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1、射频识别技术（RFID）在仓储管理领域的应用现状及趋势Study on the Application of the RFID in Warehouse Management 包装工程2012 摘 要射频识别(RFID)技术是一种非接触的自动识别技术【1】，与早期的自动识别技术相比，RFID 技术因其特有的非接触性以及可对多个目标物体同时识别的特性，正被逐步广泛的应用在物流、交通和防伪等多个领域。本文首先简介了 RFID 技术在国内外的发展及现状，进而对 RFID 技术的概念、分类、优势及典型应用进行了概述。接着详细叙述了 RFID 的系统组成及两种典型的 RFID 系统电感耦合系统【2】和电
2、磁反向散射系统【3】的工作原理；之后对RFID 系统中的数据编码方式与校验方式进行了系统的总结，并对 RFID 系统中的防冲突关键技术进行了深入的研究。最后，针对仓储管理的现状，提出了一种基于 RFID 技术的仓储管理系统优化设计方案，并对所研发的该系统的核心部件手持电子标签条形码读写器的硬件设计原理与工程实现分模块进行了详细描述，同时简要介绍了系统软件的设计与实现，并给出了整个系统的仓储操作流程。该仓储管理系统将先进的 RFID技术和条形码有机的整合在了一起，对仓储操作实行全方位的监控和管理，既提高了仓储信息的精度，又实现了仓储管理的实时自动化，非常适合应用于中小型仓库的仓储管理。关键词：射
3、频识别 防冲突 电子标签 读写器 仓储管理ABSTRACTRadio Frequency Identification (RFID) is known as a contactless automaticIdentification technique. Featured with the unique contactless and simultaneous multi-object identification, this technique has been widely used in purchasing and distribution logistics, transportat
4、ion and anti-counterfeiting areas.The first part of the thesis aims to introduce the automatic identification technique and development of the RFID technique. The definition of RFID, its classification, advantages and typical application are summarized. The function and mechanism of the main system
5、components, which include the reader, the electronic tags and the middleware between these two parts, are described in details. Two methods distinguish the RFID systems, one based upon inductive coupling and one based upon backscatter coupling. We reviewed the data coding and check technique and did
6、 in-depth research on the anti-collision technique.Based on the above knowledge, an optimized warehouse management system based on the RFID technique are developed and discussed. The prototype of core component, hand-held electronic tag and barcode read & write system, and system software are design
7、ed and developed. Through combining the RFID technique with the barcode and utilizing the Omni-directional monitoring and management of the warehouse, the RFID solution for warehouse management improved the precision of the storage information and realized the real time automatic warehouse managemen
8、t. This system is the best solution for medium and small warehouse.Keyword: RFID Anti-Collision electronic tag reader warehouse management1 射频识别(RFID)的概述RFID 最早出现于 20世纪 80 年代, 当初被用于无法使用条形码跟踪技术的特殊工业场合, 许多行业和公司利用它来定位、确认及跟踪库存产品或其他目标。在具体的应用过程中, 根据不同的目的和环境,RFID 系统的组成会有所不同, 但从其工作原理来看,系统一般都由信号发射机、信号接收机、发射接
9、收天线三部分组成【4】。信号发射机: 在 RFID 系统中, 信号发射机为了不同的应用目的, 会以不同的形式存在,典型的形式是标签。标签相当于条形码技术中条形码符号, 用来存储需要识别传输的信息。另外, 与条形码不同的是, 标签必须能够自动或在外力的作用下,把存储的信息主动发射出去。标签一般是带有线圈、天线、存储器与控制系统的低电集成电路。信号接收机【5】: RFID 系统中, 信号接收机一般叫做阅读器。阅读器的基本功能就是提供与标签进行数据传输的途径。发射接收天线【6】: 天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。RFID 技术用于需要跟踪众多货物资源、而人手又有限的仓库管理中是非常现
10、实的。RFID 是一种标签形式, 将特殊的信息编码进电子标签, 标签被粘贴在需要识别的物体上。它利用无线射频方式进行非接触双向通信, 以达到识别目的并交换数据, 使其最大化满足有效产出和精确性的要求。2 仓储管理现状仓储在整个供应链中起着至关重要的作用，它作为连接生产者和消费者的纽带，对整个物流系统有很大的影响。简单、静态的传统仓储管理模式普遍存在物资库存量巨大、物资跟踪困难、资金和物资周转效率较低、人力成本偏高、物流管理的信息和手段落后等缺点，已不能保证正确的进货和库存控制及发货，因此会导致管理费用的增加，服务质量难以得到保证，从而影响企业的竞争力。仓储管理主要包括库存管理，其管理对象是生产
11、过程中所需的成品、半成品和原材料。这些物资占整个企业资产很大一部分比重。不同的管理部门，对于库存的看法是不一致的。以超市为例，库存管理部门和财务部门希望拥有较低的库存，因为这样可以降低资金占用、减少管理和搬运等成本。采购部门为了降低单位采购价格，往往倾向利用价格折扣、运费折扣的优惠，一次采购大量的备件商品，不可避免的会增加库存水平。运输调度部门，也希望拥有较高的库存水平和尽可能齐全的备件商品，以避免车辆发生故障时，能够及时地进行补充。这样可以保持对于客户较高的服务水平。较高的库存水平和较低的库存投资，是一对相互冲突的矛盾，需要在它们之间进行折衷，这在过去很难实现。现在通过科学的仓储管理理论和信
12、息技术【7】，同时伴随企业内部管理和组织结构的改革，是可以实现它们之间的平衡的。仓储管理还包括对供应商的管理。企业需用的物资有几十个大类，成千上万个品种，涉及多个供货厂商，要抓好物资的采购管理工作，选择供应商是采购活动的首要任务。对于供应商的选择，我们一般运用比质比价及信息服务的方式予以确定。3 RFID在仓储管理应用中的成效1降低货物损耗率通过实时的现场信息采集分析,能够快速响应仓储问题中发生的事故,了解其原因,从而及时修正,避免处理不及时导致的损耗【8】物品现象。2低出入库、搬运过程中的统计错误率通过RFID系统的实时准确的过程监控和指导,操作人员可以正确掌握货物的实时流程与清单,避免因人
13、为的统计疏漏造成的误差。3因库存不足而缺货的情况通过RFID系统的数据读入可以清楚的反应库存量,决策人员分析数据报表可以准确的了解出入库情况,根据供需情况及时调整库存,避免缺货现象。4节省人力和纸上作业通过应用RFID技术,避免人工抄写订单等失误率极高的作业,全部实行无纸化管理,节省人力资源,直接通过数据库统计自动搭配收集货物信息,产生报告数据。5沟通协作与信息共享通过数据共享,有效实现企业内部企业供应链之间的资源可视化【9】,提升企业内外部联系协作,降低成本,建立企业的良好形象,提升客户满意度4 仓储管理流程分析4.1 入库作业流程入库作业流程如图 2 所示(1) 入库准备。主控系统将根据货
14、品属性信息自动派生出对应每个单件货品的电子码【10】( 或是使用每个货品的 EPC 编码) , 将其写入电子标签的芯片内并为每个将要入库的货品指定相应的货位。(2) 入库单下达。入库单以电子版送达到主控计算机中,主控计算机根据货车使用情况, 为入库单指定服务货车, 并将货车的识别电子码注明在入库单中, 同时将入库单下达给仓库管理员。(3) 入库进入。仓库管理员接到入库单后, 将全部入库货品放置在指定的货车上;驶至装有识读器的入库门时, 主控系统通过获取货车识别电子码核查入库单的权限, 核查无误后, 自动获取到货车所载的全部货品的电子码; 核对车载货物是否与入库单相符合, 核对无误后根据在系统中
15、预先设定好的货品存储位置, 通过无线网络将入库核准指令和入库货品码放货位明细表传送给车载单元的控制计算机, 并同时开启在各个指定货位上的导航指示灯。(4) 入库上架。仓库管理员通过分散在各独立货位的导航指示灯, 并结合车载显示器中的入库货品码放货位明细表, 确定货品上架线路;在此过程中, 车载识别天线不停地识别各个货架的货位导航指示器【11】, 到达指定货位时提示仓库管理员停车,并准备货品上架, 显示屏将显示此货位将上架的货品详细清单;仓库管理员根据显示的货品上架详细信息执行上架后, 主控系统自动更新库存货品记录, 并关闭对应的货位导航指示灯。(5) 入库结束。全部入库货品上架后, 仓库管理员
16、将空载货车驶至出库门; 主控系统通过获取货车识别电子码检测货品是否全部上架, 并检查货车是否空载, 核查无误后授权出库, 并完成相应的记录。4.2 出库作业流程出库作业流程如图 3 所示。(1) 出库单下达。出库单将以电子版送达到主控计算机中，主控计算机将根据货车使用情况记录, 为此出库单指定服务货车, 并将货车的识别电子码注明在出库单中, 同时将出库单下达给仓库管理员。(2) 出库进入。仓库管理员在接到出库单后, 将空载货车驶装有识读器【12】的入库门时, 主控系统通过获取货车识别电子码核查出库单的权限, 核查无误后将出库核准指令和出库货品码放货位明细表传给车载控制计算机【13】, 并在车载显示器中显示给仓库管理员; 同时根据出库货品码放货位明细表中的各项货品所在仓库中的货位, 开启相应的货位导航指示灯。(3) 出库下架。在库区内, 仓库管理员通过分散在各独立货位的导航指示灯, 并结合车载显示器
