目前中国家电行业已经成为一个超过1 000亿美元市场规模的成熟产业。但是, 中国作为全球家电生产、消费和出口大国, 其家电企业普遍存在产品技术含量较低、生产和管理成本较高、缺乏优势竞争力等问题。近年来, 随着国内家电企业生产规模的扩大, 供应商数量明显增多, 所供应的物料种类和数量也快速增长, 使得企业仓库物料的管理日趋复杂和困难[1,2]。面对数量庞大的物料接收及入库校验任务, 传统的纸质物料清单与人工接收及校验的管理方式, 不仅工作量大、操作繁琐、效率低下, 而且准确率很难得到保证, 已经无法满足企业仓库物料的快速接收、准确校验、正确入库等要求, 在一定程度上制约了家电生产企业的发展[3]。因此, 提高家电行业的仓库管理效率、降低生产及管理成本, 对家电企业的发展至关重要。
RFID (Radio Frequency Identification) 技术是物联网 (IOT) 的核心技术之一[4], 它通过无线射频信号进行非接触通信, 能够自动识别目标对象并获取数据。与传统的条码识别方式相比, RFID技术具有非接触性、可重复使用、快速识别、读取方便、数据容量大、使用寿命长、无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预等众多优点[5,6], 并且可以对电子标签进行批量识别。因此, RFID技术被广泛应用到现代仓库管理、物流管理、交通运输管理、资产管理等诸多领域当中。
近年来, 国内外许多大学和研究机构先后对RFID技术在仓库管理中的应用提出了一些研究方法。如华中科技大学的廖燕等从供应链全过程的角度, 研究了RFID技术在原材料供应、生产制造、物流管理、销售与售后服务中的应用[7]。上海交通大学的陈霆等设计并实现了一套基于RFID的烟草企业的仓库管理系统[8]。海军91183部队的李雪等人研究了RFID技术在军械仓库管理中的应用, 实现了装备、车辆和人员出入及位置的智能化管理[9]。国外学者Vladimir Modrak, James C.等研究了RFID仓库管理技术, 为仓库货物的智能出入库管理提供了解决方案等[10,11]。
本文重点介绍基于RFID的家电仓库来料接收管理系统总体设计及结构, 主要从系统核心硬件选型, 系统的业务流程及功能需求, 系统的数据库结构设计, 系统开发与测试等五个方面对RFID仓库来料接收管理系统进行设计与研究。最后, 对系统进行测试及应用效果分析, 得出结论。
为了方便快捷、实时准确地对供应商物料进行接收, 本文设计在物料容器侧面安装RFID电子标签如图1 (a) 所示。供应商借助RFID手持机设备读取容器标签ID, 并绑定容器内物料信息 (物料编号、名称、数量) 。叉车叉起物料托盘进入仓库时, 安装在库门两侧的天线连接RFID超高频读写器对入库物料进行批量读取和接收, 如图1 (b) 所示。
RFID容器标签作为本文仓库来料接收管理系统的核心部件, 其性能对系统的稳定性至关重要。本设计采用SG02⁃UG100型无源超高频RFID电子标签作为容器标签, 其详细技术参数如表1所示。
表1 SG02⁃UG100型电子标签技术参数 下载原表
经过实验测试表明SG02⁃UG100型电子标签性能稳定, 其各项技术指标可以满足本文物料仓库管理系统的应用需求。
物料仓库来料接收业务流程, 如图2所示。
RFID家电仓库管理系统主要包括供应商管理模块、预约到货模块、来料接收模块、入库校验模块等模块, 如图3所示。
(1) 供应商管理模块:支持对供应商信息 (供应商ID、供应商名称、地址、电话) 的增、删、改、查功能。
(2) 预约到货模块:根据供应商预约时间, 合理分配预约到货时间区间。能够按预约到货时间顺序显示预约到货合单队列, 支持预约到货历史查询。
(3) 来料接收模块:显示并提醒来料接收任务, 并按入库校验结果更新仓库物料存储信息。支持对仓库物料信息 (物料ID、名称、数量等) 的增、删、改、查功能。
(4) 入库校验模块:能够对入库物料信息进行实时校验, 支持物料信息的手动核对 (增、删、改) 功能。
(5) 引导入库模块:显示并指引物料存储区位置, 引导物料快速入库。
(6) 用户权限模块:支持对用户账号、权限、状态等信息进行增、删、改、查操作。
(7) 日志查询模块:记录用户登录日志、操作日志等, 支持日志查询。
根据系统业务流程及功能需求对系统数据库结构进行设计, 系统数据库E⁃R图如图4所示。
根据系统结构及功能模块的设计, 运用C#及.NET技术对RFID物料仓库管理系统进行开发。RFID物料仓库管理系统采用B/S架构进行设计开发, 同时借助SQL Server 2008数据库对系统数据进行管理。
RFID物料仓库管理系统界面如图5所示。
同时, 为了使物料快速、及时接收, 系统开发了仓库预约到货看板功能。系统将当天预约到货的信息动态实时地发送到仓库LED液晶显示器看板上, 可以显示即将到货、已经进厂、超时未到的供应商物料信息, 方便仓库管理员及时处理来料接收任务。仓库预约到货看板显示图, 如图6所示。
当有供应商物料进入仓库大门时, 大门两侧的RFID读写器设备会快速地读取入库物料信息, 并通过RFID软件中间件采集、过滤上传给RFID仓库管理系统。系统对进入仓库的物料信息进行入仓实时校验, 并通过仓库看板显示入仓校验情况, 以及指引供应商入库及正确摆放物料位置。如图7所示, 供应商宝盛送货合单号为HD14032500025有两类物品容器共71个, 入仓校验71个, 指示搬运到仓库E5, F4区域摆放。
表2是广东省佛山市北滘镇美的中央空调事业部4#暖通仓库使用该RFID仓库管理系统前后效果对比。
表2 使用RFID仓库管理系统前后效果对比表 下载原表
从表2中可以看出, 使用RFID仓库管理系统后供应商物料入库时间大大减少, 系统采用RFID技术对入库物料进行识别校验方便快捷、无需人工干预, 入库校验时间明显缩短, 出错率降低, 提高了物料入库效率。同时, 在库存盘点过程中, 无需人工重复地照单比对、数据操作, 减少了仓管员的工作量, 降低了出错率。最后, 系统可以快速指引物料的入库及安排存储位置, 有效地提高了物料仓库的空间利用率。
本文将RFID技术应用于家电行业物料仓库的管理中, 设计并实现了一套集预约到货、来料接收、入库校验、入库引导、库存盘点等为一体的物料仓库管理系统。本文首先介绍了RFID技术研究现状及应用领域, 紧接着对RFID仓库管理系统做了核心硬件选型、业务流程设计、系统功能模块划分、数据库结构设计、系统开发及应用测试等工作。从实际应用效果可以看出, 使用RFID仓库管理系统能够大大减少人工盘点及数据操作等繁重的工作量, 出错率明显降低, 提高了企业物料仓库的来料接收效率, 对于提高企业的物流效率、缩短生产产品周期具有重要意义。但是, 本文的RFID仓库管理系统在物料的自动搬运及存储方面还有待优化和改进。此研究之后可进一步研究利用AGV小车或智能搬运机器人实现物料仓库的无人值守, 提高企业物料仓库的智能化水平。
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