智慧仓库建设浅谈
摘要：仓库在物流系统中一直扮演着最主要的角色。随着现代制造业的快速发展以及对信息化的迫切需求，对于仓储作业的出库、入库、库房内部管理等提出了更高的要求。现代化的仓库储备，不仅仅是完成对物资进出的简单批次处理，还要对库内物资的种类、数量、生产属性、库位等信息作出清晰的数据库记录。以便在物流环节的各个阶段得到准确的物资数据和供应链信息，通过建设仓库管理系统，可以实现仓库的入库管理、移库换货管理、出库管理和盘点管理及用户管理等功能。
关键词：RFID技术；PAD；库位标签
本论文采用900MHz 无源RFID技术，每个贴标对象拥有一个具有全球唯一且不能被更改TID号，防伪性能良好。使用时无需机械接触动作，借助其远距离自动感应识别（最远可达近20米）、支持移动/批量/快速读取等特性，在取代原有人工手动录入操作模式的前提下，帮助现有仓库实现货物进出库自动过账、无纸化作业、快速盘点以及仓库精细化管理等目的。 1 智慧仓库需求分析
1.1 仓库管理系统的用户需求
仓库管理系统是针对本企业仓库货物的下线、入库、出库、移库补货和盘点查询等方面工作而开发的管理软件，根据企业的要求，实现仓库的入库管理、移库换货管理、出库管理和盘点管理及用户管理等功能。用户通过相应的模块，对仓库里变压器周转车的基本情况进行更新、删除和查询，对物品的入库、出库、补货和盘点等作业进行智能化管理，对各功能模块明细进行查询，对使用该系统的用户进行更新、删除和查询，对库存数量进行查询，用户通过简单的操作即可轻松管理。
1.2 仓库管理系统的功能性需求 用户管理
对有权使用该系统的用户的基本情况数据进行更新、查询等作，实现用户管理功能。分级管理，分别具有不同的权限；具有分组管理用户的功能。可以针对用户分配软件模块使用权限。 仓库管理
对仓库里的变压器周转车实现下线绑定、入库、出库、补货和盘点智能化管理，，并能提供入库、出库、移库换货和盘点等作业明细，方便用户查询。 历史记录查询
提供历史操作记录查询，为公司管理人员提供决策支持分析提供依据，提供其他分析报表，提高车间仓储管理水平。 1.3 仓库管理系统的非功能性需求
系统支持RFID射频输入和手工录入两种方式，以防射频系统不稳定时影响日常工作行为。
系统硬件部分要求模块化设计实现，维护简便稳定可靠。
手持部分需要结实耐用，能够在恶劣的环境中使用（雨、雪天气等）。 管理系统各个部件都是通过有线网络或者无线WI-FI进行通讯。 2 智慧仓库方案设计 2.1 基础设施环境建设 机房设施配备
系统需配备服务器、交换机、UPS等。为系统的部署及正常使用做好基础。 设备安装点电力接入
在仓库区的设备安装点，需提供220V供电插座。 设备安装点网络接入
在有线连接处，需要稳定的宽带和可靠的网络技术，保障数据通信流畅。 库内作业，需要车间及仓储区全面覆盖无线WIFI网络，保障RFID手持机和入库叉车等无线设备数据通信， 2.2 RFID硬件部署
图2.1-1：方案硬件网络拓扑图
在本方案中，RFID部署情况为：对叉车安装读写设备和车载电脑，周转车安装RFID车辆标签，车间一个出口及两个电梯门安装RFID门禁读写设备，存储区库位安装RFID库位标签，产线末端安装RFID读写设备及一体式电脑，出库牵引车安装RFID车辆标签及PAD。 2.2.1 RFID库位标签安装设计
对仓库存储区的每个库位安装RFID库位标签。 2.2.2 出口RFID门禁读写设备部署
在仓库门/电梯门旁边部署分体式读写器及圆极化天线。读写器部署在仓库门/电梯门旁墙壁有电源处，天线部署于仓库门/电梯门门口两侧，读写器和天线之间的馈线采用线槽的方式安装。
图2.1-2仓库门/电梯门RFID读写设备安装方式 2.2.3 入库叉车RFID读写设备部署
在叉车上安装分体式读写器和工控电脑，可在叉取周转车入库时自动读取周转车标签和库位标签。入库叉车上的设备都是通过固定支架固定在入库叉车上，如需更换叉车，需要针对新入库叉车重新制作复核的固定支架。叉车上装有两个圆极化天线读写天线，一个用来读取周转车上的RFID标签，另一个用来读取库位RFID标签，以此增加读卡可靠性，保证读卡成功率。同时叉车读写设备作为入库确认，取消原有的人工确认点。
图2.1-3入库叉车RFID读写设备安装示意图 2.2.4 出库牵引车PAD部署
需在出库牵引车上加装PAD，该PAD将与RFID牵引车标签形成一一对应关系，当牵引车载货出库时，出口RFID门禁读写设备自动感应RFID牵引车标签并实时将货物去向信息推送至该PAD上，考虑到甲方管理的复杂性，PAD的安装届时将根据甲方实际情况定制结构固件，以防人为原因造成丢失。 2.3 软件功能设计 2.3.1 系统功能介绍
图2.2-1 整体功能框架图
该仓储管理系统的功能如上图所示。主要包括了日常管理、入库管理、查询管理、移库管理、出库管理、打印管理等六大功能模块。 2.3.2 流程详细描述
①订单驱动式生产，根据客户订单，进行生产；
②成品根据顾客的需求，进行分类、拣选和包装；（包装有混装和整装两种，
根据客户的需求）
③包装好的成品，堆放在带有RFID的托盘（通过手持终端将货物信息写入RFID），由人力拖车和叉车共同搬运进行入库作业；
④货仓入库时，入库口装有的阅读器读取RFID信息，并将所读取货物信息传入到管理系统数据库；
⑤通过查询货仓信息管理系统，打印入库单，确定货物存放区；
⑥电动叉车结合人力拖车共同搬运作业，进行上架操作，即将托盘放置在指定的货位，并通过传输设备将所录信息传输到管理系统数据库；
⑦对在库货物进行在库管理和盘点，货仓信息系统存储货仓货物的所有信息，对货物的状态和货位的占用状态进行全面的监控；
⑧货物出库时，叉车操作人员输入订单号或者货物信息，查询所取货物所在的货位，进行下架操作；
⑨出库的货物进行发货和配送，最后客户签收货物，货仓管理系统实时记录货物的签收状态。
2.3.3 出入库等重要环节具体流程： ① 入库流程
包装好的成品，堆放在带有RFID的托盘，由人力拖车托到成品库进行入库；入库时，货仓入口处装有的阅读器读取RFID信息，并将所读取货物信息传入到仓库管理系统数据库；仓库管理系统根据货位空闲情况分配货位，打印入库单，指导叉车操作人员进行上架操作，即将托盘放置在指定的货位。
图2.2-2 成品库入库操作流程 ②出库流程
货物出库时，叉车操作人员输入订单号，或者货物信息，查询所取货物所在的货位，进行下架操作；出库的货物在月台上进行发货和配送，；黄色部分表示操作流程中的相关单据；红色部分表示货仓管理系统的信息流。
图2.2-3成品库出库操作流程 3 方案特点
本方案主要采用RFID射频识别技术，利用其远距离感应、快速批量读取以及可移动识别等特性，帮助客户现有仓库实现仓储作业数据的自动化采集；方案同时结合结合WIFI网络技术和信息处理技术，对货物进出仓库、在库补货、盘点等业务操作数据实现实时传输、自动化校对提醒，在最大程度降低人为出错率的同时，对企业仓储管理成本控制方面也能发挥重要作用。 本方案优势主要体现在以下几个方面：
（1）利用电子标签的瞬间读取大量标签的特性可以实现： ①读取物资信息时不需要单个扫描。
②实现物资快速批量入库、快速批量出库。
③系统根据出入口的RFID读写器识别出入库物资数量，自动统计库存量，并自动生成出入库报表。
④在读取数据的同时自动统计物资的信息，从而实现物资的自动盘点功能，实时向上级机关上传出入库及库存量信息。
（2）利用标签的远距离读取的特性可以实现：
①在不拆卸包装箱、不打开包裹的非可视状态下能批量识读物资信息。 ②在盘点、查找时可利用手持终端远距离读取物资信息。
③读取信息的准确率高，减少人工操作的失误。节省人力物力，把有限的人力资源充分的运用到更有需要的环节。
（3）利用RFID可移动识别特性可以实现：
货物进出库作业无需停留等待，RFID移动识别特性能在一定程度上节省时间、提高货物周转效率。
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