公共仓库中基于RFID的流通加工智能管理系统

作者简介:
何恩东,屈挺,王宗忠,罗浩,黄国全,广东工业大学广东省计算机集成制造重点实验室,广东 广州 510006;屈挺,罗浩,黄国全,香港大学 何恩东(1988-),男,安徽亳州人,广东工业大学机电工程学院广东省计算机集成制造重点实验室硕士研究生,研究方向:制造物联网、信息化。

原文出处:
物流科技

内容提要:

以物联网驱动的“生产—物流”实时联动为应用理念和研究背景,研究公共仓库中的流通加工智能管理系统。利用RFID技术进行仓储资源和流通加工资源的精益化、经济化透明改造,实现流通加工过程信息的库内、外实时无缝流动;开发面向流通加工关键环节的RFID智能化管理系统,实现包括原料仓储与上线、流通加工、成品下线与仓储等在内的公共仓库流通加工全流程的精益化联动管理;针对订单驱动的流通加工需求,进行面向透明化仓储资源和流通加工流程的适应性智能决策,实现流通加工任务的高效、准确、高可行性的规划与执行。


期刊代号:F14
分类名称:物流管理
复印期号:2014 年 11 期

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       0 引言

       国家标准(GB/18354—2001)将流通加工定义为:物品在从生产地到使用地的过程中,根据需要施加包装、分割、计量、组装、价格贴附、标签贴附、商品检验等简单作业的总称[1]。流通加工是发生在仓储中的生产加工,能为生产企业弥补生产的不足,完善产品的流通,满足客户的多样化需求,并节省相当可观的人力和时间成本,同时也能丰富仓储中的物流增值服务,创造丰厚的利润。

       工业园区是划定一定范围的土地,通过详细规划聚集若干生产企业,专供工业设施设置、使用而建设的区域。在工业园区中,公共仓库是以生产企业群为客户的第三方物流提供仓库租赁服务,缓解土地资源紧张状况、规避仓库设备的投资风险等[2],是园区内所有生产企业原材料及成品的存储和管理中心,并为企业提供产前、产后的流通加工服务。产前流通加工是企业生产时,根据原料需求计划,进行原料预处理,满足生产时原料特殊化要求。产后流通加工是企业销售产品时,根据销售计划,进行成品后处理,满足销售时成品多样化要求。相比普通仓库中的流通加工,公共仓库中的流通加工不仅要面对消费者的多样化需求,还要面对生产企业原料的特殊化要求,最大化的为生产企业解决产前产后麻烦,节省更多的生产成本,同时也能挖掘仓库的物流潜力,创造成倍的价值。在这样的背景下,越有必要加强公共仓库中流通加工作业管理,从而达到提高物流效益的目的。

       在公共仓库中,面对园区内不同生产企业的生产和销售需求,需要提供多品种、小批量、高频率的流通加工作业,造成传统的流通加工管理面临诸多管理难点。首先,在识别层,由于仓储中的物料繁多且杂,但缺少高效的识别方式,造成仓储需要大量的人工管理,不仅费时费力,且易错遗漏,大大降低数据采集的准确性、高效性,导致库存记录不准确和物料信息不透明。尽管有些仓库已采用了条码识别,但由于条码的识别率低且容易破损等缺点,造成仓储在识别层仍处于低效状态;其次,在管理层,由于现场实时信息复杂多变,而仓储中数据采集方式相对落后,造成管理员掌握流通加工的数据信息相对滞后,导致管理混乱;最后,在决策层,由于不能从整体进行数据分析和多而复杂的系统导致实时信息不一致等问题,造成管理员只能凭借不准确的流通加工信息并结合自己的工作经验来制定流通加工决策,导致计划混乱、不合理,甚至无法执行。

       射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)是一种新兴的非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标并获取相关数据,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境,可识别高速运动物体,并可同时识别多个标签[3]。RFID提供高效而又精确的信息捕捉能力,使物品状态的实时追踪成为可能,现已被广泛应用于物流、工业自动化等领域。

       本文以公共仓库中的流通加工为研究对象,在分析流通加工管理难点的基础上,提出了一套采用条码和RFID混合型应用的物联网技术、托盘级和单品级混合策略、订单拉动的“仓储—制造”的信息联动机制、PC加手持两层智能化模块的管理系统应对流通加工的过程管理,推动作业区资源的透明化管理,实现流通加工全流程的精益化联动管理。

       1 文献综述

       1.1 RFID在仓储领域的应用

       基于RFID的电子标签技术已成为企业提高物流供应链管理水平、降低成本、实施企业管理信息化、增强核心竞争能力不可缺少的技术工具和手段。在我国率先将RFID技术应用于仓储管理的是深圳白沙物流[4]。王刚等分析了RFID技术在物流中的典型应用模式,还详尽分析了一种面向物流仓储管理的RFID系统的组成、流程和功能[5]。梁家海、黄志雨等,介绍了RFID技术在仓储管理中的各流程、各环节中应用,并针对现有仓储管理方面的各种问题,构建了智能物流仓储管理系统,以高效率实现仓储物流的出入库管理及库内作业等业务管理,并对物联网在物流仓储系统中的应用进行了前瞻性研究[6-7]。谢勇等,将RFID技术与物联网相结合,利用RFID电子标签作为产品识别的手段,利用物联网来获取入库产品的详细信息并自动生成入库单,针对传统入库管理中存在的两大瓶颈问题——产品识别和产品信息获取,提出了基于物联网的自动入库管理系统的基本原理,对系统的结构和功能进行了分析[8]。

       1.2 RFID在流通加工中的应用

       虽然流通加工作业发生在仓储中,但并非仓储中的必须作业活动,所以目前国内外研究学者多把应用于仓储领域的RFID技术研究集中到传统仓储作业上,比如出/入库作业等。随着销售竞争的日益激烈和用户的个性化、多样化需求,流通加工越来越显示出它不可替代的重要地位和作用,部分学者也把目光放在流通加工管理上。黄学成、何远标在基于RFID的物流作业管理中提出了把RFID应用流通加工,实现智能化管理和最优化加工[9]。董淑华在RFID技术及其在物流中的应用一文中,提出流通加工管理中应用RFID技术可以实现流水线的自动化和智能化,从而提高流通加工效率,节约成本[10]。但这方面的研究很少,目前也仅仅停留在概念的提出当中,对硬件部署、软件开发和如何管理流通加工作业流程都没有做出解释。

       2 系统的关键问题分析

       在公共仓库中,典型的流通加工作业区是由原料区、流通加工区和成品区三个场地组成。原料区和成品区是仓储区,分别用来存储原料和成品。流通加工区是生产区,用来进行流通加工作业。流通加工由三个阶段组成:原材料上线、流通加工作业和成品下线。如图1所示为整个过程的示意图。

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