射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)在倉(cāng)儲(chǔ)管理領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢(shì)

1、射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）在倉(cāng)儲(chǔ)管理領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢(shì)StudyontheApplicationoftheRFIDinWarehouseManagement包裝工程2012摘要射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)【1】，與早期的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)相比，RFID技術(shù)因其特有的非接觸性以及可對(duì)多個(gè)目標(biāo)物體同時(shí)識(shí)別的特性，正被逐步廣泛的應(yīng)用在物流、交通和防偽等多個(gè)領(lǐng)域。本文首先簡(jiǎn)介了RFID技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展及現(xiàn)狀，進(jìn)而對(duì)RFID技術(shù)的概念、分類、優(yōu)勢(shì)及典型應(yīng)用進(jìn)行了概述。接著詳細(xì)敘述了RFID的系統(tǒng)組成及兩種典型的RFID系統(tǒng)一電感耦合系統(tǒng)【2】和電磁反向散射系統(tǒng)【3】的工作原理；之后對(duì)R

2、FID系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)編碼方式與校驗(yàn)方式進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)，并對(duì)RFID系統(tǒng)中的防沖突關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。最后，針對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)管理的現(xiàn)狀，提出了一種基于RFID技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并對(duì)所研發(fā)的該系統(tǒng)的核心部件一手持電子標(biāo)簽條形碼讀寫器的硬件設(shè)計(jì)原理與工程實(shí)現(xiàn)分模塊進(jìn)行了詳細(xì)描述，同時(shí)簡(jiǎn)要介紹了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并給出了整個(gè)系統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)操作流程。該倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)將先進(jìn)的RFID技術(shù)和條形碼有機(jī)的整合在了一起，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)操作實(shí)行全方位的監(jiān)控和管理，既提高了倉(cāng)儲(chǔ)信息的精度，又實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)儲(chǔ)管理的實(shí)時(shí)自動(dòng)化，非常適合應(yīng)用于中小型倉(cāng)庫(kù)的倉(cāng)儲(chǔ)管理。關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別防沖突電子標(biāo)簽讀寫器倉(cāng)儲(chǔ)管理ABSTRACT

3、RadioFrequencyIdentification(RFID)isknownasacontactlessautomaticIdentificationtechnique.Featuredwiththeuniquecontactlessandsimultaneousmulti-objectidentification,thistechniquehasbeenwidelyusedinpurchasinganddistributionlogistics,transportationandanti-counterfeitingareas.Thefirstpartofthethesisaimsto

4、introducetheautomaticidentificationtechniqueanddevelopmentoftheRFIDtechnique.ThedefinitionofRFID,itsclassification,advantagesandtypicalapplicationaresummarized.Thefunctionandmechanismofthemainsystemcomponents,whichincludethereader,theelectronictagsandthemiddlewarebetweenthesetwoparts,aredescribedind

5、etails.TwomethodsdistinguishtheRFIDsystems,onebaseduponinductivecouplingandonebaseduponbackscattercoupling.Wereviewedthedatacodingandchecktechniqueanddidin-depthresearchontheanti-collisiontechnique.Basedontheaboveknowledge,anoptimizedwarehousemanagementsystembasedontheRFIDtechniquearedevelopedanddis

6、cussed.Theprototypeofcorecomponent,hand-heldelectronictagandbarcoderead&writesystem,andsystemsoftwarearedesignedanddeveloped.ThroughcombiningtheRFIDtechniquewiththebarcodeandutilizingtheOmni-directionalmonitoringandmanagementofthewarehouse,theRFIDsolutionforwarehousemanagementimprovedtheprecisionoft

7、hestorageinformationandrealizedtherealtimeautomaticwarehousemanagement.Thissystemisthebestsolutionformediumandsmallwarehouse.Keyword:RFIDAnti-Collisionelectronictagreaderwarehousemanagement1射頻識(shí)別(RFID)的概述RFID最早出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，當(dāng)初被用于無(wú)法使用條形碼跟蹤技術(shù)的特殊工業(yè)場(chǎng)合，許多行業(yè)和公司利用它來(lái)定位、確認(rèn)及跟蹤庫(kù)存產(chǎn)品或其他目標(biāo)。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)不同的目的和環(huán)境,RFID系

8、統(tǒng)的組成會(huì)有所不同，但從其工作原理來(lái)看，系統(tǒng)一般都由信號(hào)發(fā)射機(jī)、信號(hào)接收機(jī)、發(fā)射接收天線三部分組成。信號(hào)發(fā)射機(jī)：在RFID系統(tǒng)中，信號(hào)發(fā)射機(jī)為了不同的應(yīng)用目的，會(huì)以不同的形式存在，典型的形式是標(biāo)簽。標(biāo)簽相當(dāng)于條形碼技術(shù)中條形碼符號(hào)，用來(lái)存儲(chǔ)需要識(shí)別傳輸?shù)男畔?。另外，與條形碼不同的是，標(biāo)簽必須能夠自動(dòng)或在外力的作用下，把存儲(chǔ)的信息主動(dòng)發(fā)射出去。標(biāo)簽一般是帶有線圈、天線、存儲(chǔ)器與控制系統(tǒng)的低電集成電路。信號(hào)接收機(jī)【5】：RFID系統(tǒng)中，信號(hào)接收機(jī)一般叫做閱讀器。閱讀器的基本功能就是提供與標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐緩?。發(fā)射接收天線：天線是標(biāo)簽與閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。RFID技術(shù)用于需要跟蹤眾

9、多貨物資源、而人手又有限的倉(cāng)庫(kù)管理中是非?，F(xiàn)實(shí)的。RFID是一種標(biāo)簽形式，將特殊的信息編碼進(jìn)電子標(biāo)簽，標(biāo)簽被粘貼在需要識(shí)別的物體上。它利用無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)，使其最大化滿足有效產(chǎn)出和精確性的要求。2倉(cāng)儲(chǔ)管理現(xiàn)狀倉(cāng)儲(chǔ)在整個(gè)供應(yīng)鏈中起著至關(guān)重要的作用，它作為連接生產(chǎn)者和消費(fèi)者的紐帶，對(duì)整個(gè)物流系統(tǒng)有很大的影響。簡(jiǎn)單、靜態(tài)的傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)管理模式普遍存在物資庫(kù)存量巨大、物資跟蹤困難、資金和物資周轉(zhuǎn)效率較低、人力成本偏高、物流管理的信息和手段落后等缺點(diǎn)，已不能保證正確的進(jìn)貨和庫(kù)存控制及發(fā)貨，因此會(huì)導(dǎo)致管理費(fèi)用的增加，服務(wù)質(zhì)量難以得到保證，從而影響企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。倉(cāng)儲(chǔ)管理主

10、要包括庫(kù)存管理，其管理對(duì)象是生產(chǎn)過(guò)程中所需的成品、半成品和原材料。這些物資占整個(gè)企業(yè)資產(chǎn)很大一部分比重。不同的管理部門，對(duì)于庫(kù)存的看法是不一致的。以超市為例，庫(kù)存管理部門和財(cái)務(wù)部門希望擁有較低的庫(kù)存，因?yàn)檫@樣可以降低資金占用、減少管理和搬運(yùn)等成本。采購(gòu)部門為了降低單位采購(gòu)價(jià)格，往往傾向利用價(jià)格折扣、運(yùn)費(fèi)折扣的優(yōu)惠，一次采購(gòu)大量的備件商品，不可避免的會(huì)增加庫(kù)存水平。運(yùn)輸調(diào)度部門，也希望擁有較高的庫(kù)存水平和盡可能齊全的備件商品，以避免車輛發(fā)生故障時(shí)，能夠及時(shí)地進(jìn)行補(bǔ)充。這樣可以保持對(duì)于客戶較高的服務(wù)水平。較高的庫(kù)存水平和較低的庫(kù)存投資，是一對(duì)相互沖突的矛盾，需要在它們之間進(jìn)行折衷，這在過(guò)去很難實(shí)現(xiàn)

11、。現(xiàn)在通過(guò)科學(xué)的倉(cāng)儲(chǔ)管理理論和信息技術(shù)【7】，同時(shí)伴隨企業(yè)內(nèi)部管理和組織結(jié)構(gòu)的改革，是可以實(shí)現(xiàn)它們之間的平衡的。倉(cāng)儲(chǔ)管理還包括對(duì)供應(yīng)商的管理。企業(yè)需用的物資有幾十個(gè)大類，成千上萬(wàn)個(gè)品種，涉及多個(gè)供貨廠商，要抓好物資的采購(gòu)管理工作，選擇供應(yīng)商是采購(gòu)活動(dòng)的首要任務(wù)。對(duì)于供應(yīng)商的選擇，我們一般運(yùn)用比質(zhì)比價(jià)及信息服務(wù)的方式予以確定。3RFID在倉(cāng)儲(chǔ)管理應(yīng)用中的成效1降低貨物損耗率通過(guò)實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)信息采集分析，能夠快速響應(yīng)倉(cāng)儲(chǔ)問(wèn)題中發(fā)生的事故,了解其原因，從而及時(shí)修正,避免處理不及時(shí)導(dǎo)致的損耗【8】物品現(xiàn)象。2低出入庫(kù)、搬運(yùn)過(guò)程中的統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤率通過(guò)RFID系統(tǒng)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的過(guò)程監(jiān)控和指導(dǎo)，操作人員可以正確掌握

12、貨物的實(shí)時(shí)流程與清單,避免因人為的統(tǒng)計(jì)疏漏造成的誤差。3因庫(kù)存不足而缺貨的情況通過(guò)RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀入可以清楚的反應(yīng)庫(kù)存量,決策人員分析數(shù)據(jù)報(bào)表可以準(zhǔn)確的了解出入庫(kù)情況,根據(jù)供需情況及時(shí)調(diào)整庫(kù)存，避免缺貨現(xiàn)象。4節(jié)省人力和紙上作業(yè)通過(guò)應(yīng)用RFID技術(shù)，避免人工抄寫訂單等失誤率極高的作業(yè)，全部實(shí)行無(wú)紙化管理，節(jié)省人力資源，直接通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)自動(dòng)搭配收集貨物信息，產(chǎn)生報(bào)告數(shù)據(jù)。5溝通協(xié)作與信息共享通過(guò)數(shù)據(jù)共享，有效實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部企業(yè)供應(yīng)鏈之間的資源可視化【9】，提升企業(yè)內(nèi)外部聯(lián)系協(xié)作,降低成本,建立企業(yè)的良好形象，提升客戶滿意度4倉(cāng)儲(chǔ)管理流程分析4.1入庫(kù)作業(yè)流程入庫(kù)作業(yè)流程如圖2所示入并(1)入

13、庫(kù)準(zhǔn)備。主控系統(tǒng)將根據(jù)貨圖2入庫(kù)作業(yè)流程品屬性信息自動(dòng)派生出對(duì)應(yīng)每個(gè)單件貨品的電子碼【1?！?或是使用每個(gè)貨品的EPC編碼),將其寫入電子標(biāo)簽的芯片內(nèi)并為每個(gè)將要入庫(kù)的貨品指定相應(yīng)的貨位。入庫(kù)單下達(dá)。入庫(kù)單以電子版送達(dá)到主控計(jì)算機(jī)中，主控計(jì)算機(jī)根據(jù)貨車使用情況，為入庫(kù)單指定服務(wù)貨車，并將貨車的識(shí)別電子碼注明在入庫(kù)單中，同時(shí)將入庫(kù)單下達(dá)給倉(cāng)庫(kù)管理員。入庫(kù)進(jìn)入。倉(cāng)庫(kù)管理員接到入庫(kù)單后，將全部入庫(kù)貨品放置在指定的貨車上;駛至裝有識(shí)讀器的入庫(kù)門時(shí)，主控系統(tǒng)通過(guò)獲取貨車識(shí)別電子碼核查入庫(kù)單的權(quán)限，核查無(wú)誤后，自動(dòng)獲取到貨車所載的全部貨品的電子碼；核對(duì)車載貨物是否與入庫(kù)單相符合，核對(duì)無(wú)誤后根據(jù)在系統(tǒng)中預(yù)先

14、設(shè)定好的貨品存儲(chǔ)位置，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將入庫(kù)核準(zhǔn)指令和入庫(kù)貨品碼放貨位明細(xì)表傳送給車載單元的控制計(jì)算機(jī)，并同時(shí)開啟在各個(gè)指定貨位上的導(dǎo)航指示燈。入庫(kù)上架。倉(cāng)庫(kù)管理員通過(guò)分散在各獨(dú)立貨位的導(dǎo)航指示燈，并結(jié)合車載顯示器中的入庫(kù)貨品碼放貨位明細(xì)表，確定貨品上架線路;在此過(guò)程中，車載識(shí)別天線不停地識(shí)別各個(gè)貨架的貨位導(dǎo)航指示器【11】，到達(dá)指定貨位時(shí)提示倉(cāng)庫(kù)管理員停車，并準(zhǔn)備貨品上架，顯示屏將顯示此貨位將上架的貨品詳細(xì)清單;倉(cāng)庫(kù)管理員根據(jù)顯示的貨品上架詳細(xì)信息執(zhí)行上架后，主控系統(tǒng)自動(dòng)更新庫(kù)存貨品記錄，并關(guān)閉對(duì)應(yīng)的貨位導(dǎo)航指示燈。入庫(kù)結(jié)束。全部入庫(kù)貨品上架后，倉(cāng)庫(kù)管理員將空載貨車駛至出庫(kù)門；主控系統(tǒng)通過(guò)獲取貨

15、車識(shí)別電子碼檢測(cè)貨品是否全部上架，并檢查貨車是否空載，核查無(wú)誤后授權(quán)出庫(kù)，并完成相應(yīng)的記錄。4.2出庫(kù)作業(yè)流程出庫(kù)作業(yè)流程如圖3所示。出庫(kù)單下達(dá)7出啊入*1出庫(kù)作圖3出庫(kù)作業(yè)流程出庫(kù)結(jié)束(1)出庫(kù)單下達(dá)。出庫(kù)單將以電子版送達(dá)到主控計(jì)算機(jī)中，主控計(jì)算機(jī)將根據(jù)貨車使用情況記錄，為此出庫(kù)單指定服務(wù)貨車，并將貨車的識(shí)別電子碼注明在出庫(kù)單中，同時(shí)將出庫(kù)單下達(dá)給倉(cāng)庫(kù)管理員。出庫(kù)進(jìn)入。倉(cāng)庫(kù)管理員在接到出庫(kù)單后，將空載貨車駛裝有識(shí)讀器【12】的入庫(kù)門時(shí)，主控系統(tǒng)通過(guò)獲取貨車識(shí)別電子碼核查出庫(kù)單的權(quán)限，核查無(wú)誤后將出庫(kù)核準(zhǔn)指令和出庫(kù)貨品碼放貨位明細(xì)表傳給車載控制計(jì)算機(jī)【13】，并在車載顯示器中顯示給倉(cāng)庫(kù)管理員；

16、同時(shí)根據(jù)出庫(kù)貨品碼放貨位明細(xì)表中的各項(xiàng)貨品所在倉(cāng)庫(kù)中的貨位，開啟相應(yīng)的貨位導(dǎo)航指示燈。出庫(kù)下架。在庫(kù)區(qū)內(nèi)，倉(cāng)庫(kù)管理員通過(guò)分散在各獨(dú)立貨位的導(dǎo)航指示燈，并結(jié)合車載顯示器中的出庫(kù)貨品碼放貨位明細(xì)表，確定貨品下架線路;在此過(guò)程中，車載識(shí)別天線不停地識(shí)別各個(gè)貨架的貨位導(dǎo)航指示器，到達(dá)指定貨位時(shí)提示倉(cāng)庫(kù)管理員停車，并準(zhǔn)備貨品下架，顯示器將顯示此貨位將下架的貨品詳細(xì)清單；倉(cāng)庫(kù)管理員將根據(jù)顯示的貨品下架詳細(xì)信息將貨品下架，并執(zhí)行上載貨車的指令;主控計(jì)算機(jī)將庫(kù)存貨品狀態(tài)記錄更新后，關(guān)閉對(duì)應(yīng)貨位的導(dǎo)航指示燈。出庫(kù)結(jié)束。全部出庫(kù)貨品下架后，倉(cāng)庫(kù)管理員將滿載貨車駛至出庫(kù)門，主控系統(tǒng)通過(guò)獲取貨車識(shí)別電子碼檢測(cè)貨品是否

17、全部下架；核對(duì)此貨車所載全部貨物是否與出庫(kù)單內(nèi)容一致，核查無(wú)誤后授權(quán)出庫(kù)，完成相應(yīng)的記錄。5小結(jié)近年來(lái)由于受到以沃爾瑪【14】為代表的大型零售商的推動(dòng)，RFID技術(shù)在全球掀起陣陣熱潮，吸引了眾多廠商參與相關(guān)技術(shù)及芯片【15】的研究和開發(fā)。目前RFID技術(shù)處于迅速上升的時(shí)期，該技術(shù)被業(yè)界公認(rèn)為是本世紀(jì)最有前途應(yīng)用技術(shù)之一。RFID技術(shù)以無(wú)線方式進(jìn)行雙向通信，作為條形碼的無(wú)線版本，其具有讀取速度快、存儲(chǔ)空間大、穿透性強(qiáng)和安全性高等眾多優(yōu)點(diǎn)，可以快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。工作時(shí)，電子標(biāo)簽與閱讀器的作用距離可達(dá)數(shù)十米甚至上百米。通過(guò)對(duì)多種狀態(tài)下(高速移動(dòng)或靜止)的遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行非接觸式的信息采集【

18、16】，可對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和自動(dòng)管理。由于RFID技術(shù)免除了數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的人工干預(yù)，在節(jié)省大量人力的同時(shí)可極大提高工作效率，所以對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流和供應(yīng)鏈管理具有巨大的吸引力。雖然RFID技術(shù)還有一些不完善的地方，但隨著技術(shù)的發(fā)展和RFID系統(tǒng)成本的不斷降低，我們有理由相信在不久的將來(lái)，RFID技術(shù)會(huì)最終取代傳統(tǒng)條形碼技術(shù)，成為物品自動(dòng)識(shí)別最有效的方式【17】。參考文獻(xiàn)德KlausFinkenzeller著，陳大才編譯.射頻識(shí)別(RFID)技術(shù).第二版.北京：電子工業(yè)出版社，2001.游戰(zhàn)清，李蘇劍等.無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)原理與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2004.8-18武岳山，徐玉鎖.射頻識(shí)別(RFID)應(yīng)用前景分析.射頻識(shí)別，2005，2.31-32田利梅，關(guān)強(qiáng).RFID系統(tǒng)中的頻段特點(diǎn)及主要應(yīng)用領(lǐng)域.計(jì)算機(jī)世界報(bào)，2005，7.27-27王卓人，王鋒智能卡大全一智能卡的結(jié)構(gòu)功能應(yīng)用.第3版.北京：電子工業(yè)出版社,2002.游戰(zhàn)清，劉克勝等.無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)規(guī)劃與實(shí)施.北京：電子工業(yè)出版社，2005.中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部等十五部委中國(guó)射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)政策白皮書，2006苗長(zhǎng)云，沈保鎖等.現(xiàn)代通信原理及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2005.樊昌信.通信原理.第4版.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001.美WilliamA.Shay著，高傳