XXX智能物流仓储物联网建设方案.docx

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XXX智能物流仓储物联网建设方案

一、总体需求

采用RFID技术建设智能化成品库，并在重庆同兴工业园区摩托车新厂试点，主要是希望能产生较大的经济效益，在节约存储场地、提高工作效率、降低管理成本等方面起到显著效果。

具体包括：

●采用RFID定位技术实现成品的精确位置查询搜索和盘点。

●采用RFID技术能简化成品借退操作，自动实现批量移库，提高工作效率。

●采用RFID技术大幅度提高盘点的速度和准确率，降低管理成本，在盘点过程中快速检查放错位置的产品进行顺库，极大的提高数据准确率。

●采用RFID技术加强VIP产品、敏感如试制产品的跟踪，增强资产的安全性管理。

●采用RFID技术提高成品库管理的整体服务水平。

1.1系统构成

仓储系统硬件包含：

叉车车载读写器、便携式PDA、电子标签、小型发卡器、固定式读写器、车辆智能称重系统、GPS/GSM智能车辆终端及信息提示器（LED和声光报警器）等。

仓储系统软件包括：

智能仓储应用功能集成系统、电子标签初始化转换系统、自助叉车决策系统、自助归还系统、手持设备查询、顺架及盘点系统、安全通道门系统等。

图：

系统架构图

图：

数据信息流图示

1.2系统优点

1）提高管理效率

●更高、更先进的管理模式

●人力资源的合理配置，低层次服务转变为高层次服务

●简化人工作业，节约时间和成本

●仓储的精确、轻松管理

2）提高服务质量，减轻劳动强度

●更文明、更人性化的服务环境

●更多、更个性化的定制服务

●自主借还，享受和谐高科技服务体验

●随时随地的借调和归还服务

3）用户体验

对于运输——

●避免排队等候，更方便更快捷

●更长的仓库开放时间（晚上及节假日，7×24小时）

●隐私性，选择性和独立性

●高科技带来的全新感受

对于工作人员——

●简单繁琐工作大大减少

●多的时间提高更高层次服务

●提高精神愉悦感

●减轻体力劳动强度

二详细需求

2.1项目目标

本项目目标是，结合RFID技术的应用，优化摩托车成品库入库、盘点、检索、移库和出库等业务流程，降低人力成本，提高管理效率；同时改进产品存储方式，即可以将成品随意安放，无需进行排架及编号，从而缓解现有场地紧缺的状况，尽可能提高仓库空间利用率。

2.2功能性需求

RFID技术在摩托成品库可主要应用于贴标、入库、借出/退库/退厂、排位、盘存、批量移库和出库等业务环节。

2.2.1贴标

为每一台摩托成品包装生成RFID标签，并根据仓储信息管理系统记录产品的唯一流水条码号对应该箱包装上的唯一的RFID标签来进行快速的关联，完成数据录入与绑定工作。

A，标签选型

随着RFID技术的发展，使得非常薄小的芯片可以嵌入粘性标贴中；标贴非常容易地固定在磁带上。

高品质及大容量的芯片数据存储空间，可以将每一张磁带的信息存储在里面，这些数据可以不经过视线也不需要直接接触，在0.05米到12米的范围内可读可写；RFID标签稳定和可靠，数据保存10年以上、数据反复擦写50万次以上，温度、光线等不会对其使用产生影响，即使标签脏、表面磨损也不会对使用构成影响。

我们推荐使用符合ISO/IEC18000-6CEPCG2的超高频标签，可以得到较高的性价比。

同时优势明显：

●很好的安全防伪性能；

●可使用在金属、纸箱、文件袋里；

●读写的速度快，不受干扰；

●可多箱同时读取；

●适用：

各种介质；

B，存储内容

标签可写入的信息：

●摩托出厂编号（ID号码）；

●客户信息（名称、单号等）；

●所属仓库身份；

●所属货架信息；

●生产信息；

●出库日期；

●更多其他内容

C，技术规格与张贴

●长（mm）×宽（mm）：

145×25；120×20；

●可依据客户要求定制标签大小及印刷内容；

●协议标准：

ISO/IEC18000-6CEPCG2标准；

●

符合机电产品物流行业标准。

2.2.2入库

考虑有2种方式。

一种是货下线，叉车车载装置识别并进行采集，仓库管理服务器提示车载系统该货物的存放位置。

叉车按照GIS系统提示，到达指定位置，并通过触摸工控予以确认反馈；如果出错，系统提示预警。

二种是在入库每个分片库区安装读写器，实行人工找寻空库位入库，同时读写器自动识别、生成并上传货物信息、所存放库位信息等到后台服务器。

2.2.3排位

采用RFID使得产品的无序排放（随意排放；放错位置）成为可能。

比如，一盘索取号为1G-2301的产品，其含义已不是被排放在XX类别框架的第2301的位置，而是被排放在第一个框架的第二排第三列的第一区的位置。

虽然索取号取消了类别的含义，但是我们仍旧能够通过阅读器读取RFID标签的方式快速定位到所需产品。

因此，即达到了节省存储场地的效果，又不影响日常的业务操作。

关键要解决产品无序排架后的精确定位问题。

（可借助LED灯等方式）

2.2.4盘点/检索

利用仓储信息管理系统，用户输入查询关键词，系统则会显示对应的纸箱内容和位置信息，包括索取号等信息。

利用RFID技术和借助LED灯等方式，快读定位到该箱货物，准备下一步的出借等任务。

2.2.5借还/退库/退厂

采用RFID技术后，将简化产品借出手续。

可有两种方式：

a）仓库管理人员拿手持式阅读器进入仓库，找到待借产品后，直接用手持式阅读器读取RFID标签，即完成出借手续，无需返回电脑前操作。

b）自助借带/退库/退厂方式。

通过审批的员工刷员工卡进入仓库内，将产品取出，然后从门禁处走出仓库，此时门口的读写器读取该件产品的ID号，与外借申请中的要借的产品信息进行核对。

若符合，则外借动作完成，添加外借记录；若不符合则发出报警。

2.2.6读架

读架即仓库盘点，即从头到尾对在库产品进行数据读取，及时掌握仓库最新情况。

仓库管理中的读架实时性要求不高，能做到每天或每周（视业务部门具体需求而定）盘点一次即可。

因此不必选择固定在柜架上的读写器实时读取，而可选择手持式读写器，采用人工遍历的方式。

读架过程中发现与数据库信息不匹配的提示顺库。

2.2.7批量移库

由于各产品排架分类方式不同，此项工作牵涉到柜架的重新分配和索取号的重新编排，而且需要逐箱扫描，造成大量的人力投入以及时间的耗费。

本项目期望采用RFID技术，实现真正意义上的批量移库。

利用RFID远距离、批量识别的特点，将待出库和入库的产品进行批量扫描、集中处理，而无需逐箱扫描，读取后的数据传给系统，系统确认ID信息，如果出现不正确或者丢失的，还可提醒工作人员检查。

叉车车载终端按照服务器分配指令，选好目的地库区库位，并按确认按钮予以确认。

2.2.8顺库/出库

顺库即检查是否有放错位置的。

系统根据产品定位及读架的数据自动计算，找出放错位置的产品，管理员利用名称辨识及手持式PDA设备等辅助取出位置错误的产品，然后执行上架操作完成顺库。

叉车车载终端调出单号、位置、货物信息等进行比对，然后执行叉运等出库动作。

2.3与现有系统的对接需求

1、数据库结构要求

（1）系统使用数据库以仓库信息管理系统数据库为基准；

（2）不改变原数据库表结构，新增功能以建立子表方式关联；

（3）新建表结构及字段命名方式沿用原数据库命名规则。

三、程序要求

（1）基于现有仓库信息管理系统，开发RFID管理功能，开发完成后需部署至原系统，通过权限菜单控制新功能；

（2）同时，基于C/S结构，开发RFID管理功能，并单独部署使用。

3.1性能需求

1、批量移库的过程中，2秒完成一批9个堆放在一起的产品的扫描出入库。

2、盘点的过程中，通过移动采集器1秒完成9箱产品的扫描盘点。

3、在入库和出库时，由于采集器上显示了具体的库位号，在柜子上也贴有库位标签，所以可以在打开后的30秒内完成出入库的操作。

4、系统稳定性指标：

主系统其稳定性（正常运行时间/总运行时间）对整个系统的正常运转至关重要。

要求各软硬件系统问额定性达到99.9%。

单台设备在每1000个小时的故障次数不超过2次。

5、数据查询及插入更新指标（200个并发内）

（1）页面请求发生后，至页面全部显示的时间小于5秒；

（2）服务器接到数据插入更新请求后，必须在1秒内完成数据存储，并返回结果至页面。

四.方案选型

随着许多信息技术在物流领域中的广泛应用和物流企业信息密集程度的提高，现代物流业的竞争已从低端的价格竞争转向高端物流和信息流的能力竞争。

信息技术对现代物流业的发展有着巨大的推动作用，只有正确认清目前我国物流信息技术应用现状，准确把握现代物流发展趋势，结合我国实际情况，下决心加大推进信息技术在物流领域的应用，充分利用信息技术的后发优势及借鉴发达国家的经验教训，我国现代物流业将会迎来更广阔的发展前景。

从物流的各功能环节看，库存集中化得到实现；库存集中导致运输集中，运输被划分为一次运输与二次运输，更为方便的“多式联运服务”被广泛提供；开环流动的信息成为物流作业的主要依据。

为实现这一系列的变革，我们先从各类关键技术和产品的选型开始逐一分析。

4.1电子标签选型

根据电子标签工作频率的不同通常可分为低频、高频﹑超高频（300MHz～3GHz）以及微波（2.45G以上）系统。

RFID系统的常见工作频率有低频125kHz、134.2kHz，高频13.56MHz，超高频915MHz、微波2.45GHz和5.8GHz。

图：

RFID工作频段

●低频（30kHz～300kHz）

---标签内存较小，距离较短，标签外形多样，天线方向性不强等；

---主要用于短距离、低成本的应用中，如多数的门禁控制、校园卡、煤气表、水表等；

●高频（3MHz～30MHz）

---工作频率范围为3MHz~30MHz。

典型工作频率：

13.56MHz；

---一般为无源标签，阅读距离一般情况下小于1.5米；

---典型应用有：

门卡票证、图书、资产、门禁、消费等；

---工作协议ISO14443A（B）、ISO15693、ISO18000-3（13.56MHz）等；

---一般制成标准卡片形状；

---标签存贮数据量较多；只能适合低速、近距离识别应用；与超高频相比成本高一些；

---用于需传送大量数据的应用系统；

●超高频（300MHz～1GHz）

---其典型工作频率为：

433.92MHz，840-845MHZ和920-925MHZ。

---分为有源标签与无源标签两类。

阅读距离一般大于1m，典型情况为4~6m，最大可达10m以上。

---典型应用有：

车辆管理、智能交通、仓储物流等。

---只有在阅读器天线定向波束范围内的射频标签可被读/写。

---存储容量大多数为1Kbits，128Bits，64Bits，96Bits。

●微波（2.45G以上）

---成本均高，标签内保大，阅读距离远，适应物体高速运动，性能好。

---天线均有较强的方向性，但其天线宽波束方向较窄且价格较高，

---主要用于火车监控、高速公路收费、集装箱等。

超高频系统的特点是标签内保存的数据量较大（可达64K），阅读距离较远（可达十几米），适应物体高速运动，密集性快速读取。

阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性，不会周边物体导致误码。

通过一定的算法和数据处理，我们还可以知道被标的物体的位置。

4.2实时定位系统的选型

4.2.1前端和后台架构

在库区部署无线AP，并将后台数据库通过一个网关将移动手持机（PDA）、智能叉车上的车载终端、蓝牙打印机、无线PC等连接起来，组成一个闭环的局域网。

车载终端跟后台服务器采用同步，实时共享，保证后台数据库、指令等，跟车载终端的操作、更新与确认等一致，执行工作计划；移动手持机用在盘点、巡更和小批量出入库等，作为客户端向后台服务器实时上传更新数据，也可以每天通过底座上的各种接口，下载更新本地数据库，作为定时盘点、流程监控用。

图：

前端与后台架构图

4.2.2智能仓储方案一

A，智能库位管理

将片区按照一定规则逻辑分区或者实际分区，如长3米X宽10米X高5米为一个方格。

在每一个分区前部署一个静态的固定的库位标签，里面存储该库位编号、库区货物信息以及每次操作记录等。

库区货物信息在每次货物操作时通过车载终端读出和写入；同时也供库管每天定时盘点和巡更用。

即每当车载终端将进入这个分区时，先读出库位，然后朝标签存储区增加本次货物累计，并以时间戳和操作员结束，最后进入分区将货物放下；出货时流程相同，无非执行的是库位标签减少货物的写入操作。

这样需要在地面上划方格、贴耐压和防金属库标；在叉车上安装读写器和工控机；在屋顶安装无线AP采集器。

图：

仓储智能库位部署图

B，箱包/托盘标签管理

剩下的又有2种管理方式。

一种是RFID电子标签管理到具体的单箱货，即每个货箱上贴上1-2个标签，如左右按一定摆放规则左右各一，或者是在托盘上安装，动态监控到移动的货物。

最后看投资方是否回收重复使用，或者是是否需要管理到每箱货。

一般工厂生产都是批量批次处理，同一批次货物完全一样，除了关键部件，比如发动机等。

当需要管理这些核心部件，比如质量紧急召回机制、售后服务追踪等，可以考虑在每个单品上一直邦定一个唯一的电子标签予以全生命周期的管理。

如果是定点的授权的经销商，这些信息可以变成经销商卡或者是管理到批次即可。

另一种从库位电子标签中通过父子继承关系，分解出不同的QR码，沿用原有的管理模式，但是将很多关联信息存储在QR码里面，最大可以到64K。

这仍然是一种将货物和货物信息予以邦定并支持在线、离线访问模式的信息存储方式之一；同时也可以为RFID系统工作条件不具备时条码技术应急或者后期上马RFID完成货物和货物信息唯一邦定做铺垫。

这2种贴标方式，最直观的表现在于出入库。

带有电子标签的箱包，可通过固定读写器和后台控制，全自动的进行数据验证和出入库手续，不合法的操作还将有声光报警提示功能；带有条码的，则需要逐一人工扫描并联网确认才能放行。

图：

托盘/箱包处理的2种方式（条码和RFID）

图：

RFID托盘/箱包全自动盘点

另一个区别在于，当你需要知道某一个货物在具体什么位置或者包含内容或者工作状态的时候，RFID电子标签可以协助快速缩小范围，定位精度根据配置高低从250毫米到2米以内不等；条码则需要逐一扫描确认，工作量较大。

特别是当货物密集堆取，人员无法进入纵深细处核对时，就非常困难。

RFID此时可以实现6-15米的识别范围，以及有软件上的按照一定盘点规则进行数据筛选、过滤和指向哪识别哪的特点。

在次，RFID还有一个好处是，可以配合GIS，在库区内实现最短路径的导航功能。

4.2.3智能仓储方案二

该方案基于有源RFID电子标签，采用三点定位原理、自组网原理以及特殊算法，可以实时报告被标的物体的位置，位置精度3米以内；也可以记录和跟踪货物的运动轨迹；还可以通过位置信息，配套GIS形成最短运输路径；如果配套其他传感器，比如震动、温湿度、压力等，也可以实时监控货物的状态。

这样就可以实现货物任意摆放，不用担心找不到，也不用担心货物存放空间和秩序等。

如果考虑有源产品供电续航时间的问题，可以配合触发、激活等低功耗节电工作模式。

图：

有源RFID标签工作原理

4.3智能叉车（车载终端）的选型

智能车载终端需要配备触摸屏工控PC，并带WIFI模块、条码扫描模块、WindowsXP操作系统、GIS、RIFD模块等，以及高度传感器、各类定向和全向定制天线和电源控制单元。

4.4移动手持机（PDA扫描枪）的选型

符合本项目的手持机应当配备GPRS、GPS、蓝牙、WIFI、二维条码、摄像头、RFID等功能，并安装有WindowsCE5.0操作系统和中文输入法。

可以跟任何智能手机（WindowsMobile6.0;Android2.3等）、PDA和POS、笔记本及PC等互联。

具体如下：

图：

手持机与任意智能终端互联

市面上常见的PDA不是过于沉重，操作员长时间工作腰酸背痛；就是电池续航时间太短，无法实现长时间持续工作；或者是性能无法达到项目要求，比如读取距离5米以上；再或者是没有中文字库，不支持中文输入和手工手写输入等；再或者是价格偏贵，高达2万多元/套，无法提供2次开发等。

图：

各种便捷配带和使用方式

五方案设计

在当仓储业作为一个业态存在的时候，物流是其实现增值服务的有效手段；而在物流业中，仓储是其不可或缺的一个重要节点。

一些较大的生产厂家也在纷纷建立集中管理的物流基地，加快自有物流中心的建设，整合成以仓库为核心的区域性的、辐射状的物流网络。

5.1仓库管理系统概念

仓库管理系统也叫仓储管理系统，英文WarehouseManagementSystem，简称WMS。

指的是对仓储货物的收发、结存等活动的有效控制，其目的是为企业保证仓储货物的完好无损，确保生产经营活动的正常进行，并在此基础上对各类货物的活动状况进行分类记录，以明确的图表方式表达仓储货物在数量、品质方面的状况，以及目前所在的地理位置、部门、订单归属和仓储分散程度等情况的综合管理形式。

5.2仓管流程分类

包括如下环节：

签订仓储合同、验收货物、办理入库手续、货物保管、货物出库。

5.2.1仓库的业务流程分析

仓储管理的的业务流程，是指以保管活动为中心，从仓库接受仓储任务开始，到按需要把商品全部完好地送出去的全部过程。

其中既包括堆存--保管--交付等劳动作业过程，也有货位安排--理货检验--保管--货物记账--统计报表等管理过程，还有收货交接--交货交接--残顺处理等商务作业。

5.2.2入库流程

以成品库的入库流程为例，外购的成品或自己企业生产的成品，首先由申请人填写入库申请单，入库申请单主要由以下几项：

申请入库单位、入库时间、入库货位号、产品的品种、质量、数量（件数、重量）、金额、检验员鉴字、申请人鉴字、成品库库房主管鉴字等组成。

5.2.3库房管理

在谈论保管作业之前首先应明确保管原则，仓库业的保管原则是：

1面向通道进行保管。

为使物品出人库方便，容易在仓库内移动，基本条件是将物品面向通道保管。

2尽可能地向高处码放，提高保管效率。

有效利用库内容积应尽量向高处码放，为防止破损，保证安全，应当尽可能使用棚架等保管设备。

3根据出库频率选定位置。

出货和进货频率高的物品应放在靠近出入口，易于作业的地方；流动性差的物品放在距离出人口稍远的地方；季节性物品则依其季节特性来选定放置的场所。

4同一品种在同一地方保管。

为提高作业效率和保管效率同一物品或类似物品应放在同一地方保管，员工对库内物品放置位置的熟悉程度直接影响着出入库的时间，将类似的物品放在邻近的地方也是提高效率的重要方法。

5根据物品重量安排保管的位置。

安排放置场所时，当然要把重的东西放在下边，把轻的东西放在货架的上边。

需要人工搬运的大型物品则以腰部的高度为基准。

这对于提高效率、保证安全是一项重要的原则。

6依据形状安排保管方法。

依据物品形状来保管也是很重要的，如标准他的商品应放在托盘或货架上来保管。

依据先进先出的原则。

保管的重要一条是对于易变质、易破损、易腐败的物品；对于机能易退化、老化的物品，应尽可能按先入先出的原则，加快周转。

由于商品的多样化、个性化、使用寿命普遍缩短这一原则是十分重要的。

5.2.4出库流程

　　货物出库的方式主要有三种；客户自提，委托发货，公司送货。

第一种：

客户自提，是客户自已派人或派车来公司的库房来提货。

第二种：

委托发货，自己去提货有困难的客户而言，他们会委托我们公司去找第三方物流公司提供送货服务，第三种：

是仓储企业派自己的货车，给客户送货的一种出库方式。

5.2.5仓储物流管理信息系统

图：

仓储物流管理信息系统图

5.3仓储管理的信息系统逻辑模型设计

5.3.1入库业务

入库业务由仓储管理员执行，在系统中录用货物信息、查找有无空闲仓位并为货物选择合适的仓位，一旦货物已入库，则库存量增加

5.3.2盘点业务

盘点业务由盘点员、仓库管理员共同实施。

盘点员登陆系统后，打印出盘点单、根据盘点单对各仓未一次进行盘点，清查货物的数量、对损毁、呆滞、积压的货物分别计与报废单、退货单，并从库存中扣除，实际库存量和质量最终都放到盘点单中。

5.3.3移库业务

库管员根据仓位的变化或实际需要，对入库货物进行移库处理.

5.3.4、出库业务

当系统用户（仓库经理）接收到出库经营审批的订单请求，需要根据订单中的货物类型，检查库存中记录的库存量，若库存量不能满足需求，则安排备货、准备交付。