一、项目背景

1.1 背景

仓储管理是企业对仓库及其内部物资进行计划、组织、控制和协调的管理过程。它在整个物流和经济活动中扮演着重要的角色，连接着生产者和消费者。

不同规模和产品种类的企业有不同的仓储管理流程和需求，但核心部分都包括仓库作业（进出库）和库存控制（移库、盘库）等环节。然而，随着生产制造环境的变化，产品周期缩短，多样少量生产模式兴起，市场需求对仓储管理提出了更高要求。

传统的简单静态的仓储管理模式存在着物资库存量巨大、物资跟踪困难、资金和物资周转效率低、人力成本高、物流管理信息和手段滞后等问题，已无法满足新的仓储管理需求。为了应对这些挑战，需要摒弃传统的模式，积极探索新的信息管理技术，构建新的仓储管理信息化系统平台，协调各个环节的运作，确保及时准确的进出库作业和实时透明的库存控制作业，合理配置仓库资源、优化仓库布局和提高仓库作业水平，提高仓储服务质量、节省劳动力和库存空间，降低运营成本，增强企业的市场竞争力。

1.2 系统需求

根据航连科技在RFID仓储WMS系统中的实际应用经验和客户项目需求，高质量的仓储管理系统需要实现最优化的仓储资源配置、精确的仓库作业控制以及实时有效的仓储数据流透传。因此，RFID+WMS仓储管理信息化系统平台的构建主要涉及以下六个方面的需求。

1.2.1 可视化的入库和出库管理

RFID+WMS仓储管理系统应该能够实现仓库实时数据在管理中心的可视化管理，包括货物（托盘）的入库和出库等操作，通过可视化管理，实现实物流与数据流的同步。

1.2.2 电子托盘和库位管理

在RFID+WMS仓储管理应用中，实现电子化的托盘和库位管理是实现可视化和智能化仓库管理的基础，通过对托盘进行电子化，可以对每个托盘的身份进行识别，并实时追踪其存放和转运位置，结合电子化的库位管理，可以为可视化的仓储管理提供必要的数据基础。

通过将仓库的物理空间划分为不同的区域，并为每个区域分配唯一的标签标识，可以有效定位库位货物并快速检索。

1.2.3 实时盘点

通过使用RFID手持终端或移动盘点机，对仓库中的实物进行扫描识别，生成实物信息，并与ERP数据进行对比，生成盘点信息表，以确保账务和实际物品的一致性。

1.2.4 货物查找

当需要查找特定货物时，可以在RFID手持终端中输入相关货物信息，在一定范围内扫描货物。当扫描到目标货物时，RFID+WMS仓储管理系统会发出提示音，以便快速定位货物。

1.2.5 与相关系统（MES/WCS/SAP）的接口

RFID+WMS仓储管理系统不应该是孤立的系统，它应该通过适当的接口与企业现有的生产管理系统（MES）、企业资源计划系统（SAP）以及客户系统（WCS）等相关系统进行实时交互，以满足企业的实际管理需求。

1.2.6 实现信息流和物流的统一

传统的仓储管理由于技术条件的限制，往往无法实时准确地反映仓储库存和物流情况，导致信息流和物流之间的脱节。同时，人工识别货物信息效率低下、易出错且工作量大。构建RFID+WMS仓储管理系统的最终目标是通过引入有效的技术手段，实现企业仓储管理中信息流和物流的统一，实现实时可视化的仓储物流管理。

二、技术背景

2.1 RFID技术简介

射频识别（RFID）是一种新型的信息技术，它能够实现非接触式、快速的数据传输。目前，RFID技术已广泛应用于生产制造、防伪溯源、物流与供应链管理等领域，为这些领域带来了重大的技术革新。在仓储物流领域，RFID技术由于其特性，可以极大地提高物流信息的采集速度和物流作业效率。RFID是一种无需人工干预的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象（RFID电子标签）并获取或记录相关数据。它可以在各种恶劣环境下工作，无需接触目标对象。一个典型的RFID系统由上位机、RFID读写器、天线和RFID电子标签组成，RFID电子标签内部有数据存储区，用于存储信息。RFID读写器用于识别电子标签、读取或写入数据，并与上位机完成数据交互。上位机是控制整个系统工作的接口。

2.2 技术优势

RFID技术的最大特点是非接触高速识别。它通过无线通信方式进行数据传输，RFID电子标签无需暴露电触点也可以被识读到。因此，即使RFID电子标签被粘贴在包装材料内部，也可以被识别出来，RFID识别系统还能够同时识别多个RFID电子标签和高速运动的RFID电子标签，从而实现物品流通过程的高效性。具体优势表现如下：

非接触读写

RFID技术可以实现非接触式的读写操作，只需通过RFID系统的读写器，即可直接将信息读取到数据库中。相比起传统的手动录入信息的方式，RFID技术具有明显的优势。同时，RFID技术还可以将物流处理状态的各种信息写入标签，从而减少下一阶段工序中的信息采集时间。

多标签同时读取

RFID读写器可以同时识别多个RFID电子标签，并将数据一次性传送到计算机网络系统中。相比起逐个扫描条形码的方式，RFID电子器的数据采集和物品验收速度可以提高十数倍。此外，与传统的依靠单据录入的验收方法相比，RFID读写器的多读性能够实现物品的高效快速流通。

穿透性好

粘贴有RFID电子标签的物品即使放在非金属或非透明的包装材料中（如纸张、木材、塑料等），也能够被阅读器正常识别。RFID技术具有良好的穿透性，无需将物品从包装材料中取出即可进行识别，方便且快速。

标签储存数据容量大

与条形码相比，RFID电子标签具有更大的数据存储容量。条形码技术只能表示物品所属的种类，无法表达每个种类物品的个体信息，而RFID电子标签具有较大的存储容量，可以存储详细描述物品的信息。

适应环境能力强

在一些特殊环境下，如纸张脏污、黑暗环境或磁卡失去磁性等情况下，传统的识别技术可能无法正常工作。而RFID技术具有较强的环境适应能力，RFID电子标签具有抗污性和免疫力，能够在脏污的环境或黑暗的环境中轻松采集到标签内的电子信息。

标签可重复使用

RFID技术使用电子芯片作为数据存储载体，可以反复写入数据，实现标签的重复使用。这种特性降低了项目的一次性投入成本，并提高了标签的可持续利用性。

标签形状的小型化和多样化

RFID电子标签的读取不受尺寸大小和形状的限制，不需要依赖固定尺寸和印刷质量的纸张。相比起条形码技术需要根据物品的形状和大小进行适配，RFID技术在物品上的应用更加灵活多样。此外，RFID电子标签的小型化也使得其在生产线上控制产品生产更加灵活。

RFID技术的系统与数据安全

将产品数据存储在RFID电子标签上，可以提供系统安全保障，避免直接从系统读取数据，从而提高系统的安全性。此外，RFID技术可以使用加密方法对电子标签内的数据进行保护，确保数据不被未授权读取。

2.3 RFID+WMS仓储管理的意义

RFID技术在仓储管理中的应用具有重要意义。经过多年的发展，RFID技术在国内外得到了广泛应用，并在物流仓储领域取得了长足的进展。RFID技术的标准化程度高、技术成熟度高，并且随着成本的降低，正在成为现代高效仓储物流的标准应用技术之一。

RFID技术不仅在仓储管理中发挥着重要作用，也是现代物联网技术发展中的关键技术之一。在国家政策的支持和推动下，物联网已经在多个领域取得了巨大的发展，并成为解决企业生产、制造、仓储、物流等环节中信息化管理难题的必然选择。

航连科技的仓储管理系统（WMS）解决方案采用了RFID技术作为关键技术，可以显著提升仓库及物流管理的技术水平。通过采用RFID技术，企业可以获得良好的投资回报，并避免在信息化升级时的重复投资。航连科技的解决方案具有示范意义，为其他企业提供了借鉴和参考，推动了整个行业的发展。

三、RFID+WMS仓储管理系统解决方案

3.1 RFID+WMS仓储管理方案的设计原则

实际效果适用，个性化应用

根据不同仓库的实际情况，设计RFID+WMS仓储管理方案时要考虑现场场地、运营模式、管理模式和实际仓储要求等因素。确保方案能够实际应用并产生效果，避免不必要的功能设计。尤其在开发RFID+WMS仓储管理软件系统时，要充分贴合仓库实际管理需求，实现个性化应用，避免不适应和不实用的情况。

管理模式可复制

RFID+WMS仓储管理系统的设计应围绕仓储管理的主要线索，同时考虑未来仓库扩建和扩充的需求。管理模式应该可以简单地通过复制和定义来适应其他仓库区的管理需求提升。

投资成本可控

在满足管理需求的前提下，要控制投资成本，最大程度地提升投资效益。避免不必要的投资浪费，避免未来重复投资，避免高投入但对管理效能提升不大的情况。确保RFID+WMS仓储管理系统的建设成本可控。

应用风险可控

设计RFID+WMS仓储管理系统时要确保应用风险可控。应用风险主要包括新技术和新的管理模式对现有管理模式的改变所带来的管理风险。要充分研究现有的管理模式、操作流程、人员素质和信息化水平，在提升作业效率和管理效能的同时，尽量循序渐进、平稳过渡。避免管理方式改变对企业经营造成负面影响。

支持未来扩展

在设备配置、技术应用和软件体系方面，要充分考虑未来的管理发展需求。当管理需求增加时，RFID+WMS仓储管理系统应能够支持系统功能的扩展，实现平滑过渡。

3.2 RFID+WMS仓储管理系统的体系结构

仓库物理层

包括仓库、库位、托盘、叉车、货物和现场作业等实体。现场作业包括货物的入库、出库、盘点、分拣、调拨、拆分、移库等操作。在仓库中，每个有效的库位（库区）和托盘都安装了RFID电子标签，以实现对单个库位（库区）和托盘的精细化管理。

采集与交互层

包括各种现场数据采集和用户交互设备，如RFID手持终端和固定式RFID读写器等。这些设备主要用于提供用户操作指引、实时数据采集和数据录入等功能。通过这一层，RFID+WMS仓储管理系统可以实时采集现场数据并提供交互操作指引。

RFID数据服务层

对RFID+WMS仓储管理系统中的RFID设备及相关设备进行管理，包括数据采集、数据缓存、数据过滤，以及控制指令和相关数据的收集和分发。该层以系统软件服务的方式运行在系统服务器上，为用户应用层和数据采集交互层提供RFID数据和相关控制指令的服务。

企业应用层

提供给仓库调度管理中心和远程管理中心的计算机软件用户界面，同时提供报表和数据查询服务。通过企业应用层，RFID+WMS仓储管理系统实现对仓库和货物的计划制定、管理控制和数据监控等功能。

3.3 系统拓扑图

在系统拓扑图中，每个仓库门口/通道安装了RFID固定式读写器，并在门口或通道两侧安装了检测天线，用于自动检测出入的托盘和司机身份。在仓库区域中，每个货位安装了货位电子标签，用于唯一标识货位的身份；每个托盘安装了托盘电子标签，用于唯一标识每个托盘的身份；每个单品货物可以安装一个货物电子标签，用于标识货物的身份。此外，司机可以携带电子标签，用于标识司机的身份（可选）。根据现场地形布局，还可以辅助使用红外、车辆检测器和读写器配对等设备来实现车辆出入状态的检测。

3.4 RFID+WMS仓储管理软件架构

3.5 RFID+WMS仓储管理流程设计

3.5.1 货物入库流程

1、货物采购收货或生产成品入库时，制作RFID电子标签，并将标签写入采购单位、规格型号等企业定义信息。将电子标签粘贴到货物上，完成货物信息的初始化。同时，在托盘上安装托盘电子标签，用于标识特定托盘的信息。

2、在货物入库过程中，叉车运输货物经过仓库大门，安装在仓库大门的读写器会自动采集到货物上的RFID标签和托盘上的电子标签信息。这些信息会被读取并发送至数据中心，后台系统会自动将货物信息与托盘信息绑定，完成入库扫描绑定操作。这样可以实现自动扫描和绑定，无需人工干预，自动完成入库操作。

3、叉车将货物托盘继续运输到空闲货架上。货架上安装有货架RFID电子标签。在货物上架的过程中，叉车的RFID读写器会读取到托盘标签和货架标签，并将信息发送至数据中心。后台系统会自动完成托盘信息与货架信息的绑定，即完成了托盘上所有货物的上架操作。这样可以实现精确到货架的管理。

3.5.2 货物移库流程

在进行货物移库操作时，叉车客户端可以直接发起移库操作。叉车会将需要移动的托盘从货架上取下。在叉车的RFID采集系统读取到货物托盘标签信息时，RFID+WMS仓储管理系统会自动解绑托盘信息与之前绑定的货架信息。然后，叉车将货物叉取到新的货架上完成上架操作。在这个过程中，叉车会读取RFID+WMS仓储管理系统中新的货架信息，并将其上传至数据中心。系统会完成新货架的绑定，并实时更新库存信息。

3.5.3 货物出库流程

1、在进行货物出库时，叉车首先将货物托盘从货架上取下。叉车会读取系统中的托盘信息，并将其直接发送至数据中心。RFID+WMS仓储管理后台系统会对出库信息进行核对。如果信息正确，则完成下架操作，并自动解绑托盘信息与货架信息。如果信息不正确，则系统会进行预警。

2、下架成功后，叉车将运输的货物经过仓库大门。仓库大门安装有读写器，能够自动采集到货物上的RFID标签和托盘上的标签信息。这些信息会被读取并发送至数据中心。RFID+WMS仓储管理后台系统会完成货物标签与托盘标签的校验。如果校验正确，则完成出库操作，并自动更新库存信息。如果校验不正确，则系统会进行预警。

3.6 RFID+WMS仓储管理叉车部署方案

在RFID+WMS仓储管理系统中，我们将使用工业PC作为叉车客户端，用于与数据中心进行对接，控制叉车上的RFID读写器，并进行数据交互。

叉车上的RFID读写器在应用环境上与普通情况有所不同。叉车对RFID设备有更严苛的要求，包括防尘、防水和防振设计。这些设备需要能够适应电压和电流的波动，并具备坚固耐用、抗腐蚀的外壳。此外，这些设备还需要具备良好的温度适应性，以适应各种恶劣的作业环境。