]RFID；倉庫管理；電子標簽；一維[中圖分類號]TP391.44F715.6[文獻標識碼]A[文章編號]1005152X（2009）04013003Designwarehousemanagementelectroniclabel1D(onedimension)[收稿日期]20081204[

8、作者簡介]王建維(1985)男湖北孝感人華中科技大學(xué)碩士研究生研究方向:物流與供應(yīng)鏈管理、物流信息系統(tǒng)；謝勇(1974)男湖北武漢人華中科技大學(xué)控制科學(xué)與工程系副教授博士研究方向:RFID物流與供應(yīng)鏈管理、物流信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和電子市場；吳計生（1982），男，安微桐城人，研究員，碩士，研究方向：物流自動化。網(wǎng)絡(luò)與信息化130物流技術(shù)2009年第28卷第4期（總第199期）3系統(tǒng)實現(xiàn)本系統(tǒng)基于eclipse平臺采用CS模式開發(fā)[5

9、]，所有功能模塊都需與數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)。主界面采用JAVA語言編程，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer2000。在與數(shù)據(jù)庫連接過程中，采用jdbc技術(shù)。本文重點介紹入庫流程的實現(xiàn)。完整的入庫需要實現(xiàn)入庫單管理、入庫貨位分配、入庫指令監(jiān)控、組盤、叉車導(dǎo)航等功能。(1)入庫單管理實現(xiàn)。實現(xiàn)紙質(zhì)單據(jù)到電子單據(jù)轉(zhuǎn)換。電子單據(jù)是整個系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)。本模塊用于將紙質(zhì)單據(jù)生成電子單據(jù)，完成入庫單據(jù)的錄入、修改、刪除等操作，每個入庫單至少包含如下信息：單據(jù)號、入

10、庫時間。每個入庫單可包含多個明細，每一條明細至少包含如下信息：品牌規(guī)格、數(shù)量、單位等。生成了電子單據(jù)，庫管人員就可選擇單據(jù)執(zhí)行入庫操作。（2）入庫貨物分配實現(xiàn)。實現(xiàn)貨物倉庫庫存地址的分配。在入庫貨位分配模塊選擇入庫單明細進行貨位分配，入庫貨位可進行自動分配或者手動分配，系統(tǒng)默認自動分配，分配根據(jù)設(shè)計的既定原則（先進先出、分類存放等）進行，由后臺數(shù)據(jù)庫存儲過程完成貨位地址分配。本模塊將貨物位置最優(yōu)化，可以減少貨物搬運的成本，降低貨物在存儲

11、過程及搬運過程中的損耗，從而提高效益。入庫貨位分配主界面如圖5所示。由于使用簡單的自動化立體貨架，貨位比較少，所以本系統(tǒng)采用簡單的頁面標簽標識貨位，在大型倉庫應(yīng)用中，可以應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)繪制大型貨位圖。（3）入庫指令監(jiān)控實現(xiàn)。實現(xiàn)對作業(yè)指令的實時狀態(tài)的監(jiān)控。已分配貨位單據(jù)選擇生成指令或者直接在貨位分配界面生成指令將進入入庫指令監(jiān)控界面，以對作業(yè)指令進行實時監(jiān)控（入庫口的RFID識讀器返回托盤標簽信息）。在入庫指令監(jiān)控界面將指令信息發(fā)

12、送給服務(wù)器（服務(wù)器廣播指令信息給叉車以完成組盤和入庫操作）。本模塊可讓庫管人員對已分配貨位的作業(yè)信息以及入出庫口的托盤信息進行監(jiān)控，提高整個作業(yè)進程管理的可視化程度。（4）入庫組盤實現(xiàn)。實現(xiàn)零散貨物入庫到托盤入庫的轉(zhuǎn)換。支持非整托盤入出庫，實現(xiàn)入庫組盤、出庫拆盤的操作。組盤功能模塊實現(xiàn)讀寫托盤RFID標簽信息、托盤貨物調(diào)增減、組盤撤銷等功能。依靠人工手持條碼掃描槍掃描貨物一維條碼，系統(tǒng)根據(jù)條碼從后臺數(shù)據(jù)庫獲取貨物品牌規(guī)格等信息，實現(xiàn)可視

13、化的托盤貨物組盤操作。完成寫托盤RFID標簽信息后，系統(tǒng)更新后臺數(shù)據(jù)庫中托盤ID與入庫單據(jù)號、貨物條碼、數(shù)量等關(guān)聯(lián)信息（便于以后追溯貨物源和操作人員核對作業(yè)）。本模塊是零散貨物入出庫的必需環(huán)節(jié)，利用RFID技術(shù)極大地提高了貨物信息數(shù)據(jù)采集的自動化程度，確保系統(tǒng)準確地掌握貨物的真實數(shù)據(jù)。組盤模塊主界面如圖6所示。（5）叉車貨位導(dǎo)航子系統(tǒng)實現(xiàn)。實現(xiàn)對入庫貨位地址的導(dǎo)航顯示。本系統(tǒng)安裝在叉車車載平板電腦上，主要界面是電子貨位圖，用于叉車出入庫

14、及貨位調(diào)整作業(yè)中貨位導(dǎo)航，導(dǎo)航系統(tǒng)接受服務(wù)器以廣播的方式發(fā)送的指令，根據(jù)指令查詢電子貨位以可視化的方式顯示入庫貨位地址、出庫貨位地址及貨位調(diào)整中的起始地址、目標地址。本模塊的實現(xiàn)可方便叉車司機查找貨位，防止出現(xiàn)對錯誤貨位的操作并且節(jié)省貨位查找時間提高了入庫作業(yè)效率。4結(jié)束語本系統(tǒng)采用RFID加上貨物一維條碼的方案，這是現(xiàn)階段RFID在倉庫管理系統(tǒng)應(yīng)用中一個比較實用的方法。倉庫管理系統(tǒng)應(yīng)用RFID技術(shù)后可取得較好的效果，主要表現(xiàn)在：①節(jié)省

15、人工成本：電子貨位圖和入出庫口RFID有效降低了傳統(tǒng)人工檢查、查賬的勞動量；②極大地提高對出入庫貨物信息記錄采集的準確性：貨物組盤模塊RFID可以避免傳統(tǒng)人工組盤時清點錄入貨物時的人為錯誤，提升貨物信息記錄采集的準確性；③可隨時顯示當前庫存狀態(tài)：庫區(qū)電子貨位圖可實時顯示庫存狀態(tài)，避免人工清點和檢查；④實現(xiàn)貨物動態(tài)出入庫管理：入出庫口RFID可對出入庫口貨物進行實時監(jiān)控，避免人工檢查，節(jié)省核對時間；⑤易操作性的界面設(shè)計將降低庫存管理的難度

16、：電子貨位圖有效地提高了庫內(nèi)盤點和庫內(nèi)貨位調(diào)整效率，叉車貨位導(dǎo)航子系統(tǒng)提高了叉車司機作業(yè)效率。設(shè)計存在的不足為沒有實現(xiàn)管理信息系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的連接，堆垛機的運行需要人工介入，如何實現(xiàn)倉庫管理信息系統(tǒng)與組態(tài)軟件WinCC的通信，從而使PLC控制器控制軌道輸送機、堆垛機執(zhí)行相應(yīng)的操作是系統(tǒng)未來改進的目標。本系統(tǒng)為筆者團隊為華中科技大學(xué)控制系物流自動化實驗室開發(fā)的演示系統(tǒng)，主要用于RFID相關(guān)應(yīng)用科研及教學(xué)演示，對于RFID在倉庫管理系統(tǒng)中的

17、應(yīng)用有一定的借鑒價值。[參考文獻][1]王光輝吳謹.基于RFID技術(shù)的自動化倉庫管理系統(tǒng)設(shè)計[J].中國水運2007，12:129~131.[2]王麗敏葛世倫姜云萍.RFID技術(shù)在制造企業(yè)倉儲系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].企業(yè)管理與信息化200737(3):7~14.[3]XiaoqinLianXiaoliZhangYifangWengetcal.WarehouseLogisticsControlManagementSystemBasedonRF