倉儲物流管理的應用論文

倉儲物流，是以滿足供應鏈上下游的需求為目的，在特定的有形或無形場所、運用現代技術對物品的進出、庫存、分揀、包裝、配送及其信息進行有效的計劃、執行和控制的物流活動。隨着物流向供應鏈管理的發展，企業越來越多地強調倉儲物流管理作為供應鏈中資源提供者的獨特角色，實現了倉庫向配送中心的轉化。倉儲在物流和供應鏈中的角色可以概括為：是物流與供應鏈中的庫存控制中心，是物流與供應鏈中的調度中心，是物流與供應鏈中的增值服務中心，還是現代物流設備與技術的主要應用中心。

供應鏈一體化管理，是通過現代管理技術和科技手段的應用來實現的，這種應用更多地體現在倉儲。流程管理、質量管理、逆向物流管理等手段提高了倉儲效率，促進了供應鏈的一體化運作，而軟件技術、互聯網技術、自動分揀技術、光導分揀、射頻識別技術、聲控技術等先進的科技手段和設備的應用，為提高倉儲效率提供了實現條件[1]。嵌入式技術雖然已經有了近30年的發展，但近幾年才得到廣泛的應用。嵌入式系統是“控制、監視或者輔助裝置、機器和設備運行的裝置”，是以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪，適合應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。射頻識別技術作為嵌入式技術的一個研究方向，在倉儲物流中的應用將會越來越廣泛。

　　1射頻識別技術

射頻識別技術(RFID，RadioFrequencyIdentification)，是一種非接觸式自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象並獲取相關數據[2]。與傳統的識別方式相比，無需直接接觸、無需光學可視、無需人工干預即可完成信息輸入和處理，具有操作方便快捷、存儲數據量大、保密性好、反應時間短、對環境適應性強等優點，已廣泛應用於工業自動化、物流和交通運輸管理等領域，成為當前IT界研究的熱點技術之一。

1.1RFID系統組成

最基本的RFID由三部分組成，標籤、閲讀器和天線。但為了將讀取的數據傳輸、保存和處理，通常RFID還包括兩個輔助部分，中間件和計算機系統[3]。系統組成結構如圖1所示。

1)標籤：俗稱電子標籤，也稱應答器，由標籤芯片和線圈組成，利用電感耦合或電磁反向散射耦合原理實現與讀寫器之間的通訊。標籤中存儲一個唯一編碼，通常為64bits、96bits甚至更高，地址空間遠高於條碼能提供的空間，可以實現單品級的物品編碼。RFID標籤芯片的內部結構主要包括射頻前端、模擬前端、數字基帶處理單元和EEPROM存儲單元四部分。

2)閲讀器：也稱讀寫器、詢問器，是對RFID標籤進行讀/寫操作的設備，主要包括射頻模塊和數字信號處理單元兩部分，是RFID系統中最重要的基礎設施。未來的閲讀器呈現出智能化、小型化和集成化趨勢，還將具備更加強大的前端控制功能。在物聯網中，閲讀器將成為同時具有通訊、控制和計算(Communication，Control，Computing)功能的C3核心設備。

3)天線：是RFID標籤和閲讀器之間實現射頻信號空間傳播和建立無線通訊連接的設備。一類是標籤天線；另一類是閲讀器天線，既可以內置於閲讀器中，也可以通過同軸電纜與閲讀器的射頻輸出端口相連。高性能的天線不僅要求具有良好的阻抗匹配特性，還需要根據應用環境的特點對方向特性、極化特性和頻率特性等進行專門設計。

4)中間件：是一種面向消息的、可以接受應用軟件發出的請求、對指定的一個或者多個閲讀器發起操作、接收、處理後向應用軟件返回結果數據的軟件。中間件在RFID應用中除了可以屏蔽底層硬件帶來的多種業務場景、硬件接口、適用標準造成的可靠性和穩定性問題，還可以為上層應用軟件提供多層、分佈式、異構信息環境下的業務信息和管理信息的協同。

5)計算機系統：是整個RFID系統的信息管理中心，由硬件設備、網絡設備、數據庫管理系統、軟件系統等組成。其中硬件設備包括客户端、服務器及其它計算機輔助設備；網絡設備是將計算機組合在一起構成網絡系統的設備；數據庫管理系統是數據的存放中心和處理中心；軟件系統是直接面向RFID應用最終用户的人機交互界面，逐級將RFID原子事件轉化為使用者可以理解的業務事件，並使用可視化界面進行展示。

1.2RFID工作原理

閲讀器通過天線發送出一定頻率的射頻信號；當RFID標籤進入閲讀器工作場時，就可以根據電感耦合原理或電磁反向散射耦合原理在標籤天線兩端產生感應電勢差，並在標籤芯片通路中形成微弱電流，如果電流強度超過閾值，將激活RFID標籤芯片電路，對標籤芯片中的存儲器進行讀/寫操作，微控制器還可以加入密碼或防碰撞算法等複雜功能。閲讀器接收到來自標籤的載波信號，通過天線進入射頻模塊中轉換為數字信號，再經過數字信號處理單元進行必要的加工整形，最後從中解調出返回信息，完成對RFID標籤的識別或讀/寫操作；對接收的信號進行解調和解碼後送至計算機主機進行處理；計算機系統根據邏輯運算判斷標籤的合法性，針對不同的設定做出相應的處理和控制，發出指令信號；RFID標籤的數據解調部分從接收到的射頻脈衝中解調出數據並送到控制邏輯，控制邏輯接收指令完成存儲、發送數據或其它操作。很多閲讀器中還集成了微處理器和嵌入式系統，實現一部分中間件的功能，如信號狀態控制、奇偶位錯誤校驗與修正等。

1.3RFID關鍵技術

RFID應用的前提，是解決好RFID的關鍵技術。RFID關鍵技術主要在以下幾個方面[3，5]：

1)RFID系統集成與數據管理。RFID與無線通信、傳感網絡、信息安全、工業控制等的`集成技術，RFID應用系統中間件技術，海量RFID信息資源的組織、存儲、管理、交換、分發、數據處理和跨平台計算技術等。

2)RFID檢測技術與規範。面向不同行業應用的RFID標籤及相關產品物理特性和性能一致性檢測技術與規範，標籤與閲讀器之間空中接口一致性檢測技術與規範，以及系統解決方案綜合性檢測技術與規範等。

3)多目標識別技術。當閲讀器信號作用範圍內存在多個標籤，同一時刻有兩個或兩個以上的標籤向閲讀器返回信息時，將產生衝突。傳統無線電技術已有空分多路法、頻分多路法、時分多路法以及碼分多路法等方法來解決類似問題。

4)標籤的能量供應。有源標籤自帶電池，用於給數據載體供電；無源標籤所需能量從射頻電磁波束中獲取。和有源射頻識別系統相比，無源系統需要較大的發射功率，射頻電磁波在標籤上經射頻檢波、倍壓、穩壓、存儲電路處理，轉化為標籤工作所需的工作電壓。

5)數據傳輸的安全性和完整性。由於數字信號在傳輸過程中會受到干擾，傳輸到接收端後可能發生錯誤判決，為了保證數據的完整性，可以使用校驗法來識別傳輸錯誤，並進行校正操作。最常用的方法是奇偶校驗以及宂餘校驗。

　　2實際應用

在倉儲物流管理中，RFID應用非常廣泛，總結起來，主要分為5大類應用[6]。由RFID構成的整個應用系統如圖2所示。

2.1物品監控

在物品的出入口設置RFID閲讀器，當未被授權的人或物品經過出入口時，系統發出警告，起到監控物品的作用。當物品被合法移出經過出入口時，通過計算機系統的處理程序，系統不發出警告，使監控功能失效。這種方式最廣泛的應用就是防止物品被盜。物品不用鎖在任何櫥櫃裏，客户可以自由查看，也節省了倉庫看管人員及工作量。

2.2物流控制

在物流倉庫的特定區域安裝若干個RFID閲讀器，閲讀器直接與計算機系統相連，當帶有電子標籤的物品或人通過閲讀器工作場時，閲讀器自動掃描標籤，並把標籤上的信息自動輸入到計算機系統存儲，供分析、統計、處理，達到物流控制的目的。這種方式最廣泛的應用就是倉儲物品移庫。

2.3便攜式數據採集

採用RFID閲讀器的便攜式數據採集器方式，採集電子標籤上的數據。這種應用適用於不宜安裝固定的閲讀器，使用方便快捷靈活。在讀取標籤上信息的同時，可以將數據直接傳送到計算機系統；也可以將數據暫時存放在閲讀器中，批量地向計算機系統傳送數據。這種方式最廣泛的應用就是倉儲物品盤點。

2.4移動載體定位

電子標籤安裝在移動載體上(車、船、人等)。RFID閲讀器可以安裝在移動載體上，也可以是固定或便攜。通常是電子標籤存儲有位置識別信息，閲讀器通過無線或有線的方式與計算機系統相連。可以在固定時間、指定時間、任意時間將移動載體的位置信息和載體相關信息傳送到計算機系統。這種方式最廣泛的應用就是對移動載體的調度和管理。

2.5擴展應用

物聯網是在互聯網基礎上，將用户端延伸和擴展到任何物品與物品之間，進行信息交換和通信的一種網絡概念。通過RFID、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡概念[7]。倉儲物流是物聯網的組成部分之一，RFID是物聯網的主要技術。在物聯網發展的初始階段，RFID電子產品標籤的應用將非常廣泛，為每一產品建立全球的、開放的標識標準。

　　3結束語

應用射頻識別技術，通過閲讀器接收物品或物流載體信息，並對其進行監控和跟蹤，為建立現代化的倉儲物流，實現數據自動採集和傳輸提供了方便。電子標籤可帶有微處理器，具有讀寫能力，攜帶大量數據，並可對數據進行加密，實現了智能化管理。目前，射頻識別技術尚處於起步階段，具有可靠性、安全性、方便性，非常適合在嵌入式倉儲物流管理中應用。本文研究的RFID及其在倉儲物流中的應用，對於倉儲物流的研究、管理及信息化工作具有重要的參考價值。

對於倉儲管理系統，其所關注的主要問題是如何高效執行任務、流程合理規劃，它是一種建立在較為成熟物流理念基礎上的現代高能WMS技術，在倉儲物流管理中的應用非常的廣泛。WMS技術通過不同的模塊應用，可以有效支持倉儲及配送作業的執行，以適應不斷變化的現代商務、客户要求以及現代化設備和訂單環境，從而提高物流作業效率、降低服務成本，有效的詮釋了當前國內倉儲物流管理理念。

　　1、倉儲管理體系構成

1.1WMS

WMS通過入庫與出庫作業以及倉庫和庫存調撥功能的應用，對物流成本進行有效追蹤，並以此來實現倉庫管理的科學化和規範化。對於倉儲管理構成要素而言，其主要包括設備、空間以及物品和人員方面的安排，而管理控制技術主要針對倉儲設備、人員以及物品等動態信息進行管控，及時掌握信息數據並對其進行監控，以此來提升倉儲物流管理質量、降低成本。倉儲管理過程中，進貨、出貨是非常關鍵的物流環節，影響着倉儲數量變化，並且涉及到信息數據及單據輸入、輸出。上述環節的合理安排，決定着後續工作順利實現與否。通過合理的控制技術，一方面可以有效避免揀貨和補貨作業盲目性，提高效率；另一方面可使物品井然有序的存放，以此來增加倉庫空間利用率。

1.2WMS系統結構

倉儲系統信息流與物流之間的有機結合，主要是通過貨物、貨位編碼，製作標籤粘貼在貨物上，從而使其隨貨物同時運動。對於WMS系統而言，其主要包括三種結構類型。第一種類型是集中式物流信息系統。實踐中可以看到，該系統最大的特點在於倉儲作業所需數據信息存儲在中央處理器之中，而且物流信息數據通過識讀設備一次錄入，利用網絡將其傳送給主機，以有效實現數據信息的及時更新、對比，然後通過網絡傳給制動器，從而實現物流控制。第二種類型是分佈式物流管理系統。實踐中可以看到，該系統根據其功能可分成若干個模塊，具體運行過程中各模塊所需數據信息均由貨物標籤標示，由此可實現數據信息的自給自足。第三種類型是混合式信息管理系統。實踐中可以看到，該系統運行過程中所需的一部分數據信息來自貨物上的標籤信息，其餘信息則由中央處理器提供。該系統具體運行過程中所需要的相關控制算法，主要儲存在分佈式數據庫之中，讀出標籤上的信息以後，再通過分佈式子系統執行對應指令，而且由中央處理器對子系統工作進行協調。

　　2、倉儲物流中的WMS

在現代物流環境下，貨物流通變得更加複雜和快速，倉儲作業也會因頻繁的流動、貨物品種的不斷增加而控制難度增大。在此過程中，人們迫切要求有效解決貨品流向以及流量控制問題。在貨位管理條件下，倉儲入庫與出庫定位算法成為WMS技術核心。實踐中可以看到，因商品品種的不斷增多、客户要求也呈現出多樣化的特點，倉儲物流作業多樣化。比如，某些物品的保質期要求較低、客户多是大型零售商，因此揀貨作業多以“盤”、“箱”為計算單位；對於部分保質期要求較為嚴格的物品而言，客户多是小型的便利店，其訂單體批次比較多，而且訂貨量也比較小。在該種條件下，揀貨作業多以“個”為計算單位。同時，多級庫存問題、以及因之產生的補貨問題也成為WMS系統的關鍵。

WMS技術在現代倉儲與配送中心中的有效應用，比如連鎖超市物流供應過程中，都可以看到這樣的典型案例。比如，北京醫藥股份有限公司物流中心的WMS應用目標，體現在國家醫藥物流管控標準GSP控制上，同時也是優化流程，以及提高管理效率關鍵所在。對於該系統而言，其功能主要表現在進貨、庫存、訂單以及揀選、複核和配送管理等方面，同時還包括商品、貨位信息管理等模塊；倉儲物流中的WMS技術應用，可有效縮短管控時間，提高訂單處理能力。

　　3、WMS系統在倉儲物流中的應用體現

3.1在倉儲物流收貨環節的應用

WMS系統功能中，具有到貨預約以及碼託、質檢和包裝方

面的管理功能，其中到貨預約是對供應商事先約定好了的到貨時間、收貨道口進行控制，從而實現平衡物流量、均勻到貨、實現人員以及設備和場地優化配置。實踐中，為促進後續倉儲業務的有效開展，通過確定到貨SKU確定碼託，以有效實現高效的物流倉儲存儲、上架。對於WMS系統而言，其可針對差異性的供應商優化設置質檢措施，對供應商到貨質量進行評價，以便改進和優化後勤質檢工作。對不合包裝要求的相關到貨SKU，應當進行深包裝，而且WMS包裝功能從SKU應用包裝確定、工時統計以及材料管理方面對作業流程進行有效管理。

3.2在倉儲物流存儲業務方面的應用

在倉儲物流存儲業務領域的應用過程中，WSM系統表現出的功能有物料批次化、先進先出以及補貨作業和盤點方面的管理。同時，還要針對到貨SKU按托盤記錄批次數據、到貨時間等因素，在出庫過程中完成先進先出，對出庫SKU記錄出庫目的地進行控制，以有效滿足存貨管理要求。實踐中，為提高揀貨質量和效率，實現庫位有效補貨作業；同時，還要對SKU、庫位實行ABC分析。不斷優化庫位，以此來提高倉儲物流效率。盤點作業過程中，可根據實際需要，併為其提供多元化、可靈活盤點的作業形式，比如按時、按物料作業頻次以及物料價值進行盤點作業。

3.3在倉儲物流出庫發運方面的應用

對於WMS系統而言，其功能主要有揀貨作業管理、裝箱單製作以及按波次分揀等形式。揀貨作業過程中，根據要求對揀貨路徑進行設置，以此來提高揀貨質量和效率。同時，可根據出庫單零碎性、揀貨管理要求等，實施波次揀貨、並且合併揀貨；出庫發運過程中，可根據運行業務要求，製作裝箱單。針對現代倉儲物流行業的發展要求，WMS系統功能需要進一步研

發，以此來滿足企業個性化要求。因此，在WMS系統構建與選擇過程中，軟件供應方二次研發能力，將成為倉儲物流企業選擇的重要參考。實踐中，WMS系統在倉儲物流出庫發運環節的有效應用，除可以及時記錄作業信息，還需有效減少紙面單據信息數據的傳遞。WMS系統在倉儲物流出庫發運方面的應用，可以有效提高倉儲業務信息數據的及時準確的傳遞，根據客觀要求對不同的作業環節採集相關信息，以此來找到業務問題、短板，促進倉儲物流管理質量和效率。

　　結語

倉儲物流發生在所處的整條供應鏈之中，WMS系統作為處理物流業務體系結構子系統，具有有效的可擴展性，從而實現與現有系統之間的接口優化集成和供應鏈的高效運作。