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一、 項目背景
1.1 背景企業(yè)的倉儲管理，是對倉庫及倉庫內的物資所進(jìn)行的管理，是企業(yè)為了充分利用所具有的倉儲資源提供高效的倉儲服務(wù)所進(jìn)行的計劃、組織、控制和協(xié)調過(guò)程。它作為連接生產(chǎn)者和消費者的紐帶，在整個(gè)物流和經(jīng)濟活動(dòng)中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
不同的企業(yè)規模、產(chǎn)品類(lèi)別，有著(zhù)不同的倉儲管理流程和需求，但核心的部分，都還在于進(jìn)出庫在內的倉庫作業(yè)和移庫、盤(pán)庫在內的庫存控制作業(yè)。而隨著(zhù)整個(gè)生產(chǎn)制造環(huán)境的改變，產(chǎn)品周期越來(lái)越短，多樣少量的生產(chǎn)方式開(kāi)始興起，來(lái)自市場(chǎng)端的需求對倉儲管理提出了更高的要求。
簡(jiǎn)單、靜態(tài)的傳統倉儲管理模式普遍存的物資庫存量巨大、物資跟蹤困難、資金和物資周轉效率較低、人力成本偏高、物流管理的信息和手段落后等缺點(diǎn)，已不能適應新的倉儲管理需求。破除傳統的倉儲管理模式，積極探討新的信息管理技術(shù)，在適應企業(yè)原有管理流程的基礎上，構建新的倉儲管理信息化系統平臺，協(xié)調各個(gè)環(huán)節的運作，保證及時(shí)準確的進(jìn)出庫作業(yè)和實(shí)時(shí)透明的庫存控制作業(yè)，合理配置倉庫資源、優(yōu)化倉庫布局和提高倉庫的作業(yè)水平，提高倉儲服務(wù)質(zhì)量、節省勞動(dòng)力和庫存空間，降低運營(yíng)成本，從而增強企業(yè)市場(chǎng)競爭力。
1.2 系統需求
MIND結合客戶(hù)項目需求以及在RFID倉儲WMS系統中的實(shí)際應用經(jīng)驗，總結得到，高質(zhì)量的倉儲管理系統，在于最優(yōu)化的倉儲資源配置、精確的倉庫作業(yè)控制，以及實(shí)時(shí)有效的倉儲數據流的透傳，因此，RFID+WMS倉儲管理信息化系統平臺的構建，將主要集中在6個(gè)方面的需求，以下做簡(jiǎn)要說(shuō)明。
1.2.1 可視化出入庫管理
可視化出入庫管理主要涵蓋貨物（托盤(pán)）入庫、出庫等。RFID+WMS倉儲管理系統應能實(shí)現倉庫實(shí)時(shí)數據在管理中心的可視化管理。真正做到實(shí)物流與數據流實(shí)現同步。
1.2.2 電子托盤(pán)及庫位管理
在RFID+WMS倉儲管理應用中實(shí)現托盤(pán)和庫位的電子化，是實(shí)現可視化、智能化倉庫管理的基礎。倉庫中的貨物都是以托盤(pán)為單位進(jìn)行流轉和存放，通過(guò)對托盤(pán)實(shí)現電子化，可實(shí)現對每個(gè)托盤(pán)的身份識別，存放和轉運位置的實(shí)時(shí)追蹤，結合電子化（數字化）的庫位管理，可以為可視化的倉儲管理提供必要的數據基礎。
通過(guò)對倉庫物理空間分區域劃分，每個(gè)物理空間分配一標簽標識，有效對庫位貨物定位，快速檢索。
1.2.3 實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)
通過(guò)使用手持機（或移動(dòng)盤(pán)點(diǎn)機），對現場(chǎng)實(shí)物進(jìn)行掃描識別，生成實(shí)物信息，與ERP數據進(jìn)行對比，生產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)信息表，保證賬、物一致。
1.2.4 貨物查找
當需要查找某個(gè)貨物時(shí)，在手持機里輸入相關(guān)貨物信息，在一定范圍內掃描貨物，當掃描到貨物時(shí)，RFID+WMS倉儲管理系統發(fā)出提示音，便于快速找到貨物。
1.2.5 相關(guān)系統（MES/WCS/SAP）接口
倉儲管理系統不應該是一個(gè)獨立的系統，相關(guān)數據通過(guò)一定的接口應該能和企業(yè)現有的生產(chǎn)管理（MES）、EPR（SAP）、以及客戶(hù)系統（WCS）等相關(guān)系統實(shí)現及時(shí)交互，以滿(mǎn)足企業(yè)的實(shí)際管理需求。
1.2.6 實(shí)現信息流和實(shí)物流的統一
傳統的倉儲管理，因技術(shù)條件的限制，不可避免的面臨實(shí)時(shí)數據滯后，無(wú)法實(shí)時(shí)準確反映倉儲庫存及物流情況，導致信息流和實(shí)物流脫節嚴重。而且由于人工識別貨物信息，不僅效率低下且容易出錯，工作量較大，而建設RFID+WMS倉儲管理系統的最終目的，是通過(guò)引入有效的技術(shù)手段，最終實(shí)現企業(yè)倉儲管理中信息流和實(shí)物流的統一，實(shí)現實(shí)時(shí)可視化的倉儲物流管理。
二、技術(shù)背景
2.1 RFID技術(shù)簡(jiǎn)介
RFID是一種新型的信息技術(shù)，可以實(shí)現數據與信息非接觸快速傳送。目前已廣泛應用于RFID生產(chǎn)制造、RFID防偽溯源、RFID物流與供應鏈管理等領(lǐng)域，給這些領(lǐng)域帶來(lái)了很大的技術(shù)革新，特別是在RFID倉儲物流領(lǐng)域，因為技術(shù)的特性，它將極大地提高物流信息的采集速度與物流作業(yè)效率。
RFID（RadioFrequency Identification 射頻識別）是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一。它通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象（電子標簽）并獲取或記錄相關(guān)數據，識別工作無(wú)須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。一個(gè)典型的RFID系統由上位機、RFID讀寫(xiě)器、天線(xiàn)、電子標簽構成，電子標簽內有數據存儲區用于存儲信息，RFID讀寫(xiě)器用于識別電子標簽，讀取或寫(xiě)入數據，并負責與上位機完成數據交互，而上位機是控制整套系統工作的接口。其系統結構如下：
2.2技術(shù)優(yōu)勢
RFID 技術(shù)最大的特點(diǎn)是非接觸高速識別，它以無(wú)線(xiàn)方式通信，射頻標簽不用露出電觸點(diǎn)也可以被識讀到，所以即使粘貼這種射頻標簽物品放在包裝材料內部也可以被識別出，RFID 識別系統還可以同時(shí)識別多個(gè)射頻標簽及高速運動(dòng)的射頻標簽，這能實(shí)現物品流通過(guò)程的高效性。具體優(yōu)勢表現如下：
非接觸讀寫(xiě)
只要通過(guò)RFID 系統的閱讀器即可不接觸，直接讀取信息至數據庫內，這比原始通過(guò)專(zhuān)門(mén)的單證員錄入信息具有非常大的優(yōu)勢，并可以將物流處理狀態(tài)的各種信息寫(xiě)入標簽，為下一階段工序減少很多信息采集時(shí)間。
多標簽同時(shí)讀取
通過(guò)RFID 閱讀器可以一次識讀多個(gè)RFID 射頻標簽，并且一次性把數據由閱讀器傳送到計算機網(wǎng)絡(luò )系統，這種數據采集與對物品的驗收速度是條形碼一個(gè)個(gè)掃描采集與驗收速度的十數倍，更比傳統的利用單據錄入的數據采集與查看貨物名稱(chēng)來(lái)驗收物品方法快得多。通過(guò)這種RFID 閱讀器的多讀性，可實(shí)現物品的高效快速流通。
穿透性好
粘貼有RFID 射頻標簽的物品放在包裝材料是紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)也能正常地被閱讀器識別出來(lái)，它具有很好的穿透性，這樣可以不用把物品從包裝材料中拿出來(lái)即可以實(shí)現對它識別，迅速且方便。
標簽儲存數據容量大
RFID 射頻標簽存放的數據比條形碼大得多，條形碼技術(shù)存放的數據只能表示出物品所屬的種類(lèi)，不能表達出每個(gè)種類(lèi)物品的個(gè)體，而RFID 射頻標簽存儲容量大，可以存放詳細描述物品的信息。
適應環(huán)境能力強
紙張臟污就可能看不到紙張上寫(xiě)的字，條形碼在黑暗環(huán)境下條形碼掃描器就掃不出條形碼的信息，磁卡沒(méi)有磁性沒(méi)不能刷卡了，而RFID 技術(shù)卻有很強的環(huán)境適應能力，RFID射頻標簽對水、油和藥品等物質(zhì)有強力的抗污性及對光有很強的免疫力，在臟污的環(huán)境下或黑暗的環(huán)境之中仍然可以非常容易地采集到射頻標簽內的電子信息。
標簽可重復使用
RFID 存儲的數據為電子數據，存儲數據的載體為電子芯片，此芯片具有反復寫(xiě)入功能，可以重復使用，降低項目一次性投入成本。
標簽形狀的小型化和多樣化
讀取RFID 射頻標簽不受尺寸大小與形狀的限制，不需要為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)，這比條形碼技術(shù)在物品上的運用需要結合物品形狀大小要具有較大優(yōu)勢。此外，RFID 射頻標簽小型化可以更加靈活地應用在生產(chǎn)線(xiàn)上控制產(chǎn)品的生產(chǎn)。
RFID 技術(shù)的系統與數據安全
將產(chǎn)品數據從中央計算機中轉存到工件上將為系統提供安全保障，避免直接從系統那里讀取數據而大大地提高系統的安全性，并運用加密方法對RFID 射頻標簽內的數據進(jìn)行保護，可以保證數據不被讀取
2.3RFID+WMS倉儲管理的意義
RFID技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，無(wú)論技術(shù)本身還是應用水平，在國內外都取得了長(cháng)足的發(fā)展。尤其在物流倉儲領(lǐng)域的應用，由于其標準完善、技術(shù)及應用成熟度高、對倉儲物流管理水平提升效果顯著(zhù)、以及RFID應用成本的逐步降低，正在成為現代高效倉儲物流的標準應用技術(shù)之一。同時(shí)RFID技術(shù)也是現代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)之一，近年來(lái)在國家的政策支持和大力推動(dòng)下，正在高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在包括制造業(yè)在內的多個(gè)領(lǐng)域取得很大發(fā)展，并逐漸成為解決企業(yè)生產(chǎn)、制造、倉儲、物流等多個(gè)環(huán)節中信息化管理難題的必然選擇。
MIND倉儲管理系統（WMS）解決方案采用RFID技術(shù)作為倉儲管理系統中的關(guān)鍵技術(shù)，可顯著(zhù)提升倉庫及物流管理技術(shù)水平，企業(yè)可獲得良好的投資回報，對當前來(lái)說(shuō)，項目具有示范意義，未來(lái)更可有效避免和減少企業(yè)信息化升級時(shí)的重復投資。
三、RFID+WMS倉儲管理系統解決方案
3.1RFID+WMS倉儲管理方案設計原則
實(shí)際效果適用，個(gè)性化應用
結合不同倉庫的實(shí)際情況，在把握大的方向前提下，RFID+WMS倉儲管理方案設計時(shí)將充分考慮現場(chǎng)場(chǎng)地、運營(yíng)模式、管理模式、實(shí)際倉儲要求等方面的因素，做到實(shí)際應用效果適用，避免不必要的功能設計。尤其RFID+WMS倉儲管理軟件系統開(kāi)發(fā)，應充分貼合倉庫實(shí)際管理需求，做到個(gè)性化應用，避免不適應、不實(shí)用。
管理模式可復制
RFID+WMS倉儲管理系統設計將圍繞倉儲管理中的幾個(gè)大的主線(xiàn)，但仍可以充分考慮未來(lái)倉庫擴建及擴充的需求。RFID+WMS倉儲管理模式應能簡(jiǎn)單通過(guò)復制和定義，未來(lái)快速適合其他倉庫區的管理需求提升。
投資成本可控
在滿(mǎn)足管理需求的基礎上，投資成本也應成為重點(diǎn)需要考慮的部分。最大程度的提升投資效益。應避免不必要的投資浪費，避免未來(lái)重復投資，避免對管理效能提升不大的高投入，做到RFID+WMS倉儲管理系統建設成本可控。
應用風(fēng)險可控
RFID+WMS倉儲管理系統設計應確保應用風(fēng)險可控。應用風(fēng)險主要包括新技術(shù)和新的管理模式，對現有管理模式的改變所帶來(lái)的管理風(fēng)險。應充分研究現有的管理模式、操作流程、人員素質(zhì)、信息化水平等，在提升作業(yè)效率、管理效能的同時(shí)，盡量做到循序漸進(jìn)、平穩過(guò)渡。避免管理方式改變對企業(yè)經(jīng)營(yíng)造成的負面影響。
支持未來(lái)擴展
RFID+WMS倉儲管理系統在設備配置、技術(shù)應用、軟件體系方面，應充分考慮未來(lái)的管理發(fā)展需要，在未來(lái)管理需求增加時(shí)，應能支持未來(lái)系統功能擴展，平滑過(guò)渡。
3.2 RFID+WMS倉儲管理系統體系結構
倉庫物理層：
RFID+WMS倉儲管理倉庫物理層包括倉庫、庫位、托盤(pán)、叉車(chē)、貨物、現場(chǎng)作業(yè)等?，F場(chǎng)作業(yè)包括貨物入庫、出庫、盤(pán)點(diǎn)、分揀、調撥、拆分、移庫等。倉庫所有有效庫位（庫區）、托盤(pán)要求安裝RFID電子標簽，以實(shí)現單個(gè)庫位（庫區）托盤(pán)的精細化管理。
采集與交互層：
含各種現場(chǎng)數據采集和用戶(hù)交互設備，包括RFID手持終端、RFID固定式閱讀器等。主要提供用戶(hù)操作指引，現場(chǎng)數據采集、數據錄入等。為RFID+WMS倉儲管理系統提供實(shí)時(shí)的現場(chǎng)數據采集和交互操作指引。
RFID數據服務(wù)層：
對RFID+WMS倉儲管理系統中的RFID設備及相關(guān)設備進(jìn)行管理，采集數據的收集、緩存、過(guò)濾，控制指令及相關(guān)數據的收集、分發(fā)等。數據服務(wù)層以系統軟件服務(wù)的方式運行在系統服務(wù)器，提供對用戶(hù)應用層及數據采集交互層的RFID數據及相關(guān)控制指令的數據服務(wù)。
企業(yè)應用層：
提供給倉庫調度管理中心、遠程管理中心的計算機軟件用戶(hù)管理交互界面，同時(shí)提供報表及數據查詢(xún)服務(wù)。RFID+WMS倉儲管理管理中心對倉庫及貨物的計劃制定、管理控制、數據監控等均通過(guò)企業(yè)應用層提供。
3.3 系統拓撲圖
在每個(gè)貨位安裝電子標簽（無(wú)貨架可地埋），可進(jìn)行物理劃分單獨區域，用來(lái)唯一標識貨位的身份。在每個(gè)托盤(pán)安裝托盤(pán)電子標簽，用來(lái)唯一標識每個(gè)托盤(pán)的身份。每個(gè)單品貨物可安裝一電子標簽，用于標識貨物身份。每個(gè)司機攜帶電子標簽，用于標識司機身份（可選）。在每個(gè)倉庫門(mén)口/通道安裝RFID固定式讀寫(xiě)器，并在門(mén)口或通道兩側安裝檢測天線(xiàn)，用來(lái)自動(dòng)檢測出入的托盤(pán)、司機身份。依據現場(chǎng)地形布局，可輔助紅外、車(chē)輛檢測器、讀寫(xiě)器配對等實(shí)現車(chē)輛出入狀態(tài)檢測。
3.4 RFID+WMS倉儲管理軟件架構
2. 入庫，叉車(chē)運輸貨物經(jīng)過(guò)倉庫大門(mén)，安裝在倉庫大門(mén)的讀寫(xiě)器，自動(dòng)采集到貨物上RFID標簽和托盤(pán)上電子標簽信息，并將信息讀出直接發(fā)送至數據中心，后臺實(shí)現貨物信息與托盤(pán)的綁定，完成入庫掃描綁定，實(shí)現自動(dòng)掃描，自動(dòng)綁定，無(wú)需人工干預，自動(dòng)完成入庫操作；
3. 叉車(chē)繼續將貨物托盤(pán)運輸到空閑貨架上，貨架上安裝有貨架RFID電子標簽，在上架的過(guò)程中，叉車(chē)RFID讀寫(xiě)器將讀取到托盤(pán)標簽和料架標簽，并將信息讀出直接發(fā)送至數據中心，后臺自動(dòng)完成托盤(pán)信息與料架信息的綁定，即完成托盤(pán)上全部貨物的上架操作，實(shí)現精確到貨架的管理。
3.5.2 貨物移庫流程
移庫操作時(shí)，可直接由叉車(chē)客戶(hù)端發(fā)起移庫操作，叉車(chē)直接將需要移動(dòng)的托盤(pán)下架，在叉車(chē)采集系統讀取到貨物托盤(pán)標簽信息時(shí)，RFID+WMS倉儲管理系統自動(dòng)將托盤(pán)信息與之前綁定的料架信息進(jìn)行解綁。待叉車(chē)將貨物叉取到新的料架完成上架的過(guò)程中，叉車(chē)讀取RFID+WMS倉儲管理系統將讀取到新的料架信息，并上傳到數據中心，系統完成新料架的綁定，并實(shí)時(shí)更新庫存。
3.5.3 貨物出庫流程
1. 出庫時(shí)，叉車(chē)先將貨物托盤(pán)從料架上取下，叉車(chē)讀取系統讀取到托盤(pán)信息，直接發(fā)送到數據中心，RFID+WMS倉儲管理后臺系統完成出庫信息的核對，正確則完成下架操作，RFID+WMS倉儲管理系統自動(dòng)將托盤(pán)信息與料架信息進(jìn)行解綁；如不正確則進(jìn)行預警；
2.下架成功后，叉車(chē)運輸貨物經(jīng)過(guò)倉庫大門(mén)，安裝在倉庫大門(mén)的讀寫(xiě)器，自動(dòng)采集到貨物上RFID標簽和托盤(pán)標簽，將信息讀出直接發(fā)送至數據中心，RFID+WMS倉儲管理后臺數據中心完成貨物標簽與托盤(pán)標簽的校驗，如正確，則完成出庫操作，RFID+WMS倉儲管理系統自動(dòng)更新庫存，如不正確則進(jìn)行預警。
3.6 RFID+WMS倉儲管理主要硬件設備安裝及布設
3.6.1讀寫(xiě)器方案
貨物出入庫采用MIND M6固定式讀寫(xiě)器，對進(jìn)出的貨物標簽信息進(jìn)行快速準確的批量采集。
標簽協(xié)議：EPCglobal Gen 2 (ISO 18000-6C) DRM支持；ISO 18000-6B (*可選)；I-PX (*可選)
天線(xiàn)連接器：4個(gè)反向TNC連接器；支持4個(gè)獨立天線(xiàn)
RF輸出：獨立的讀寫(xiě)模式，5至31.5dBm輸出(1.4W)，±0.5dBm可調
頻率特性：FCC（NA，SA）902-928MHz；ETSI(EU) 865.6-867.6MHz；MIC(Korea)910-914MHz；SRRC-MII(P.R.China)；920-925MHz
通信接口：10/100 Base-T 以太網(wǎng)； HD15（GPIO接口）
無(wú)線(xiàn)網(wǎng)（選配）：內置802.11 b/g（*可選）；
標簽識讀率：大于750標簽/秒
標簽識讀距離：大于30feet(9 M)采用6dBi天線(xiàn)（36dBm EIRP)
最大讀寫(xiě)EPC ID長(cháng)度：最高496bits
操作系統：Linux內核版本2.6
3.6.2叉車(chē)部署方案
工業(yè)PC作為叉車(chē)客戶(hù)端，完成與數據中心的對接和對叉車(chē)讀寫(xiě)器的控制以及數據交互。
RFID讀寫(xiě)器在叉車(chē)上的應用，不同于普通的應用環(huán)境，叉車(chē)對RFID設備有更為嚴苛的要求，包括防塵、防水、防振設計，能適應電壓、電流的波動(dòng)，設備外殼必須堅固耐用，抗腐蝕，同時(shí)，應具備良好的溫度適應性，適用于各類(lèi)惡劣環(huán)境中作業(yè)。
叉車(chē)讀寫(xiě)器采用ThingMagic-Vega，Vega是一款車(chē)規級RFID讀寫(xiě)器，它通過(guò)了汽車(chē)行業(yè)質(zhì)量認證標準：TS16949 的各項測試， 內嵌高性能ThingMagic模組，滿(mǎn)足于惡劣環(huán)境作業(yè)標準要求，非常適合部署于叉車(chē)和各類(lèi)汽車(chē)應用上。
標簽協(xié)議 : EPC Class 1 Gen 2（ISO 18000-6C）； DRM支持，先進(jìn)的防沖撞和抗干擾性能
天線(xiàn)連接器 : 三反向TNC天線(xiàn)端口支持單50歐姆天線(xiàn)（在電壓駐波比小于1.5:1頻率范圍操作）
RF輸出 : 獨立的讀寫(xiě)模式，5至30dBm輸出(1W)，±1dBm可調
工作溫度 : -40℃to75℃；交流電源適配器:0℃ to40℃
環(huán)境標準 : 確認滿(mǎn)足車(chē)載標準為:動(dòng)力熱循環(huán)；熱沖擊阻力一個(gè)& B；動(dòng)力振動(dòng)耐久；機械沖擊；濕度溫度循環(huán)；水/液體入口；連接器/利用拉推；電壓過(guò)分強調；靜電放電
標簽識讀率 : 大于190標簽/秒
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