第一章 概述
仓库管理在企业的整个管理过程中起着非常重要的作用，如果不能保证及时准确的采购、库存控制和交付，将给企业带来巨大的损失，不仅表现为企业管理成本的增加，而且会导致客户服务质量难以保证，最终影响企业的市场竞争力。
传统的仓库管理一般依靠基于纸质文件的非自动系统来记录和跟踪货物，完全由仓库内部管理人工实施。因此，仓库管理的效率极低，可管理的仓库规模也很小。
随着计算机应用的普及，大多数企业的仓库管理数据已经开始采用计算机数据系统进行管理，但数据仍然是通过先记录纸张，然后手动输入计算机来收集和整理的。这不仅造成了大量的人力资源浪费，而且由于人为因素，数据输入速度慢，准确性低。
随着企业规模的不断发展，仓库管理材料类型机数量不断增加，仓库频率急剧增加，仓库管理操作非常复杂多样，传统的人工仓库操作模式和数据采集难以满足仓库管理的快速准确要求，严重影响企业运营效率，成为制约企业发展的主要障碍。
基于RFID在现有仓库管理中引入仓库管理系统RFID技术，自动收集仓库到货检验、仓储、仓储、配送、移位、库存库存等操作环节的数据，确保仓库管理各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，企业库存的合理维护和控制。还可以通过科学的编码轻松管理物品的批次和保质期。通过科学的编码，还可以方便地管理项目的批次和保质期。利用系统的仓库管理功能，及时掌握所有库存材料的当前位置，有利于提高仓库管理的工作效率。
采用RFID技术后，将给企业带来以下效益：
（1） 节省人工数据采集成本；
（2） 提高工作效率；
（3） 降低管理成本和人为错误；
（4） 进、销、存控制更准确；
（5） 加强合作伙伴关系；
（6） 快速响应客户需求，扩大产品销量。
根据自动识别中心成员Accenture分析，采用咨询公司RFID可以：
＊ 库存减少10~30%；
＊ 库存空间利用率提高20%；
＊ 降低10~40%的劳动力成本；
＊ 加快10%的拣货和送货速度；
＊ 减少盗窃、保管不善造成的50%损失；
＊ 增加销售额2~10%；
＊ 运输成本降低2~13%。
＊ 运输精度达到95%(托盘运输的公司可以超过 99.9% 精度)；
＊ 计费退货减少80%；
第二章 RFID技术简介
2.1、RFID技术
RFID是Radio Frequency Identification 缩写，即射频识别。
RFID该技术是一种非接触式自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。它可以识别距离几厘米到几十米的物体，并在静态和运动状态下批量读取、识别物体、设备、车辆和人员，从而成为自动识别领域的耀眼明星。
条形码是一种应用广泛的自动识别技术，但是RFID优势非常明显：
(1)快速扫描
每次只能扫描一个条形码；RFID读取器同时识别和读取数个RFID标签。
(2)体积小，形状多样
RFID纸张的固定尺寸和印刷质量不需要与读取精度相匹配，更适合小型化、多种形式的发展，便于嵌入或附着在不同形状和类型的产品上；
(3)抗污染和耐久性
传统条形码的载体是纸张，容易被污染，但是RFID对水、油、化学品等物质有很强的抵抗力。另外，由于条形码附着在塑料袋或外包装纸箱上，特别容易损坏；RFID卷标是将数据存储在芯片中，以避免污染。
(4)可重复使用
今天的条形码印刷后无法更改，RFID存储在标签中的数据可以动态更新、回收和多次使用。
(5)穿透性和无屏障阅读
条形码扫描机必须在没有物体阻挡的情况下近距离识别条形码。RFID它可以穿透纸张、木材和塑料等非金属和非透明材料进行穿透性通信，不需要光源，读取距离更远。但不通过金属和其他导电物体进行识别。
(6)数据记忆容量大
一维条形码的容量为50Bytes，二维条形码最大容量可存储2-3000字符，RFID最大容量有数MegaBytes。随着记忆载体的发展，数据容量也在扩大。未来物品携带的数据量会越来越大，对标签能扩大容量的需求也会相应增加。
（7）安全性
由于RFID承载的是电子信息，其数据内容可以通过密码保护，使其内容不易伪造和编造，安全性更高。
2.2、RFID系统
最基本的RFID系统由三部分组成：
（1） 电子标签（Tag）
电子标签又称射频标签和应答器，一般由耦合元件(天线)和特殊芯片组成。
电子标签是射频识别系统的真实数据载体，每个标签都有唯一的电子编码（ID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标签通常粘贴在不同类型和形状的物体表面，甚至嵌入物体内部，因此根据需要制作不同的形状（见下图）。
（2） 阅读器（Reader）
读取（有时可以写入）标签信息的设备可以设计为手持式或固定式；读者可以无接触地读取和识别电子标签中保存的电子数据，以实现自动识别对象的目的。读取的标签信息通常与计算机连接，并传输到计算机进行下一步处理。
（3） 天线（Antenna）：射频信号在标签和读取器之间传输。
天线是一种接收或辐射无线电收发机射频信号的装置。
2.3、RFID的工作原理
阅读器通过天线发送一定频率的射频信号。当标签进入天线辐射场时，产生感应电流获取能量，发送自己的代码和其他信息，读者读取并解码后发送到计算机主机进行相关处理。
2.4、RFID的应用
射频识别可以用来跟踪和管理几乎所有的物理对象，因此可以广泛应用于各行各业，包括：
（1） 供应链和物流管理
（2） 制造和装配
（3） 处理行李、邮件和包裹
（4） 身份识别、防伪、门禁和防盗系统
（5） 文档跟踪/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：仓库中储存的物品是仓库管理的基本对象；库存分为托盘、箱体和散装三种形式，仅限于目前RFID不适合管理每一件小物品，因此使用RFID管理物品的单位是整箱和整个托盘(包括大件物品)；
（2）仓库位置：仓库用于放置库存物品的区域，空间不重叠。一般来说，多个库存物品可以放置在一个库存位置；或者一个较大的库存物品可以占用几个库存位置。
（3）仓库管理设备：叉车、手推车等仓库管理设备；这些设备需要合理调度和实时定位，以提高设备的利用率。
3.1.2仓库管理的操作任务
仓库管理的主要任务有：
（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）在每个仓库位置贴上电子标签，称为仓库位置标签。在仓库管理操作中，读取标签号，确定当前操作位置是否正确。
(2)货物入库时，将电子标签贴在每个库存管理项目上，标签为货物标签。贴标签的物品应为便于安装标签的整托盘、整箱或大件物品。仓库作业时，读取标签号，确定作业物品是否正确。货物标签设计为可重复使用，以节省运营成本。货物出库时，取下，送入仓库重新使用。
(3)建立无线网络，覆盖整个仓库作业区，实时传输所有作业数据。固定无线数据终端安装在叉车上，手动操作人员配备手持无线数据终端。无线数据终端具有接受操作说明、确认操作位置和操作货物是否准确、返回操作现场等功能。
(4)使用自动导引车AGV（Automatic Guided Vehicle）作为安装在上面的平台RFID读者、控制设备、无线通信设备。安装阅读设备AGV车辆每天在设定的时间自动盘点仓库，并将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以下三层结构：
第一层是收集（Capture），数据主要通过射频识别设备等自动识别设备收集，包括仓库标签、货物标签、无线数据终端AGV车等；
第二层是移动（Movement），也就是说，收集到的数据通过无线通信技术传输到中央数据库，包括无线接入设备和相关网络设备。
第三层是管理（Management），管理收集的数据，包括数据库服务器和网络服务 仓库管理系统软件等设备。
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和维护，制定和发布采购计划和出库计划；打印和生成各种管理报表。
（2） 现场子系统的仓库管理
发布仓储标签，实时库存管理（仓库管理），通过无线网络发布仓库管理操作指令。
（3） 仓库管理执行子系统
完成入库、出库、移库、盘库等具体操作，并返回实施情况。
4.系统信息流
信息流程如下：
5.作业流程
5.1仓位标签的生产和安装
除库位调整或标签损坏外，一般库位标签只需制作安装一次。操作步骤如下：
＊ 先编码库位
＊ 使用仓库管理现场子系统计算机RFID读写器将库位编码等信息写入电子 标签；
＊ 使用标签打印机打印图书馆位置的编码文本和条码信息；
＊ 在电子标签上贴纸标签生成仓位标签；
＊ 将仓位标签安装在仓位上。要求安装牢固，防止脱落；并要求标签尽量安装在仓位正下方的支撑梁上。
5.2.仓储操作流程
仓储作业流程见下图：
(1)收货检验
重点检查：
＊ 送货单和订单是否一致；
＊ 货物与送货单是否一致；
如不符，拒绝接受。
(2)制作和粘贴标签
具体方法如下：
＊ 入库物品采用选定的物品编码方案编码；
＊ 制作商品标签：将编码信息写入电子标签，打印纸质标签（便于人工验证），然后将纸质标签与电子标签粘合成商品标签。
＊ 固定库存标签：考虑到目前的标签成本较高，为了方便电子标签的回收，标签通常通过悬挂固定在物品上。如果不回收，可以粘贴固定。
（3） 现场计算机自动分配库位，并逐步将每次操作的库位号和对应的物品号下载到无线数据终端(手持终端或叉车终端)；
（4） 操作人员将货物运送到指定的仓库位置，检查位置后将货物送到仓库位置（必要时，修改仓库位置标签中记录的货物编号和数量信息）；
（5） 无线数据终端向现场计算机发送入库情况，及时更新库存数据库。
5.3.出库作业流程
出库作业流程见下图：
(1)中心计算机出库计划；
(2)现场计算机编制出库指令并下载到数据终端；
(3)操作人员按数据终端提示到达指定库位；
(4)从仓位取出指定数量的货物，重写仓位标签内容；
(5)货物运到出口，取下标签；
(6)将出库作业信息发回现场计算机；
(7)更新中心数据库。
5.4移库操作流程
移库作业流程如下：
（1） 现场计算机根据需要编制移库指令并下载到数据终端；
（2） 操作人员按数据终端提示到达指定库位；
（3） 从仓库位置取出指定数量的货物，重写仓库位置标签内容；
（4） 将货物运到目的仓库，将货物送到仓库，修改仓库标签内容；
（5） 将移库操作信息发送到现场计算机。
5.5.盘库操作流程
盘库操作流程如下：
（1） 根据盘库计划，向盘库机器人(配备RFID识读设备的AGV车)发出盘库指令；
（2） 库机器人按照事先设定的路线和行驶速度行驶，在行驶过程中读取库标签和物品标签代码。如果发现两者不匹配，向现场计算机发出报警提示；
（3） 盘库机器人按指定路线行驶后，将盘库结束信息发送到现场计算机。
6.讨论关键问题
6.1与ERP系统的连接
目前，大型企业已经开始使用ERP该系统一般包含仓库管理子系统。简单的仓库管理系统只是仓库管理的数据库管理系统，先进的系统已经开始使用条形码自动输入数据。所以引进基础FRID新的技术系统需要充分了解现有系统，尽可能利用现有的可用基础，以确保系统的顺利实施。
从节系统构成图可以看出：FRID仓库管理系统的特点主要体现在现场子系统和执行子系统两部分
6.选择2个电子标签
适合仓库管理应用的电子标签主要是UHF由于：
a) UHF读写无源标签距离较远，一般为3~9米；
b) UHF芯片价格相对便宜，随着使用量的增加，价格也会下降；
c) UHF无源标签体积小，适用于各种形式。
6.33贴标签的货物单位
仓库里的货物有以下形式：
（1） 单品（Unit or Item）：也就是说，每件商品都是独立存放的。仓库内单独存放的商品一般为大型物品；
（2） 箱体（Case）：多种商品用一个盒子包装存放；
（3） 托盘（Pallet）：多箱堆放在托盘上，以托盘的形式存放；
我们认为最适合贴标签的单元是在盒子上记录盒子内部物品的数量。标签应悬挂在大件物品上；托盘上没有特殊标签。
6.4仓位和货物编码方案
＊ 尽量在企业内使用成熟的编码方案；
＊ 如果没有现成的编码方案，则使用国际标准的项目编码方案（EAN/UCC）。
6.存储在标签上的信息(格式)
＊ 仓库标签主要存储：标签类别（仓库类别）、仓库编号、存储货物编码和数量；
＊ 主要存放在货物标签上：标签类别（货物类别）、货物编码及数量、仓储时间、批次等。
6.6关于AGV车
用于自动盘库AGV选车时应考虑以下问题：
（1） 尽量选择现有的AGV车辆有利于调度、使用和维护。
（2） 便于在AGV自动识别设备安装在车上；
（3） 易于自动识别设备，可随意控制行驶速度、启动、停止甚至倒退；
（4） 为自动识别设备提供电源（+24VDC）；
价格尽可能低，有利于系统的普及和应用。
