RFID智能仓储方案规划

2020-03-03 09:43:26 来源：范文大全收藏下载本文

数字化仓储项目应用

方案

一．概述...........................................................................................................................................3

1．现代化仓储管理的概念 .....................................................................................................3 2．何为RFID ............................................................................................................................4 3．RFID应用于仓储管理的优越性 ........................................................................................6 二．系统结构 ...................................................................................................................................7 三．系统软件模块功能 ...................................................................................................................9 四．RFID功能流程设计 ................................................................................................................11

1．入库任务指派 ...................................................................................................................11 2．入库上架 ...........................................................................................................................11 3．托盘调整 ...........................................................................................................................13 4．货位调整 ...........................................................................................................................14 5．移库调度 ...........................................................................................................................14 6．出库调度 ...........................................................................................................................14 7．出库任务指派 ...................................................................................................................15 8．出库拣货下架 ...................................................................................................................16 9．移库出库理货 ...................................................................................................................16 10．移库出库装车 .................................................................................................................17 11．分拣出库交接 .................................................................................................................18 12．盘点 .................................................................................................................................19 五．系统可以实现的功能 .............................................................................................................20

1．快捷的出入库管理 ...........................................................................................................20 2．分级别权限的人员管理 ...................................................................................................20 3．可视化库存管理 ...............................................................................................................21 4．明确的货位管理 ...............................................................................................................22 5．快速盘点和准确查找管理 ...............................................................................................22 6．将普通的叉车变成智能叉车 ...........................................................................................22 7．将普通车辆改为可实现实时监控的智能交通平台 .......................................................23 8．良好的扩展性和前瞻性 ...................................................................................................23 六．设备选型 .................................................................................................................................24

1．固定式读写器（XCRF-502E） .........................................................................................24 2．手持式读写器（XCRF-2900或其他同等类型读写器） ..............................................25 3．电子标签 ...........................................................................................................................26 4．天线 ...................................................................................................................................27

RFID数字化仓储项目应用方案

一．概述

一直以来，电力企业的固定资产管理从设备购入、施工安装到投入生产，以及设备经改造后的继续使用、闲置退库或报废等环节上，对设备的实物实际信息的采集、录入，基本全部是手工完成。而通过手工进行设备物资的现场信息抄录，并与台帐信息核对，不但工作非常繁琐，时效较低，且容易出现漏洞、误点或错记的情况，即使现在很多电力企业使用了业务管理系统，但仍然会出现“账实不符”等问题。

为解决这一问题，大家想到使用条码技术，可是也只是解决实物与业务管理系统中信息的对应问题，还是无法满足对实物变动信息的实时记录。如今，随着射频识别技术的飞速发展，人们把更多的关注转移到它的运用上，希望通过这项新兴技术能解决现在电力企业所面临的问题。射频识别技术在国内的发展始于十年前，近期发展速度很快。其基本思想就是通过采用一些先进的自动化技术手段，实现人们对各类物体或设备在不同状态下的自动识别管理。通过应用自动采集数据，消除人为错误，同时与信息管理系统实现无缝联接。 1．现代化仓储管理的概念

当仓储业作为一个业态存在的时候，物流是其实现增值服务的有效手段；而在物流业中，仓储是其不可或缺的一个重要节点。现代物流业的发展需要现代化的仓储管理做支撑，信息化和以信息化做指导的先进技术就成为仓储业走向现代化的有效途径。

先进的基础设施和自动化功能是实现仓储现代化的基础，比如高平台的立体仓库、可存放不同种类货物的货架、有效的作业平台、可进行RFID扫码的叉车、自动化货物传送装制、温控装制、喷淋装制、监控装制等；信息网络平台的搭建是实现仓储现代化的有效手段，通过综合运用现代化科学管理方法和现代信息技术手段，合理有效地组织、指挥、调度、监督物资的入库、出库、储存、装卸、搬运、计量、保管、财务、安全保卫等各项活动，达到作业的高质量、高效率，取得较好的经济效益。

在西方发达国家，仓储业的现代化程度，为企业获取高额利润创造了条件。在我国，一些大的物流企业也正在实践并享受着先进信息化带来的快意。数字化信息系统通过为企业提供科学规范的业务管理、实时的生产监控调度、全面及时的统计分析、多层次的查询对账功能、包括网上查询在内的多渠道方便灵活的查询方式、新型的增值业务的管理功能，满足了仓储管理、经营决策的要求，成为企业其营销和发展的利器。仓储信息化管理系统整合了物流组织体系，重构仓储管理模式，有效地降低了运营成本，取得了明显的经济效益，同时也赢得了客户的尊敬与信赖。

在现有仓储环境的基础上，信息网络的建设和信息技术的应用，将使仓储增值业务水平进一步提高，有效地将各操作环节合理对接，并使综合物流业务成为仓储业发展的主要方向，把仓储业的功能向上下游延伸，从而可以获得更多的增值收入。业务流程的优化和改革将大大提高仓储业的效率，扩大服务的对象。 2．何为RFID 射频识别技术（RFID）较之条形码技术和IC卡技术的最大优势是远距离、高速度读写信息，这也是未来射频识别技术（RFID）能普及的关键。大家比较熟悉的IC卡，又称智能卡，是在较为原始的磁卡的基础上发展起来的，大致经过了从接触式IC卡到非接触式的发展阶段。接触式IC卡在使用的时候须将卡插入读卡器中。IC卡走过了十几年的历程并得到了广泛的应用，但随着社会需求的不断扩大，要求更高，必将被新的技术所取代，这里所说的新技术就是射频识别技术（RFID）。

A．射频识别技术（RFID）的基本原理

RFID（Radio Frequency Identification）是射频识别系统的简称。基本的RFID系统由阅读器和应答器组成。

RFID卡片和阅读器之间的通信方式主要分两种：感应偶合和后向散射偶合。一般的采用第一种方式（如 13.56MHz）；而超高频或微波多采用第二种方式（如 915MHz、5.8GHz等）。我们建议采用第二种方式。 B．射频识别技术（RFID）的特点

射频识别技术（RFID）的最大特点就是远距离、高速度读写信息，同时还具有以下几个主要特点：

 系统唯一性：将动物基本数据从中央计算机中写到标签上将大大提高系统安全性。只要携带有标签，就能够通过手持级或读写设备，获得该动物的详细数据。

 数据安全：通过较验和的方法来保证射频标签中存储的数据，从而确保读出数据的准确。

 灵活性：可以更加灵活的控制产品的生产。例如，可以通过手持机来设置数据，可以在预处理阶段把数据写到标签中去，并在需要时马上应用这些数据。

 射频识别系统完全不怕灰尘，潮湿，油污，冷却剂，有害气体，高温等类似影响。

C．射频识别系统（RFID）的硬件组成

最基本的（RFID）硬件系统由三部分组成，RFID系统工作原理图如下所示。

天线数时序据读写器能量计算机控制端电子标签

图1 RFID系统工作原理示意图

电子标签（Tag）：由偶合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附者在物体商标标识目标对象；当受无线电射频信号照射时，能反射携带数字字母编码信息的无线电射频信号，供阅读器识别处理。

读写器（Reader）：用以产生发射无线电射频信号并接收电子标签反射回来的无线电射频信号，经处理后获取标签数据信息，有时还可以写入标签信息。可以设计为手持式的。

天线（Antenna）：在阅读器和标签之间传递射频信号。

3．RFID应用于仓储管理的优越性

RFID技术近年来在世界兴起，已经广泛应用于交通、物流、供应链管理、门禁、生产管理、军事、自动控制等多个领域，而且已经逐渐显现出替代条码等其他识别技术的趋势，RFID技术应用于资产管理已经有多个成功的案例，经过长期的探索，我们已经解决了实际应用中所存在的诸多问题，对于许多世界范围内难以解决的问题，我们也提出了自己独到的见解。经过长期的技术积累，RFID技术应用于仓储管理的模式已经逐步成熟。

RFID相较于条码，具有识别距离远，识别速度快，自身具备信息存储能力、环境适应性强多种优势，是大型企业仓储管理的不二选择。配合良好的仓储管理系统，RFID能够实现仓储管理的动态化，系统中可以实时查询、管理仓储信息，实现资源的合理调配。

二．系统结构

RFID仓储管理系统由业务管理软件、RFID标签发行系统和RFID标签识别采集系统组成，这几个系统互相联系，共同完成物品管理的各个流程。后台数据库管理系统是整个系统的核心，RFID识别采集是实现管理功能的基础和手段。

系统结构图

后台管理软件由中心数据服务器和管理终端组成，是系统的数据中心。负责与手持机通讯，将手持机上传的数据转换并插入到后台业务仓储管理系统的数据库中，对标签管理信息、发行标签和采集的标签信息集中进行储存和处理。

RFID标签发行系统由电子标签专用打印机和标签制作管理软件组成，负责完成库位标签、物品标签、箱标签的信息写入和标签表面信息打印工作。

电子标签专用打印机采用内嵌非接触读写器的工业级热转印打印机，能够在标签芯片写入信息的同时在标签表面打印预先设定的内容信息。标签制作管理软件的核心是标签制作函数动态连接库，它嵌入在后台系统内，为后台仓储管理系统提供操作打印机制作标签的开发接口函数。基于该动态库还提供了一个独立

的标签制作软件，可以手工输入标签数据，便于临时制作标签。

RFID标签识别采集系统可通过手持机或固定位置终端采集标签信息，完成标签数据的存储，并通过RFID中间件与管理中心进行数据的交换。

三．系统软件模块功能

1、订单管理

- 客户订单管理订单管理库存控制查询

3、仓库管理

- 进货管理物品转移货架管理物品分包管理存货盘点管理

4、客户管理

- 客户注册

- 客户品名和卖价设置

5、供应商管理

- 供应商注册

- 供应商品名和买价设置

6、报表

常规报表

- 在库物品库龄报表

- 未完成客户订单一览商品进出一览

- 买价卖价对照表（按客户）库存月报（以金额计）客户订单查询货运状态查询更改密码管理体系

- 显示语言，菜单英文和中文显示可自由切换

9、系统维护

- 用户可以对计量单位，商品品种，日历，系统参数，业务部门，合作伙伴，公司简档等进行维护。

四．RFID功能流程设计

本方案将RFID后台应用系统和数字化仓储(WMS)无缝结合，通过RFID技术在仓库里的实时操作达到数据的快速反应、数据安全得到保障。

RFID后台具体操作如下环节做详细介绍： 1．入库任务指派

1.WMS根据一定的规则自动为“入库单”分配货位，生成“入库作业任务单”（蓝色）；

2.根据一定的业务规则将该“入库作业任务单”自动分配相应的理货组，并发送至理货班长的手持PDA上，理货班长在手持PDA上对该项任务指派进行确认或调整，并将信息发送回WMS；WMS根据理货班长确认的任务分派信息将“入库作业任务单”发至对应理货组长的手持PDA上，理货组长在手持PDA上对参与本项作业任务的组员进行签到确认，并将相关信息反馈至WMS，此时收货作业启动；（红色）

3.WMS根据一定的业务规则将“入库作业任务单”分解为多组上架指令，并按货位的分类（首层、非首层）分别发送至相应的电动托盘车司机的手持RFID读写终端或高位叉车的车载RFID读写终端（紫色）。

2．入库上架

1.WMS中的地址分配模块通过入库区固定式RFID读写设备将为每个托盘分配

的货位信息写入托盘电子标签内（蓝色）；

2.托盘车司机操纵托盘车接近托盘时，车载或手持RFID读写终端读取托盘电子标签信息，显示该托盘的目标货位，托盘车司机将托盘运至货位所在储区（绿色）；

3.高位叉车司机操纵叉车靠近待上架托盘，叉车上的RFID终端读取托盘电子标签信息后，将托盘货物放置到指定的货位上，并读取货位电子标签信息（红色）；

4.WMS自动核对托盘与货位关联的正确性，如相符则反馈回WMS，视作完成上架作业，如不相符，则发出声音警示和错误状态提示，以便作业人员核对后重新正确上架（紫色）。

5.上架作业完成后，“入库任务单”和“入库单”完成，更新WMS数据，并向V3系统传送入库数据（橙色）。

3．托盘调整

1.拆盘时，作业人员用手持RFID读写终端读取移出托盘电子标签相关信息，读取移出货物的条码，并将信息反馈予WMS，解除原有货物/托盘关联； 2.拼盘时，用手持RFID读写终端读取移入托盘相关信息，读取移入货物的条码，并将信息反馈予WMS，重新建立新的货物/托盘关联，更新WMS中的库存和货位信息。

4．货位调整

1.车载或手持RFID读写终端分别读取移出托盘和移出货位的电子标签信息，解除该货位与托盘的关联关系（蓝色）；

2.叉车司机或托盘车司机把移出托盘搬运至移入新货位（紫色）；

3.车载或手持RFID读写终端读取移入货位电子标签相关信息，重新建立移入托盘与移入货位的关联关系，并将信息反馈予WMS，WMS实时更新库存信息，并将更新后的库存数据发送予V3系统（红色、绿色）。 5．移库调度

1.货主在其V3系统中录入“移库申请单”，并发送至东部物流WMS。 2.WMS对“移库申请单”进行处理，产生以承运车辆为单位的 “干线物流任务单”，以此为依据申领准运证，然后以货主为单位生成“移库出库单”，并反馈回V3系统。 6．出库调度

WMS将“干线物流任务单”进行处理，按品牌生成“出库作业任务单”，为出库货物分配下架的货位。

7．出库任务指派

1.WMS将已分配好下架货位的“出库作业任务单”，根据一定逻辑关系自动分配至理货组、托盘车组和叉车司机，形成作业策略（蓝色）；（蓝色） 2.将分配方案发送至理货班长的手持PDA上。理货班长在手持PDA上确认或修改分配方案，并将信息发送回WMS。WMS将出库作业任务单发至指定理货组长手持PDA上，理货组长在手持PDA上对参与本项作业任务的组员进行签到确认，将相关信息反馈至WMS，并安排理货人员做好装车准备（红色）； 3.WMS按货位的分类（首层、非首层）将出库作业任务单分别发送至相应的电动托盘车司机的手持RFID读写终端或高位叉车的车载RFID读写终端，相应的作业人员按指令进行实物的下架操作（紫色）。

8．出库拣货下架

1.当有货物出库时，叉车司机根据指令靠近指定的货位，车载RFID读写终端（或手持RFID读写终端）读取货位电子标签的相关信息和货位上托盘电子标签的相关信息，即时进行下架指令、货位与托盘三者的匹配性校验，确认无误后取下托盘，完成托盘下架动作，并将相关信息反馈予WMS后台（蓝色）。 2.出库货物数量不足满托盘时，先按上述方法取下托盘，提取需要出库数量的货物，转移到另一空托盘上，并按一号工程的规范进行拆盘操作，剩余货物的托盘由WMS安排合适的货位存放并更新相关信息（红色）。

9．移库出库理货

1.托盘车司机驾驶托盘车靠近已下架托盘，用手持RFID读写终端读取托盘电子标签信息，核对托盘上货物的货主、品规、数量无误后，按照WMS指定的码头号码，用托盘车将托盘运送至指定码头前的出库暂存区等待装车。 2.理货人员对在出库暂存区的货物进行复核，用手持PDA采集每个托盘上的任意一货物的条码，在WMS上获得该货物所有托盘上所有货物的数据，累计后与“出库任务单”自动进行核对，当出现差异时，WMS在固定终端、移动终端发出警报。

10．移库出库装车

装车时，启动码头门入口处的固定式RFID读写器，开始装车作业。作业人员用手动托盘车将整托盘货物拉入车厢，托盘经过码头门入口时，装在入口处的固定式RFID读写器读取正在移动的托盘上的电子标签相关信息，由WMS后台对该托盘的装车码头号、托盘ID号、托盘上货物的品规、数量等信息进行校验，发现不相符时即时发出警报，由作业人员重新校核调整。同时实时统计移库货物信息，并将移库货物信息反馈回WMS进行移库确认。

装车完成后，WMS更新“移库出库单”状态为完成，更新库存信息，并将相关信息发送予V3系统。

11．分拣出库交接

1.智能调度系统把零售客户订单信息（包括品规、数量、线路、顺序等）导入WMS，生成分拣出库单。（蓝色）

2.WMS从分拣系统中导入分拣进程状态，按循环补货的策略和出库货位分配策略，将分拣出库任务单拆分生成出库作业任务单，并向各作业人员下达拣货下架指令（红色）。

3.托盘下架后，作业人员操纵托盘车靠近目标托盘，用手持RFID读写终端读取托盘电子标签信息（货主、品规、数量、出库类型等），进行分拣出库指令与托盘的校验，校验无误后根据指令将整托盘货物经过规定通道运送至分拣区指定位置（紫色）。

4.整托盘货物经过规定通道入口时，设在入口处的RFID读写终端自动读取托盘电子标签中货物条码的数据包，通过解密解析得到对应的货物条码信息，将托盘电子标签中的货物条码信息上传给WMS系统，由WMS系统及时反馈给一号工程扫码系统，完成分拣前的一号工程“第三扫”，同时数据回传WMS，在WMS中作分拣出库完成的处理，进入分拣配货流程（橙色）。

12．盘点

盘点前，调度人员选择所需的盘点策略，生成相应的盘点指令。实盘时，盘点人员用手持式RFID读写终端读取货位电子标签的信息（ID号），回传至WMS，从WMS中获取该货位上的货物信息，在手持式RFID读写终端上显示，盘点人员与现场实物进行核对，并将核对结果在手持机上记录，发送回WMS。盘点完成后由WMS生成盘点表和盈亏表。

五．系统可以实现的功能

1．快捷的出入库管理

当货物进入库房时，在库房入口处安装固定的RFID读取设备或通过手持设备自动对入库的货物进行识别，由于每个包装上安装有电子标签，可以识别到单品，同时由于RFID的多读性，可以一次识别很多个标签，以便实现快速入库。

2．分级别权限的人员管理

人员管理可分为权限人员管理和VIP人员管理。权限人员管理：

通过对仓储管理中涉及的人员分发并佩戴RFID卡片对人员及所属权限进行分类管理

 人员信息比对功能，判断人员出入权限；

 多级用户权限，实现不同人员具有不同进出权限及取存物品权限；  结果输出功能，与液晶显示器配对使用，管理结果便于显示；

 系统通过的人员出入时间记录与数据库交互，存储数据信息，实时备案，方便查询。

通过托盘部署专用RFID电子标签可以实现货物的定位，同时可以实现快速

盘点和出入库作业。

VIP人员管理：

领导佩戴专属VIP人员标签，当标签进入天线范围内，LED显示器会显示预先设定的欢迎词。

3．可视化库存管理

点击每个货架，可以实时查询货架库存，下图所示：

每件物品上都有内含电子芯片的标签，可显示快速盘点，及时了解库存信息，便于控制合理库存

4．明确的货位管理

在货架或者专属货位上贴电子标签，对货位进行精确定位。对货位定位的意义在于：

 快速准确的找到货物的具体位置

 所属的货位标签内包含货位上的具体货物信息，方便对货物进行查找  方便盘点，盘点的时候只要扫描货位信息即可  方便自动化作业 5．快速盘点和准确查找管理

通过货架标签和托盘标签可以实现快速盘点，同时由于货架标签和货架上存放物品的对应关系可以快速的找到目标物品。

例如：需要取物品A，只需要在系统中输入物品名A称即可快速的知道物品A的存放位置，数量等精确信息。

6．将普通的叉车变成智能叉车

在叉车上安装专用RFID读写器和显示器，通过系统向司机发送指令，叉车司机只需要按照系统提供的命令进行作业，如：系统收到指令取XX型号电缆一卷，这时系统会自动分析该型号的电缆存放位置，库存情况，并秉着先进先出的原则安排司机直接去某某货位提取。

7．将普通车辆改为可实现实时监控的智能交通平台

通过物流运输GPS监控服务管理系统，达到管理和利用好物流运输车辆，随时了解车辆的行驶状况，尽可能的保障车、人安全的目的。 8．良好的扩展性和前瞻性

系统具备良好的扩展能力，能很方便地与企业现有系统实现无缝对接，并且极强的前瞻能力，能很好的实现未来扩容。

六．设备选型

1．固定式读写器（XCRF-502E）

XCRF-502E主要技术指标如下：  外形尺寸： 229mm×312mm×92mm  固定式设备，适应温度范围：-10~+50℃  单端口，射频输出接口：N型

 工作电源电压：AC100~240V（50Hz），功耗≤30W，电源接口：3芯圆形连接器

 标称配置（EIRP=43dBm）情况下，最大阅读距离7m、最大写入距离5m  通信接口：RS232或RJ45以太网接口，串行传输速率19200bps  多标签读出速率：≧30个/秒

 控制接口：采用JD-3.81-6连接器控制输入输出产品主要功能：

 能够读写单个或多个XCTF-5000系列标签；

 能够定频工作或跳频工作，跳频图案可由上位PC机通过配置接口写入；  可以通过串行接口、网络接口接收上位PC机下传的数据和命令，并向上位PC机返回命令执行结果和数据；

 API接口符合XCRF-500读写器数据传输协议；

 前面板发光二极管（LED）显示读写器当前的工作状态；

 可通过配置接口实现设备的IP地址、网络物理地址、跳频频点等参数设置并永久保存；

 内嵌自检测试程序，协助完成设备调试和部分测试功能；  预留两路光电隔离输入通道和4路继电器输出通道。 2．手持式读写器（XCRF-2900或其他同等类型读写器）

XCRF-2900是一款能满足在恶劣环境中，数据采集要求的，具有高性能和耐用性而设计的手持机。它是从工程学角度出发，具有高度的灵活性、标准化、耐用性和人性化。采用高性能MCU，处理能力超群，多种功能模块任意选配。无论是在现今或将来都完美匹配客户对移动数据采集和供应链信息采集的需求。

 尺寸:240×90×40mm  重量:0.52kg～0.95kg（与配置相关）  外壳材料:PC+ABS工程塑料  工作温度:-10℃～+50℃  储存温度:-20℃～+70℃  工作频段:920～925MHz

 符合协议:ISO 18000-6B/6C  读取距离:0～3.5m（与标签配置相关）  写入距离:0～1.5m（与标签配置相关）  操作系统:Windows CE 5.0  通讯接口:USB Host，USB slave  无线通讯接口:Wi-Fi、GPRS、蓝牙（可选）  条码:工业级条码模块，支持一维和二维，可选  存储卡:1G Micro SD 卡(标配），最大支持2G  连续工作时间:8小时  待机时间:7天  防水防尘等级:IP54  电源:DC 5V适配器

 配套软件:Demo软件、API、范例程序 3．电子标签

根据不同的应用场合，电子标签可以拥有不同的形状、材质、标准及安装方式，托盘电子标签采用板卡状电子标签，为ISO 18000-6B标准，货位管理电子标签采用能抗金属干扰的电子标签，也可根据不同的应用情况选择不同的标准。

图7 托盘电子标签

图8 能抗金属干扰的电子标签

ISO 18000-6B电子标签：工作于860～960MHz频段，因此可在超高频范围内进行快速、远距离识别。同时具有64位ID号以及216bits的用户可编程内存，能很好地满足目前和未来的物流需求。该标签主要应用于仓储管理，可与远望谷自主研发的XCRF-500系列读写器相配套使用，适合于多标签读取。

 工作模式 R/W （可读写）

 存储容量 64位唯一序列号，216字节存储空间  工作频率 860～960MHz  符合协议 ISO 18000-6B  读写距离 3～10m（与不同的天线相配合）  防冲突机制适合于多标签读取  配套读写器 XCRF-500型读写器系列 4．天线

主要用于902～928MHz的RFID射频识别系统中，它通过同轴电缆直接与读写器相连，体积小，易于安装。采用线极化方式，能与同轴电缆良好匹配并具有很好的方向性。

图9 XCAF-12D天线

XCAF-12L天线技术参数：

 频率范围：902～928MHz

 中心频率：915MHz  极化方式：圆极化  驻波比：≤1.3  天线增益： 7.15dBi  特性阻抗：50欧姆

 半功率波束宽度：E面70度，H面70度  工作温度：-40～85℃  相对湿度：≤95%  接头方式：N型

 三防性能：防水、防酸、防霉菌  产品尺寸：29.4×29.4×6.4cm  天线罩材料：ABS工程塑料

图10 ST900-R1天线

ST900-R1天线技术参数：

 频率范围：902～928MHz  中心频率：915MHz  极化方式：线极化（垂直）  驻波比：≤1.2  天线增益：>9dBi  特性阻抗：50欧姆  工作温度：-40～85℃  相对湿度：≤95%