基于RFID的某港區(qū)紅酒庫倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
天津東疆保稅港區(qū)是中國諸大港口中就占地面積而論最大的保稅港區(qū),達(dá) 30平方千米,設(shè)立于 2006 年 5 月。時(shí)隔 5 年,即 2011 年 5 月,東疆保稅港區(qū)獲得國務(wù)院批準(zhǔn),正式轉(zhuǎn)型為北方國際航運(yùn)中心的核心功能區(qū)域。在此核心區(qū),由中央定調(diào),地方政府保航,包括船舶登記制度,離岸金融業(yè)務(wù),國際航運(yùn)稅收,租賃業(yè)務(wù)的四項(xiàng)試點(diǎn)改革予以強(qiáng)力貫徹和實(shí)施。此類試點(diǎn)改革目的明確:集眾部門之力,致力于在盡量短的時(shí)間內(nèi),將東疆保稅區(qū)打造成為中國北方地區(qū)物流、航運(yùn)、金融三位一體,兼具北方國際航運(yùn)中心,,北方國際物流中心,以及國際航運(yùn)融資中心等多復(fù)合功用的現(xiàn)代化保稅港區(qū)。作為推進(jìn)天津?yàn)I海新區(qū)開發(fā)開放的排頭兵和重要的改革試驗(yàn)基地,天津港東疆保稅港區(qū)內(nèi)整體物流體系的硬件配套設(shè)施的全面技術(shù)升級(jí)是保證天津港區(qū),乃至整個(gè)濱海新區(qū)高效運(yùn)作的關(guān)鍵一環(huán)。 天津口岸的首個(gè)專業(yè)恒濕定溫葡萄酒倉庫位于天津東疆保稅港區(qū)內(nèi)部海潤物流園,占地約 180 公畝,包含三個(gè)儲(chǔ)存?zhèn)}庫。其中兩個(gè)較小倉庫又各包含兩個(gè)1 公畝的名酒展示區(qū)。包括木桐、白馬、侯伯王、拉圖、歐頌、拉菲等世界級(jí)葡萄酒莊園的頂級(jí)葡萄名酒被儲(chǔ)藏在此四個(gè)展示區(qū)內(nèi)。此倉庫的恒濕定溫裝備可保證 200 多萬瓶單價(jià)動(dòng)輒上千歐元的中高檔葡萄酒的長期防質(zhì)變儲(chǔ)存。由于數(shù)目龐大,金額不菲,加之葡萄酒本身易碎,對(duì)貨位條件要求苛刻的產(chǎn)品特性,該恒濕定溫葡萄酒專用倉庫的物流倉儲(chǔ),出入庫備案,庫位變動(dòng)更新等環(huán)節(jié)在執(zhí)行過程中的任何紕漏都會(huì)導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。然而與之相對(duì)的是,該公司對(duì)于如此昂貴的紅葡萄酒貨品的管理難以做到精確到位,目前仍然采用人工輸入方式,單純依靠理貨員點(diǎn)數(shù),在錄入速度、錯(cuò)誤率及實(shí)時(shí)錄入等方面均無法適應(yīng)人機(jī)交互的要求。因此,以自動(dòng)識(shí)別技術(shù)管理公司的紅酒倉儲(chǔ)系統(tǒng),提高效率成為一種趨勢(shì)。其中利用 RFID(Radio Frequency Identification)就是一種可行的方法,如何針對(duì)進(jìn)口的多品種、價(jià)格差別大的紅酒產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化管理,一方面實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)數(shù)據(jù)可靠性高、錄入簡便,另一方面節(jié)省成本,較少差錯(cuò)率,這些都是本論文主要研究的出發(fā)點(diǎn)。而對(duì) RFID(基于射頻識(shí)別)技術(shù)的引用,可以解決此類問題,提高勞動(dòng)效率和降低錯(cuò)誤,并通過計(jì)算機(jī)從 RFID 獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、儲(chǔ)存、傳遞和反應(yīng)的信息處理系統(tǒng),進(jìn)而組建基于 RFID 技術(shù)的倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)。
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1.2 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)發(fā)展分析與應(yīng)用
條碼技術(shù)是一項(xiàng)基于光學(xué)掃描的機(jī)器可識(shí)別數(shù)據(jù)至實(shí)物對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)再現(xiàn)技術(shù)。最初應(yīng)用時(shí),條碼的數(shù)據(jù)再現(xiàn)依靠條形碼寬窄及間距變化實(shí)現(xiàn)實(shí)物的記錄讀取,該類條碼稱之為一維碼,或線性碼。之后研發(fā)人員有進(jìn)而開發(fā)了基于矩形,圓點(diǎn),六邊形等幾何形狀為單元標(biāo)記的二維碼技術(shù)。雖然此類型條碼依據(jù)單元標(biāo)記符號(hào)的變化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)提取和實(shí)物映射,但本質(zhì)上,它與傳統(tǒng)的一維條碼沒有本質(zhì)區(qū)別。條碼最初基于獨(dú)立的光學(xué)掃描器,即條碼閱讀器進(jìn)行讀取。近年來,該類掃描器以及解讀軟件已經(jīng)逐漸的與桌面打印機(jī),智能手機(jī)相集成。事實(shí)上,條形碼的最早應(yīng)用可追溯到 1960 年代的美國鐵路局(Association of American Railroads)。該套系統(tǒng)最先有通用電話及電子公司(General Telephone and Electronics )開發(fā),被命名為 Kartrak 自動(dòng)車廂識(shí)別系統(tǒng)。在布置這套系統(tǒng)的車廂兩端各有一個(gè)鋼制標(biāo)牌,其上由染色的條碼標(biāo)識(shí),當(dāng)用掃描器“讀取”該條碼,包含從屬公司,裝置型號(hào),以及鑒別碼等相關(guān)信息。當(dāng)火車駛?cè)肴肟冢瑮l形碼將被固定于入口處掃描器讀取,進(jìn)而及時(shí)反饋到站內(nèi)操作臺(tái),工作人員會(huì)根據(jù)信息,進(jìn)行調(diào)配。遺憾的是,由于該系統(tǒng)穩(wěn)定性不佳,在應(yīng)用了十年之后,被最終啟用。然而,隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的大發(fā)展,條形碼技術(shù)在 80 年代末期重新引起了廣泛關(guān)注。其首先獲得商業(yè)認(rèn)可的領(lǐng)域是在自動(dòng)化的大型超市內(nèi)部。而今,幾乎所有超市都在基于條形碼技術(shù)進(jìn)行貨物分揀,上架及結(jié)算。條碼映射的商品或文檔信息可涵蓋到產(chǎn)地、商標(biāo)、 標(biāo)價(jià)、類別、出廠日期,等等信息。因而,在商品流通、圖書管理、郵電管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。
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第二章 RFID 技術(shù)下的相關(guān)理論基礎(chǔ)
2.1 RFID 簡介
射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的概念可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)。英國在英國皇家空軍(RAF)夜間行動(dòng)時(shí)率先使用無線電波導(dǎo)航來識(shí)別盟友或敵人的飛機(jī)。軍方繼續(xù)將此類更多先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到很多地方。在這些情況下,為生命或戰(zhàn)役勝利服務(wù)的交換技術(shù),產(chǎn)生了與早期系統(tǒng)無關(guān)的高成本。 RFID 是一種無線通訊技術(shù),無線電信號(hào)可以識(shí)別特定的目標(biāo)和伴隨的寫數(shù)據(jù),并建立了機(jī)械或光學(xué)系統(tǒng)之間的接觸是必需的,以識(shí)別特定的目標(biāo)。無線電信號(hào)被傳遞給調(diào)成無線電頻率的電磁場(chǎng),該數(shù)據(jù)從附著在物品來自動(dòng)識(shí)別和跟蹤的項(xiàng)目的標(biāo)簽送出。一些標(biāo)簽識(shí)別從識(shí)別器發(fā)出的能得到能量的電磁場(chǎng),不需要電池;也有本身有動(dòng)力,能主動(dòng)無線電波傳送(調(diào)成射頻電磁場(chǎng))的標(biāo)簽。標(biāo)簽包含電子方式存儲(chǔ)的信息,可以在幾米之內(nèi)確定。所不同的是用條形碼,射頻識(shí)別標(biāo)簽不需要是內(nèi)視線的裝置的線,也可以嵌入被跟蹤的對(duì)象中。 RFID 標(biāo)簽是可以存儲(chǔ)和傳遞信息的微小芯片和天線單元。有源標(biāo)簽還會(huì)有一個(gè)微型電池來提供動(dòng)力。由于所希望的用途和制造商的不同,標(biāo)簽在設(shè)計(jì)和功能上也有所不同。不同類型標(biāo)簽的首要區(qū)別是他們是有源還是無源。 (1)有源標(biāo)簽。有源標(biāo)簽有一個(gè)微型電池作為動(dòng)力源,使他們能定期傳輸數(shù)據(jù)。這給它們提供了更長的識(shí)讀射程,使他們適合于像精確資產(chǎn)定位(稱為實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)或 RTLS)這樣的長距離應(yīng)用。場(chǎng)院拖車或港口集裝箱就是典型通過用有源標(biāo)簽的 RTLS 來管理。電池和附加電路使他們比無源標(biāo)簽更貴。 (2)無源標(biāo)簽。無源標(biāo)簽自身沒有動(dòng)力來源,并且只有被識(shí)讀器的電磁場(chǎng)(無線射頻波)激活時(shí)才能傳遞數(shù)據(jù),稱為“電感耦合”。這些標(biāo)簽易于生產(chǎn),因此成本較低,并且適合很多供應(yīng)鏈產(chǎn)品或資產(chǎn)識(shí)別的應(yīng)用。表 2-1 列出了目前對(duì) RFID 標(biāo)簽的主要的分類方法。
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2.2 倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)概述
倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)是應(yīng)用軟件系統(tǒng)的一種,用途是用來對(duì)倉庫內(nèi)部的員工、工作時(shí)間、訂單、庫存、和設(shè)備等進(jìn)行規(guī)范和管理。倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)優(yōu)先遵從用戶確定原則和常規(guī)原則,優(yōu)化升級(jí)倉庫空間以及所有的倉儲(chǔ)作業(yè)。倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的工作主要由兩部分構(gòu)成,第一部分是與企業(yè)的計(jì)算機(jī)主機(jī)通過電子媒介實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),用以傳達(dá)各種原始數(shù)據(jù)的指令,如訂單、收費(fèi)等;第二部分是借助無線網(wǎng)絡(luò)、射頻技術(shù)(RFID)或者條碼技術(shù)等與倉庫人員進(jìn)行溝通聯(lián)系。以上兩部分相互作用,數(shù)據(jù)庫進(jìn)而進(jìn)行了更新并依此生成所需的條碼標(biāo)簽和單據(jù)文件。倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)在國外方面的發(fā)展較早,基于其信息系統(tǒng)的開發(fā)和使用,在國外,倉儲(chǔ)作業(yè)流程已基本形成,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、無紙化。而且隨著網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,在倉儲(chǔ)方面,國外有越來越多的企業(yè)開始運(yùn)用倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)等信息化管理技術(shù),對(duì)倉儲(chǔ)業(yè)、物流業(yè)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。尤其是在倉儲(chǔ)管理的過程中大量使用了射頻技術(shù)和條形碼技術(shù),進(jìn)一步推動(dòng)了倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的迅猛發(fā)展,這樣一來,倉庫管理人員的信息收集工作就相對(duì)容易得多。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展大大提高國外企業(yè)的倉儲(chǔ)效率。 而我國無論是理論界還是實(shí)業(yè)界,對(duì)倉儲(chǔ)管理的研究都剛剛起步。大多數(shù)中小企業(yè)在倉儲(chǔ)方面,更多的是重視貨物數(shù)量的準(zhǔn)確性,對(duì)物品只是簡單地進(jìn)行存儲(chǔ)、管理,極少會(huì)搭建倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)。不過倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)在很多大中型企業(yè)中做的已經(jīng)比較好,倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)全面引入的目標(biāo)已基本實(shí)現(xiàn),在這其中的代表主要是現(xiàn)代 ERP 系統(tǒng),企業(yè)在實(shí)施 ERP 管理時(shí),會(huì)整合倉儲(chǔ)管理,并調(diào)整該項(xiàng)管理模塊,從而做到無紙化管理企業(yè)倉儲(chǔ)。國內(nèi)多是在 ERP、MRP 系統(tǒng)中同時(shí)也包含倉儲(chǔ)管理方面的內(nèi)容,而很少對(duì)倉儲(chǔ)單獨(dú)進(jìn)行信息化管理。
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第三章 某港區(qū)紅酒倉儲(chǔ)管理現(xiàn)狀分析 ..... 15
3.1 企業(yè)背景簡介 .... 15
3.2 企業(yè)管理流程現(xiàn)狀分析 ...... 15
3.2.1 入?yún)^(qū)作業(yè)的流程分析 ...... 16
3.2.2 庫存管理的職責(zé)分析 ...... 20
3.2.3 備貨和出庫的職責(zé)分析 ........ 20
3.3 存在問題及其分析 ........ 22
3.3.1 入庫作業(yè)的問題分析 ...... 22
3.3.2 在庫管理的作業(yè)問題分析 .... 23
3.3.3 出庫作業(yè)的問題分析 ...... 24
3.4 本章小結(jié) ...... 24
第四章 RFID技術(shù)在紅酒倉儲(chǔ)中應(yīng)用比較 ...... 26
4.1 RFID技術(shù)在倉儲(chǔ)作業(yè)中實(shí)施流程的比較 ......... 26
4.2 RFID技術(shù)在倉儲(chǔ)管理中的優(yōu)勢(shì) ...... 30
4.3 本章小結(jié) ...... 30
第五章 基于RFID紅酒倉儲(chǔ)系統(tǒng)管理改善研究 .... 32
5.1 系統(tǒng)需求分析 .... 32
5.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) .... 34
5.3 紅酒庫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和運(yùn)作模式分析 ......... 42
5.4 本章小結(jié) ...... 49
第五章 基于 RFID 紅酒倉儲(chǔ)系統(tǒng)管理改善研究
5.1 系統(tǒng)需求分析
基于 RFID 的紅酒倉儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的倉庫管理的基礎(chǔ)上引入RFID 技術(shù),倉儲(chǔ)管理及精確定位在企業(yè)的整個(gè)管理流程中起著非常重要的作用,如果不能保證及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)貨、庫存控制和發(fā)貨,將會(huì)給企業(yè)帶來巨大損失,這些損失不僅表現(xiàn)為企業(yè)各項(xiàng)管理費(fèi)用的增加,而且會(huì)導(dǎo)致客戶服務(wù)質(zhì)量難以得到保證,最終影響企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,因此要對(duì)整個(gè)紅酒庫存管理實(shí)行閉環(huán)控制,從紅酒的入庫、在庫盤點(diǎn)、出庫等所有環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速自動(dòng)化采集,優(yōu)化的倉庫管理水平,該系統(tǒng)應(yīng)該達(dá)到以下幾個(gè)方面的需求: (1)以用戶權(quán)限作為依據(jù),具備管理的功能; (2)由于此信息系統(tǒng)是利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行辦公,主要傳媒工具為研發(fā)出的系統(tǒng)軟件,這也就節(jié)約了辦公成本; (3)無需人力自動(dòng)搜集并更新貨品信息,使得貨品出入庫速度得以提升; (4)具備提高產(chǎn)品、貨物所在位置查詢和在庫庫存清點(diǎn)的準(zhǔn)確率的功能; (5)具備對(duì)倉儲(chǔ)貨位進(jìn)行優(yōu)化利用的功能; (6)提供的貨品及其庫存數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、及時(shí),使得庫存管理人員對(duì)于貨品及貨位情況更加了解,有助于提防危險(xiǎn)發(fā)生。
結(jié)論
世界各國對(duì)高新技術(shù)所持的全面擁抱的態(tài)度是近代全人類生活水平全面顯著提高的根本原因。近年來,電子科技以及人工智能技術(shù)的突飛猛進(jìn),讓原本只用于軍用敵我飛機(jī)識(shí)別的 RFID 技術(shù)成本急劇降低,這使得民用領(lǐng)域原本扣緊的大門向其全面打開。作為新世紀(jì)最為主要的技術(shù)項(xiàng)目之一,世界各國紛紛對(duì)加入RFID 技術(shù)的開發(fā),研制及拓展其相關(guān)應(yīng)用的大潮之中。截止目前,關(guān)于 RFID技術(shù)的相關(guān)技術(shù)專利申請(qǐng)高達(dá) 6000 多種。而 RFID 技術(shù)在實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益方面的貢獻(xiàn)也在其發(fā)揮效用的交通,物流以及倉儲(chǔ)方面得以體現(xiàn)。本文結(jié)合天津東疆港區(qū)紅酒庫倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)例,較為全面的分析了傳統(tǒng)倉儲(chǔ)管理流程在人員配備,時(shí)間效率等等方面存在的不足,并提出基于 RFID技術(shù)的倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的較為完備的技術(shù)方案。對(duì)于本文所做工作總結(jié)如下:1.本文首先對(duì) RFID 技術(shù)的概念,系統(tǒng)構(gòu)架,實(shí)施方式以及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了較為詳盡的調(diào)研和整理。并通過對(duì)傳統(tǒng)倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)的運(yùn)作方式及存在缺陷的總結(jié),得出引入 RFID 技術(shù)在倉儲(chǔ)物流業(yè)務(wù)的必要及緊迫性。進(jìn)而對(duì)基于 RFID的倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)在節(jié)省人力,縮短倉儲(chǔ)流程,準(zhǔn)確分揀,降低成本,加快運(yùn)轉(zhuǎn)周期,提高倉儲(chǔ)效率等方面的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行總結(jié)。2.通過對(duì)天津東疆港區(qū)紅酒庫倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)例,對(duì) RFID 技術(shù)在闖出管理業(yè)務(wù)流程中的問題進(jìn)行優(yōu)化。并指出基于 RFID 技術(shù)在倉儲(chǔ)管理系統(tǒng),在具體運(yùn)作環(huán)節(jié)上,較之傳統(tǒng)倉儲(chǔ)業(yè)務(wù)流程,在時(shí)效性、精確性方面的具體優(yōu)勢(shì)。 3.針對(duì)天津東疆港區(qū)紅酒庫倉儲(chǔ)的具體條件,現(xiàn)行狀況,給出基于 RFID 技術(shù)的倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的整體構(gòu)架,這包括:總體功能結(jié)構(gòu),特定功能需求設(shè)計(jì),具體流程圖解,倉庫裝置布局等。4.該基于 RFID 技術(shù)的天津東疆港區(qū)紅酒庫倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的突出之處在于該管理系統(tǒng)全面兼容傳統(tǒng)條形碼技術(shù)。這使得在節(jié)省前期投出的前提下,對(duì)整個(gè)紅酒倉庫的全方位監(jiān)控和管理成為可能。該倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)管理設(shè)計(jì)并實(shí)施的意義在于,為中小型物流企業(yè)在兼顧成本的前提下實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)管理的自動(dòng)化運(yùn)作提供有效范例。
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參考文獻(xiàn)(略)
本文編號(hào):145885
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