射頻識別課程基于射頻識別技術(shù)(RFID)的倉庫管理設(shè)計報告[1]

1、四 川 理 工 學(xué) 院課 程 設(shè) 計 書學(xué)院 計算機學(xué)院 專業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)工程20211班 課程 RFID原理及應(yīng)用 題目 基于射頻識別技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng) 教師 何志勇 學(xué)生 胥玉環(huán) 劉依粒 宋治樺 胡偉杰 設(shè)計時間：2021年7月5日 至2021年7月11日摘 要某大型制造企業(yè)，目前使用的是人工書寫單據(jù)的倉儲管理方式，這種方式不但繁瑣、容易造成人為損失，且人工及配送本錢非常高。隨著企業(yè)規(guī)模擴大，產(chǎn)成品結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，且整個市場對產(chǎn)品的個性化要求也日益提高，隨之而來的是如何管理好庫存。而一個結(jié)合了無線射頻技術(shù)RFID的倉庫系統(tǒng)可以從根本上解決倉庫管理的問題。RFID技術(shù)不但免除了跟蹤過程中的人工干

2、預(yù)，且在節(jié)省大量人力的同時極大的提高了工作效率。這種系統(tǒng)可以大大的簡化物品的庫存管理，滿足信息流量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求。倉庫管理系統(tǒng)由業(yè)務(wù)管理軟件、RFID標(biāo)簽發(fā)行系統(tǒng)和RFID標(biāo)簽識別采集系統(tǒng)組成，這幾個系統(tǒng)互相聯(lián)系，共同完成倉庫管理的各個流程。此倉庫管理系統(tǒng)是基于SQL大型數(shù)據(jù)庫，采用組件式開發(fā)的三層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，在此系統(tǒng)的根底上，在充分理解庫存管理業(yè)務(wù)的需求后，結(jié)合RFID技術(shù)，對原有業(yè)務(wù)流程進行改造和重新設(shè)計。優(yōu)化的業(yè)務(wù)流程模塊包括收料管理、入庫管理、移庫管理、出庫管理與盤點管理，并繪制了改造后的業(yè)務(wù)流程圖。將整個倉庫管理系統(tǒng)與射頻識別技術(shù)相結(jié)合，能夠高效地完成各種業(yè)務(wù)操作

3、，改進倉庫管理，提升效率及價值。關(guān)目 錄一 概述 1二 需求分析22.1 倉庫管理系統(tǒng)的用戶需求2倉庫管理系統(tǒng)的功能性需求描述2倉庫管理系統(tǒng)的非功能性需求描述3三 系統(tǒng)總體設(shè)計53.1 倉庫管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)53.2 倉庫管理系統(tǒng)的架構(gòu)53.3 系統(tǒng)設(shè)計要點6四 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)64.1 收料管理664.1.2 收料管理描述及業(yè)務(wù)流程圖7入庫管理889移庫管理10倉庫調(diào)撥單移庫：10移庫管理描述及業(yè)務(wù)流程圖11出庫管理13領(lǐng)料通知單出庫單：13出庫管理描述及業(yè)務(wù)流程圖13盤點管理15庫存盤點15盤點管理描述及業(yè)務(wù)流程圖15五 系統(tǒng)應(yīng)用效果評價17倉庫管理系統(tǒng)與RFID技術(shù)結(jié)合17作業(yè)流程的改進與保持

4、17六 研究成果18總結(jié)19參考文獻.19一 概 述現(xiàn)在本企業(yè)的倉庫還是通過在貨架上貼手寫卡片來區(qū)分貨位，這是一件費時費力的工作，而且還經(jīng)常出現(xiàn)取錯貨物和屢次重復(fù)取貨等的錯誤。由于面臨來自全球和地區(qū)日趨劇烈的競爭，提高生產(chǎn)效率、降低運營本錢,對于企業(yè)來說將至關(guān)重要，其中庫存管理將是制造型企業(yè)中控制生產(chǎn)本錢的關(guān)鍵問題之一。庫存就是金錢，是財務(wù)報表上的重要事項，管好庫存就是管好企業(yè)的錢財 1。隨著企業(yè)規(guī)模擴大，產(chǎn)成品結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，且整個市場對產(chǎn)品的個性化要求也日益提高，隨之而來的問題是面對每天都要重復(fù)進行的收貨、出入庫、移庫和盤點的工作，如何才能快速的完成大批量貨物的快速核對、收??？在企業(yè)具有一

5、定規(guī)模的倉庫中，怎樣才能快速地找到指定的貨物？盤點一定要停業(yè)才能進行嗎？對于倉庫進行停業(yè)盤點所造成的損失是顯而易見的，也是企業(yè)絕對不愿意承受的，但是不進行盤點又無法真實地掌握庫房的情況，這同樣是企業(yè)的管理者所不愿意面對的。有沒有可以在不影響企業(yè)正常工作的情況下進行庫房盤點的方法呢？本文基于RFID技術(shù)，設(shè)計實現(xiàn)基于此無線射頻技術(shù)根底上的倉庫管理系統(tǒng)，以到達對原有業(yè)務(wù)流程進行改造和重新設(shè)計來解決以上問題。二 需求分析此大型制造企業(yè)，在倉庫管理中存在以下幾個問題：由于生產(chǎn)組織模式采用被動的“推式生產(chǎn)模式，造成庫存原材料、成品品種眾多，數(shù)量巨大，庫存管理難度大，物料數(shù)量大占用較多存儲空間，不但增加管

6、理本錢，而且物料短缺情況還是時有發(fā)生；庫存管理工作粗放，管理方式仍采用較多手工方式，工作量大，且對人員數(shù)量需求較多，容易造成庫存統(tǒng)計錯誤；庫存帳物不符現(xiàn)象時有出現(xiàn)，但不能及時發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象；物流管理中暴露的問題不能及時反映及時解決，例如：物料不準(zhǔn)確、BOM錯誤等，缺乏有效手段，進行問題匯報和溝通；協(xié)調(diào)性較差，沒有信息系統(tǒng)的支持。隨著基于RFID射頻識別技術(shù)技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可以從根本上解決庫存管理問題。RFID技術(shù)不但免除了跟蹤過程中的人工干預(yù)，且在節(jié)省大量人力的同時極大的提高了工作效率2。這種系統(tǒng)可以大大的簡化物品的庫存管理，滿足信息流量不斷增大和信息處理速度不斷提高的需求。2.1 倉

7、庫管理系統(tǒng)的用戶需求倉庫管理系統(tǒng)是針對本企業(yè)倉庫物料的收料、入庫、移庫、出庫和盤點查詢等方面工作而開發(fā)的管理軟件，根據(jù)企業(yè)的要求，實現(xiàn)倉庫的收料管理、入庫管理、移庫管理和盤點管理及用戶管理等功能。用戶通過相應(yīng)的模塊，對倉庫里物料的根本情況進行更新、刪除和查詢，對物料的收料、入庫、移庫、出庫和盤點進行管理，對各功能模塊明細(xì)進行查詢，對使用該系統(tǒng)的用戶進行更新、刪除和查詢，對庫存數(shù)量進行查詢，用戶通過簡單的作即可輕松的管理倉庫。1用戶管理對有權(quán)使用該系統(tǒng)的用戶的根本情況數(shù)據(jù)進行更新、查詢等作，實現(xiàn)用戶管理功能。用戶分級管理，分別具有不同的權(quán)限；具有分組管理用戶的功能?？梢葬槍τ脩舴峙滠浖K使用權(quán)

8、限。2物料管理對倉庫里所有物料的種類包括名稱、廠家等信息進行更新、刪除和查詢等操作，實現(xiàn)物料管理功能。物料可以動態(tài)添加種類，支持批次管理，支持多計量單位變換。3倉庫管理對倉庫里物料貨物實現(xiàn)收料、入庫、移庫、出庫和盤點管理，要求能導(dǎo)出每種功能模塊的單據(jù)，方便用戶進行物料管理，并能提供收料、入庫、移庫、出庫和盤點的明細(xì)，方便用戶查詢。4庫齡分析提供物料使用情況和呆滯情況的分析，為業(yè)務(wù)人員制定采購方案提供依據(jù)，提供其他分析報表，提高倉庫管理水平。系統(tǒng)支持射頻輸入和手工輸入兩種方式，以防射頻系統(tǒng)不穩(wěn)定時影響生產(chǎn)活動。系統(tǒng)要求與PDM和財務(wù)系統(tǒng)集成，能夠通過系統(tǒng)接口方式獲得物料根底數(shù)據(jù)。系統(tǒng)硬件局部要求

9、模塊化設(shè)計實現(xiàn)，維護簡便穩(wěn)定可靠。手持局部需要結(jié)實耐用，能夠在惡劣的環(huán)境中使用下雨、下雪等。手持局部在無外接電源情況下，需要至少連續(xù)工作10小時以上。圖1 基于RFID技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)功能三 系統(tǒng)總體設(shè)計3.1 倉庫管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖2 倉庫管理結(jié)構(gòu)圖倉庫管理系統(tǒng)由業(yè)務(wù)管理軟件、RFID標(biāo)簽發(fā)行系統(tǒng)和RFID標(biāo)簽識別采集系統(tǒng)組成，這幾個系統(tǒng)互相聯(lián)系，共同完成倉庫管理的各個流程。后臺倉庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，RFID識別采集是實現(xiàn)管理功能的根底和手段。后臺管理系統(tǒng)由中心數(shù)據(jù)效勞器和管理終端組成，是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)與手持機通訊，將手持機上傳的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換并插入到后臺業(yè)務(wù)倉儲管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

10、庫中，對標(biāo)簽管理信息、發(fā)行標(biāo)簽和采集的標(biāo)簽信息集中進行儲存和處理。3.2 倉庫管理系統(tǒng)的架構(gòu)此倉庫管理系統(tǒng)是基于SQL大型數(shù)據(jù)庫，采用組件式開發(fā)的三層結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。三層結(jié)構(gòu)分別為：數(shù)據(jù)庫：管理賬套數(shù)據(jù)的讀寫。中間層：用于賬套管理的工作。表示層：用戶日常直接操作界面和手持設(shè)備。3.3 系統(tǒng)設(shè)計要點在充分理解庫存管理業(yè)務(wù)的需求后，結(jié)合RFID技術(shù)，對原有業(yè)務(wù)流程進行改造和重新設(shè)計。業(yè)務(wù)處理模式盡量與原有模式相同，只是操作方式上在手持設(shè)備上進行。系統(tǒng)操作融入作業(yè)的每個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使作業(yè)人員能夠?qū)崟r與系統(tǒng)進行交互，獲得系統(tǒng)信息支持，系統(tǒng)也能實時采集到關(guān)鍵作業(yè)數(shù)據(jù)，以供關(guān)聯(lián)系統(tǒng)進行快速有效處理。無線處理系統(tǒng)設(shè)

11、計原那么操作簡單、信息充足、處理效率高。無線設(shè)備與原有系統(tǒng)最大的區(qū)別還在于手持設(shè)備可以支持一定程度上的離線處理。當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)或主機發(fā)生故障時，操作人員可以使用離線處理模式，繼續(xù)進行日常作業(yè)，不過功能會受到一定限制，作業(yè)數(shù)據(jù)會被保存在手持設(shè)備本地，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或主機故障恢復(fù)后，系統(tǒng)可以自動進行同步保存離線處理時的數(shù)據(jù)。從而使系統(tǒng)故障對企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的影響降低。RFID倉儲管理系統(tǒng)由業(yè)務(wù)管理軟件、RFID標(biāo)簽發(fā)行系統(tǒng)和RFID標(biāo)簽識別采集系統(tǒng)組成，這幾個系統(tǒng)互相聯(lián)系，共同完成庫存管理的各個流程。根據(jù)企業(yè)的具體需求，在各原料倉庫中使用倉庫管理系統(tǒng)、基于條碼技術(shù)的自動識別技術(shù)和無線移動處理技術(shù)，提高倉庫作業(yè)的效

12、率和信息處理實時性，使管理者可以及時便捷地獲取各類物料流動信息。四 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)4.1 收料管理收料通知單是采購部門在物料到達企業(yè)以后，登記由誰驗收、由哪個倉庫入庫等情況的詳細(xì)單據(jù)，便于物料的跟蹤與查詢?nèi)鐖D3所示。它是采購訂單的重要執(zhí)行單據(jù)，其不僅要處理與采購訂單直接關(guān)聯(lián)的執(zhí)行情況，還要處理外購入庫單與采購訂單間接關(guān)聯(lián)的執(zhí)行情況，起到承上啟下的業(yè)務(wù)管理作用。它可以通過手工錄入、單據(jù)關(guān)聯(lián)、單據(jù)復(fù)制等多種途徑生成。在實際業(yè)務(wù)處理中，可以由收料通知單生成外購入庫單及退料通知單等。圖3 收料通知單4.1.2 收料管理描述及業(yè)務(wù)流程圖采購部生成收料申請單，并打印收料申請單條碼，然后物料運輸?shù)絺}庫。倉庫

13、收貨員使用無線移動設(shè)備手持設(shè)備掃描收料申請單條碼，無線移動設(shè)備依據(jù)收料申請單從倉庫管理系統(tǒng)下載所掃描的收料申請單的物料信息，物料信息包括：物料條碼、物料名稱和收貨數(shù)量，并指定物料是否是急件以及是否需要檢驗。倉庫收貨員使用無線移動設(shè)備掃描入庫申請單中指定的物料條碼，錄入數(shù)量，如果物料具有托盤那么要掃描托盤條碼。從倉庫管理系統(tǒng)查詢所掃描物料的可用庫位信息，選擇物料存放的庫位，如果存放在該庫位上的物料需要檢驗，那么要錄入物料檢驗的數(shù)量。倉庫操作員掃描完收料申請單上指定的物料后提交到倉庫管理系統(tǒng)進行相應(yīng)的處理，提交的信息包括物料條碼、實際收貨數(shù)量，托盤條碼和庫位條碼，并指定物料在各個庫位上檢驗的數(shù)量，

14、提交后收料操作完成。圖4 收料管理流程圖已經(jīng)收料的物料，在檢驗員執(zhí)行質(zhì)檢后，操作人員根據(jù)質(zhì)檢合格單將采購合格數(shù)量與收料通知單關(guān)聯(lián)生成外購入庫單如圖5所示。外購入庫單通常是確認(rèn)貨物入庫的有效證明文件。外購入庫單包括藍(lán)字外購入庫單和紅字入庫單，紅字外購入庫單是藍(lán)字外購入庫的反向單據(jù)，代表物料的退庫。外購入庫單的常用增加方式有手工新增和關(guān)聯(lián)生成方式兩種。圖5 外購入庫單入庫時，倉庫操作員根據(jù)訂貨清單清點檢查每一件貨品，檢查合格后交給倉庫保管員送入庫房。倉庫保管員持手持機掃描已完成收貨操作的入庫申請單條碼，無線移動設(shè)備從倉庫管理系統(tǒng)中下載所掃描的入庫申請單的物料收貨信息，物料信息包括：物料條碼、物料名

15、稱、收貨數(shù)量以及托盤條碼，并指定物料是否需檢驗以及檢驗是否完成，同時標(biāo)識物料是否為急件。倉庫操作員根據(jù)物料收貨信息，掃描物料條碼、庫位條碼并錄入數(shù)量，如果物料具有托盤那么要掃描托盤條碼。倉庫操作員掃描完收貨信息中指定的物料后提交到倉庫管理系統(tǒng)進行相應(yīng)的處理，提交的信息包括：物料條碼、入庫數(shù)量及托盤條碼并指定物料是否為急件，完成后入庫操作完成。圖6 入庫管理流程圖4.3.1倉庫調(diào)撥單移庫：倉庫調(diào)撥單是確認(rèn)貨物在倉庫之間流動的書面證明。它是表達庫存業(yè)務(wù)狀態(tài)的重要單據(jù)，倉庫管理系統(tǒng)的最大特色是以獨立于企業(yè)物流的有形的單據(jù)流轉(zhuǎn)代替業(yè)務(wù)中無形的存貨流轉(zhuǎn)軌跡，從而將整個業(yè)務(wù)流程統(tǒng)一為一個有機整體。系統(tǒng)為倉

16、庫調(diào)撥單提供了手工錄入、關(guān)聯(lián)生成或復(fù)印生成等多種生成方法，系統(tǒng)為調(diào)撥單單據(jù)的處理提供了新增、審核/反審核、作廢、打印、引出等多項操作功能如圖7所示。圖7 倉庫調(diào)撥單倉庫操作員生成物料移庫單，并在移庫單上指定物料移庫的最終目的地，并打印移庫單條碼。倉庫操作員使用無線移動設(shè)備掃描移庫單條碼，無線移動設(shè)備從倉庫管理系統(tǒng)中下載所掃描移庫單的物料移庫信息，移庫信息包括：物料條碼、物料名稱、托盤條碼以及庫位條碼并指出該庫位是否被設(shè)置為日常盤點的庫位。倉庫操作員根據(jù)物料移庫信息掃描物料條碼、移出庫位條碼，錄入移庫數(shù)量，如果物料具有托盤那么要掃描托盤條碼，然后，掃描移入庫位條碼和托盤條碼。如果所掃描的移出庫位

17、被設(shè)為日常盤點的庫位，那么需要錄入該庫位上該物料移出后還剩余的數(shù)量。倉庫操作員掃描完移庫單中指定的物料信息后提交物料移庫信息到倉庫管理系統(tǒng)中作相應(yīng)的處理，移庫信息包括：物料條碼、移入移出的托盤條碼和庫位條碼以及庫位上物料的剩余數(shù)量庫位被設(shè)置為日常盤點庫位，完成后移庫操作完成。圖8 移庫管理流程圖4.4.1領(lǐng)料通知單出庫單：領(lǐng)料通知單是表達庫存業(yè)務(wù)的重要單據(jù)，是物料出庫的重要憑證如圖9所示。對領(lǐng)料單的生成，系統(tǒng)提供了關(guān)聯(lián)投料單的自動生成、人工新增等多種方法，對零料的領(lǐng)取方法系統(tǒng)提供了單件領(lǐng)料、工序領(lǐng)料、配套領(lǐng)料、批量領(lǐng)料等多種方法，企業(yè)可根據(jù)實際情況靈活應(yīng)用。車間人員到倉庫進行生產(chǎn)領(lǐng)料，倉庫人員

18、核對領(lǐng)料單上的數(shù)量和發(fā)料倉庫無誤后，發(fā)料并保存領(lǐng)料單。如果選擇“嚴(yán)格按投料單發(fā)料系統(tǒng)參數(shù)時，倉庫發(fā)料人員所發(fā)的物料不得大于投料單上的應(yīng)發(fā)數(shù)量，否那么領(lǐng)料單不能保存。圖9 領(lǐng)料單倉庫操作員制作出庫單，并打印出庫單條碼。倉庫操作員使用無線移動設(shè)備掃描出庫單條碼，無線移動設(shè)備到倉庫管理系統(tǒng)中下載所掃描的出庫單的物料出庫信息，出庫信息包括：物料條碼、物料名稱、庫位條碼、物料托盤條碼以及出庫數(shù)量。倉庫操作員依據(jù)出庫單的物料信息掃描物料條碼、庫位條碼并錄入數(shù)量，如果物料具有托盤那么要掃描托盤條碼。倉庫操作員掃描完出庫單中指定的物料后將出庫信息提交到倉庫管理系統(tǒng)作相應(yīng)的處理，提交的信息包括：物料條碼、實際出

19、庫數(shù)量、庫位條碼、托盤條碼以及生產(chǎn)批次和工位條碼。圖10 出庫管理流程圖庫存盤點是處理與庫存數(shù)據(jù)相關(guān)的日常操作的信息管理的綜合功能模塊，主要備份盤點數(shù)據(jù)、打印盤點表、輸入盤點數(shù)據(jù)、編制盤點報告表等處理功能，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的備份、打印、輸出、錄入單據(jù)等。它是對賬存數(shù)據(jù)和實際庫存數(shù)據(jù)進行核對的重要工具，是保證企業(yè)賬實相符的重要手段。倉庫操作員制作盤點單，并打印盤點單條碼。倉庫操作員使用無線移動設(shè)備手持設(shè)備掃描盤點單條碼，無線移動設(shè)備從倉庫管理系統(tǒng)中下載所掃描的盤點單的盤點物料信息，盤點物料信息包括：物料條碼、物料名稱、物料所在庫位條碼以及物料在該庫位上的數(shù)量。倉庫操作員掃描盤點單上指定的物料條碼、物料

20、所屬的庫位條碼并錄入該物料在庫位上的實際數(shù)量，如果物料具有托盤那么要掃描托盤條碼。倉庫操作員掃描完盤點單上指定的物料后提交盤點的物料信息到倉庫管理系統(tǒng)中進行相應(yīng)的處理，提交的信息包括：物料條碼、庫位條碼以及數(shù)量，提交完成后盤點操作完成。圖11 盤點管理流程圖五 系統(tǒng)應(yīng)用效果評價在本解決方案中，使用無線移動處理技術(shù)和RFID技術(shù)解決企業(yè)在現(xiàn)實生產(chǎn)過程中信息實時處理和數(shù)據(jù)采集自動化的要求。無線移動處理技術(shù)可以使操作人員在作業(yè)過程中第一時間將作業(yè)信息采集到系統(tǒng)中，或得到信息系統(tǒng)對作業(yè)的智能化支撐。RFID技術(shù)在制造企業(yè)執(zhí)行層系統(tǒng)的應(yīng)用價值在于提升作業(yè)效率和信息的自動化精確獲取。當(dāng)倉庫管理系統(tǒng)引入了R

21、FID技術(shù)，在企庫存管理各環(huán)節(jié)，可以獲得更多的自動化數(shù)據(jù)采集，功能控制。操作工人可以不必在工作的同時執(zhí)行數(shù)據(jù)采集的動作，可以全身心的投入生產(chǎn)作業(yè)中，從而作業(yè)效率也得到提高。這一點對進行大批量作業(yè)的制造企業(yè)顯得尤其重要，雖然一個手工掃描或按鈕動作只需要1-2秒，但對于一個作業(yè)節(jié)拍只有十幾秒的企業(yè)來說，那就是一種重要的提高了。由于RFID標(biāo)簽的能存儲較大容量的數(shù)據(jù)的特性，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更多的交互性控制，使得一些在原先完全基于條碼技術(shù)時的難點瞬時迎刃而解，使得企業(yè)物流數(shù)據(jù)可以環(huán)環(huán)相扣，順暢流動。當(dāng)然限于目前RFID設(shè)備的本錢問題，要想完全實現(xiàn)利用RFID技術(shù)帶來的優(yōu)點，必須要付出高本錢的代價，因此我們只能做些局部的嘗試。但日后隨著技術(shù)的提升和普及，本錢問題一定會得到解決。對原有的庫存管理作業(yè)方式，在本解決方案實施以后將得到較大的改變，在每一個日常