基于RFID和條形碼的智能化倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)

　　本方案主要針對(duì)目前中小企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)管理的現(xiàn)狀和存在的不足，采用無線射頻與條形碼技術(shù)對(duì)中小企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，在分析了無線射頻與條形碼技術(shù)在中小企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理中的價(jià)值后，提出了一種基于無線射頻和條形碼技術(shù)的中小企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)解決方案。該方案對(duì)基于RFID和條形碼技術(shù)的入庫(kù)、出庫(kù)、盤庫(kù)三個(gè)流程進(jìn)行了詳細(xì)的描述。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于RFID和條形碼技術(shù)的系統(tǒng)模型。

　　現(xiàn)代庫(kù)存管理涉及大量復(fù)雜的產(chǎn)品要想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)就必須對(duì)庫(kù)存管理提出更高的要求:提高貨品查詢的準(zhǔn)確性改善盤點(diǎn)作業(yè)的質(zhì)量降低成本;一旦低于安全庫(kù)存系統(tǒng)能夠自動(dòng)警示;提高貨品出入庫(kù)效率給管理者和決策者提供及時(shí)準(zhǔn)確的庫(kù)存信息。對(duì)于中小企業(yè)而言企業(yè)自身的特點(diǎn)決定了其在倉(cāng)庫(kù)管理上投入的財(cái)力與人力要受到較大的限制，因此更需要契合自身實(shí)際的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)解決方案。

　　一、中小企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理現(xiàn)狀分析

　　我國(guó)中小企業(yè)數(shù)已達(dá)到4200多萬戶，占全國(guó)企業(yè)總數(shù)的9918%，這些企業(yè)的信息自動(dòng)化程度直接影響和反映我國(guó)的生產(chǎn)力及綜合國(guó)力。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)庫(kù)存管理技術(shù)呈現(xiàn)出一系列新的發(fā)展趨勢(shì)，但仍存在一些問題，尤其是信息的共享集成，在分析已有庫(kù)存管理的基礎(chǔ)上，總結(jié)如下不足:

　　(1)信息采集的手段落后。大多數(shù)企業(yè)采用人工采集的方式效率比較低下。即便是采用了條碼技術(shù)，也不可能完全脫離人工作用，所以難以避免會(huì)出現(xiàn)一些差錯(cuò)，而且效率極低。
　　(2)信息不能實(shí)現(xiàn)集成和共享。一些企業(yè)的信息化建設(shè)沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的集成共享，不能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)信息和財(cái)務(wù)信息的自動(dòng)傳遞，也就不能對(duì)企業(yè)實(shí)施實(shí)時(shí)控制。更有企業(yè)仍一定程度上依賴手工操作，企業(yè)的效率也就難以提高，無法從根本上降低企業(yè)的成本。另外，由于不能實(shí)現(xiàn)信息的集成，企業(yè)的一些有價(jià)值的信息可能不能得到應(yīng)用失去信息的功效。

　　二、 RFID與條形碼技術(shù)在中小企業(yè)倉(cāng)庫(kù)管理中的價(jià)值體現(xiàn)

　　目前中小企業(yè)現(xiàn)有的倉(cāng)庫(kù)管理主要有兩種方法：一種是人工記憶與卡片相結(jié)合的方法，主要應(yīng)用在原料品種比較少的企業(yè)，這種方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且容易出錯(cuò)，使得貨物倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)效率低下，給企業(yè)帶來較大的損失；另一種是通過實(shí)施倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，采用條碼掃描技術(shù)作為倉(cāng)庫(kù)管理中貨物流和信息流同步載體的方法，條碼具有成本低、能有效進(jìn)行分類，能傳達(dá)眾多物品信息等優(yōu)點(diǎn)，但是隨著企業(yè)對(duì)信息化要求的不斷提高，條碼技術(shù)存在的信息無法更改、存儲(chǔ)容量小、讀取信息不方便等缺點(diǎn)造成信息系統(tǒng)在采集原始數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不夠完整，為企業(yè)后期對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)增加了難度。無線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)是一種非接觸式的數(shù)據(jù)采集自動(dòng)識(shí)別技術(shù)以其容量大、壽命長(zhǎng)、耐污損、非接觸、自動(dòng)化等特點(diǎn)逐漸成為一種主要的對(duì)象識(shí)別技術(shù)。

　　對(duì)于RFID這一突破性的技術(shù)埃森哲實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家弗格森是這樣評(píng)價(jià)的：第一，可以識(shí)別單個(gè)的非常具體的物體，而不是像條形碼那樣只能識(shí)別一類物體;第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)，而條形碼必須靠激光來讀取信息;第三，可以同時(shí)對(duì)多個(gè)物體進(jìn)行識(shí)讀，而條形碼只能一個(gè)一個(gè)地讀。但由于電子標(biāo)簽成本過高、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失、安全問題等原因，使得RFID還不會(huì)完全取代條形碼，從目前條碼技術(shù)在各行業(yè)應(yīng)用的成熟度和RFID技術(shù)研發(fā)應(yīng)用的現(xiàn)狀以及這兩項(xiàng)技術(shù)的特性來判斷，RFID技術(shù)和條碼技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)長(zhǎng)期共存。將RFID與條碼技術(shù)引入倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，能夠滿足中小企業(yè)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)管理信息化、自動(dòng)化、現(xiàn)代化的要求，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)實(shí)時(shí)狀態(tài)的可視化，使倉(cāng)庫(kù)管理更加，快速地響應(yīng)環(huán)境的變化，同時(shí)可以提高倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部資源的利用率。

　　三、基于RFID與條形碼的中小企業(yè)的倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　在收貨單上相同類型的物品共用一個(gè)電子標(biāo)簽，每個(gè)物品包裝上貼一個(gè)條形碼，同時(shí)把電子標(biāo)簽與條形碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過手持電子標(biāo)簽條形碼讀寫器掃描物品標(biāo)簽上的信息自動(dòng)完成入庫(kù)操作，在倉(cāng)庫(kù)每個(gè)貨位上都布置一個(gè)貨位標(biāo)簽，通過物品標(biāo)簽上的信息更新貨位標(biāo)簽，最后對(duì)物品電子標(biāo)簽回收，使其能夠循環(huán)使用。該方案通過在原有條形碼方式下內(nèi)嵌RFID技術(shù)，有效地提高了信息收集的自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)出入庫(kù)作業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，方便了對(duì)庫(kù)存貨品的定位與查詢，同時(shí)避免了電子標(biāo)簽完全代替條形碼的高額成本，從而大幅度提高了倉(cāng)庫(kù)作業(yè)的工作效率。

　　本系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、手持電子標(biāo)簽條形碼讀寫器、物品標(biāo)簽和貨位標(biāo)簽、物品條形碼、主機(jī)管理系統(tǒng)等五部分組成，方案結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)以手持式讀寫器為主，輔助以桌面型的固定式設(shè)備做發(fā)卡之用途;標(biāo)簽分為貨物標(biāo)簽和貨位標(biāo)簽，無線路由接入局域網(wǎng)供無線手持終端接入網(wǎng)絡(luò)使用;手持式讀寫器總倉(cāng)庫(kù)的用戶通過局域網(wǎng)連接訪問系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器接人局域網(wǎng)，提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能;主機(jī)管理系統(tǒng)在后臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)，主要對(duì)傳統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)管理軟件進(jìn)行了擴(kuò)充，利用RFID和條碼技術(shù)完成貨物的入庫(kù)、出庫(kù)、盤加等功能。

　　1、入庫(kù)流程分析
        
　　貨品入庫(kù)時(shí)需要進(jìn)行貨品信息錄入、產(chǎn)生收貨單、檢驗(yàn)并放置貨品、產(chǎn)生入庫(kù)單等多項(xiàng)操作，主要流程如圖2所示：

　　(1)貨品收貨并驗(yàn)收。倉(cāng)庫(kù)收貨人員根據(jù)送貨單上的訂單號(hào)或供應(yīng)商名稱判斷該批物品是否是公司購(gòu)買的，對(duì)物品數(shù)量及其外觀進(jìn)行初步的驗(yàn)收并生成收貨單，在收貨單上相同類型的物品打印一個(gè)電子標(biāo)簽，每個(gè)物品包裝上打印一個(gè)條形碼;質(zhì)檢人員對(duì)原料取樣，檢驗(yàn)原料的各項(xiàng)指標(biāo)后錄入驗(yàn)收單，給出該物料的最終結(jié)論。收貨單通過條形碼與驗(yàn)收單對(duì)應(yīng)。
　　(2)在庫(kù)存管理系統(tǒng)的入庫(kù)操作模塊選擇要入庫(kù)貨品的信息，生成一張新的入庫(kù)單。
　　(3)貨品入庫(kù)。倉(cāng)庫(kù)管理員把驗(yàn)收合格的物品放到拖車上，通過手持電子標(biāo)簽條形碼讀寫器掃描物品上的電子標(biāo)簽獲得將要入庫(kù)的物品，系統(tǒng)根據(jù)貨位管理顯示出物品的貨位。
　　(4)更新貨位標(biāo)簽。倉(cāng)庫(kù)管理員根據(jù)手持電子標(biāo)簽條形碼讀寫器上的物品位置擺放物品
根據(jù)物品標(biāo)簽的信息更新貨位標(biāo)簽；對(duì)于新物品新貨位，倉(cāng)庫(kù)管理員根據(jù)貨位管理原則對(duì)物品上架，并把該物品標(biāo)簽改為貨架標(biāo)簽，通過手持設(shè)備更新電子標(biāo)簽條碼表和物料貨位表。
　　(5)回收貨品標(biāo)簽完成入庫(kù)。貨物上架完成后取下物品標(biāo)簽，通過手持設(shè)備對(duì)該物品標(biāo)簽進(jìn)行初始化，并更新電子標(biāo)簽條碼表，為下一次使用做準(zhǔn)備。相比較于傳統(tǒng)入庫(kù)業(yè)務(wù)來說，由于入庫(kù)驗(yàn)收的工作主要通過RFID系統(tǒng)自動(dòng)入庫(kù)來完成，倉(cāng)庫(kù)管理人員只要按照正常方式將驗(yàn)收好的貨品放在入庫(kù)小車上，系統(tǒng)通過自動(dòng)讀寫RFID標(biāo)簽來完成貨品入庫(kù)工作，降低了物品的交接時(shí)間和人力，大大提高了入庫(kù)工作的效率。

　　2、出庫(kù)流程分析

      貨品出庫(kù)的操作是入庫(kù)操作的逆過程，需要進(jìn)行出庫(kù)單生成、提取物品、更新標(biāo)簽以及確認(rèn)出庫(kù)等操作，其操作如圖3所示。

　　(1)在庫(kù)存管理系統(tǒng)的出庫(kù)操作模塊根據(jù)銷售單號(hào)或生產(chǎn)任務(wù)單號(hào)選擇要出庫(kù)貨品的信息，生成一張新的出庫(kù)單，系統(tǒng)通過貨位管理列出各個(gè)物品的位置。
　　(2)貨品出庫(kù)。倉(cāng)庫(kù)管理員根據(jù)出庫(kù)單，到指定的貨位取下相應(yīng)的貨品，掃描貨品包裝箱上的條形碼，將貨品放上拖車。按以上步驟將此批出庫(kù)貨品取放完畢后。操作員在手持設(shè)備上對(duì)出庫(kù)操作進(jìn)行最終確認(rèn)，隨后手持設(shè)備將自動(dòng)對(duì)所有信息進(jìn)行批處理，生成出庫(kù)備用信息。
　　(3)更新貨位標(biāo)簽。倉(cāng)庫(kù)管理員通過手持設(shè)備讀取當(dāng)前貨架標(biāo)簽的庫(kù)存信息，手持設(shè)備根據(jù)備用信息，重新計(jì)算出新的庫(kù)存信息，將其寫入貨位標(biāo)簽上指定信息塊，同時(shí)更新電子標(biāo)簽條碼表，生成操作日志。
　　(4)完成出庫(kù)。

　　3、盤庫(kù)流程分析
       
　　基于RFID的自動(dòng)盤點(diǎn)傳統(tǒng)的庫(kù)存盤點(diǎn)時(shí)間短，數(shù)據(jù)可以自動(dòng)錄入，在作業(yè)流程上與傳統(tǒng)盤點(diǎn)作業(yè)有區(qū)別，其作業(yè)流程包括：盤點(diǎn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、條形碼數(shù)據(jù)掃描、更新標(biāo)簽數(shù)據(jù)、差錯(cuò)數(shù)據(jù)校驗(yàn)、盤點(diǎn)報(bào)表生成、盤盈盤虧處理等操作其操作如圖4所示。

　　(1)盤點(diǎn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。對(duì)庫(kù)存管理系統(tǒng)中庫(kù)存的賬面數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，但除像傳統(tǒng)盤點(diǎn)打印盤點(diǎn)單時(shí)匯總物料總量外，還需得到賬面上RFID標(biāo)簽記錄的信息，如對(duì)應(yīng)的條形碼物料編碼，物料名稱，數(shù)量，位置等。
　　(2)更新標(biāo)簽數(shù)據(jù)。盤點(diǎn)人員持激活的手持設(shè)備進(jìn)入需要盤點(diǎn)的區(qū)域，以每個(gè)標(biāo)簽為單位進(jìn)行盤點(diǎn)。將手持設(shè)備設(shè)置在庫(kù)存盤點(diǎn)狀態(tài)，用手持設(shè)備掃描貨架上的所有貨品包裝箱條形碼。當(dāng)掃描完單個(gè)原料的全部條碼后，操作員在手持設(shè)備上對(duì)該原料盤點(diǎn)操作進(jìn)行確認(rèn)，手持設(shè)備對(duì)所獲得的條碼信息進(jìn)行計(jì)算生成原料盤點(diǎn)信息，接著操作員將手持設(shè)備上的盤點(diǎn)信息寫入原料標(biāo)簽。
　　(3)差錯(cuò)數(shù)據(jù)校驗(yàn)。有了上面的兩類數(shù)據(jù)即可對(duì)原材料倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)，根據(jù)RFID標(biāo)簽中的代碼對(duì)應(yīng)的條形碼、物料名、數(shù)量、位置等參數(shù)是否與系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致。對(duì)于不一致的數(shù)據(jù)，通過人工方式來確認(rèn)賬面數(shù)據(jù)還是RFID數(shù)據(jù)的偏差并給予修正。
　　(4)盤點(diǎn)報(bào)表生成。對(duì)于以上的詳單數(shù)據(jù)分類形成盤點(diǎn)報(bào)表并存儲(chǔ)對(duì)詳單數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，得到類似企業(yè)傳統(tǒng)盤點(diǎn)的盤點(diǎn)報(bào)表。RFID技術(shù)的引入僅僅是改變了盤點(diǎn)流程提高了盤點(diǎn)效率，在上層應(yīng)用報(bào)表的形式方面沒有多大改變，這也使得庫(kù)存管理人員不對(duì)企業(yè)引入RFID技術(shù)革新產(chǎn)生抵觸。
　　(5)盤盈盤虧處理。將實(shí)物數(shù)據(jù)與賬面數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，將結(jié)果分為盤點(diǎn)平衡(賬面數(shù)據(jù)=實(shí)物數(shù)據(jù))，盤盈(賬面數(shù)據(jù)< 實(shí)物數(shù)據(jù))，盤虧(賬面數(shù)據(jù)>實(shí)物數(shù)據(jù))；對(duì)于盤盈盤虧的物料，必須進(jìn)行相應(yīng)處理使系統(tǒng)查詢結(jié)果反映真實(shí)庫(kù)存，這樣才可以使得基于庫(kù)存的計(jì)劃更加可行。

　　四、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
       
　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括讀卡器和標(biāo)簽的收發(fā)程序、后臺(tái)服務(wù)器設(shè)備管理軟件和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。讀卡器和標(biāo)簽的收發(fā)程序主要完成程序初始化、定義RF發(fā)送/接收的物理地址、發(fā)送/接收的地址長(zhǎng)度、發(fā)送/接收的頻段和速率等參數(shù);服務(wù)器端軟件采用VisualStdio.netC#設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server 2000，系統(tǒng)框架如圖5所示。

　　五、應(yīng)用實(shí)例
        
　　天津某食品有限公司有員工約250人，產(chǎn)品大多數(shù)為客戶定制，不同的訂單所涉及的原材料也不盡相同。種類復(fù)雜的物料和名目繁多的產(chǎn)品使其倉(cāng)儲(chǔ)管理勞動(dòng)量巨大。在應(yīng)用RFID之前，庫(kù)存管理靠人工操作，每天都要手工處理入庫(kù)或出庫(kù)單據(jù)；雖然使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行存貨賬務(wù)管理，但倉(cāng)庫(kù)保管員仍用紙質(zhì)倉(cāng)位卡片管理實(shí)物。遇到旺季人、出庫(kù)頻率高的時(shí)候，操作人員需要頻繁進(jìn)行手工單據(jù)和計(jì)算機(jī)操作，而且賬面上的入庫(kù)、出庫(kù)與倉(cāng)庫(kù)實(shí)際的操作有延遲，致使其銷售人員無法掌握確切的產(chǎn)品庫(kù)存和原材料存貨情況，從而導(dǎo)致決策失誤不能按時(shí)交貨。
       
　　系統(tǒng)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、設(shè)備及標(biāo)簽管理、入庫(kù)管理、出庫(kù)管理、盤庫(kù)管理、統(tǒng)計(jì)分析等功能模塊。部分功能模塊描述如下：
       
　　入庫(kù)操作管理通過選擇訂單號(hào)或者供應(yīng)商名稱來自動(dòng)顯示出入庫(kù)貨品的詳細(xì)信息并根據(jù)日期和時(shí)間自動(dòng)生成入庫(kù)單號(hào)，填寫入庫(kù)貨品的數(shù)量和單價(jià)后產(chǎn)生內(nèi)部的標(biāo)簽編碼和條形碼用來標(biāo)識(shí)入庫(kù)后的貨品。
       
　　出庫(kù)操作管理選擇銷售單或生產(chǎn)任務(wù)單來自動(dòng)顯示出出庫(kù)貨品的詳細(xì)信息，并根據(jù)日期和時(shí)間自動(dòng)生成入庫(kù)單號(hào)，操作人員根據(jù)出庫(kù)單明細(xì)上貨架信息和條碼進(jìn)行出庫(kù)操作。
盤庫(kù)管理通過選擇貨品的種類及名稱，可以查詢出該貨品在倉(cāng)庫(kù)中的庫(kù)存情況及該貨品的庫(kù)存總量。同時(shí)，當(dāng)盤點(diǎn)出的倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存量庫(kù)盈或庫(kù)虧時(shí)，可以通過此模塊對(duì)貨品存量進(jìn)行微調(diào)。

       統(tǒng)計(jì)分析一直是庫(kù)存管理中的重要手段，這一模塊類似于小型的統(tǒng)計(jì)軟件，將以上信息按分類條目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果輔以各種圖表顯示。主要包括出入庫(kù)明細(xì)、出入庫(kù)匯總、庫(kù)存臺(tái)賬、庫(kù)存產(chǎn)品檢驗(yàn)信息等。

　　六、成功實(shí)施RFID的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)后給該公司的收益

　　(1)實(shí)現(xiàn)了對(duì)庫(kù)存貨品狀態(tài)和作業(yè)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控；
　　(2)實(shí)現(xiàn)出入庫(kù)憑證的自動(dòng)輸入，大大減輕了倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度；
　　(3)提高了盤點(diǎn)作業(yè)的質(zhì)量；
　　(4)給管理者與決策者提供及時(shí)準(zhǔn)確的庫(kù)存信息。