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一种基于RFID的物流配送中心管理方案
作者：强丽丽
来源：RFID商情
日期：2010-03-01 11:21:26
摘要：本文根据配送中心物流业务信息化的需求，构建了一种基于RFID配送中心物流管理的体系结构，详细阐明了其结构和功能技术，为RFID配送服务的研究与应用做出了初步的探索。但如何能使模式推广使用，从根本上解决配送中心物流管理的共性问题，仍然需要全社会共同研究和探讨，另外，我国RFID系统在物流行业各领域的应用还有待进一步的完善。
1. 引言
连锁经营进入中国市场以来，由于具有批量进货、集中配送、统一管理、统一价格的优点，表现出良好的发展势头。而发展连锁业，配送中心的建设是关键。有效的配送管理，可降低运营成本，进而提高商品周转率，这样才能减少因风险造成的损失，达到提高利润的目的。引入RFID(Radio Frequency Identification)系统是提高管理效率较佳的解决方案。
国内一部分大型零售连锁企业近年来建立了比较完善的营销网络体系，而且部分实施了ERP企业资源管理系统。但在建设现代化的物流管理体系方面还存在许多不足，尤其在配送中心管理模式方面，仍停留在人工操作管理阶段。落后的配送中心管理模式和设施，对于企业日益增长的货物配送需求愈发难以适应。因此，应用先进的RFID技术和计算机网络通信技术改变配送中心管理模式，实现配送管理的自动化已成为一种趋势。
目前，RFID市场起步不久，RFID模式的应用服务平台还处于探索阶段，提供适合国内企业RFID模式的应用服务平台成为急需解决的问题，本文开展了基于RFID模式的配送管理体系结构的研究，可以指导RFID物流应用服务平台的建立，不断完善相关技术进而推动RFID应用服务的研究与应用,为企业的信息化发展提供有力的服务和支持。
2. 2.RFID概述
RFID是一项20世纪90年代开始兴起的利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的自动识别技术。它由比米粒还小的感应标签和一套读写装置组成。其基本工作原理很简单，先是集成电路向读写器发出信号，读写器收到信号后，产生一定的电场或磁场，该电场或磁场和标签内装置产生相互作用，使标签内部产生一定的电流，进而形成不同的电压，产生“0”或“1”来表示的信号，这些信号可被读卡器转换成数字信号，由集成电路识别出来。
射频识别系统至少应包括以下两个部分，一是读写器，二是电子标签(或称射频卡、应答器等)。另外还应包括天线，主机等。RFID系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，系统的组成会有所不同，但从RFID系统的工作原理来看，系统一般都由信号发射机、信号接收机、发射接收天线几部分组成。
目前广泛应用的自动识别技术主要是条码，IC卡和射频卡技术。条码成本最低，适用于需求量大且数据不必更改的场合(如商品包装)，但它较易磨损，数据不能更改，且数据存储量很小，采集速度和有效率都很有限；IC卡数据安全性好，数据存储量很大，但是由于它的触点暴露在外面，触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力，容易损坏；射频卡（RFID）最大的优点就在于非接触，抗干扰能力很强，不受环境影响，因此完成识别工作时无须人工干预，可识别告诉运动物体并可同时识别多个目标，操作快捷方便。射频识别技术与IC卡有着密切的关系，数据存储在电子数据载体（称应答器）之中。然而，应答器的能量供应以及应答器与阅读器之间数据交换不是通过电流的触点接通而是通过磁场或电磁场，这方面采用了无线电和雷达技术。
3. 基于RFID的配送中心物流管理
3.1 构建RFID模式配送中心物流管理的原则：
1）收益分析:采用RFID 技术不仅可以降低劳动力成本，还可以解决商品断货和损耗这两大零售业难题。通过使用RFID 技术，沃尔玛每年可以节省劳动力成本83.5 亿美元，同时可挽回因盗窃而损失的20 多亿美元。
2）效益分析：由于RFID 标签可以唯一地标识商品，通过同电脑技术、网路技术、数据库技术等的结合，可以在物流的各个环节上跟踪货物，实时掌握商品的动态资讯。应用该技术，可以实现如下目标---获得预期的效益，缩短作业时间，改善盘点作业品质，增大配送中心的吞吐量，降低运转费用，实现可视化管理，资讯的传送更加迅速、准确。
3）先进性分析：RFID 技术的先进性，在于利用无线电波，非接触式、远距离、动态多目标大批量同时传送识别资讯，实现真正的“一物一码”，可快速地进行物品追踪和数据交换。由于RFID 技术免除了跟踪过程中的人工干预，在节省大量人力的同时可极大地提高工作效率，所以对物流和供应链管理具有巨大的吸引力。
4）安全性分析：RFID标签与阅读器之间的通信事实上可以用各种现存的先进技术来确保其安全性，并且RFID的应用通常是基于多业务系统，在这样的系统中安全性是通过多个层次实现的。从芯片开始，不同层次的安全性就包括在基于非接触式射频(RF)系统中；现存的数据保护和反篡改技术，可以抵抗单通道和其他入侵攻击，能保护射频芯片上的数据安全；加密技术，也被用于射频芯片中解决目前所有安全性问题。
3.2 基于RFID的配送中心物流管理的体系结构
配送中心的基本流程：供应商将商品送到配送中心后，经过核对采购计划、进行商品检验等程序，分别送到货架的不同位置存放。提出要货计划后，电脑系统将所需商品的存放位置查出，并打印有商店代号的标签。整包装的商品直接由货架上送往传送带，零散的商品由工作台人员取出后也送到传送带上。一般情况下，商店要货的当天就可以将商品送出。
配送中心作业流程：入库—检验—保管—拣选—出库—捆包---配送---送货。
供货商送来的货物在配送中心中有两种处理，一种是对于商店的需求不是特别的明确要随时根据销售进行调整，比如一些快速消费品，这就需要根据需求进行分拣然后在送到商店；另一种是针对一些销售情况比较固定的商品，商店的需求一般都是明确的，供应商送来货物之后，配送中心就会根据预分配订单的情况由配送管理系统自动生成调拨单，将货物发往各商店。
第一种情况处理方案：
1）收货
货物在供应商发货时就配置了容器电子标签，该电子标签中记录了零配件的名称、数量、特征、发送地、到货地、送货单号、订单明细等。当送货车辆到达驶入天线场域时，固定读写器批量读取容器的标签，取得容器中的全部货物信息，并传入管理系统，同时打印出实际到货单。
司机将送货单交至工作人员处，工作人员核对送货单与收货通知单(根据系统提前已导入的预入库货物基本信息打印,包括货物名称,数量,尺码,预计入库时间,货物RFID信息,送货卡车的信息等)。在核对完之后将收货通知单交给仓管员，仓管员安排卸货和验收，同时在仓库卸货平台上粘贴电子标签。仓管员根据系统提供的实际到货单进行货物验收。验收完毕后，在待检区货位标签上写入货物品种及相应的实际数量，并将其传入管理系统，系统将待检区电子标签EPC码与其货物实际到货单相关联。
2）存储
货物在入库时被放置在托盘上运送，叉车将装有货物的托盘运至库门附近时，阅读器可以批量读出托盘及其上的货物的RFID信息。在货物进入理货区之后，仓管员扫描货物条形码，并判断产品是进入平仓还是上货架。如果进入货架，货物通过传送带送入到具体的货位上(货物传输带上方已安装阅读器，当货物通过传输带时，系统通过阅读器快速获取货物的信息，即时传入传输到WMS系统，由系统根据货位信息安排入库位置。在每个库位上设置有专门的升降设备自动帮助存放货物)。如进入平仓，由叉车直接送入具体库位，此时在库位标签上记录货物的名称、数量、规格、计量单位等。在同一批次的货物扫描完之后，仓管员将扫描器所扫描的信息以文本的形式上传到RFID系统中。RFID系统根据扫描器所扫描的信息、RFID阅读器获得的EPC码以及从企业系统中导入的信息，建立入库单号、EPC码、订单号以及入库时间的关联。
3）拣选
拣选系统能够到配送中心管理系统的服务器上下载配送单并将之转换为拣货单，再以电子方式传到各组件上。工作人员通过手持阅读器读取库区货位标签，取得当前货物名称和实际数量等信息。根据拣货单的信息核对后，拣选出所需货物并移出存储区，而后利用读写器实时更新库位电子标签信息。最后将现场数据的实时收集传入配送中心管理系统，并立即更新拣货信息，管理人员便可以根据计算机显示掌握拣货现场的各种状况。
4）分选
配送中心分拣区安装识别系统，在进行货物分流的同时，实现自动复核出库。
5）配送
进入配装区后，工作人员根据各分销点的配装作业单进行配装。每种货物分别用容器进行封装，此时在容器上粘贴电子标签。货物配装完毕后，在容器标签上写入货物名称，数量，配装时间等相关信息，在车辆标签上写入所储货物的各名称和数量。车辆电子标签EPC与货物EPC相关联。当货物离开配货中心时，通道口的解读器在读取标签上的信息后，将其传送到处理系统自动生成发货清单。
在运输管理中，运输线的一些检查点上安装了RFID接收转发装置，当贴有RFID标签的车辆经过时，接收装置便可接收到RFID标签信息，并连同接收地的位置信息上传至通信卫星，再由卫星传送给运输调度中心，送入数据库中，从而可以准确预知货物到达时间，实现对货物配送运输的实时监控，确保货物能够准时，完好地送到客户手中。
第二种情况处理方案：
配送中心将预分配信息与收货信息输入到配送管理系统中，配送管理系统会自动生成调拨信息发送给各个商店。
首先配送中心根据各个商店的销售情况制定的预分配订单，主要针对一些销售情况比较固定的商品，建立预分配订单；其次再对供货商送来的货物进行收货，包括验收货物数量、种类与订单的内容是否一致，将实收货物情况记录到配送中心的库存记录中；然后根据预分配订单的情况，再根据实收货物情况生成调拨单，配送中心就会根据调拨单为每个商店发送货物。
此种情况在RFID的应用点上与第一种情况是一致的。处理方式也雷同，不再赘述。
4. 小结
配送中心实质是集货中心、分货中心和流通加工中心为一体的现代化的物流基地。随着业务量的不断增长和客户需求的不断提升，配送中心管理也面临着越来越大的挑战。本文根据配送中心物流业务信息化的需求，构建了一种基于RFID配送中心物流管理的体系结构，详细阐明了其结构和功能技术，为RFID配送服务的研究与应用做出了初步的探索。但如何能使模式推广使用，从根本上解决配送中心物流管理的共性问题，仍然需要全社会共同研究和探讨，另外，我国RFID系统在物流行业各领域的应用还有待进一步的完善。
连锁经营进入中国市场以来，由于具有批量进货、集中配送、统一管理、统一价格的优点，表现出良好的发展势头。而发展连锁业，配送中心的建设是关键。有效的配送管理，可降低运营成本，进而提高商品周转率，这样才能减少因风险造成的损失，达到提高利润的目的。引入RFID(Radio Frequency Identification)系统是提高管理效率较佳的解决方案。
国内一部分大型零售连锁企业近年来建立了比较完善的营销网络体系，而且部分实施了ERP企业资源管理系统。但在建设现代化的物流管理体系方面还存在许多不足，尤其在配送中心管理模式方面，仍停留在人工操作管理阶段。落后的配送中心管理模式和设施，对于企业日益增长的货物配送需求愈发难以适应。因此，应用先进的RFID技术和计算机网络通信技术改变配送中心管理模式，实现配送管理的自动化已成为一种趋势。
目前，RFID市场起步不久，RFID模式的应用服务平台还处于探索阶段，提供适合国内企业RFID模式的应用服务平台成为急需解决的问题，本文开展了基于RFID模式的配送管理体系结构的研究，可以指导RFID物流应用服务平台的建立，不断完善相关技术进而推动RFID应用服务的研究与应用,为企业的信息化发展提供有力的服务和支持。
2. 2.RFID概述
RFID是一项20世纪90年代开始兴起的利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的自动识别技术。它由比米粒还小的感应标签和一套读写装置组成。其基本工作原理很简单，先是集成电路向读写器发出信号，读写器收到信号后，产生一定的电场或磁场，该电场或磁场和标签内装置产生相互作用，使标签内部产生一定的电流，进而形成不同的电压，产生“0”或“1”来表示的信号，这些信号可被读卡器转换成数字信号，由集成电路识别出来。
射频识别系统至少应包括以下两个部分，一是读写器，二是电子标签(或称射频卡、应答器等)。另外还应包括天线，主机等。RFID系统在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用环境，系统的组成会有所不同，但从RFID系统的工作原理来看，系统一般都由信号发射机、信号接收机、发射接收天线几部分组成。
目前广泛应用的自动识别技术主要是条码，IC卡和射频卡技术。条码成本最低，适用于需求量大且数据不必更改的场合(如商品包装)，但它较易磨损，数据不能更改，且数据存储量很小，采集速度和有效率都很有限；IC卡数据安全性好，数据存储量很大，但是由于它的触点暴露在外面，触点对腐蚀和污染缺乏抵抗能力，容易损坏；射频卡（RFID）最大的优点就在于非接触，抗干扰能力很强，不受环境影响，因此完成识别工作时无须人工干预，可识别告诉运动物体并可同时识别多个目标，操作快捷方便。射频识别技术与IC卡有着密切的关系，数据存储在电子数据载体（称应答器）之中。然而，应答器的能量供应以及应答器与阅读器之间数据交换不是通过电流的触点接通而是通过磁场或电磁场，这方面采用了无线电和雷达技术。
3. 基于RFID的配送中心物流管理
3.1 构建RFID模式配送中心物流管理的原则：
1）收益分析:采用RFID 技术不仅可以降低劳动力成本，还可以解决商品断货和损耗这两大零售业难题。通过使用RFID 技术，沃尔玛每年可以节省劳动力成本83.5 亿美元，同时可挽回因盗窃而损失的20 多亿美元。
2）效益分析：由于RFID 标签可以唯一地标识商品，通过同电脑技术、网路技术、数据库技术等的结合，可以在物流的各个环节上跟踪货物，实时掌握商品的动态资讯。应用该技术，可以实现如下目标---获得预期的效益，缩短作业时间，改善盘点作业品质，增大配送中心的吞吐量，降低运转费用，实现可视化管理，资讯的传送更加迅速、准确。
3）先进性分析：RFID 技术的先进性，在于利用无线电波，非接触式、远距离、动态多目标大批量同时传送识别资讯，实现真正的“一物一码”，可快速地进行物品追踪和数据交换。由于RFID 技术免除了跟踪过程中的人工干预，在节省大量人力的同时可极大地提高工作效率，所以对物流和供应链管理具有巨大的吸引力。
4）安全性分析：RFID标签与阅读器之间的通信事实上可以用各种现存的先进技术来确保其安全性，并且RFID的应用通常是基于多业务系统，在这样的系统中安全性是通过多个层次实现的。从芯片开始，不同层次的安全性就包括在基于非接触式射频(RF)系统中；现存的数据保护和反篡改技术，可以抵抗单通道和其他入侵攻击，能保护射频芯片上的数据安全；加密技术，也被用于射频芯片中解决目前所有安全性问题。
3.2 基于RFID的配送中心物流管理的体系结构
配送中心的基本流程：供应商将商品送到配送中心后，经过核对采购计划、进行商品检验等程序，分别送到货架的不同位置存放。提出要货计划后，电脑系统将所需商品的存放位置查出，并打印有商店代号的标签。整包装的商品直接由货架上送往传送带，零散的商品由工作台人员取出后也送到传送带上。一般情况下，商店要货的当天就可以将商品送出。
配送中心作业流程：入库—检验—保管—拣选—出库—捆包---配送---送货。
供货商送来的货物在配送中心中有两种处理，一种是对于商店的需求不是特别的明确要随时根据销售进行调整，比如一些快速消费品，这就需要根据需求进行分拣然后在送到商店；另一种是针对一些销售情况比较固定的商品，商店的需求一般都是明确的，供应商送来货物之后，配送中心就会根据预分配订单的情况由配送管理系统自动生成调拨单，将货物发往各商店。
第一种情况处理方案：
1）收货
货物在供应商发货时就配置了容器电子标签，该电子标签中记录了零配件的名称、数量、特征、发送地、到货地、送货单号、订单明细等。当送货车辆到达驶入天线场域时，固定读写器批量读取容器的标签，取得容器中的全部货物信息，并传入管理系统，同时打印出实际到货单。
司机将送货单交至工作人员处，工作人员核对送货单与收货通知单(根据系统提前已导入的预入库货物基本信息打印,包括货物名称,数量,尺码,预计入库时间,货物RFID信息,送货卡车的信息等)。在核对完之后将收货通知单交给仓管员，仓管员安排卸货和验收，同时在仓库卸货平台上粘贴电子标签。仓管员根据系统提供的实际到货单进行货物验收。验收完毕后，在待检区货位标签上写入货物品种及相应的实际数量，并将其传入管理系统，系统将待检区电子标签EPC码与其货物实际到货单相关联。
2）存储
货物在入库时被放置在托盘上运送，叉车将装有货物的托盘运至库门附近时，阅读器可以批量读出托盘及其上的货物的RFID信息。在货物进入理货区之后，仓管员扫描货物条形码，并判断产品是进入平仓还是上货架。如果进入货架，货物通过传送带送入到具体的货位上(货物传输带上方已安装阅读器，当货物通过传输带时，系统通过阅读器快速获取货物的信息，即时传入传输到WMS系统，由系统根据货位信息安排入库位置。在每个库位上设置有专门的升降设备自动帮助存放货物)。如进入平仓，由叉车直接送入具体库位，此时在库位标签上记录货物的名称、数量、规格、计量单位等。在同一批次的货物扫描完之后，仓管员将扫描器所扫描的信息以文本的形式上传到RFID系统中。RFID系统根据扫描器所扫描的信息、RFID阅读器获得的EPC码以及从企业系统中导入的信息，建立入库单号、EPC码、订单号以及入库时间的关联。
3）拣选
拣选系统能够到配送中心管理系统的服务器上下载配送单并将之转换为拣货单，再以电子方式传到各组件上。工作人员通过手持阅读器读取库区货位标签，取得当前货物名称和实际数量等信息。根据拣货单的信息核对后，拣选出所需货物并移出存储区，而后利用读写器实时更新库位电子标签信息。最后将现场数据的实时收集传入配送中心管理系统，并立即更新拣货信息，管理人员便可以根据计算机显示掌握拣货现场的各种状况。
4）分选
配送中心分拣区安装识别系统，在进行货物分流的同时，实现自动复核出库。
5）配送
进入配装区后，工作人员根据各分销点的配装作业单进行配装。每种货物分别用容器进行封装，此时在容器上粘贴电子标签。货物配装完毕后，在容器标签上写入货物名称，数量，配装时间等相关信息，在车辆标签上写入所储货物的各名称和数量。车辆电子标签EPC与货物EPC相关联。当货物离开配货中心时，通道口的解读器在读取标签上的信息后，将其传送到处理系统自动生成发货清单。
在运输管理中，运输线的一些检查点上安装了RFID接收转发装置，当贴有RFID标签的车辆经过时，接收装置便可接收到RFID标签信息，并连同接收地的位置信息上传至通信卫星，再由卫星传送给运输调度中心，送入数据库中，从而可以准确预知货物到达时间，实现对货物配送运输的实时监控，确保货物能够准时，完好地送到客户手中。
第二种情况处理方案：
配送中心将预分配信息与收货信息输入到配送管理系统中，配送管理系统会自动生成调拨信息发送给各个商店。
首先配送中心根据各个商店的销售情况制定的预分配订单，主要针对一些销售情况比较固定的商品，建立预分配订单；其次再对供货商送来的货物进行收货，包括验收货物数量、种类与订单的内容是否一致，将实收货物情况记录到配送中心的库存记录中；然后根据预分配订单的情况，再根据实收货物情况生成调拨单，配送中心就会根据调拨单为每个商店发送货物。
此种情况在RFID的应用点上与第一种情况是一致的。处理方式也雷同，不再赘述。
4. 小结
配送中心实质是集货中心、分货中心和流通加工中心为一体的现代化的物流基地。随着业务量的不断增长和客户需求的不断提升，配送中心管理也面临着越来越大的挑战。本文根据配送中心物流业务信息化的需求，构建了一种基于RFID配送中心物流管理的体系结构，详细阐明了其结构和功能技术，为RFID配送服务的研究与应用做出了初步的探索。但如何能使模式推广使用，从根本上解决配送中心物流管理的共性问题，仍然需要全社会共同研究和探讨，另外，我国RFID系统在物流行业各领域的应用还有待进一步的完善。
