銓順宏RFID倉儲管理（WMS）系統(tǒng)解決方案

　　一、項目背景

　　1.1 背景

　　企業(yè)的倉儲管理，是對倉庫及倉庫內(nèi)的物資所進行的管理，是企業(yè)為了充分利用所具有的倉儲資源提供高效的倉儲服務所進行的計劃、組織、控制和協(xié)調(diào)過程。它作為連接生產(chǎn)者和消費者的紐帶，在整個物流和經(jīng)濟活動中起著至關重要的作用。

　　不同的企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品類別，有著不同的倉儲管理流程和需求，但核心的部分，都還在于進出庫在內(nèi)的倉庫作業(yè)和移庫、盤庫在內(nèi)的庫存控制作業(yè)。而隨著整個生產(chǎn)制造環(huán)境的改變，產(chǎn)品周期越來越短，多樣少量的生產(chǎn)方式開始興起，來自市場端的需求對倉儲管理提出了更高的要求。

　　簡單、靜態(tài)的傳統(tǒng)倉儲管理模式普遍存的物資庫存量巨大、物資跟蹤困難、資金和物資周轉(zhuǎn)效率較低、人力成本偏高、物流管理的信息和手段落后等缺點，已不能適應新的倉儲管理需求。破除傳統(tǒng)的倉儲管理模式，積極探討新的信息管理技術，在適應企業(yè)原有管理流程的基礎上，構建新的倉儲管理信息化系統(tǒng)平臺，協(xié)調(diào)各個環(huán)節(jié)的運作，保證及時準確的進出庫作業(yè)和實時透明的庫存控制作業(yè)，合理配置倉庫資源、優(yōu)化倉庫布局和提高倉庫的作業(yè)水平，提高倉儲服務質(zhì)量、節(jié)省勞動力和庫存空間，降低運營成本，從而增強企業(yè)市場競爭力。

　　1.2 系統(tǒng)需求

　　FUWIT結(jié)合客戶項目需求以及在RFID倉儲WMS系統(tǒng)中的實際應用經(jīng)驗，總結(jié)得到，高質(zhì)量的倉儲管理系統(tǒng)，在于最優(yōu)化的倉儲資源配置、精確的倉庫作業(yè)控制，以及實時有效的倉儲數(shù)據(jù)流的透傳，因此，其信息化系統(tǒng)平臺的構建，將主要集中在6個方面的需求，以下做簡要說明。

　　1.2.1 可視化出入庫管理

　　可視化出入庫管理主要涵蓋貨物(托盤)入庫、出庫等。系統(tǒng)應能實現(xiàn)倉庫實時數(shù)據(jù)在管理中心的可視化管理。真正做到實物流與數(shù)據(jù)流實現(xiàn)同步。

　　1.2.2 電子托盤及庫位管理

　　實現(xiàn)托盤和庫位的電子化，是實現(xiàn)可視化、智能化倉庫管理的基礎。倉庫中的貨物都是以托盤為單位進行流轉(zhuǎn)和存放，通過對托盤實現(xiàn)電子化，可實現(xiàn)對每個托盤的身份識別，存放和轉(zhuǎn)運位置的實時追蹤，結(jié)合電子化(數(shù)字化)的庫位管理，可以為可視化的倉儲管理提供必要的數(shù)據(jù)基礎。

　　通過對倉庫物理空間分區(qū)域劃分，每個物理空間分配一標簽標識，有效對庫位貨物定位，快速檢索。

　　1.2.3 實時盤點

　　通過使用手持機(或移動盤點機)，對現(xiàn)場實物進行掃描識別，生成實物信息，與ERP數(shù)據(jù)進行對比，生產(chǎn)盤點信息表，保證賬、物一致。

　　1.2.4 貨物查找

　　當需要查找某個貨物時，在手持機里輸入相關貨物信息，在一定范圍內(nèi)掃描貨物，當掃描到貨物時，系統(tǒng)發(fā)出提示音，便于快速找到貨物。

　　1.2.5 相關系統(tǒng)(MES/WCS/SAP)接口

　　倉儲管理系統(tǒng)不應該是一個獨立的系統(tǒng)，相關數(shù)據(jù)通過一定的接口應該能和企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)管理(MES)、EPR(SAP)、以及客戶系統(tǒng)(WCS)等相關系統(tǒng)實現(xiàn)及時交互，以滿足企業(yè)的實際管理需求。

　　1.2.6 實現(xiàn)信息流和實物流的統(tǒng)一

　　傳統(tǒng)的倉儲管理，因技術條件的限制，不可避免的面臨實時數(shù)據(jù)滯后，無法實時準確反映倉儲庫存及物流情況，導致信息流和實物流脫節(jié)嚴重。而且由于人工識別貨物信息，不僅效率低下且容易出錯，工作量較大，而建設本系統(tǒng)的最終目的，是通過引入有效的技術手段，最終實現(xiàn)企業(yè)倉儲管理中信息流和實物流的統(tǒng)一，實現(xiàn)實時可視化的倉儲物流管理。

　　二、技術背景

　　2.1 RFID技術簡介

　　RFID是一種新型的信息技術，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息非接觸快速傳送。目前已廣泛應用于生產(chǎn)制造、防偽溯源、物流與供應鏈管理等領域，給這些領域帶來了很大的技術革新，特別是在倉儲物流領域，因為技術的特性，它將極大地提高物流信息的采集速度與物流作業(yè)效率。

　　RFID(Radio Frequency Identification 射頻識別)是一種非接觸式的自動識別技術，是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術之一。它通過射頻信號自動識別目標對象(電子標簽)并獲取或記錄相關數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。一個典型的RFID系統(tǒng)由上位機、RFID讀寫器、天線、電子標簽構成，電子標簽內(nèi)有數(shù)據(jù)存儲區(qū)用于存儲信息，RFID讀寫器用于識別電子標簽，讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，并負責與上位機完成數(shù)據(jù)交互，而上位機是控制整套系統(tǒng)工作的接口。其系統(tǒng)結(jié)構如圖2-1-1。咨詢熱線400-833-1258

圖2-1-1：RFID系統(tǒng)結(jié)構圖

　　2.2技術優(yōu)勢

　　RFID 技術最大的特點是非接觸高速識別，它以無線方式通信，射頻標簽不用露出電觸點也可以被識讀到，所以即使粘貼這種射頻標簽物品放在包裝材料內(nèi)部也可以被識別出，RFID 識別系統(tǒng)還可以同時識別多個射頻標簽及高速運動的射頻標簽，這能實現(xiàn)物品流通過程的高效性。具體優(yōu)勢表現(xiàn)如下：

　　非接觸讀寫

　　只要通過RFID 系統(tǒng)的閱讀器即可不接觸，直接讀取信息至數(shù)據(jù)庫內(nèi)，這比原始通過專門的單證員錄入信息具有非常大的優(yōu)勢，并可以將物流處理狀態(tài)的各種信息寫入標簽，為下一階段工序減少很多信息采集時間。

　　多標簽同時讀取

　　通過RFID 閱讀器可以一次識讀多個RFID 射頻標簽，并且一次性把數(shù)據(jù)由閱讀器傳送到計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，這種數(shù)據(jù)采集與對物品的驗收速度是條形碼一個個掃描采集與驗收速度的十數(shù)倍，更比傳統(tǒng)的利用單據(jù)錄入的數(shù)據(jù)采集與查看貨物名稱來驗收物品方法快得多。通過這種RFID 閱讀器的多讀性，可實現(xiàn)物品的高效快速流通。

　　穿透性好

　　粘貼有RFID 射頻標簽的物品放在包裝材料是紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)也能正常地被閱讀器識別出來，它具有很好的穿透性，這樣可以不用把物品從包裝材料中拿出來即可以實現(xiàn)對它識別，迅速且方便。

　　標簽儲存數(shù)據(jù)容量大

　　RFID 射頻標簽存放的數(shù)據(jù)比條形碼大得多，條形碼技術存放的數(shù)據(jù)只能表示出物品所屬的種類，不能表達出每個種類物品的個體，而RFID 射頻標簽存儲容量大，可以存放詳細描述物品的信息。

　　適應環(huán)境能力強

　　紙張臟污就可能看不到紙張上寫的字，條形碼在黑暗環(huán)境下條形碼掃描器就掃不出條形碼的信息，磁卡沒有磁性沒不能刷卡了，而RFID 技術卻有很強的環(huán)境適應能力，RFID 射頻標簽對水、油和藥品等物質(zhì)有強力的抗污性及對光有很強的免疫力，在臟污的環(huán)境下或黑暗的環(huán)境之中仍然可以非常容易地采集到射頻標簽內(nèi)的電子信息。咨詢熱線400-833-1258

　　標簽可重復使用

　　RFID 存儲的數(shù)據(jù)為電子數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)的載體為電子芯片，此芯片具有反復寫入功能，可以重復使用，降低項目一次性投入成本。

　　標簽形狀的小型化和多樣化

　　讀取RFID 射頻標簽不受尺寸大小與形狀的限制，不需要為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)，這比條形碼技術在物品上的運用需要結(jié)合物品形狀大小要具有較大優(yōu)勢。此外，RFID 射頻標簽小型化可以更加靈活地應用在生產(chǎn)線上控制產(chǎn)品的生產(chǎn)。

　　RFID 技術的系統(tǒng)與數(shù)據(jù)安全

　　將產(chǎn)品數(shù)據(jù)從中央計算機中轉(zhuǎn)存到工件上將為系統(tǒng)提供安全保障，避免直接從系統(tǒng)那里讀取數(shù)據(jù)而大大地提高系統(tǒng)的安全性，并運用加密方法對RFID 射頻標簽內(nèi)的數(shù)據(jù)進行保護，可以保證數(shù)據(jù)不被讀取

　　2.3 倉儲管理采用RFID技術的意義

　　RFID技術經(jīng)過多年的發(fā)展，無論技術本身還是應用水平，在國內(nèi)外都取得了長足的發(fā)展。尤其在物流倉儲領域的應用，由于其標準完善、技術及應用成熟度高、對倉儲物流管理水平提升效果顯著、以及RFID應用成本的逐步降低，正在成為現(xiàn)代高效倉儲物流的標準應用技術之一。同時RFID技術也是現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展中的關鍵技術之一，近年來在國家的政策支持和大力推動下，正在高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在包括制造業(yè)在內(nèi)的多個領域取得很大發(fā)展，并逐漸成為解決企業(yè)生產(chǎn)、制造、倉儲、物流等多個環(huán)節(jié)中信息化管理難題的必然選擇。

　　FUWIT倉儲管理系統(tǒng)(WMS)解決方案采用RFID技術作為倉儲管理系統(tǒng)中的關鍵技術，可顯著提升倉庫及物流管理技術水平，企業(yè)可獲得良好的投資回報，對當前來說，項目具有示范意義，未來更可有效避免和減少企業(yè)信息化升級時的重復投資。

　　三、系統(tǒng)解決方案

　　3.1 方案設計原則

　　實際效果適用，個性化應用

　　結(jié)合不同倉庫的實際情況，在把握大的方向前提下，方案設計時將充分考慮現(xiàn)場場地、運營模式、管理模式、實際倉儲要求等方面的因素，做到實際應用效果適用，避免不必要的功能設計。尤其軟件系統(tǒng)開發(fā)，應充分貼合倉庫實際管理需求，做到個性化應用，避免不適應、不實用。

　　管理模式可復制

　　系統(tǒng)設計將圍繞倉儲管理中的幾個大的主線，但仍可以充分考慮未來倉庫擴建及擴充的需求。倉儲管理模式應能簡單通過復制和定義，未來快速適合其他倉庫區(qū)的管理需求提升。

　　投資成本可控

　　在滿足管理需求的基礎上，投資成本也應成為重點需要考慮的部分。最大程度的提升投資效益。應避免不必要的投資浪費，避免未來重復投資，避免對管理效能提升不大的高投入，做到整體系統(tǒng)建設成本可控。

　　應用風險可控

　　系統(tǒng)設計應確保應用風險可控。應用風險主要包括新技術和新的管理模式，對現(xiàn)有管理模式的改變所帶來的管理風險。應充分研究現(xiàn)有的管理模式、操作流程、人員素質(zhì)、信息化水平等，在提升作業(yè)效率、管理效能的同時，盡量做到循序漸進、平穩(wěn)過渡。避免管理方式改變對企業(yè)經(jīng)營造成的負面影響。

　　支持未來擴展

　　系統(tǒng)在設備配置、技術應用、軟件體系方面，應充分考慮未來的管理發(fā)展需要，在未來管理需求增加時，應能支持未來系統(tǒng)功能擴展，平滑過渡。

　　3.2 系統(tǒng)體系結(jié)構

系統(tǒng)體系結(jié)構示意圖

　　倉庫物理層：

　　倉庫物理層包括倉庫、庫位、托盤、叉車、貨物、現(xiàn)場作業(yè)等。現(xiàn)場作業(yè)包括貨物入庫、出庫、盤點、分揀、調(diào)撥、拆分、移庫等。倉庫所有有效庫位(庫區(qū))、托盤要求安裝RFID電子標簽，以實現(xiàn)單個庫位(庫區(qū))托盤的精細化管理。

　　采集與交互層：

　　含各種現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和用戶交互設備，包括RFID手持終端、RFID固定式閱讀器等。主要提供用戶操作指引，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)錄入等。為系統(tǒng)提供實時的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和交互操作指引。

　　RFID數(shù)據(jù)服務層：

　　對系統(tǒng)中的RFID設備及相關設備進行管理，采集數(shù)據(jù)的收集、緩存、過濾，控制指令及相關數(shù)據(jù)的收集、分發(fā)等。數(shù)據(jù)服務層以系統(tǒng)軟件服務的方式運行在系統(tǒng)服務器，提供對用戶應用層及數(shù)據(jù)采集交互層的RFID數(shù)據(jù)及相關控制指令的數(shù)據(jù)服務。

　　企業(yè)應用層：

　　提供給倉庫調(diào)度管理中心、遠程管理中心的計算機軟件用戶管理交互界面，同時提供報表及數(shù)據(jù)查詢服務。管理中心對倉庫及貨物的計劃制定、管理控制、數(shù)據(jù)監(jiān)控等均通過企業(yè)應用層提供。

　　3.3 系統(tǒng)拓撲圖

系統(tǒng)拓撲圖

　　在每個貨位安裝電子標簽(無貨架可地埋)，可進行物理劃分單獨區(qū)域，用來唯一標識貨位的身份。在每個托盤安裝托盤電子標簽，用來唯一標識每個托盤的身份。每個單品貨物可安裝一電子標簽，用于標識貨物身份。每個司機攜帶電子標簽，用于標識司機身份(可選)。在每個倉庫門口/通道安裝RFID固定式讀寫器，并在門口或通道兩側(cè)安裝檢測天線，用來自動檢測出入的托盤、司機身份。依據(jù)現(xiàn)場地形布局，可輔助紅外、車輛檢測器、讀寫器配對等實現(xiàn)車輛出入狀態(tài)檢測。

　　3.4 倉儲管理軟件架構

軟件多層架構框圖

　　3.5 流程設計

　　3.5.1 貨物入庫流程

　　貨物采購收貨或生產(chǎn)成品入庫時，制作電子標簽，標簽寫入采購單位、規(guī)格型號等企業(yè)定義信息，粘貼到貨物上，完成初始化貨物信息。同時對托盤安裝托盤電子標簽，用于標識某個特定的托盤信息;

　　入庫，叉車運輸貨物經(jīng)過倉庫大門，安裝在倉庫大門的讀寫器，自動采集到貨物上RFID標簽和托盤上電子標簽信息，并將信息讀出直接發(fā)送至數(shù)據(jù)中心，后臺實現(xiàn)貨物信息與托盤的綁定，完成入庫掃描綁定，實現(xiàn)自動掃描，自動綁定，無需人工干預，自動完成入庫操作;

　　叉車繼續(xù)將貨物托盤運輸?shù)娇臻e貨架上，貨架上安裝有貨架RFID電子標簽，在上架的過程中，叉車RFID讀寫器將讀取到托盤標簽和料架標簽，并將信息讀出直接發(fā)送至數(shù)據(jù)中心，后臺自動完成托盤信息與料架信息的綁定，即完成托盤上全部貨物的上架操作，實現(xiàn)精確到貨架的管理。

　　3.5.2 貨物移庫流程

　　 移庫操作時，可直接由叉車客戶端發(fā)起移庫操作，叉車直接將需要移動的托盤下架，在叉車采集系統(tǒng)讀取到貨物托盤標簽信息時，系統(tǒng)自動將托盤信息與之前綁定的料架信息進行解綁。待叉車將貨物叉取到新的料架完成上架的過程中，叉車讀取系統(tǒng)將讀取到新的料架信息，并上傳到數(shù)據(jù)中心，系統(tǒng)完成新料架的綁定，并實時更新庫存。

　　3.5.3 貨物出庫流程

　　出庫時，叉車先將貨物托盤從料架上取下，叉車讀取系統(tǒng)讀取到托盤信息，直接發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，后臺系統(tǒng)完成出庫信息的核對，正確則完成下架操作，系統(tǒng)自動將托盤信息與料架信息進行解綁;如不正確則進行預警;

　　下架成功后，叉車運輸貨物經(jīng)過倉庫大門，安裝在倉庫大門的讀寫器，自動采集到貨物上RFID標簽和托盤標簽，將信息讀出直接發(fā)送至數(shù)據(jù)中心，后臺數(shù)據(jù)中心完成貨物標簽與托盤標簽的校驗，如正確，則完成出庫操作，系統(tǒng)自動更新庫存，如不正確則進行預警。

　　3.6 主要硬件設備安裝及布設

　　3.6.1 倉庫大門叉車出入庫檢測

　　貨物出入庫采用ThingMagic M6固定式讀寫器，對進出的貨物標簽信息進行快速準確的批量采集。

 　　ThingMagic M6是一款四通道的超高頻RFID讀寫器，具備750標簽/秒的高速讀取能力，最多可同時連接4路天線工作，全覆蓋讀取，基于ThingMagic核心的防碰撞算法，可以實現(xiàn)快速采集數(shù)據(jù)的同時保證不漏讀，實現(xiàn)貨物進出的精確采集。同時，M6的高穩(wěn)定性和高抗干擾能力，可保證在各種惡劣工業(yè)環(huán)境下的可靠運行;支持WIFI連接，可更簡便靈活的部署在倉庫應用中。

　　3.6.2叉車部署方案

　　工業(yè)PC作為叉車客戶端，完成與數(shù)據(jù)中心的對接和對叉車讀寫器的控制以及數(shù)據(jù)交互。

　　RFID讀寫器在叉車上的應用，不同于普通的應用環(huán)境，叉車對RFID設備有更為嚴苛的要求，包括防塵、防水、防振設計，能適應電壓、電流的波動，設備外殼必須堅固耐用，抗腐蝕，同時，應具備良好的溫度適應性，適用于各類惡劣環(huán)境中作業(yè)。

　　叉車讀寫器采用ThingMagic-Vega，Vega是一款車規(guī)級RFID讀寫器，它通過了汽車行業(yè)質(zhì)量認證標準：TS16949 的各項測試， 內(nèi)嵌高性能ThingMagic模組，滿足于惡劣環(huán)境作業(yè)標準要求，非常適合部署于叉車和各類汽車應用上。