陳凱+陳緒兵+李歡+余良偉+王盛興

摘 要： 該文將RFID智能識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于家電企業(yè)的倉(cāng)庫物料接收管理中，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套倉(cāng)庫物料接收管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)庫的預(yù)約到貨、入庫校驗(yàn)、自動(dòng)接收和引導(dǎo)入庫等功能，極大地縮減了倉(cāng)庫物料接收時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)的研究及開發(fā)對(duì)于提高家電企業(yè)供應(yīng)鏈物流效率、降低管理成本具有重要意義。

關(guān)鍵詞： RFID技術(shù)； 家電行業(yè)； 供應(yīng)鏈； 倉(cāng)庫管理系統(tǒng)

中圖分類號(hào)： TN911?34； TN805 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）04?0078?04

Adoption of RFID technology in warehouse management of household appliance industry

CHEN Kai1， CHEN Xubing1，2， LI Huan1， YU Liangwei1， WANG Shengxing1

（1. School of Mechanical and Electrical Engineering， Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430205， China；

2. Guangdong HUST Industrial Technology Research Institute， Dongguan 523808， China）

Abstract： Therefore， the intelligent RFID technology was applied to material warehouse management of household appliance industry and a warehouse management system based on RFID was designed， which realized the functions of appoint delivery， inventory check， auto?receiving， guidance storage and so on， and reduced the time of material receiving greatly. The experimental results indicate that the research and development of the system is important for household appliance enterprises to improve their supply chain efficiency and reduce their management costs.

Keywords： RFID technology； household appliance industry； supply chain； WMS

0 引 言

目前中國(guó)家電行業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)超過1 000億美元市場(chǎng)規(guī)模的成熟產(chǎn)業(yè)。但是，中國(guó)作為全球家電生產(chǎn)、消費(fèi)和出口大國(guó)，其家電企業(yè)普遍存在產(chǎn)品技術(shù)含量較低、生產(chǎn)和管理成本較高、缺乏優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)力等問題。近年來，隨著國(guó)內(nèi)家電企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，供應(yīng)商數(shù)量明顯增多，所供應(yīng)的物料種類和數(shù)量也快速增長(zhǎng)，使得企業(yè)倉(cāng)庫物料的管理日趨復(fù)雜和困難[1?2]。面對(duì)數(shù)量龐大的物料接收及入庫校驗(yàn)任務(wù)，傳統(tǒng)的紙質(zhì)物料清單與人工接收及校驗(yàn)的管理方式，不僅工作量大、操作繁瑣、效率低下，而且準(zhǔn)確率很難得到保證，已經(jīng)無法滿足企業(yè)倉(cāng)庫物料的快速接收、準(zhǔn)確校驗(yàn)、正確入庫等要求，在一定程度上制約了家電生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展[3]。因此，提高家電行業(yè)的倉(cāng)庫管理效率、降低生產(chǎn)及管理成本，對(duì)家電企業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

RFID（Radio Frequency Identification）技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)（IOT）的核心技術(shù)之一[4]，它通過無線射頻信號(hào)進(jìn)行非接觸通信，能夠自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的條碼識(shí)別方式相比，RFID技術(shù)具有非接觸性、可重復(fù)使用、快速識(shí)別、讀取方便、數(shù)據(jù)容量大、使用壽命長(zhǎng)、無需直接接觸、無需光學(xué)可視、無需人工干預(yù)等眾多優(yōu)點(diǎn)[5?6]，并且可以對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行批量識(shí)別。因此， RFID技術(shù)被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代倉(cāng)庫管理、物流管理、交通運(yùn)輸管理、資產(chǎn)管理等諸多領(lǐng)域當(dāng)中。

近年來，國(guó)內(nèi)外許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)先后對(duì)RFID技術(shù)在倉(cāng)庫管理中的應(yīng)用提出了一些研究方法。如華中科技大學(xué)的廖燕等從供應(yīng)鏈全過程的角度，研究了 RFID 技術(shù)在原材料供應(yīng)、生產(chǎn)制造、物流管理、銷售與售后服務(wù)中的應(yīng)用[7]。上海交通大學(xué)的陳霆等設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于RFID的煙草企業(yè)的倉(cāng)庫管理系統(tǒng)[8]。海軍91183部隊(duì)的李雪等人研究了RFID技術(shù)在軍械倉(cāng)庫管理中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了裝備、車輛和人員出入及位置的智能化管理[9]。國(guó)外學(xué)者Vladimir Modrak， James C.等研究了RFID倉(cāng)庫管理技術(shù)，為倉(cāng)庫貨物的智能出入庫管理提供了解決方案等[10?11]。

本文重點(diǎn)介紹基于RFID的家電倉(cāng)庫來料接收管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)，主要從系統(tǒng)核心硬件選型，系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程及功能需求，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)開發(fā)與測(cè)試等五個(gè)方面對(duì)RFID倉(cāng)庫來料接收管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究。最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試及應(yīng)用效果分析，得出結(jié)論。

1 系統(tǒng)功能及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)核心硬件選型

為了方便快捷、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)供應(yīng)商物料進(jìn)行接收，本文設(shè)計(jì)在物料容器側(cè)面安裝RFID電子標(biāo)簽如圖1（a）所示。供應(yīng)商借助RFID手持機(jī)設(shè)備讀取容器標(biāo)簽ID，并綁定容器內(nèi)物料信息（物料編號(hào)、名稱、數(shù)量）。叉車叉起物料托盤進(jìn)入倉(cāng)庫時(shí)，安裝在庫門兩側(cè)的天線連接RFID超高頻讀寫器對(duì)入庫物料進(jìn)行批量讀取和接收，如圖1（b）所示。

RFID容器標(biāo)簽作為本文倉(cāng)庫來料接收管理系統(tǒng)的核心部件，其性能對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)采用SG02?UG100型無源超高頻RFID電子標(biāo)簽作為容器標(biāo)簽，其詳細(xì)技術(shù)參數(shù)如表1所示。

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明SG02?UG100型電子標(biāo)簽性能穩(wěn)定，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)可以滿足本文物料倉(cāng)庫管理系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

1.2 來料接收業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

物料倉(cāng)庫來料接收業(yè)務(wù)流程，如圖2所示。

1.3 系統(tǒng)功能需求分析

RFID家電倉(cāng)庫管理系統(tǒng)主要包括供應(yīng)商管理模塊、預(yù)約到貨模塊、來料接收模塊、入庫校驗(yàn)?zāi)K等模塊，如圖3所示。

（1） 供應(yīng)商管理模塊：支持對(duì)供應(yīng)商信息（供應(yīng)商ID、供應(yīng)商名稱、地址、電話）的增、刪、改、查功能。

（2） 預(yù)約到貨模塊：根據(jù)供應(yīng)商預(yù)約時(shí)間，合理分配預(yù)約到貨時(shí)間區(qū)間。能夠按預(yù)約到貨時(shí)間順序顯示預(yù)約到貨合單隊(duì)列，支持預(yù)約到貨歷史查詢。

（3） 來料接收模塊：顯示并提醒來料接收任務(wù)，并按入庫校驗(yàn)結(jié)果更新倉(cāng)庫物料存儲(chǔ)信息。支持對(duì)倉(cāng)庫物料信息（物料ID、名稱、數(shù)量等）的增、刪、改、查功能。

（4） 入庫校驗(yàn)?zāi)K：能夠?qū)θ霂煳锪闲畔⑦M(jìn)行實(shí)時(shí)校驗(yàn)，支持物料信息的手動(dòng)核對(duì)（增、刪、改）功能。

（5） 引導(dǎo)入庫模塊：顯示并指引物料存儲(chǔ)區(qū)位置，引導(dǎo)物料快速入庫。

（6） 用戶權(quán)限模塊：支持對(duì)用戶賬號(hào)、權(quán)限、狀態(tài)等信息進(jìn)行增、刪、改、查操作。

（7） 日志查詢模塊：記錄用戶登錄日志、操作日志等，支持日志查詢。

1.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程及功能需求對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫E?R圖如圖4所示。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能模塊的設(shè)計(jì)，運(yùn)用C#及.NET技術(shù)對(duì)RFID物料倉(cāng)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。RFID物料倉(cāng)庫管理系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，同時(shí)借助SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

RFID物料倉(cāng)庫管理系統(tǒng)界面如圖5所示。

同時(shí)，為了使物料快速、及時(shí)接收，系統(tǒng)開發(fā)了倉(cāng)庫預(yù)約到貨看板功能。系統(tǒng)將當(dāng)天預(yù)約到貨的信息動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地發(fā)送到倉(cāng)庫LED液晶顯示器看板上，可以顯示即將到貨、已經(jīng)進(jìn)廠、超時(shí)未到的供應(yīng)商物料信息，方便倉(cāng)庫管理員及時(shí)處理來料接收任務(wù)。倉(cāng)庫預(yù)約到貨看板顯示圖，如圖6所示。

當(dāng)有供應(yīng)商物料進(jìn)入倉(cāng)庫大門時(shí)，大門兩側(cè)的RFID讀寫器設(shè)備會(huì)快速地讀取入庫物料信息，并通過RFID軟件中間件采集、過濾上傳給RFID倉(cāng)庫管理系統(tǒng)。系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入倉(cāng)庫的物料信息進(jìn)行入倉(cāng)實(shí)時(shí)校驗(yàn)，并通過倉(cāng)庫看板顯示入倉(cāng)校驗(yàn)情況，以及指引供應(yīng)商入庫及正確擺放物料位置。如圖7所示，供應(yīng)商寶盛送貨合單號(hào)為HD14032500025有兩類物品容器共71個(gè)，入倉(cāng)校驗(yàn)71個(gè)，指示搬運(yùn)到倉(cāng)庫E5，F(xiàn)4區(qū)域擺放。

3 系統(tǒng)測(cè)試及應(yīng)用效果

表2是廣東省佛山市北滘鎮(zhèn)美的中央空調(diào)事業(yè)部4#暖通倉(cāng)庫使用該RFID倉(cāng)庫管理系統(tǒng)前后效果對(duì)比。

從表2中可以看出，使用RFID倉(cāng)庫管理系統(tǒng)后供應(yīng)商物料入庫時(shí)間大大減少，系統(tǒng)采用RFID技術(shù)對(duì)入庫物料進(jìn)行識(shí)別校驗(yàn)方便快捷、無需人工干預(yù)，入庫校驗(yàn)時(shí)間明顯縮短，出錯(cuò)率降低，提高了物料入庫效率。同時(shí)，在庫存盤點(diǎn)過程中，無需人工重復(fù)地照單比對(duì)、數(shù)據(jù)操作，減少了倉(cāng)管員的工作量，降低了出錯(cuò)率。最后，系統(tǒng)可以快速指引物料的入庫及安排存儲(chǔ)位置，有效地提高了物料倉(cāng)庫的空間利用率。

4 結(jié) 論

本文將RFID技術(shù)應(yīng)用于家電行業(yè)物料倉(cāng)庫的管理中，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套集預(yù)約到貨、來料接收、入庫校驗(yàn)、入庫引導(dǎo)、庫存盤點(diǎn)等為一體的物料倉(cāng)庫管理系統(tǒng)。本文首先介紹了RFID技術(shù)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用領(lǐng)域，緊接著對(duì)RFID倉(cāng)庫管理系統(tǒng)做了核心硬件選型、業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能模塊劃分、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用測(cè)試等工作。從實(shí)際應(yīng)用效果可以看出，使用RFID倉(cāng)庫管理系統(tǒng)能夠大大減少人工盤點(diǎn)及數(shù)據(jù)操作等繁重的工作量，出錯(cuò)率明顯降低，提高了企業(yè)物料倉(cāng)庫的來料接收效率，對(duì)于提高企業(yè)的物流效率、縮短生產(chǎn)產(chǎn)品周期具有重要意義。但是，本文的RFID倉(cāng)庫管理系統(tǒng)在物料的自動(dòng)搬運(yùn)及存儲(chǔ)方面還有待優(yōu)化和改進(jìn)。此研究之后可進(jìn)一步研究利用AGV小車或智能搬運(yùn)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)物料倉(cāng)庫的無人值守，提高企業(yè)物料倉(cāng)庫的智能化水平。

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