2010基于rfid的數字化倉庫管理系統(tǒng)的設計與實現

1、物流技術2009年第28卷第4期（總第199期）1引言目前，國內物流中心大多采用條碼掃描技術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)射頻識別技術以其非接觸、可重復使用、快速掃描、讀取方便快捷、數據容量大、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，實現貨物的先進先出，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，從而在數字化和信息化的基礎上最大限度提升倉庫管理信息系統(tǒng)效益。2系統(tǒng)功能及結構設計基于RFID的數字化倉庫是在現有倉庫管理中引入RFID技術，對信息的準確性和流程的自動化要求非常高，需要實現對倉庫各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數據進行自動化的數據采集和保證倉庫管理各個環(huán)節(jié)數據輸入的速度和準確性，確保及時準確地掌握庫存的真實數據，

3、合理保持和控制倉庫庫存。2.1系統(tǒng)構成系統(tǒng)由硬件設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)中實現一維條碼和RFID相結合。托盤貼RFID電子標簽，利用RFID電子標簽可重復使用、數據容量大、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，實現基于貨物的零存零取和貨物追蹤。一維條碼和RFID相結合，不僅可以取得對倉庫數據信息的精確掌

4、控也可以降低系統(tǒng)實現的成本。2.1.1系統(tǒng)硬件構成?；赗FID的數字化倉庫管理系統(tǒng)的體系結構決定系統(tǒng)應至少具有以下硬件設備[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。主控計算機通過數據線或無線網絡與出入庫口的RFID識讀器、組盤區(qū)RFID讀寫器以及服務器進行連接。②服務器。服務器通過無線網絡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航子系統(tǒng)用于貨位導航。車

5、載導航系統(tǒng)通過無線網絡與服務器進行連接。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）網絡與主控計算機連接。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)，可實現自動化的貨物托盤上下架。倉庫硬件設備布置圖如圖1所示，圖中顯示了主要硬件設備的布置位置和硬件之間

6、的通信鏈路。2.1.2系統(tǒng)軟件功能模塊構成?；赗FID的數字化倉庫管理系統(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)總體結構如圖2所示。①入庫管理。實現貨物入庫操作，可完成入庫單據的錄入、基于RFID的數字化倉庫管理系統(tǒng)的設計與實現王建維，謝勇，吳計生（華中科技大學系統(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據信息采集不夠準確、自動化程

7、度不高的問題，以RFID技術為核心，結合貨物一維條碼，設計了一種基于RFID的倉庫管理系統(tǒng)，實現了自動化的入庫管理、實時庫存管理、出庫管理。[關鍵詞]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碩士研究生研究方向:物流與供應鏈管理、物流信息系統(tǒng)；謝勇(1974)男湖北武漢人華中科技大學控制科學與工程系副教授博士研究方向:RFID物流與供應鏈管理、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。網絡與信息化130物流技術2009年第28卷第4期（總第199期）3系統(tǒng)實現本系統(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據庫相關聯。主界面采用JAVA語言編程，數據庫采用SQLServer2000。在與數據庫連接過程中，采用jdbc技術。本文重點介紹入庫流程的實現。完整的入庫需要實現入庫單管理、入庫貨位分配、入庫指令監(jiān)控、組盤、叉車導航等功能。(1)入庫單管理實現。實現紙質單據到電子單據轉換。電子單據是整個系統(tǒng)運行的基礎。本模塊用于將紙質單據生成電子單據，完成入庫單據的錄入、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、數量、單位等。生成了電子單據，庫管人員就可選擇單據執(zhí)行入庫操作。（2）入庫貨物分配實現。實現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，分配根據設計的既定原則（先進先出、分類存放等）進行，由后臺數據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，在大型倉庫應用中，可以應用地理信息系統(tǒng)技術繪制大型貨位圖。（3）入庫指令監(jiān)控實現。實現對作業(yè)指令的實時狀態(tài)的監(jiān)控。已分配貨位單據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、送給服務器（服務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。實現零散貨物入庫到托盤入庫的轉換。支持非整托盤入出庫，實現入庫組盤、出庫拆盤的操作。組盤功能模塊實現讀寫托盤RFID標簽信息、托盤貨物調增減、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)根據條碼從后臺數據庫獲取貨物品牌規(guī)格等信息，實現可視

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)更新后臺數據庫中托盤ID與入庫單據號、貨物條碼、數量等關聯信息（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技術極大地提高了貨物信息數據采集的自動化程度，確保系統(tǒng)準確地掌握貨物的真實數據。組盤模塊主界面如圖6所示。（5）叉車貨位導航子系統(tǒng)實現。實現對入庫貨位地址的導航顯示。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、及貨位調整作業(yè)中貨位導航，導航系統(tǒng)接受服務器以廣播的方式發(fā)送的指令，根據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整中的起始地址、目標地址。本模塊的實現可方便叉車司機查找貨位，防止出現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結束語本系統(tǒng)采用RFID加上貨物一維條碼的方案，這是現階段RFID在倉庫管理系統(tǒng)應用中一個比較實用的方法。倉庫管理系統(tǒng)應用RFID技術后可取得較好的效果，主要表現在：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盤點和庫內貨位調整效率，叉車貨位導航子系統(tǒng)提高了叉車司機作業(yè)效率。設計存在的不足為沒有實現管理信息系統(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相關應用科研及教學演示，對于RFID在倉庫管理系統(tǒng)中的

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