RFID仓储管理系统WMS解决方案

RFID仓储管理（WMS ）系统方案建议书一、项目背景1.1 背景企业的仓储管理，是对仓库及仓库内的物资所进行的管理，是企业为了充 分利用所具有的仓储资源提供高效的仓储服务所进行的计划、组织、控制和协调 过程。它作为连接生产者和消费者的纽带，在整个物流和经济活动中起着至关重 要的作用。不同的企业规模、产品类别，有着不同的仓储管理流程和需求，但核心的 部分，都还在于进出库在内的仓库作业和移库、盘库在内的库存控制作业。而随 着整个生产制造环境的改变，产品周期越来越短，多样少量的生产方式开始兴起， 来自市场端的需求对仓储管理提出了更高的要求。简单、静态的传统仓储管理模式普遍存的物资库存量巨大、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， 已不能适应新的仓储管理需求。破除传统的仓储管理模式，积极探讨新的信息管 理技术，在适应企业原有管理流程的基础上，构建新的仓储管理信息化系统平台， 协调各个环节的运作，保证及时准确的进出库作业和实时透明的库存控制作业， 合理配置仓库资源、优化仓库布局和提高仓库的作业水平，提高仓储服务质量、 节省劳动力和库存空间，降低运营成本，从而增强企业市场竞争力。1.2 系统需求FUWIT结合客户项目需求以及在 RFID仓储WMS系统中的实际应用经验, 总结得到，高质量的仓储管理系统，在于最优化的仓储资源配置、精确的仓库作 业控制，以及实时有效的仓储数据流的透传，因此，其信息化系统平台的构建， 将主要集中在6个方面的需求，以下做简要说明。1.2.1 可视化出入库管理可视化出入库管理主要涵盖货物（托盘）入库、出库等。系统应能实现仓库 实时数据在管理中心的可视化管理。真正做到实物流与数据流实现同步。1.2.2 电子托盘及库位管理实现托盘和库位的电子化，是实现可视化、智能化仓库管理的基础。仓库中 的货物都是以托盘为单位进行流转和存放，通过对托盘实现电子化，可实现对每 个托盘的身份识别，存放和转运位置的实时追踪，结合电子化（数字化）的库位 管理，可以为可视化的仓储管理提供必要的数据基础。通过对仓库物理空间分区域划分，每个物理空间分配一标签标识，有效对库 位货物定位，快速检索。1.2.3 实时盘点通过使用手持机（或移动盘点机），对现场实物进行扫描识别，生成实物信 息，与ERP数据进行对比，生产盘点信息表，保证账、物一致。1.2.4 货物查找当需要查找某个货物时，在手持机里输入相关货物信息，在一定范围内扫描 货物，当扫描到货物时，系统发出提示音，便于快速找到货物。1.2.5 相关系统（MES/WCS/SAP ）接口仓储管理系统不应该是一个独立的系统，相关数据通过一定的接口应该能和 企业现有的生产管理（MES）、EPR （SAP）、以及客户系统（WCS）等相关系统 实现及时交互，以满足企业的实际管理需求。1.2.6 实现信息流和实物流的统一传统的仓储管理，因技术条件的限制，不可避免的面临实时数据滞后，无法 实时准确反映仓储库存及物流情况，导致信息流和实物流脱节严重。而且由于人 工识别货物信息，不仅效率低下且容易出错，工作量较大，而建设本系统的最终 目的，是通过引入有效的技术手段，最终实现企业仓储管理中信息流和实物流的 统一，实现实时可视化的仓储物流管理。二、技术背景2.1 RFID技术简介RFID是一种新型的信息技术，可以实现数据与信息非接触快速传送。目前 已广泛应用于生产制造、防伪溯源、物流与供应链管理等领域，给这些领域带来 了很大的技术革新，特别是在仓储物流领域，因为技术的特性，它将极大地提高 物流信息的采集速度与物流作业效率。RFID （Radio Frequency Identfication射频识别）是一种非接触式的自动识 别技术，是物联网的核心技术之一。它通过射频信号自动识别目标对象（电子标 签）并获取或记录相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。 一个典型的RFID系统由上位机、RFID读写器、天线、电子标签构成，电子标 签内有数据存储区用于存储信息，RFID读写器用于识别电子标签，读取或写入 数据，并负责与上位机完成数据交互，而上位机是控制整套系统工作的接口。其 系统结构如图2-1-1。电子标签图2-1-1: RFID系统结构图2.2 技术优势RFID技术最大的特点是非接触高速识别，它以无线方式通信，射频标签 不用露出电触点也可以被识读到，所以即使粘贴这种射频标签物品放在包装材料 内部也可以被识别出，RFID识别系统还可以同时识别多个射频标签及高速运动 的射频标签，这能实现物品流通过程的高效性。具体优势表现如下：非接触读写只要通过RFID系统的阅读器即可不接触，直接读取信息至数据库内，这 比原始通过专门的单证员录入信息具有非常大的优势，并可以将物流处理状态的 各种信息写入标签，为下一阶段工序减少很多信息采集时间。多标签同时读取通过RFID阅读器可以一次识读多个 RFID射频标签，并且一次性把数据 由阅读器传送到计算机网络系统，这种数据采集与对物品的验收速度是条形码一 个个扫描采集与验收速度的十数倍，更比传统的利用单据录入的数据采集与查看 货物名称来验收物品方法快得多。通过这种RFID阅读器的多读性，可实现物品的高效快速流通。穿透性好粘贴有RFID射频标签的物品放在包装材料是纸张、木材和塑料等非金属 或非透明的材质也能正常地被阅读器识别出来，它具有很好的穿透性，这样可以不用把物品从包装材料中拿出来即可以实现对它识别，迅速且方便。标签储存数据容量大RFID射频标签存放的数据比条形码大得多，条形码技术存放的数据只能 表示出物品所属的种类，不能表达出每个种类物品的个体，而 RFID射频标签存 储容量大，可以存放详细描述物品的信息。适应环境能力强纸张脏污就可能看不到纸张上写的字，条形码在黑暗 环境下条形码扫描器就扫不出条形码的信息，磁卡没有磁性没不能刷卡了，而 RFID技术却有很强的 环境适应能力，RFID射频标签对水、油和药品等物质有强力的抗污性及对光有 很强的免疫力，在脏污的环境下或黑暗的环境之中仍然可以非常容易地采集到射 频标签内的电子信息。标签可重复使用RFID存储的数据为电子数据，存储数据的载体为电子芯片，此芯片具有 反复写入功能，可以重复使用，降低项目一次性投入成本。标签形状的小型化和多样化读取RFID射频标签不受尺寸大小与形状的限制，不需要为了读取精确度 而配合纸张的固定尺寸和印刷品质，这比条形码技术在物品上的运用需要结合物 品形状大小要具有较大优势。止匕外，RFID射频标签小型化可以更加灵活地应用 在生产线上控制产品的生产。RFID技术的系统与数据安全 将产品数据从中央计算机中转存到工件上 将为系统提供安全保障，避免直接从系统那里读取数据而大大地提高系统的安全性，并运用加密方法对RFID射频标签内的数据进行保护，可以保证数据不被读取2.3 仓储管理采用 RFID技术的意义RFID技术经过多年的发展，无论技术本身还是应用水平，在国内外都取得了长足的发展。尤其在物流仓储领域的应用，由于其标准完善、技术及应用成熟 度高、对仓储物流管理水平提升效果显着、以及 RFID应用成本的逐步降低，正 在成为现代高效仓储物流的标准应用技术之一。同时RFID技术也是现代物联网 技术发展中的关键技术之一，近年来在国家的政策支持和大力推动下，正在高速 发展，物联网已经在包括制造业在内的多个领域取得很大发展，并逐渐成为解决 企业生产、制造、仓储、物流等多个环节中信息化管理难题的必然选择。FUWIT仓储管理系统（WMS）解决方案采用RFID技术作为仓储管理系统 中的关键技术，可显着提升仓库及物流管理技术水平，企业可获得良好的投资回 报，对当前来说，项目具有示范意义，未来更可有效避免和减少企业信息化升级 时的重复投资。三、系统解决方案3.1 方案设计原则实际效果适用，个性化应用 结合不同仓库的实际情况，在把握大的方向前提 下，方案设计时将充分考虑现场场地、运营模式、管理模式、实际仓储要求等方面的因素，做到实际应用 效果适用，避免不必要的功能设计。尤其软件系统开发，应充分贴合仓库实际管 理需求，做到个性化应用，避免不适应、不实用。管理模式可复制系统设计将围绕仓储管理中的几个大的主线，但仍可以充分 考虑未来仓库扩建及扩充的需求。仓储管理模式应能简单通过复制和定义，未来快速适合其他 仓库区的管理需求提升。投资成本可控在满足管理需求的基础上，投资成本也应成为重点需要考虑的部分。最大 程度的提升投资效益。应避免不必要的投资浪费，避免未来重复投资，避免对管 理效能提升不大的高投入，做到整体系统建设成本可控。应用风险可控系统设计应确保应用风险可控。应用风险主要包括新技术和新的管理模式， 对现有管理模式的改变所带来的管理风险。应充分研究现有的管理模式、操作流 程、人员素质、信息化水平等，在提升作业效率、管理效能的同时，尽量做到循 序渐进、平稳过渡。避免管理方式改变对企业经营造成的负面影响。支持未来扩展系统在设备配置、技术应用、软件体系方面，应充分考虑未来的管理发展 需要，在未来管理需求增加时，应能支持未来系统功能扩展，平滑过渡。3.2 系统体系结构系统体系结构示意图仓库物理层：仓库物理层包括仓库、库位、托盘、叉车、货物、现场作业等。现场作业包括货物入库、出库、盘点、分拣、调拨、拆分、移库等。仓库所有有效库位（库 区）、托盘要求安装RFID电子标签，以实现单个库位（库区）托盘的精细化管 理。采集与交互层：含各种现场数据采集和用户交互设备，包括 RFID手持终端、RFID固定式 阅读器等。主要提供用户操作指引，现场数据采集、数据录入等。为系统提供实 时的现场数据采集和交互操作指引。RFID数据服务层：对系统中的RFID设备及相关设备进行管理，采集数据的收集、缓存、过 滤，控制指令及相关数据的收集、分发等。数据服务层以系统软件服务的方式运行在系统服务器，提供对用户应用层及数据采集交互层的RFID数据及相关控制指令的数据服务。企业应用层：提供给仓库调度管理中心、远程管理中心的计算机软件用户管理交互界面, 同时提供报表及数据查询服务。管理中心对仓库及货物的计划制定、管理控制、 数据监控等均通过企业应用层提供。3.3 系统拓扑图数据中心管理中心系统拓扑图在每个货位安装电子标签（无货架可地埋），可进行物理划分单独区域，用 来唯一标识货位的身份。在每个托盘安装托盘电子标签，用来唯一标识每个托盘 的身份。每个单品货物可安装一电子标签，用于标识货物身份。每个司机携带电 子标签，用于标识司机身份（可选）。在每个仓库门口 /通道安装RFID固定式读 写器，并在门口或通道两侧安装检测天线，用来自动检测出入的托盘、司机身份。 依据现场地形布局，可辅助红外、车辆检测器、读写器配对等实现车辆出入状态 检测。3.4 仓储管理软件架构软件多层架构框图货3.5 流程设计3.5.1 货物入库流程货物采购收货或生产成品入库时，制作电子标签，标签写入采购单位、规格型号等企业定义信息，粘贴到货物，,装托盘电子标微 力于标识某个特定加怖流息；入库.生成八阵外息/f八阵，具时监控真时更新可用阵存台后统系 点卸装“货的经过品库大货物上RFI笠装在在受国的读写器，自动采僻r息I MB!息/111、口 后台实现货物盘的绑定，完成入库扫描绑定，实现自知扫描, 母谈动嗓作；!鼠“嘉将GW&*1袱闲费架俘，在架上安装有货架RFID电子标签, 红贝1成垛!在上架的过程中，仪车 RFID读写器招读取到托盘标签和料架标字，并招信入库扫描绑定息读出直接发送至3据中心，后台自动完.托片信 ，成托盘上全部货:物的上架操作，实现精咕到单架3.5.2 货物移库流程移库操作时，可直接由叉车客户端发起移库操作，叉车直接将需要移动的托 盘下架，在叉车采集系统读取到货物托盘标签信息时，系统自动将托盘信息 与之前绑定的料架信息进行解绑。待叉车将货物叉取到新的料架完成上架的 过程中，叉车读取系统将读取到新的料架信息，并上传到数据中心，系统完 成新料架的绑定，并实时更新库存点卸装3.5.3 货物出库流程出库时，叉车先将货物托盘从料架上取下，叉车读取系统读取到托盘信息,直接发送到数据中心，后台系统完成出库信息的核对，正确则完成下架操作,系统自动将耗鬻稔与料架信息进行解鳏;生成出库信息运输货物鳖过仓不正确则进彳亍预警F,出库架，头时核对 1r头时史初用用庠仔I触库大门的读写M，麻n,来集到货物上RF(D标签和托盘树缝，将俏息读出直接发送至数据中心，后卜数据中心完成货E标签与托盘标签的校用，如正确,3.6 主要硬件设备安装及布设3.6.1 仓库大门叉车出入库检测RFID读写器配电箱RFID天线货物出入库采用ThingMagic M6固定式读写器，对进出的货物标签信息进 行快速准确的批量采集。ThingMagic M6是一款四通道的超高频 RFID读写器，具备750标签/秒的高 速读取能力，最多可同时连接 4路天线工作，全覆盖读取，基于 ThingMagic核 心的防碰撞算法，可以实现快速采集数据的同时保证不漏读，实现货物进出的精 确采集。同时，M6的高稳定性和高抗干扰能力，可保证在各种恶劣工业环境下 的可靠运行；支持 WIFI连接，可更简便灵活的部署在仓库应用中。标签协议EPCglobal Gen 2 (ISO 18000-6C) DRM 支持；ISO 18000-6B (* 可选)；I-PX (* 可选)天线连接器4个反向TNC连接器；支持4个独立天线RF输出独立的读写模式，5至31.5dBm输出（1.4W）, 0.5dBm可调频率特性FCC ( NA , SA ) 902-928MHz; ETSI(EU) 865.6-867.6MHz ;MIC(Korea)910-914MHz ; ; 920-925MHz通信接口10/100 Base-T 以太网；HD15 (GPIO 接口)无线网（选配）内置 802.11 b/g （*可选）；标签识读率大于750标签/秒标签识读距离大于 30feet(9 M) 采用 6dBi 天线(36dBm EIRP)最大读写EPC ID长度最高 496bits操作系统Linux内核版本2.6工业PCRFID天线叉车读写器ThingMagic工业PC作为叉车客户端，完成与数据中心的对接和对叉车读写器的控制以 及数据交互。RFID读写器在叉车上的应用，不同于普通的应用环境，叉车对 RFID设备 有更为严苛的要求，包括防尘、防水、防振设计，能适应电压、电流的波动，设 备外壳必须坚固耐用，抗腐蚀，同时，应具备良好的温度适应性，适用于各类恶 劣环境中作业。叉车读写器采用ThingMagic-Vega, Vega是一款车规级RFID读写器，它通 过了汽车行业质量认证标准：TS16949的各项测试，内嵌高性能ThingMagic模 组，满足于恶劣环境作业标准要求，非常适合部署于叉车和各类汽车应用上。标签协议EPC Class 1 Gen 2（ISO 18000-6C ）; DRM 支持，先进的防冲撞和抗干扰性能天线连接器二反向TNC天线端口支持单50欧姆天线（在电压驻波比小 于1.5:1频率范围操作）RF输出独立的读写模式，5至30dBm 输出（1W） , 1dBm 可调工作温度-40 C to75 C；交流电源适配器:0 C to40 C环境标准确认满足车载标准为：动力热循环；热冲击阻力一个& B;动力振动耐久；机械冲击； 湿度温度循环；水/液体入口；连接器/利用拉推；电压过分强 调；静电放电标签识读率大于190标签/秒