基于RFID技术的智能仓库管理系统

基于RFID技术的智能仓库管理系统

摘 要：在现有仓库管理中引入RFID技术，对仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各个作业环节的数据进行自动化的数据采集，保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。

第一章 概述

仓库管理在企业的整个管理流程中起着非常重要的作用，如果不能保证及时准确的进货、库存控制和发货，将会给企业带来巨大损失，这不仅表现为企业各项管理费用的增加，而且会导致客户服务质量难以得到保证，最终影响企业的市场竞争力。

传统的仓库管理，一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物，完全由人工实施仓库内部的管理，因此仓库管理的效率极其低下，所能管理的仓库规模也很小。

随着计算机的应用普及，目前大多数企业的仓库管理数据资料已开始采用计算机数据系统管理，但数据还是采用先纸张记录、再手工输入计算机的方式进行采集和统计整理。这不仅造成大量的人力资源浪费，而且由于人为的因素，数据录入速度慢、准确率低。

随着企业规模的不断发展，仓库管理的物资种类机数量在不断增加、出入库频率剧增，仓库管理作业也已十分复杂和多样化，传统的人工仓库作业模式和数据采集方式已难以满足仓库管理的快速、准确要求，严重影响了企业的运行工作效率，成为制约企业发展的一大障碍。

基 于RFID的仓库管理系统是在现有仓库管理中引入RFID技术，对仓库到货检验、入库、出库、调拨、移库移位、库存盘点等各个作业环节的数据进行自动化的 数据采集，保证仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。通过科学的编码，还可方便地对 物品的批次、保质期等进行管理。利用系统的库位管理功能，更可以及时掌握所有库存物资当前所在位置，有利于提高仓库管理的工作效率。

采用RFID技术后，将为企业带来以下效益：

（1） 节省人工采集数据成本；

（2） 自动化的仓库管理作业，提高工作效率；

（3） 减少管理成本和人为差错；

（4） 更精确的进、销、存控制；

（5） 增进合作伙伴关系；

（6） 快速响应顾客需求，扩大产品销售量。

据自动识别中心会员Accenture咨询公司分析，采用RFID可以：

＊ 减少库存10～30%；

＊ 库存空间利用率提高20%；

＊ 降低劳动力成本10～40%；

＊ 加快拣货、送货速度10%；

＊ 减少因偷盗、保管不善造成的损失50%；

＊ 增加销售额2～10%；

＊ 运输成本降低2～13%。

＊ 发运准确度达到95%(托盘运输的公司可以超过 99.9% 的准确度)；

＊ 计费性退货减少80%；

第二章 RFID技术简介

2.1、RFID技术

RFID是Radio Frequency Identification 的缩写，即射频识别。

RFID技术是一种非接触式自动识别技术，它是通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。它能对相距几厘米到几十米范围内的物体进行识别，而且可以批量读取、可识别静止和运动状态下的物体、设备、车辆和人员，从而成为了自动识别领域一颗耀眼的新星。

条形码是一种已经应用非常广泛的自动识别技术，但RFID与之相比优势非常明显：

（1）快速扫描

每次只能有一个条形码受到扫描；RFID读器可同时辨识读取数个RFID标签。

（2）体积小型化、形状多样化

RFID不需要为读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质，更适合往小型化与多样形态发展，以方便嵌入或附着在不同形状、类型的产品上；

（3）抗污染能力和耐久性

传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损；RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。

（4）可重复使用

现今的条形码印刷上去之后就无法更改，RFID标签内储存的数据可以动态的更新，可以回收并多次使用。

（5）穿透性和无屏碍阅读

条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属和非透明的材质，进行穿透性通信，不需要光源，读取距离更远。但不透过金属等导电物体进行识别。

（6）数据的记忆容量大

一维条形码的容量是50Bytes，二维条形码最大容量可储存2到3000字符，RFID最大的容量则有数MegaBytes。随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大，对标签所能扩充容量的需求也相应增加。

（7）安全性

由于RFID承载的是电子信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变编造，安全性更高。 - 4 -

2.2、RFID系统

最基本的RFID系统由三大部分组成：

（1） 电子标签（Tag）

电子标签又称为射频标签、应答器，一般由耦合元件（天线）及专用芯片组成。

电子标签是射频识别系统真正的数据载体，每个标签具有唯一电子编码（ID号），而且标签一般保存有约定格式的电子数据。在实际应用中，RFID标签通常贴在不同类型、不同形状的物体表面，甚至嵌入到物体内部，因此会根据需要做成不同形状（见下图）。

（2） 阅读器（Reader）

读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。通常阅读器与电脑相连，所读取标签信息被传到电脑上进行下一步处理。

（3） 天线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。

天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号接收或辐射出去的装置。

2.3、RFID的工作原理

阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入天线辐射场时，产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息，被阅读器读取并解码后发送至电脑主机进行有关处理。 - 6 -

2.4、RFID的应用

射频识别可以用来跟踪和管理几乎所有物理对象，因此可广泛应用于各行各业，典型应用包括：

（1） 供应链与物流管理

（2） 生产制造与装配

（3） 行李、邮件和包裹处理

（4） 身份识别、防伪、门禁和防盗系统

（5） 文档追踪/图书馆管理

（6） 交通管理与城市规划

（7） 服务体验与CRM

（8） 空间定位与跟踪

（9） 普适计算

第三章 系统方案

3.1对象和任务

3.1.1仓库管理对象

仓库管理的主体是仓库管理员，其管理对象包括：

（1）库存品：放在仓库中保管的物品，它是仓库管理的根本对象；库存品按存在形式分为：托盘、箱体和散装三种形式，限于目前RFID还不适合管理到每一个细小的单件物品，因此使用RFID管理物品的单位是整箱和整个托盘（含大件单品）；

（2）库位：仓库中用来摆放库存物品的、在空间上互不重叠的区域，一般一个库位可以摆放多个库存品；也可以一个较大的库存品占用几个库位。

（3）库管设备：用于仓库管理的设备，如叉车、手推车等；在大型、繁忙仓库中需要对这些设备进行合理调度、实时定位，以提高设备的利用率。

3.1.2仓库管理的作业任务

仓库管理的主要作业任务有：

（1） 入库（进货检验）

（2） 出库（拣选）

（3） 移库（补货）

（4） 盘库

（5） 根据需要，产生各种库存报表

3.2总体设计

3.2.1基本思路

（1）给每一库位贴电子标签，该标签称为库位标签。在进行库房管理作业时，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。为了节省运行成本，货物标签设计成可重复使用。在货物出库时取下，送到入库处再重新使用。

（3）架设无线网络，覆盖整个仓库作业区，所有作业数据实时传输。在叉车上安装固定无线数据终端，手工作业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。

（4）使用自动导引车AGV（Automatic Guided Vehicle）作为平台，在上面安装RFID识读器、控制设备、无线通信设备。安装识读器设备的AGV车，每天在设定时间自动对库房进行盘点，并把盘点结果传输给系统管理中心。

3.2.2系统架构

仓库管理系统设计采用如下三层架构：

第一层是采集（Capture），主要是通过射频识别设备以及其它自动识别设备采集数据，包括库位标签、货物标签、无线数据终端、AGV车等；

第二层是移动（Movement），即通过无线通信技术，把采集来的数据传递到中央数据库，包括无线接入设备和相关的网络设备。

第三层是管理（Management），对采集的数据进行管理，包括数据库服务器、网络服

务器等设备和仓库管理系统软件。

3.3系统构成

仓库管理信息系统由三部分组成：

（1） 仓库管理中心子系统

负责仓库管理数据库的集中管理与维护，负责进货计划、出库计划的制定和指令下达；打印生成各种管理报表。

（2） 仓库管理现场子系统

发行入库标签、进行实时库存管理（库位管理）、通过无线网络发布仓库管理作业指令。

（3） 仓库管理执行子系统

完成入库、出库、移库、盘库等作业具体操作，并返回执行实况。

3.4系统信息流

系统的信息流程如下：