RFID技術在家電行業(yè)倉庫管理中的應用研究

陳凱+陳緒兵+李歡+余良偉+王盛興

摘 要： 該文將RFID智能識別技術應用于家電企業(yè)的倉庫物料接收管理中，設計開發(fā)了一套倉庫物料接收管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了倉庫的預約到貨、入庫校驗、自動接收和引導入庫等功能，極大地縮減了倉庫物料接收時間。實驗結果表明，該系統(tǒng)的研究及開發(fā)對于提高家電企業(yè)供應鏈物流效率、降低管理成本具有重要意義。

關鍵詞： RFID技術； 家電行業(yè)； 供應鏈； 倉庫管理系統(tǒng)

中圖分類號： TN911?34； TN805 文獻標識碼： A 文章編號： 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

目前中國家電行業(yè)已經(jīng)成為一個超過1 000億美元市場規(guī)模的成熟產(chǎn)業(yè)。但是，中國作為全球家電生產(chǎn)、消費和出口大國，其家電企業(yè)普遍存在產(chǎn)品技術含量較低、生產(chǎn)和管理成本較高、缺乏優(yōu)勢競爭力等問題。近年來，隨著國內家電企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，供應商數(shù)量明顯增多，所供應的物料種類和數(shù)量也快速增長，使得企業(yè)倉庫物料的管理日趨復雜和困難[1?2]。面對數(shù)量龐大的物料接收及入庫校驗任務，傳統(tǒng)的紙質物料清單與人工接收及校驗的管理方式，不僅工作量大、操作繁瑣、效率低下，而且準確率很難得到保證，已經(jīng)無法滿足企業(yè)倉庫物料的快速接收、準確校驗、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)的倉庫管理效率、降低生產(chǎn)及管理成本，對家電企業(yè)的發(fā)展至關重要。

RFID（Radio Frequency Identification）技術是物聯(lián)網(wǎng)（IOT）的核心技術之一[4]，它通過無線射頻信號進行非接觸通信，能夠自動識別目標對象并獲取數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的條碼識別方式相比，RFID技術具有非接觸性、可重復使用、快速識別、讀取方便、數(shù)據(jù)容量大、使用壽命長、無需直接接觸、無需光學可視、無需人工干預等眾多優(yōu)點[5?6]，并且可以對電子標簽進行批量識別。因此， RFID技術被廣泛應用到現(xiàn)代倉庫管理、物流管理、交通運輸管理、資產(chǎn)管理等諸多領域當中。

近年來，國內外許多大學和研究機構先后對RFID技術在倉庫管理中的應用提出了一些研究方法。如華中科技大學的廖燕等從供應鏈全過程的角度，研究了 RFID 技術在原材料供應、生產(chǎn)制造、物流管理、銷售與售后服務中的應用[7]。上海交通大學的陳霆等設計并實現(xiàn)了一套基于RFID的煙草企業(yè)的倉庫管理系統(tǒng)[8]。海軍91183部隊的李雪等人研究了RFID技術在軍械倉庫管理中的應用，實現(xiàn)了裝備、車輛和人員出入及位置的智能化管理[9]。國外學者Vladimir Modrak， James C.等研究了RFID倉庫管理技術，為倉庫貨物的智能出入庫管理提供了解決方案等[10?11]。

本文重點介紹基于RFID的家電倉庫來料接收管理系統(tǒng)總體設計及結構，主要從系統(tǒng)核心硬件選型，系統(tǒng)的業(yè)務流程及功能需求，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結構設計，系統(tǒng)開發(fā)與測試等五個方面對RFID倉庫來料接收管理系統(tǒng)進行設計與研究。最后，對系統(tǒng)進行測試及應用效果分析，得出結論。

1 系統(tǒng)功能及結構設計

1.1 系統(tǒng)核心硬件選型

為了方便快捷、實時準確地對供應商物料進行接收，本文設計在物料容器側面安裝RFID電子標簽如圖1（a）所示。供應商借助RFID手持機設備讀取容器標簽ID，并綁定容器內物料信息（物料編號、名稱、數(shù)量）。叉車叉起物料托盤進入倉庫時，安裝在庫門兩側的天線連接RFID超高頻讀寫器對入庫物料進行批量讀取和接收，如圖1（b）所示。

RFID容器標簽作為本文倉庫來料接收管理系統(tǒng)的核心部件，其性能對系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關重要。本設計采用SG02?UG100型無源超高頻RFID電子標簽作為容器標簽，其詳細技術參數(shù)如表1所示。

經(jīng)過實驗測試表明SG02?UG100型電子標簽性能穩(wěn)定，其各項技術指標可以滿足本文物料倉庫管理系統(tǒng)的應用需求。

1.2 來料接收業(yè)務流程設計

物料倉庫來料接收業(yè)務流程，如圖2所示。

1.3 系統(tǒng)功能需求分析

RFID家電倉庫管理系統(tǒng)主要包括供應商管理模塊、預約到貨模塊、來料接收模塊、入庫校驗模塊等模塊，如圖3所示。

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

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

（3） 來料接收模塊：顯示并提醒來料接收任務，并按入庫校驗結果更新倉庫物料存儲信息。支持對倉庫物料信息（物料ID、名稱、數(shù)量等）的增、刪、改、查功能。

（4） 入庫校驗模塊：能夠對入庫物料信息進行實時校驗，支持物料信息的手動核對（增、刪、改）功能。

（5） 引導入庫模塊：顯示并指引物料存儲區(qū)位置，引導物料快速入庫。

（6） 用戶權限模塊：支持對用戶賬號、權限、狀態(tài)等信息進行增、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)庫結構設計

根據(jù)系統(tǒng)業(yè)務流程及功能需求對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結構進行設計，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫E?R圖如圖4所示。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)結構及功能模塊的設計，運用C#及.NET技術對RFID物料倉庫管理系統(tǒng)進行開發(fā)。RFID物料倉庫管理系統(tǒng)采用B/S架構進行設計開發(fā)，同時借助SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行管理。

RFID物料倉庫管理系統(tǒng)界面如圖5所示。

同時，為了使物料快速、及時接收，系統(tǒng)開發(fā)了倉庫預約到貨看板功能。系統(tǒng)將當天預約到貨的信息動態(tài)實時地發(fā)送到倉庫LED液晶顯示器看板上，可以顯示即將到貨、已經(jīng)進廠、超時未到的供應商物料信息，方便倉庫管理員及時處理來料接收任務。倉庫預約到貨看板顯示圖，如圖6所示。

當有供應商物料進入倉庫大門時，大門兩側的RFID讀寫器設備會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倉庫管理系統(tǒng)。系統(tǒng)對進入倉庫的物料信息進行入倉實時校驗，并通過倉庫看板顯示入倉校驗情況，以及指引供應商入庫及正確擺放物料位置。如圖7所示，供應商寶盛送貨合單號為HD14032500025有兩類物品容器共71個，入倉校驗71個，指示搬運到倉庫E5，F(xiàn)4區(qū)域擺放。

3 系統(tǒng)測試及應用效果

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

從表2中可以看出，使用RFID倉庫管理系統(tǒng)后供應商物料入庫時間大大減少，系統(tǒng)采用RFID技術對入庫物料進行識別校驗方便快捷、無需人工干預，入庫校驗時間明顯縮短，出錯率降低，提高了物料入庫效率。同時，在庫存盤點過程中，無需人工重復地照單比對、數(shù)據(jù)操作，減少了倉管員的工作量，降低了出錯率。最后，系統(tǒng)可以快速指引物料的入庫及安排存儲位置，有效地提高了物料倉庫的空間利用率。

4 結 論

本文將RFID技術應用于家電行業(yè)物料倉庫的管理中，設計并實現(xiàn)了一套集預約到貨、來料接收、入庫校驗、入庫引導、庫存盤點等為一體的物料倉庫管理系統(tǒng)。本文首先介紹了RFID技術研究現(xiàn)狀及應用領域，緊接著對RFID倉庫管理系統(tǒng)做了核心硬件選型、業(yè)務流程設計、系統(tǒng)功能模塊劃分、數(shù)據(jù)庫結構設計、系統(tǒng)開發(fā)及應用測試等工作。從實際應用效果可以看出，使用RFID倉庫管理系統(tǒng)能夠大大減少人工盤點及數(shù)據(jù)操作等繁重的工作量，出錯率明顯降低，提高了企業(yè)物料倉庫的來料接收效率，對于提高企業(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倉庫管理系統(tǒng)在物料的自動搬運及存儲方面還有待優(yōu)化和改進。此研究之后可進一步研究利用AGV小車或智能搬運機器人實現(xiàn)物料倉庫的無人值守，提高企業(yè)物料倉庫的智能化水平。

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