歡迎您訪問(wèn)鄭州興邦電子股份有限公司官方網(wǎng)站!
阿里巴巴誠(chéng)信通企業(yè)
全國(guó)咨詢熱線:40000-63966
興邦電子,中國(guó)水控機(jī)第一品牌

聯(lián)系興邦電子

全國(guó)咨詢熱線:40000-63966

售后:0371-55132951/55132952

工廠:河南省 鄭州市 高新區(qū)蓮花街電子電器產(chǎn)業(yè)園

無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)配送中心系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文章出處:http://m.overnightmodel.com 作者:虞俊俊 趙犁 郜笙   人氣: 發(fā)表時(shí)間:2011年09月23日

[文章內(nèi)容簡(jiǎn)介]:將高頻和超高頻RFID設(shè)備規(guī)劃于同一配送中心管理系統(tǒng)之中,通過(guò)解決不同設(shè)備間相互"串讀"的問(wèn)題,使其分別讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息并承擔(dān)相應(yīng)配送環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集任務(wù).設(shè)備控制以及各設(shè)備與中心系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)RS232串口、有線及無(wú)線局域網(wǎng)的通訊方式來(lái)完成.為實(shí)現(xiàn)過(guò)濾不同類型的標(biāo)簽,提出在標(biāo)簽的數(shù)據(jù)塊中設(shè)置標(biāo)志符來(lái)加以區(qū)分的新方法.系統(tǒng)應(yīng)用層囊括了入庫(kù)管理、庫(kù)存管理、出庫(kù)管理、資源管理以及報(bào)表管理等配送中心實(shí)際功能模塊,最終實(shí)現(xiàn)完全基于RFID技術(shù)的完整的配送中心實(shí)驗(yàn)室模擬系統(tǒng).

    1 引言

    隨著業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng)和客戶需求的不斷提升,配送中心的管理也面臨著越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。如何更快地完成每天都要重復(fù)進(jìn)行的大批量貨物的快速核對(duì)、收取、出庫(kù)、復(fù)核;如何降低庫(kù)存成本、加強(qiáng)庫(kù)存控制、提高空間、人員和設(shè)備的使用率;如何快速地找到指定的貨物;如何在不停業(yè)情況下實(shí)現(xiàn)配送中心的自動(dòng)盤點(diǎn)等,已經(jīng)成為各個(gè)配送中心共同關(guān)心的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

    目前的條碼技術(shù)一定程度上提高了配送中心的自動(dòng)化水平。但是,由于條碼本身不可逾越的缺陷,使其在解決配送中心上述問(wèn)題時(shí)收效甚微,無(wú)法滿足企業(yè)現(xiàn)有的應(yīng)用[2]。無(wú)線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù)因?yàn)槠涮赜械倪h(yuǎn)距離、非接觸識(shí)別、防沖撞,以及大容量、識(shí)別速度快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)配送中心的完全自動(dòng)化提供了可能。電子標(biāo)簽全球唯一的UID序列號(hào),為每一個(gè)最小單位的流通商品建立一個(gè)全球性的標(biāo)志,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈的物品進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤和管理。

    本文提出基于RFID技術(shù)的配送中心系統(tǒng)架構(gòu),采用分層的方式進(jìn)行系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),同時(shí)提出一種新的數(shù)據(jù)采集過(guò)濾方法,并通過(guò)建立小型配送中心實(shí)驗(yàn)室,模擬配送中心各流程,從而驗(yàn)證系統(tǒng)方案的正確性和可靠性,大大提高配送中心效率。

    2 配送中心系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)

    2.1 配送系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
 

    配送中心的工作流程通常包括收貨、入庫(kù)、補(bǔ)貨、揀選、分揀、復(fù)核、出庫(kù),如圖1所示。 

 配送中心的工作流程

    一般來(lái)講,在以上配送中心的各個(gè)工作區(qū)域,相應(yīng)安裝RFID閱讀器用于數(shù)據(jù)采集并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分析處理,然后根據(jù)分析結(jié)果指導(dǎo)工作區(qū)域采取下一步動(dòng)作。考慮到配送中心操作中對(duì)識(shí)別距離的要求,系統(tǒng)應(yīng)采用超高頻硬件設(shè)備。但是,由于配送中心內(nèi)不同工作區(qū)域相鄰較近或可能存在重疊區(qū)域,如果全部應(yīng)用超高頻的RFID系統(tǒng),將不可避免地發(fā)生不同功能區(qū)域之間的“串讀”現(xiàn)象。為了避免因串讀而導(dǎo)致的射頻屏蔽困難,我們嘗試把高頻(13.56MHz)和超高頻(915MHz)RFID設(shè)備統(tǒng)一規(guī)劃于系統(tǒng)之中,在數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)聯(lián)高頻(UH)和超高頻(UHF)電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息,并通過(guò)中間件使之協(xié)調(diào)工作。

    具體來(lái)講,在出入庫(kù)區(qū)域、庫(kù)存區(qū)域以及分揀區(qū)域,系統(tǒng)采用超高頻閱讀器,可以在大范圍內(nèi)一次讀取多個(gè)電子標(biāo)簽,以提高配送中心出入庫(kù)速度、自動(dòng)化程度以及庫(kù)存準(zhǔn)確度。在補(bǔ)貨時(shí),閱讀器讀取周轉(zhuǎn)箱標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)信息更新,此時(shí)系統(tǒng)一次只需讀取一個(gè)電子標(biāo)簽,故在補(bǔ)貨區(qū)采用高頻閱讀器避免串讀。這些部分構(gòu)成了整個(gè)RFID系統(tǒng)中的固定式數(shù)據(jù)采集終端,如圖2所示。 

RFID系統(tǒng)中的固定式數(shù)據(jù)采集終端

    以叉車為載體的移動(dòng)式RFID數(shù)據(jù)采集終端在該配送中心系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著重要的角色。其作用包括:在叉車終端承載貨物人(出)庫(kù)時(shí),系統(tǒng)根據(jù)人(出)貨單和實(shí)際人(出)貨情況進(jìn)行復(fù)核,并將復(fù)核結(jié)果反饋于叉車終端以提示其下一步動(dòng)作;通過(guò)叉車車載RFID閱讀器讀取貨架上的貨位標(biāo)簽,以確認(rèn)貨物(托盤)在倉(cāng)庫(kù)中的具體位置,方便事后貨品定位和盤點(diǎn);可在地面安置一系列RFID標(biāo)簽(地標(biāo)),通過(guò)讀取地標(biāo)以確定和跟蹤叉車在配送中心的行駛路線和位置。該移動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由RFID閱讀器和顯示終端組成,并通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)(802.11b/g)和中心計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。由于移動(dòng)終端在執(zhí)行業(yè)務(wù)操作時(shí)只需讀取一個(gè)貨位標(biāo)簽,故移動(dòng)終端也采用高頻RFID系統(tǒng),同時(shí)可避免串讀。目前的RFID閱讀器硬件接口通常有串口和網(wǎng)口兩種形式,單套R(shí)FID應(yīng)用系統(tǒng)只需串口就可以滿足需求,而多套復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)需要網(wǎng)絡(luò)接口以便于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。系統(tǒng)根據(jù)不同閱讀器所提供的通訊接口的不同,設(shè)計(jì)集成多種通訊方式,通過(guò)集線器和多串口卡和主機(jī)通信。

    2.2 配送系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 

    配送系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)由前端各個(gè)區(qū)域的RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、中間件、以及后端的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)(wMS)構(gòu)成。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。 

配送系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    在圖3中,前端的RFID數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成對(duì)電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的采集;中間件把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理和格式匹配,并且封裝不同頻率設(shè)備以及不同的通信方式,提供接口給后端的WMS系統(tǒng);WMS統(tǒng)一管理配送中心各項(xiàng)業(yè)務(wù)操作。其中,入庫(kù)管理模塊完成貨位分配、進(jìn)貨復(fù)核和定制訂貨單操作;庫(kù)存管理模塊完成托盤貨物查詢、貨位貨物查詢、流利式貨架管理和貨位貨物盤點(diǎn)操作;出庫(kù)管理模塊完成出庫(kù)方案選擇、分揀顯示、出庫(kù)復(fù)核和定制訂單操作;資源管理模塊完成托盤管理、貨位管理和叉車管理操作;報(bào)表管理模塊對(duì)入庫(kù)管理、庫(kù)存管理、出庫(kù)管理和叉車管理過(guò)程中使用和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)表格進(jìn)行定制、查詢、修改和刪除等管理操作。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),WMS首先對(duì)入庫(kù)區(qū)域采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì),完成收到貨品的貨位分配,并通過(guò)顯示終端指導(dǎo)叉車完成貨品的正確入庫(kù),WMS同時(shí)對(duì)其他區(qū)域的RFID系統(tǒng)上傳的信息進(jìn)行相關(guān)操作,實(shí)現(xiàn)貨物單品、周轉(zhuǎn)箱、托盤以及叉車的高效管理。 

第1頁(yè)第2頁(yè)

    3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取方法研究要實(shí)現(xiàn)配送中心高效、自動(dòng)地正常運(yùn)轉(zhuǎn),需要在配送中心的各個(gè)工作環(huán)節(jié)獲取指定數(shù)據(jù)信息,需要采集的詳細(xì)信息如表1。 

    為保證上述各項(xiàng)信息采集的可靠性,在硬件特性充分發(fā)揮的前提下,系統(tǒng)從軟件上采用多次讀取方式來(lái)進(jìn)一步克服電子標(biāo)簽漏讀現(xiàn)象,確保以后用于所有數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)源的完整性。從表1可知,配送中心的不同業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)所需采集的數(shù)據(jù)信息并不相同,如何區(qū)分不同類型標(biāo)簽,從而過(guò)濾無(wú)用數(shù)據(jù)信息,經(jīng)過(guò)研究分析解決的方案有如下幾種: 

    (1)不同類型的標(biāo)簽以不同頻率的設(shè)備讀取。這種方法數(shù)據(jù)處理速度快,但成本較高;
    (2)采用同種頻率標(biāo)簽,規(guī)定標(biāo)簽UID范圍作為不同類型的標(biāo)簽。這種方法簡(jiǎn)單易用,但系統(tǒng)可擴(kuò)展性差。
    (3)采用同種頻率標(biāo)簽,在標(biāo)簽的數(shù)據(jù)塊中設(shè)置標(biāo)志符來(lái)加以區(qū)分,這種方法硬件投入成本低,操作方便,同時(shí),此方法不受標(biāo)簽協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的限制,既可用于ISO類型標(biāo)簽也可用于EPC類型標(biāo)簽。但由于需讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)塊信息,所以標(biāo)簽讀取速度稍低。 

    綜合考慮各種因素,本文認(rèn)為第三種方法最為恰當(dāng),雖然標(biāo)簽讀取速度稍有犧牲,但對(duì)于通常配送中心的物流速度而言不會(huì)構(gòu)成負(fù)面影響。通常ISO電子標(biāo)簽內(nèi)部存儲(chǔ)容量為2048bits,被分成256個(gè)字節(jié),每個(gè)字節(jié)有一個(gè)對(duì)應(yīng)地址0~255。設(shè)置標(biāo)簽的數(shù)據(jù)格式如表2所示。 

    4 RFID配送中心操作流程模擬

    4.1 RFID配送中心實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
 

    為支持此項(xiàng)研究,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中特建立一套小型配送中心,其基本物流設(shè)備包括橫梁式貨架、流利式貨架、可變速傳輸線以及叉車等,并依據(jù)配送中心典型布局設(shè)置了出入口、分揀區(qū)、補(bǔ)貨區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)等不同的功能區(qū)域。按照本文的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想,我們?cè)诟鱾€(gè)RFID通道配置了相應(yīng)的RFID設(shè)備并分別與中心計(jì)算機(jī)相連進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。RFID設(shè)備基本信息如表2。其中為節(jié)省設(shè)備資源,出入庫(kù)區(qū)域用同一設(shè)備的不同天線分別用作入庫(kù)和出庫(kù)操作。 

    系統(tǒng)設(shè)備選型靈活、兼容性好,其中,庫(kù)存區(qū)域和補(bǔ)貨區(qū)域的RFID閱讀器采用TCP/IP方式和中心計(jì)算機(jī)通訊,出入庫(kù)區(qū)域和分揀區(qū)域的RFID閱讀器采用RS232串口方式和中心計(jì)算機(jī)通訊,車載(叉車)RFID閱讀器通過(guò)RS232串口方式與車載計(jì)算機(jī)相連,再通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與中心計(jì)算機(jī)的通訊 。

    配送系統(tǒng)運(yùn)行之前預(yù)先在貨物單品、周轉(zhuǎn)箱、托盤、貨位、叉車等物流單元分別貼附電子標(biāo)簽,并在標(biāo)簽內(nèi)寫入相應(yīng)代碼以進(jìn)行快速識(shí)別。當(dāng)物流單元經(jīng)過(guò)各個(gè)RFID通道時(shí),系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絎MS進(jìn)行過(guò)濾、比對(duì)和分析,最后相應(yīng)對(duì)中心系統(tǒng)或移動(dòng)終端做出反饋或指令,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)入庫(kù)、庫(kù)存、盤點(diǎn)、補(bǔ)貨、揀選、分揀、出庫(kù)等基本業(yè)務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理。

    配送中心的全部作業(yè)流程都在WMS的統(tǒng)一調(diào)配之下。入庫(kù)時(shí),加載了標(biāo)簽的貨品通過(guò)收貨RFID系統(tǒng),WMS系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前貨位情況分配貨位,同時(shí)采集記錄貨品、周轉(zhuǎn)箱、托盤上標(biāo)簽信息。

    車載RFID系統(tǒng)確認(rèn)貨品進(jìn)入正確的貨位后,主機(jī)和叉車終端相互通信,完成人庫(kù)操作。進(jìn)行盤點(diǎn)作業(yè)時(shí),分布在貨架上的RFID系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)信息,并與數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行核對(duì),以提供準(zhǔn)確的庫(kù)存查詢。當(dāng)流利式貨架上的貨品量低于設(shè)定的最低值時(shí),系統(tǒng)提示進(jìn)行補(bǔ)貨作業(yè)。從橫梁式貨架上向流利式貨架補(bǔ)充貨品,安裝于傳送線下方的RFID系統(tǒng)采集相關(guān)標(biāo)簽信息,同時(shí)流利式貨架上貨品數(shù)據(jù)即時(shí)進(jìn)行更新,提供最新的庫(kù)存信息。配送中心根據(jù)訂單進(jìn)行出庫(kù)時(shí),首先WMS系統(tǒng)自動(dòng)生成出庫(kù)方案,整托盤的貨品直接經(jīng)出庫(kù)RFID系統(tǒng)采集信息后到指定區(qū)域,散件貨品經(jīng)流利式貨架區(qū)域揀選,由分揀區(qū)域的RFID系統(tǒng)根據(jù)貨品目的地信息分揀到指定的出口,經(jīng)出庫(kù)RFID系統(tǒng)采集貨品信息,WMS系統(tǒng)根據(jù)訂單標(biāo)簽信息統(tǒng)一復(fù)核完成出庫(kù)操作。

    4.2 配送系統(tǒng)模擬結(jié)果 

    WMS系統(tǒng)是整個(gè)配送中心的心臟,統(tǒng)一控制管理著配送中心各個(gè)業(yè)務(wù)流程,實(shí)現(xiàn)配送中心的連續(xù)自動(dòng)入庫(kù)、貨位分配核對(duì)、庫(kù)存實(shí)時(shí)查詢、補(bǔ)貨及時(shí)報(bào)警、出庫(kù)方案生成、自動(dòng)分揀分流、出庫(kù)自動(dòng)復(fù)核、以及相關(guān)報(bào)表的管理。

    在該系統(tǒng)中,各個(gè)業(yè)務(wù)流程所涉及的數(shù)據(jù)采集全部通過(guò)RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)。測(cè)試表明,相對(duì)于傳統(tǒng)的條碼支持的配送系統(tǒng),該基于RFID技術(shù)的配送中心系統(tǒng)庫(kù)存透明度和準(zhǔn)確率大大提高,可以根據(jù)需要實(shí)時(shí)對(duì)貨架上的貨物進(jìn)行盤點(diǎn);出入庫(kù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)貨物訂單復(fù)核,提高配送精度;數(shù)據(jù)采集速度快,實(shí)現(xiàn)不停頓的自動(dòng)出入庫(kù),解決了條碼系統(tǒng)中由于對(duì)單個(gè)貨品逐一掃描而造成的效率瓶頸,同時(shí)也驗(yàn)證系統(tǒng)所采用的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息過(guò)濾方法的可靠性。

    5 結(jié)論

    配送中心是物流供應(yīng)鏈中承上啟下、必不可少的環(huán)節(jié),配送中心的效率直接影響到企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本文論述的RFID配送中心實(shí)驗(yàn)室以配送中心的實(shí)際流程為模板,無(wú)論是煙草配送、醫(yī)藥配送或其他貨品的配送本系統(tǒng)都同樣適用。系統(tǒng)同時(shí)集成高頻和超高頻設(shè)備,免除電磁屏蔽的困擾。系統(tǒng)對(duì)RFID技術(shù)的應(yīng)用雖然是面向配送中心,但只要有數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)識(shí)別的場(chǎng)合都有RFID技術(shù)的用武之地,同樣適用于供應(yīng)鏈中的其他環(huán)節(jié)和其他各行各業(yè),可以實(shí)現(xiàn)跨部門、跨行業(yè)的信息共享?;赗FID的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)拓展到商場(chǎng)等銷售環(huán)節(jié)能有效降低商場(chǎng)產(chǎn)品脫銷率,附有電子標(biāo)簽的商品補(bǔ)充的速度遠(yuǎn)比條碼的快。RFID技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施目前來(lái)說(shuō)成本略高,但為企業(yè)帶來(lái)的巨大收益也顯而易見(jiàn),相信隨著技術(shù)的不斷成熟以及硬件成本的進(jìn)一步降低,RFID技術(shù)必將得到廣泛應(yīng)用。

    參考文獻(xiàn):
    [1]北京維深電子技術(shù)有限公司.RFID技術(shù)在存儲(chǔ)管理中的應(yīng)用[EB/OL].http://www.vete.com.cn,2005-07-04.
    [2]中國(guó)自動(dòng)識(shí)別協(xié)會(huì)射頻工作組.RFID技術(shù)在快速消費(fèi)品供應(yīng)鏈管理的應(yīng)用[J].自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用,2005,(12).
    [3]美國(guó)ThingMagic公司.ThingMagic ThingMagic`S Mercury4 Tag Command API EEB/OL].
    httpt://www.thingmagic.com/html/index.htm,2004-10.
    [4]深圳市豐泰瑞達(dá)實(shí)業(yè)有限公司.FTRD2022用戶手冊(cè)[EB/OL].http://www.sz-rfick.com/index.asp,2005-07.
    [5]深圳普諾碼商業(yè)安全設(shè)備有限公司.PRR8310函數(shù)接口參考手冊(cè)v1.2[EB/OL].http://www.promatic.com.cn,2003-12. 
    [6]香港普諾碼集團(tuán).PRR8152安裝使用[EB/OL].http://www.promatic.com.cn,2004—12—24

第1頁(yè)第2頁(yè)

本文關(guān)鍵詞:配送系統(tǒng),無(wú)線射頻識(shí)別,rfid,電子標(biāo),送系統(tǒng),無(wú)線射頻識(shí)別,rfid,電子標(biāo)簽
回到頂部