第一章 概述
基于RFID的倉庫管理系統(tǒng)是在現(xiàn)有倉庫管理中引入RFID技術，對倉庫到貨檢驗、入庫、出庫、調撥、移庫移位、庫存盤點等各個作業(yè)環(huán)節(jié)的數據進行自動化的數據采集，保證倉庫管理各個環(huán)節(jié)數據輸入的速度和準確性，確保企業(yè)及時準確地掌握庫存的真實數據，合理保持和控制企業(yè)庫存。通過科學的編碼，還可方便地對物品的批次、保質期等進行管理。利用系統(tǒng)的庫位管理功能，更可以及時掌握所有庫存物資當前所在位置，有利于提高倉庫管理的工作效率。
采用RFID技術后，將為企業(yè)帶來以下效益：
（1） 節(jié)省人工采集數據成本；
（2） 自動化的倉庫管理作業(yè)，提高工作效率；
（3） 減少管理成本和人為差錯；
（4） 更精確的進、銷、存控制；
（5） 增進合作伙伴關系；
（6） 快速響應顧客需求，擴大產品銷售量。
采用RFID可以：
＊ 減少庫存10～30%；
＊ 庫存空間利用率提高20%；
＊ 降低勞動力成本10～40%；
＊ 加快揀貨、送貨速度10%；
＊ 減少因偷盜、保管不善造成的損失50%；
＊ 增加銷售額2～10%；
＊ 運輸成本降低2～13%。
＊ 發(fā)運準確度達到95%(托盤運輸的公司可以超過 99.9% 的準確度)；
＊ 計費性退貨減少80%；
第二章 RFID技術簡介
2.1、RFID技術
RFID是Radio Frequency Identification 的縮寫，即射頻識別。RFID技術是一種非接觸式自動識別技術，它是通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。它能對相距幾厘米到幾十米范圍內的物體進行識別，而且可以批量讀取、可識別靜止和運動狀態(tài)下的物體、設備、車輛和人員，從而成為了自動識別領域一顆耀眼的新星。形碼是一種已經應用非常廣泛的自動識別技術，但RFID與之相比優(yōu)勢非常明顯：
（1）快速掃描
每次只能有一個條形碼受到掃描；RFID讀器可同時辨識讀取數個RFID標簽。
（2）體積小型化、形狀多樣化
RFID不需要為讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質，更適合往小型化與多樣形態(tài)發(fā)展，以方便嵌入或附著在不同形狀、類型的產品上
（3）抗污染能力和耐久性
傳統(tǒng)條形碼的載體是紙張，因此容易受到污染，但RFID對水、油和化學藥品等物質具有很強抵抗性。此外，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損；RFID卷標是將數據存在芯片中，因此可以免受污損。
（4）可重復使用
現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID標簽內儲存的數據可以動態(tài)的更新，可以回收并多次使用。
（5）穿透性和無屏礙閱讀
條形碼掃描機必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下，才可以辨讀條形碼。RFID能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬和非透明的材質，進行穿透性通信，不需要光源，讀取距離更遠。但不透過金屬等導電物體進行識別。
（6）數據的記憶容量
一維條形碼的容量是50Bytes，二維條形碼最大容量可儲存2到3000字符，RFID最大的容量則有數MegaBytes。隨著記憶載體的發(fā)展，數據容量也有不斷擴大的趨勢。未來物品所需攜帶的資料量會越來越大，對標簽所能擴充容量的需求也相應增加
（7）安全性
由于RFID承載的是電子信息，其數據內容可經由密碼保護，使其內容不易被偽造及變編造，安全性更高。
2.2、RFID系統(tǒng)
最基本的RFID系統(tǒng)由三大部分組成：
（1） 電子標簽（Tag）
電子標簽又稱為射頻標簽、應答器，一般由耦合元件（天線）及專用芯片組成。
電子標簽是射頻識別系統(tǒng)真正的數據載體，每個標簽具有唯一電子編碼（ID號），而且標簽一般保存有約定格式的電子數據。
在實際應用中，RFID標簽通常貼在不同類型、不同形狀的物體表面，甚至嵌入到物體內部，因此會根據需要做成不同形狀
（2） 閱讀器（Reader）
讀?。ㄓ袝r還可以寫入）標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；閱讀器可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據，從而達到自動識別物體的目的。通常閱讀器與電腦相連，所讀取標簽信息被傳到電腦上進行下一步處理。
（3） 天線（Antenna）：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。
天線是一種以電磁波形式把無線電收發(fā)機的射頻信號接收或輻射出去的裝置。
2.3、RFID的工作原理
閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入天線輻射場時，產生感應電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息，被閱讀器讀取并解碼后發(fā)送至電腦主機進行有關處理。
2.4、RFID的應用
射頻識別可以用來跟蹤和管理幾乎所有物理對象，因此可廣泛應用于各行各業(yè)，典型應用包括：
（1） 供應鏈與物流管理
（2） 生產制造與裝配
（3） 行李、郵件和包裹處理
（4） 身份識別、防偽、門禁和防盜系統(tǒng)
（5） 文檔追蹤/圖書館管理
（6） 交通管理與城市規(guī)劃
（7） 服務體驗與CRM
（8） 空間定位與跟蹤
（9） 普適計算
第三章 系統(tǒng)方案
3.1對象和任務
3.1.1倉庫管理對象
倉庫管理的主體是倉庫管理員，其管理對象包括：
（1）庫存品：放在倉庫中保管的物品，它是倉庫管理的根本對象；庫存品按存在形式分為：托盤、箱體和散裝三種形式，限于目前RFID還不適合管理到每一個細小的單件物品，因此使用RFID管理物品的單位是整箱和整個托盤（含大件單品）；
（2）庫位：倉庫中用來擺放庫存物品的、在空間上互不重疊的區(qū)域，一般一個庫位可以擺放多個庫存品；也可以一個較大的庫存品占用幾個庫位。
（3）庫管設備：用于倉庫管理的設備，如叉車、手推車等；在大型、繁忙倉庫中需要對這些設備進行合理調度、實時定位，以提高設備的利用率。
3.1.2倉庫管理的作業(yè)任務
倉庫管理的主要作業(yè)任務有：
（1） 入庫（進貨檢驗）
（2） 出庫（揀選）
（3） 移庫（補貨）
（4） 盤庫
（5） 根據需要，產生各種庫存報表
3.2總體設計
3.2.1基本思路
（1）給每一庫位貼電子標簽，該標簽稱為庫位標簽。在進行庫房管理作業(yè)時，讀取該標簽編號，就可判定當前作業(yè)的位置是否正確。
（2）在物品入庫時，給每個庫存管理物品貼電子標簽，該標簽為貨物標簽。貼放標簽的物品應該是整托盤、整箱或便于安裝標簽的大件物品。在進行庫房作業(yè)時，讀取標簽的編號，確定作業(yè)物品是否正確。為了節(jié)省運行成本，貨物標簽設計成可重復使用。在貨物出庫時取下，送到入庫處再重新使用。
（3）架設無線網絡，覆蓋整個倉庫作業(yè)區(qū)，所有作業(yè)數據實時傳輸。在叉車上安裝固定無線數據終端，手工作業(yè)人員配手持式無線數據終端。無線數據終端具有接受作業(yè)指令、確認作業(yè)位置與作業(yè)貨物是否準確、返回作業(yè)實況等功能。
（4）使用自動導引車AGV（Automatic Guided Vehicle）作為平臺，在上面安裝RFID識讀器、控制設備、無線通信設備。安裝識讀器設備的AGV車，每天在設定時間自動對庫房進行盤點，并把盤點結果傳輸給系統(tǒng)管理中心。
3.2.2系統(tǒng)架構
倉庫管理系統(tǒng)設計采用如下三層架構：
第一層是采集（Capture），主要是通過射頻識別設備以及其它自動識別設備采集數據，包括庫位標簽、貨物標簽、無線數據終端、AGV車等；
第二層是移動（Movement），即通過無線通信技術，把采集來的數據傳遞到中央數據庫，包括無線接入設備和相關的網絡設備。
第三層是管理（Management），對采集的數據進行管理，包括數據庫服務器、網絡服 務器等設備和倉庫管理系統(tǒng)軟件。
3.3系統(tǒng)構成
倉庫管理信息系統(tǒng)由三部分組成：
（1） 倉庫管理中心子系統(tǒng)
負責倉庫管理數據庫的集中管理與維護，負責進貨計劃、出庫計劃的制定和指令下達；打印生成各種管理報表。
（2） 倉庫管理現(xiàn)場子系統(tǒng)
發(fā)行入庫標簽、進行實時庫存管理（庫位管理）、通過無線網絡發(fā)布倉庫管理作業(yè)指令。
（3） 倉庫管理執(zhí)行子系統(tǒng)
完成入庫、出庫、移庫、盤庫等作業(yè)具體操作，并返回執(zhí)行實況。
3.4系統(tǒng)信息流
系統(tǒng)的信息流程如下：
3.5作業(yè)流程
3.5.1庫位標簽的制作與安裝
除非庫位調整或標簽損壞，一般庫位標簽只需制作安裝一次。操作步驟如下：
＊ 先對庫位進行編碼
＊ 使用倉庫管理現(xiàn)場子系統(tǒng)計算機和RFID讀寫器把庫位編碼等信息寫入電子 標簽；
＊ 使用標簽打印機，在紙標簽上打印庫位編碼文字和條碼信息；
＊ 把紙標簽貼在電子標簽上生成庫位標簽；
＊ 把庫位標簽安裝到庫位上。要求安裝牢固，以防脫落；并要求標簽盡量統(tǒng)一安裝在庫位正下方的支撐橫梁上。
3.5.2入庫作業(yè)流程
（1）收貨檢驗
重點檢查：
＊ 送貨單與訂貨單是否一致；
＊ 實到貨物與送貨單是否一致；
如果不符拒絕接收。
（2）制作和粘貼標簽
具體方法如下：
＊ 采用選定的物品編碼方案對入庫物品進行編碼；
＊ 制作貨物標簽：把編碼信息寫入電子標簽，同時打印紙質標簽（方便人工校核），再把紙質標簽和電子粘合在一起就成為貨物標簽。
＊ 在庫存品上固定標簽：考慮到目前標簽成本較高，為了方便電子標簽的回收，一般采用懸掛的方式把標簽固定到物品上。如果不回收則可以采用粘貼方式固定。
（4） 現(xiàn)場計算機自動分配庫位，并逐步把每次操作的庫位號和對應物品編號下載到無線數據終端（手持終端或叉車終端）上；
（5）作業(yè)人員運送貨物到指定庫位，核對位置無誤后把貨物送入庫位（如有必要，修改庫位標簽中記錄的貨物編號和數量信息）；
（6） 無線數據終端把入庫實況發(fā)送給現(xiàn)場計算機，及時更新庫存數據庫。
3.5.3出庫作業(yè)流程
出庫作業(yè)流程見下圖：
（1）中心計算機下達出庫計劃；
（2）現(xiàn)場計算機編制出庫指令，并下載到數據終端；
（3）作業(yè)人員按數據終端提示，到達指定庫位
（4）從庫位上取出指定數量的貨物，改寫庫位標簽內容；
（5）貨物運送到出口處，取下貨物標簽；
（6）向現(xiàn)場計算機發(fā)回完成出庫作業(yè)信息；
（7）更新中心數據庫。
3.5.4移庫作業(yè)流程
移庫作業(yè)流程如下：
（1） 根據需要，現(xiàn)場計算機編制移庫指令，并下載到數據終端；
（2） 作業(yè)人員按數據終端提示，到達指定庫位；
（3） 從庫位上取出指定數量的貨物，并改寫庫位標簽內容；
（4） 把貨物運到目的庫位，貨物送入庫位，修改庫位標簽內容；
（5） 向現(xiàn)場計算機發(fā)回移庫作業(yè)信息。
3.5.5盤庫作業(yè)流
盤庫作業(yè)流程如下：
（1） 現(xiàn)場計算機根據盤庫計劃，向盤庫機器人（裝備有RFID識讀設備的AGV車）發(fā)出盤庫指令；
（2） 盤庫機器人按照事先設定的路線和行駛速度行進，在行進過程中讀取庫位標簽和物品標簽編碼，如發(fā)現(xiàn)兩者不能互相匹配，則向現(xiàn)場計算機發(fā)出報警提示；
（3） 盤庫機器人按照指定路線行駛一遍后，向現(xiàn)場計算機發(fā)出盤庫結束信息。