一種基于RFID技術的新型紡織倉庫管理系統(tǒng)設計詳解

0 引言

在紡織行業(yè)中，隨著制造環(huán)境的改變，產品周期越來越短，小批量、多品種的生產方式，對庫存管理的要求越來越高。如果不能保證及時準確而有效地進貨、發(fā)貨和庫存控制，將會給企業(yè)帶來較大損失，因而必須建立新型的庫存管理系統(tǒng)。為此，本文設計了一種基于RFID技術的新型紡織倉庫管理系統(tǒng)。利用該技術的非可視性閱讀和多標簽同時識讀等特性，可以有效地完成收貨、上架、撿貨、補貨、發(fā)貨、盤點等幾個流程，并將其作為一項企業(yè)基礎設施來提供資產、庫存、材料實時位置和狀態(tài)的穩(wěn)定數據流，以便進一步提高企業(yè)競爭力。

1 RFID技術簡介

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術，是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術。目前，利用電子標簽、RFID通信技術，可實現全球物品跟蹤與信息共享的物聯網。這將在全球范圍內從根本上提高對產品生產、運輸、倉儲、銷售等各環(huán)節(jié)物品的流動監(jiān)控和動態(tài)協(xié)調管理水平。

該技術的實現至少包含射頻標簽和閱讀器兩部分。RFID閱讀器通過天線與RFID射頻標簽進行無線通信，可以實現對標簽識別碼和內存數據的讀出或寫入。RFID射頻標簽芯片上有可擦寫可編程的只讀存儲器來儲存識別碼或其它數據，可以作為貨物的標識卡，具有非接觸、工作距離長、可重復讀寫、識別運動目標等優(yōu)點。

RFID系統(tǒng)一般由電子標簽、讀寫器、應用接口或中間件軟件、傳輸網絡、軟件管理系統(tǒng)等構成，其中RFID中間件是將RFID硬件和應用軟件結合在一起的媒介，倉庫管理系統(tǒng)中各個模塊需要使用RFID中間件才能夠對電子標簽進行各種操作。圖1所示是RFID系統(tǒng)結構框圖。

2 RFID倉庫管理系統(tǒng)需求分析

隨著紡織企業(yè)規(guī)模的不斷發(fā)展，倉庫管理的物資種類及數量不斷增加、出入庫頻率劇增，倉庫管理作業(yè)變得十分復雜和多樣化。傳統(tǒng)的倉儲管理系統(tǒng)通常使用條碼標簽或是人工倉儲管理單據等方式，而這些倉庫作業(yè)模式和數據采集方式已難以滿足倉庫管理的快速、準確要求，有著明顯的缺點。人工管理時，手工登記不僅容易出錯，而且工作效率低，倉庫作業(yè)繁瑣，人工成本較高；而條碼管理則比較容易復制、不防污、不防潮，但只能近距離讀取，一次只能讀取一條。

將RFID引入到倉庫管理系統(tǒng)中，利用RFID數據容量大、可重復使用、無障礙讀取等優(yōu)點，不但可以減輕勞動強度，而且可以極大地提高工作效率。因此，基于RFID的管理系統(tǒng)可以大大簡化物品的庫存管理，滿足信息流量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求。

基于RFID的倉庫管理系統(tǒng)可實現倉庫的收料管理、出入庫管理、移庫管理和盤點管理等功能，可以方便企業(yè)對貨物進行監(jiān)管，并可方便地對倉庫里物料的基本情況進行更新、刪除和查詢。

3 RFID技術在紡織企業(yè)倉儲信息系統(tǒng)的具體實現

3．1 硬件配置

本系統(tǒng)的硬件涉及主控計算機、電子標簽、手持式閱讀器、固定閱讀器、服務器等。服務器通過無線網絡可以將主控計算機與叉車上的閱讀器和手持式閱讀器連接起來，以進行數據傳輸。本文用到的閱讀器主要有以下兩種：

第一種是手持式閱讀器：讀寫距離為2 m左右，主要用于出入庫、移庫、盤點等操作；第二種是固定閱讀器：讀寫距離在1 m左右，主要用于叉車上，讀取貨物標簽內的庫位信息，并與庫位標簽上的庫位信息進行核對。

3．2 軟件設計

本系統(tǒng)的軟件部分采用Visual Basic 6．0開發(fā)平臺，以C／S模式進行開發(fā)，數據庫采用SQL Server 2000，連接數據庫采用ADO技術。操作系統(tǒng)為Windows 2000、Windows2003、Windows XP。

本文設計的基于RFID的紡織企業(yè)倉庫管理系統(tǒng)結構如圖2所示。

利用系統(tǒng)中的用戶管理模塊可對用戶進行分級管理，不同用戶具有不同的權限，如系統(tǒng)管理員具有日常管理、入庫管理、查詢管理、移庫管理、出庫管理、打印等權限，而業(yè)務員則具有入庫作業(yè)、查詢管理、移庫作業(yè)、出庫作業(yè)、打印等權限。

通過物料管理，可對倉庫里所有物料的種類（包括名稱、供應商、價格等信息）進行更新、刪除和查詢等操作，實現物料管理功能。

倉庫管理可對倉庫里的物料貨物實現收料、入庫、移庫、出庫和盤點管理，并能導出每種功能模塊的單據，以方便用戶進行物料管理：還能提供收料、入庫、移庫、出庫和盤點的明細，以方便用戶查詢。

4 RFID紡織企業(yè)倉庫系統(tǒng)業(yè)務流程

圖3所示是一個RFID紡織企業(yè)倉庫系統(tǒng)的業(yè)務流程圖。在本系統(tǒng)中，主控系統(tǒng)主要用于生成和發(fā)送出入庫指令、移庫及盤點指令；手持單元的任務是用手持式閱讀器通過有線（或無線）網絡與主控計算機連接，以下載主機發(fā)送的指令，并根據指令完成作業(yè)，再通過手持式閱讀器將信息發(fā)送到主控計算機。

叉車終端就是在叉車上安裝固定閱讀器，以便在收／揀貨時，用其閱讀器讀取庫位標簽與入庫指令上的庫位信息并進行核對。

電子標簽是RFID紡織企業(yè)倉庫系統(tǒng)中的主要部件。由于RFID技術目前還未在紡織企業(yè)的各個供應鏈上普及，所以，當貨物剛從供應商處送過來時，往往是不貼標簽的。而要將RFID技術應用于倉儲管理系統(tǒng)，就必須使用RFID標簽，所以，在入庫之前，首先要制作需要的RFID標簽。電子標簽分為兩種：一種為庫位標簽（包括庫位編號及所放貨物信息），以便于管理貨物的存放位置；另一種為貨物標簽，主要記錄貨物的各種信息（包括名稱、數量、種類、價格等）。具體制作過程需要使用RFID讀寫器將庫位信息寫入到電子標簽中，然后將電子標簽固定在庫位上，這樣就可以方便管理員使用手待式閱讀器讀取庫位信息。由于紡織企業(yè)出入庫時的貨物數量較多，因此，還需制作托盤標簽，便于實現大批量貨物的管理。如果貨物數量較少，則在每個貨物上粘貼貨物標簽。同時這些標簽都可重復使用，待貨物出庫時可取下送到入庫處重復使用。剩下的流程都是在已貼上相應電子標簽的前提下進行的。

4．1 入庫作業(yè)

在入庫管理中使用RFID技術的主要目的是減少商品入庫過程所消耗的時間，增加入庫過程中的準確性。其具體流程如下：

（1）當貨物運送到倉庫時，由工作人員檢查貨物數量、規(guī)格等是否都與數據庫內手動生成的進貨訂單一致，如果一致，則準備入庫；

（2）將物品放于入庫托盤處，用閱讀器讀取貨物信息，這樣，計算機將根據貨物信息自動分配庫位地址；

（3）將庫位號與貨物編碼下載到閱讀器，工作人員根據該入庫指令，利用叉車將貨物運送到指定庫位，通過叉車上的固定閱讀器核對位置無誤后，把貨物送入庫位（如有必要，也可以修改庫位標簽中記錄的貨物編號和數量信息），若放錯庫位，系統(tǒng)則發(fā)出警報；

（4）將驗收后的相關信息由RFID讀寫設備自動識別傳送給計算機管理系統(tǒng)，及時更新數據庫內的庫存信息，同時打印入庫單據。

4．2 出庫作業(yè)

出庫管理主要解決揀貨和信息錄入工作。利用RFID閱讀器可直接讀取電子標簽內的內容，從而免去了拆箱檢查的麻煩，省去了人工錄入的繁瑣工作量，大大節(jié)省了人工成本，而且可以提高工作效率和準確性。

操作時，作業(yè)人員根據主機內的出入庫管理系統(tǒng)軟件生成銷售訂單，并將其相關的貨物編碼與相應庫位等數據下載到閱讀器中，作業(yè)人員就可按閱讀器提示到達指定庫位。

然后，從庫位上取出指定數量的貨物放于出貨托盤，并改寫托盤標簽和庫位標簽內物品數量。當貨物運送到出口處時，可用閱讀器讀取貨物信息并與出庫指令對照。若不符合，則警告提示，進行人工檢查：若符合，則通過閱讀器向計算機讀入出庫信息，并生成出庫單。最后，取下貨物標簽，以便可重復利用。

4．3 移庫作業(yè)

當一批貨物出庫配送工作完成接近尾聲，庫存已經不多，或收到下一批大宗貨物入庫通知，需要進行移庫、移倉操作時，如果采用人工移庫的方式，常常會導致貨物與庫位情況不符，非常不利于下次揀貨，給倉庫管理帶來非常大的不便。若采用RFID技術，則只需由計算機系統(tǒng)發(fā)出指令給作業(yè)員手中的閱讀器，作業(yè)員看到指令后，即可定位相應的貨物、數量，以將貨物移到相應的目標庫中；完成后，即可修改標簽信息，并向系統(tǒng)計算機發(fā)回相應數據。

4．4 庫存盤點

盤點的作用是保證庫存實物與信息系統(tǒng)中記錄的一致性。傳統(tǒng)盤點的方法需要手工統(tǒng)計貨物數量，不僅增加了作業(yè)人員的強度，而且大大加長了盤點周期，不利于掌握庫存情況，即使貨物缺失或被盜也不能及時發(fā)現。但是，利用RFID技術的話，只需要作業(yè)人員攜帶手持式閱讀器進入庫區(qū)，依次遍歷全部庫位后，便可將相應的物品編號、物品名稱、物品所在庫位條碼以及物品在該庫位上的數量等盤點結果傳輸給系統(tǒng)管理中心，并根據需要產生各種庫存報表。

利用RFID技術的盤點方式不僅可以減輕作業(yè)人員的工作強度，縮短盤點周期，提高數據的實時性，及時了解庫存情況，做出合理進貨計劃，而且還可及時發(fā)現操作過程中出現的錯誤，保證物料的安全。

5 應用成效

將本倉庫管理系統(tǒng)運用于紡織企業(yè)，可取得較好的效果，主要表現如下：

（1）利用RFID技術可一次性讀入大量標簽，從而省去了人工錄入的繁瑣工作量，大大節(jié)省了人工成本，提高了工作效率；

（2）通過庫位標簽和貨物標簽可及時記錄貨物的變動信息（種類、位置、名稱、數量等），減少錄入貨物時的人為錯誤，提高了人、出、移、盤庫等操作的精確率；

（3）由于入庫等作業(yè)的可靠性提高，避免了許多不合理訂單，大大提高了供貨配給的運轉周期；

（4）增大了倉庫產品的吞吐量，減低了運轉費用；

（5）采用射頻技術能大大提高揀選和分發(fā)過程的效率與準確率，并加快配送的速度。

表1所列是某紡織企業(yè)使用RFID倉庫管理系統(tǒng)的前后效果對比。

6 結語

本文將RFID射頻技術應用于紡織企業(yè)的倉庫管理，并在此基礎上開發(fā)出一套可供紡織企業(yè)使用的智能化倉庫管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)可自動對倉庫貨物的出入倉庫情況進行檢驗登記，了解庫存信息，還可掌握各類物資在倉庫中的當前位置，不僅可省去人工錄入的繁瑣步驟，還可大大減少由于操作不當而產生的失誤。相比于條形碼標簽，RFID閱讀器可在一定范圍內一次識讀大量標簽，從而降低了勞動強度，也使效率大大提高；同時體積小、存儲信息量大，并可實現遠距離識別，十分適合在各種復雜環(huán)境下使用。將RFID射頻技術應用于紡織企業(yè)的倉庫管理，從整體上改善了管理效能，為企業(yè)帶來了直接的經濟效益，同時也有利于提升紡織企業(yè)的核心競爭力。