基于RFID技术的仓储物流入库解决方案

无线射频识别技术(RFID)在数据采集、数据传递方面，具有独到的优势。在仓库中采用RFID作为信息传递的载体, 可以有效避免人工输入可能出现的失误，大大提高入库、出库、验货、盘点、补货等工作的效率。推广RFID技术，让该技术尽快发挥其对物流行业强大推动作用，是国际物流企业技术应用的大趋势。
本文从仓储物流中心主流业务流程分析入手，结合RFID技术的特性，提出基于RFID技术的仓储物流入库流程设计，也希望研究结果能对于业界RFID技术引进和降低成本方面有所借鉴方案。

引言
随着国际物流业的迅猛发展，大量的信息技术被采用以提高该行业的服务效率和质量，但仍有很多工作仍主要依靠人工来完成，例如货物的清点、盘库和数据录入等。由于这种数据收集方式难以标准化，导致了仓库空间利用率降低，劳动生产率低下，最终影响企业效益。RFID作为一项识别技术，与在物流业内广泛使用的另一项技术——条码技术相比，有其独特的一面。推广RFID技术，让该技术尽快发挥其对物流行业强大推动作用，是国内物流企业尽快加入RFID技术应用的大趋势

1 物流中心与RFID技术介绍
1.1 物流中心的主要功能及发展趋势
物流中心的主要功能包括运输、仓储、装卸搬运、包装、流通加工、物流信息处理等，并且物流中心的功能应该根据情况向上、向下进行延伸，在实际设计中最为关键的是要确定如何根据情况向上、向下延伸及延伸的范围。现代物流发展趋势为：物流的系统化趋势； 物流的信息化趋势； 物流中心、批发中心、配送中心的社会趋势； 仓储、运输的现代化与综合体系化趋势； 物流与商流、信息流一体化趋势；
可以清楚地看出，物流发展的五大趋势里非常突出的是信息化。因此，物流中心的发展趋势在现代物流发展的大前提下，尤其需要重视的是信息技术的发展及应用。
1.2 射频识别技术（RFID）及其特性介绍 RFID(Radio Frequency Identification，无线射频识别)，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。与传统的条型码、磁卡及IC卡相比，标签具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点和具有防冲突功能，能同时处理多张卡片。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。在国外，射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。


图1 RFID系统结构
2.1 现有入库流程：
◆入库计划录入： 录入入库货物基本信息包括数量、尺码、重量、预计时间等，有的还可提供条码序列；
◆送货车辆登记： 此环节控制进入收货区的车辆，防止过度拥挤而降低效率；
◆理货：清点货物，记录具体货物信息，包括扫描、打托等；
◆入库： 货物移入库内存放，需要货物状态、库位管理、机械调度等；
◆完工： 货物入库作业完毕。

图2 入库流程图
2.2 分析流程薄弱环节 从作业效率来看，数据采集效率至关重要，条码要一个一个扫描，平均扫一个需要2-3秒钟，会大大降低效率；
从准确率上来看，如果在入库操作之前提前知道相应条码，扫描的时候就可以进行校对，从而降低差错率；
为了保证准确率，在库门上还应进一步校验经过的货物是否有相应的入库计划，是则放行，否则阻止，从而有效地防止出错。
2.3 需要改造优化的环节
◆入库计划环节：与客户数据对接，统一标准，提前获取相关条码号或RFID，以提高后续环节作业效率。
◆实际入库信息采集环节： 采用RFID批量识别，提高采集环节效率；
◆库门数据检验，检查是否有误入库操作，防止此类错误发生： 在库门处读取货物RFID信息，有相应入库计划中的放行，否则报警。
2.4 设计具体优化措施
◆建立RFID数据库： 在标准不统一的情况下，应征求客户意见，尽量跟长期稳定客户统一标准。
◆在货物上放置RFID标签：最理想的情况是，厂家生产货物时提前放置好RFID标签，若没有可以在货物数据采集时临时贴、挂仓库自行制作好的RFID标签。
◆使用智能托盘：
塑料托盘的制造是RFID PCB应用的一个很好的例子。在塑料托盘制造周期的超声焊接阶段之前，将PCB置于塑料托盘中。这样，PCB就把托盘变成了一个“智能托盘”，在整个物流链中都可以将数据读写到托盘中。
◆在库门安装RFID读写装置: 考虑到作业效率及作业环境，可以采用门形RDID天线读写器，这样货物进库时就可以直接进入而无需停下扫描，从而提高其效率。
◆库管人员配备手持式RFID读写器: 这样既可以用来查找货物，也可以盘点货物，库管人员仓库走一圈，就清楚知道货物存放情况。
2.5 设计优化后入库流程
◆入库计划导入 将准备入库货物基本信息包括数量、尺码、重量、预计时间,每件货物的RFID信息、送货卡车的信息等，直接导入数据库。改进处：尽量避免手工输入环节，以减少差错率环节；利用货物数据电子化、自动化的方式提高数据运转效率，有助于提高总流程效率。

图3 手工录入方式改进
◆送货车辆登记 送货卡车登记，查询有无入库计划，有则直接调出。
◆理货入库 利用RFID批量识别技术采集到货物信息，与数据库内的入库计划信息比对，若无异常则将货物打托入库，经过库门时，通过门形天线的读写器，系统自动采集到移动中的托盘的RFID信息及放置在该托盘上的每件货物的RFID信息，实时记录到数据库，入库完成。


图4 物流托盘 RFID标签及天线放置：
对于托盘有两种方式：表面固定和嵌入。表面固定即在外表面通过粘贴等方式进行固定，嵌入就是放置在木质托盘内部。阅读器的天线可以依照门的形状做成门形的天线，以保证货物经过门时都能顺利读写。
图5 带有RFID货物入库示意图
货物识别流程：货物从卡车上卸下后被放置在托盘上，叉车将装有货物的托盘运至库门附近时，阅读器可以批量读出托盘及其上的货物的RFID信息，由于托盘与货物的编码类别不一样，可以分辨出哪个是托盘信息哪些是货物信息。而阅读器将采集到的数据传送至信息系统处理单元，判断该货物是否有入库计划，若没有则发出警报，禁止该货物入库。反之放行，让货物顺利入库。图6反映了货物托盘于阅读器的三种关系。
A状态是：带有RFID标签的货物放在有RFID标签的托盘上，在入库途中，接近到库门时的状态。当托盘与库门间的距离缩小到一定程度，就进入了RFID阅读器的有效读写范围。
B状态是：货物运动中切割库门口放置的RFID读写器的门形天线，此时已进入读写器有效读写范围，阅读器将识别的信息传回数据库，由入库环节检查模块分析处理，并通过报警方式提示错误情况。
C状态是：货物信息通过了检查，正在被运送到指定库位。


图6 货物经过库门处RFID阅读器
◆完工 新的流程对于量越大的货物效果越明显，并且货物入库作业完毕系统会自动计算是否有溢缺。判断方法根据流程设计有两种：
入库前检查：货物在月台集中打拖盘，然后用手持式阅读器读取货物RFID信息，计数，并与入库计划比对，不符则报警。
入库后统计：货物一边打托盘一边入库，入库中识别、比对、计数，最后统计溢缺数情况。后一种效率更高一些，在入库计划相对准确的情况下采用，效果会比较好。

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