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RFID煙草倉儲系統(tǒng)業(yè)務流程設計

RFID煙草倉儲系統(tǒng)業(yè)務流程設計

發(fā)布日期:2020-08-22 10:28:39 作者:Ling 點擊:17874

基于RFID的數字化管理系統(tǒng)的設計
     本節(jié)選擇WH卷煙集團一號成品倉庫的數字化倉庫管理系統(tǒng)為實例進行介紹。按照數字化倉庫設計的方法,還將對WH卷煙集團數字化倉庫的系統(tǒng)結構、系統(tǒng)功能結構及業(yè)務流程進行分析和設計。

1、 系統(tǒng)設計目標
      本系統(tǒng)的目標是建立成品倉庫的數字化倉庫管理系統(tǒng),實現(xiàn)以托盤為單位的可視化電子貨位管理,并在出庫掃碼環(huán)節(jié)通過RFID標簽實現(xiàn)與成品庫數字數字化倉庫管理系統(tǒng)的對接;同時,在工業(yè)企業(yè)和商業(yè)公司之間實現(xiàn)直接托盤運輸,并通過RFID技術實現(xiàn)成品庫數字化倉庫管理系統(tǒng)的數據對接。具體目標如下:

(1)通過應用RFID技術實現(xiàn)貨物的先進先出;
(2)實現(xiàn)自動出入庫管理和實時庫存信息查詢;
(3)通過電子顯示屏顯示庫區(qū)貨位信息及其產品信息;
(4)實現(xiàn)一號成品庫一樓兩個倉間以RFID托盤為單位的電子貨位管理,二樓兩個倉間以庫區(qū)為單位的電子貨位管理;

(5)通過RFID電子化托盤實現(xiàn)與一號工程的對接,提高成品倉庫的出庫效率;
(6)在工業(yè)企業(yè)和商業(yè)公司之間實現(xiàn)直接托盤運輸;
(7)在建立數字化倉庫管理系統(tǒng)的基礎上,通過各種網絡建立實時的物流信息共享平臺,實現(xiàn)物流信息的共享。

2、系統(tǒng)結構設計
     基于RFID的數字化倉庫管理系統(tǒng)的結構設計包括倉庫貨架及平面布局設計、軟件體系結構設計等方面。

2.1.倉庫貨架及平面布局設計
     倉庫貨架及平面布局設計是基于RFID的數字化倉庫管理系統(tǒng)的最基礎環(huán)節(jié),將直接決定系統(tǒng)的運行狀況。設計倉庫的貨架時需要從以下幾個方面來考慮:倉庫出庫品種的多少;倉庫庫容;倉庫的作業(yè)效率;貨物的重量。

     WH卷煙集團一號成品倉庫的特點是作業(yè)品種少、數量大。從這個特點考慮,可以采用駛入式貨架,在最大限度保證倉庫庫容的情況下,實現(xiàn)卷煙的“先進先出”。同時,從煙草公司倉庫的作業(yè)需要出發(fā),可將倉庫大致分為四個大的作業(yè)區(qū)域。
(1)貨架區(qū):采用駛入式貨架放置已經組好盤的成品煙。
(2)暫存區(qū):采用橫梁式托盤貨架放置少量從貨架區(qū)移出的煙。
(3)臨時存放區(qū):用來存放已經到庫,但還沒有安排貨位的物品。
(4)組盤區(qū):分為入庫組盤區(qū)和半成品庫內組盤區(qū),用于對入庫件煙和半成品煙進行組盤(對出/入庫都只接受托盤的倉庫可減少此區(qū))。
(5)發(fā)貨區(qū)(出庫口):根據發(fā)貨單發(fā)貨,并通過顯示屏顯示出庫信息。
    本系統(tǒng)在一號成品庫一樓進行實施,倉庫面積為2000平方米,分為西倉間(即A倉間)和東倉間(即B倉間),每個倉間各有1000平方米,具體的倉庫貨架及平面布局分別如圖(a)和圖(b)所示。A倉間和B倉間均分為6個庫區(qū)和1個暫存區(qū)庫區(qū)采用雙層駛入式貨架,暫存區(qū)采用雙層橫梁式貨架。A倉間和B倉間的6個庫區(qū)分別為1A01~1A06庫區(qū)和1B01~1B07庫區(qū),暫存區(qū)分別為1A07庫區(qū)和1B12庫區(qū)。除暫存區(qū)外,每個庫區(qū)都裝有LED顯示器。其中1A01、1B01庫區(qū)和1A06、1B06庫區(qū)為3個廊道,其他庫區(qū)均為4個廊道,深度為8。1A07庫區(qū)和1B12庫區(qū)的深度為7。A倉間有2個入庫口,即入庫口2和入庫口3。B倉間有1入庫口和4個出庫口,其中出庫口4兼作入庫組盤工作用。

    貨位優(yōu)化管理用來確定每一品規(guī)的恰當儲存方式及在恰當的儲存方式下的空間儲位分配。貨位優(yōu)化管理依據不同設備和貨架類型特征、貨品分組、貨位規(guī)劃、人工成本內置等因素來實現(xiàn)最佳的貨位布局,能有效掌握商品的變化,并將成本節(jié)約最大化。貨位優(yōu)化管理可為正在營運的倉庫挖掘效率和成本,并可為一個建設中的配送中心或倉庫提供營運前的關鍵管理做準備。貨位分配一般包含兩層意義:

    一是為出/入庫的物料分配最佳貨位(因為可能同時存在多個空閑的貨位),即入庫貨位分配;

    二是選擇待出庫物料的貨位(因為同種物料可能同時存放在多個貨位里)。由于只有很少的倉庫管理系統(tǒng)(WMS)和計算機系統(tǒng)能夠支持儲位優(yōu)化管理,所以當前大約80%的配送中心或倉庫不能夠進行正確的貨位優(yōu)化。究其原因主要在于基礎數據不足,MIS資源尚不能支持,沒有正確的貨位優(yōu)化軟件和方法。
     對于WH卷煙集團一號成品倉庫的實際情況,以上規(guī)則的側重點也有所不同。由于煙草貨品本身的重量、形狀、特性相似,所以對于貨架的平衡性及貨品之間的相容性問題可以不用考慮,而重點應放在貨品的“先進先出”原則上。同時,由于煙草品種繁多,所以應該在兼顧揀貨正確率的基礎上,盡量將品牌相似的件煙相近存放,便于庫管人員掌握實際庫存的分布情況。
     同時,根據實際貨架的使用情況,針對不同的貨架形式,貨位分配的約束也有所不同。例如,對于駛入式貨架,同一廊道中的貨物只能“先進后出”,因此應用“先進先出”原則的最小單位只能是廊道。同時,為了提高廊道的使用率以便提高庫容量,設置相應的暫存區(qū)是必要的。但暫存區(qū)的貨位數量畢竟有限,因此如何合理地分配暫存區(qū)的存取也是約束中應重點考慮的。

                                                           圖倉庫貨架及平面布局
基于以上的分析,本系統(tǒng)貨位優(yōu)化設計為:

(1)先進先出,原則的最小單位只能是廊道;
(2)品牌相似的件煙相近存放;
(3)入庫時將煙盡量放在離出庫口近的地方,以提高出庫速度。
由于WH卷煙集團一號成品倉庫的作業(yè)品種少、數量大,所以將倉庫作業(yè)規(guī)則設計為:
(1)原則上一個儲位內只存放同一個品牌規(guī)格、同一批次的煙或與廊道最里面托盤的入庫時間間隔在3天以內的煙,一個廊道內的托盤為后進先出;不同的廊道之間可以實現(xiàn)產品先進先出;

(2)當某個廊道的托盤只剩下1~3個時,可將托盤移至暫存區(qū)存放;
(3)當品牌規(guī)格符合訂單要求時,暫存區(qū)的成品煙優(yōu)先出庫。
    貨架是以托盤為單位進行管理的,因此需要對貨位進行編碼以便進行系統(tǒng)的可視化管理和定位,具體的編碼規(guī)格:

                                                                      1 B 02 02 08 2
貨位編碼共有9位。

第一位代表倉庫的樓層,取值范圍為1~4,分別代表倉庫的1~4樓;

第二位代表倉庫的倉間,其取值為A或B,分別代表倉庫的西倉間和東倉間;

第三、四位代表倉倉庫的庫區(qū),其取值范圍為01~12,其中01~06代表貨架區(qū),07和12代表暫存區(qū),08~11代表緩存區(qū);

第五、六位代表倉庫的通道,其取值范圍為01~04,分別代表倉庫的01~04通道,設計為兩位是為了方便擴展;

第七、八位代表倉庫的深度,其取值范圍為01~08,分別代表倉庫的01~08深度,其中01表示貨架最里面的貨位,08表示貨架最外面的貨位;

第九位代表貨架的上下層,其取值為1或2,1代表貨架下層,2代表貨架上層。

2.2、軟件體系結構設計

     WH卷煙集團一號成品倉庫已具有掃碼組盤和讀托盤出庫功能。掃碼組盤功能是指先通過光電探頭掃描30件煙的條碼信息,再通過RFID閱讀器將條碼信息寫入RFID標簽中,然后將30件煙的條碼信息和RFID標簽ID綁定在一起;讀托盤出庫功能是指只需要讀取托盤上RFID標簽信息,系統(tǒng)能自動解壓出與其綁定的30件煙的條碼信息并將這30件煙的條碼信息提交主機數據庫。
     本系統(tǒng)在上述基礎上進行改造,且需要將一號成品倉庫已有系統(tǒng)集成到本系統(tǒng)中,即使用一號成品倉庫已有功能的接口向本系統(tǒng)提供RFID信息及與其綁定的條碼信息。同時由于一號成品倉庫內的出/入庫時已有RFID閱讀器,并且其叉車不方便安裝RFID閱讀器,所以本系統(tǒng)在校對出/入庫時,沒有采用一般的數字化倉庫設計方法,而是在每個庫區(qū)分別掛上LED屏,實時顯示庫區(qū)信息和倉庫作業(yè)信息。系統(tǒng)的體系結構如圖所示。
    本系統(tǒng)集成在一號成品倉庫的已有信息系統(tǒng)中,由三個子系統(tǒng)組成,即主控機子系統(tǒng)、叉車電子貨位導航子系統(tǒng)和服務器消息處理子系統(tǒng)。服務器消息處理子系統(tǒng)是主控機子系統(tǒng)和叉車電子貨位導航子系統(tǒng)信息交互的樞紐。主控機子系統(tǒng)采用先進的Internet技術、B/S三層結構和C/S多層結構相結合的設計方式。C/S模式的優(yōu)點是:給用戶更強的操作體驗,提供更加豐富的功能;保證系統(tǒng)在網絡故障的情況下也可以進行作業(yè)。在外部訪問倉庫信息系統(tǒng)信息時,B/S的模式的優(yōu)點是使用戶可方便地獲取倉庫信息。兩者進行互補并有機地結合,可使系統(tǒng)更穩(wěn)定、更強壯、性能更優(yōu)。主控機的系統(tǒng)結構如圖所示。

采用三層應用體系架構的優(yōu)勢有以下幾點。
(1)保證系統(tǒng)的安全性:中間層(業(yè)務邏輯層)隔離了客戶(用戶界面層)直接對數據庫系統(tǒng)的訪問,保護了數據庫系統(tǒng)和數據的安全。
(2)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性:分布式體系保證了系統(tǒng)的更可靠的穩(wěn)定性,滿足7×24小時全天候服務;業(yè)務邏輯層緩沖了用戶與數據庫系統(tǒng)的實際連接,使數據庫系統(tǒng)的實際連接數量遠小于應用數量;在訪問量和業(yè)務量加大的情況下,可以用多臺主機設備建立集群方式,共同工作,進行業(yè)務邏輯處理,實現(xiàn)負載均衡。
(3)系統(tǒng)易于維護:由于業(yè)務邏輯在中間服務器上,并且采用構件化方式設計,所以當業(yè)務規(guī)則變化后,用戶界面層不做任何改動,就能立即適應;

    各用戶終端、物流服務中心可通過瀏覽器遠程訪問系統(tǒng),客戶端實現(xiàn)零維護。
    上述技術優(yōu)勢保證了物流信息服務平臺的開放性、靈活性和穩(wěn)定性,這在技術上是完全可行的。

3、系統(tǒng)功能設計
     服務器消息處理子系統(tǒng)是駐留并在服務器端實時運行的消息接收及轉發(fā)系統(tǒng)。服務器消息處理子系統(tǒng)應具有以下幾個方面的功能:各個客戶端(包括主控機子系統(tǒng)、叉車電子貨位導航子系統(tǒng))采用TCP協(xié)議連接到服務器端,在連接時負責客戶端用戶的登錄驗證;儲存與轉發(fā)叉車作業(yè)指令及狀態(tài)信息;實時刷新LED顯示屏信息和叉車的指令狀態(tài)。服務器消息處理子系統(tǒng)的功能具體以服務器消息處理了系統(tǒng):客戶端的登陸驗證、消息的存儲與轉發(fā)


     按照主控機子系統(tǒng)的功能,可將其模塊設計分為以下幾個部分:電子貨位管理、電子顯示屏、入庫管理和出庫管理,如圖所示。
主控機子系統(tǒng)的功能
     叉車電子貨位導航子系統(tǒng)的功能是:從服務器查詢出所有未處理作業(yè)指令;按照駛入式貨架的特點設計叉車指令優(yōu)先級算法,按照該算法自動為叉車選擇優(yōu)先級別最高的指令;組合刷新作業(yè)庫區(qū)LED所需信息。叉車在執(zhí)行一條指令時,叉車電子貨位導航子系統(tǒng)會將按照LED顯示屏控制算法處理過的消息實時發(fā)送給服務器,服務器接到消息后進行組播,控制庫區(qū)LED屏的主控機接到消息后刷新LED屏。這里將叉車電子貨位導航子系統(tǒng)功能設計為電子地圖導航模塊和通信模塊

4、系統(tǒng)業(yè)務流程設計
     從WH卷煙集團一號成品倉庫的特點分析,可知該倉庫的業(yè)務流程與一般的卷煙公司數字化倉庫管理系統(tǒng)有一定的區(qū)別。下面具體分析其業(yè)務流程。

4.1.入庫流程設計

     由于WH卷煙集團一號成品倉庫已具有掃碼組盤功能,所以本系統(tǒng)中沒有設置掃碼組盤功能。本系統(tǒng)使用固定式RFID閱讀器讀取RFID標簽的ID,與貨位號綁定。其入庫流程如圖所示。

WH卷煙集團一號成品倉庫已具有掃碼組盤功能時的具體流程為:
(1)ERP使用人工錄入單據(以電子郵件方式下達);
(2)系統(tǒng)接收到郵件后,生成紙制單據并下達(如移庫入庫單);
(3)庫管人員拿到紙制單據并與實物核對后,開始進行入庫操作;
(4)打開已有的掃碼軟件,進行30件煙條碼的采集打包;
(5)打開已有的組盤軟件,進行組盤寫RFID托盤操作。
本系統(tǒng)入庫流程是在件煙已組好盤,并將條碼信息寫入托盤的基礎上進行的,其具體作業(yè)流程如下。
(1)打開主控機子系統(tǒng),從ERP數據庫導入“當日的”、“待辦的”、“入庫單”列表。
(2)庫管單擊“分配貨位”按鈕后,本主控機子系統(tǒng)將按照入庫時間和品牌規(guī)格等入庫規(guī)則算出入庫的貨位,庫管確認分配的貨位后,生成叉車作業(yè)的指令并通過無線網絡發(fā)送到服務器上。
(3)叉車司機查詢當前入庫指令,按順序執(zhí)行入庫指令,通過入庫過道。
(4)RFID閱讀器獲取經過入庫過道的托盤ID,并觸發(fā)以下動作:將ID寫入入庫指令,將貨物標簽和貨位綁定;庫區(qū)LED屏顯示作業(yè)信息(庫區(qū)編號、作業(yè)通道、品牌規(guī)格、入庫數量、已入庫數量和未入庫數量)。

(5)將貨物放入貨架并確認,觸發(fā)并刷新庫區(qū)LED信息。
(6)叉車司機執(zhí)行完成入庫作業(yè)后返回確認信息,庫管系統(tǒng)自動更新庫存、貨位狀態(tài)及庫區(qū)顯示系統(tǒng)。

4.2.出庫流程設計
     由于WH卷煙集團1號成品倉庫已具有讀托盤出庫功能,所以本系統(tǒng)直接使用一號成品倉庫中軟件提供的接口來獲取RFID標簽信息。其出庫流程如圖所示。


(1)從武漢卷煙集團ERP系統(tǒng)中導出入庫單據或者手工輸入出庫單據。
(2)庫管單擊“分配貨位”按鈕后,主控機子系統(tǒng)將按照入庫時間和品牌規(guī)格等設定的出庫規(guī)則算出入庫的貨位。庫管確認分配的貨位后,生成叉車作業(yè)的指令并通過無線網路發(fā)送到服務器上。
(3)叉車司機使用叉車電子貨位導航子系統(tǒng),通過無線網絡查詢服務器上的出庫作業(yè)指令,依據指令將托盤取出貨位。

(4)出庫口RFID閱讀器獲取經過出庫過道的托盤ID。觸發(fā)庫管系統(tǒng)通過獲取的RFID信息解析出與其綁定的貨位,進行出庫核對。
(5)完成貨物出庫后,叉車電子貨位導航子系統(tǒng)通過無線網返回確認信息給主控機,并觸發(fā)下列動作:更新出庫口LED屏顯示信息、更新作業(yè)庫區(qū)LED屏顯示信息、更細叉車指令列表。
(6)當單據完成后,庫管提交數據信息,系統(tǒng)更新庫存。

4.3.貨位調整流程設計

     貨位調整是庫內作業(yè),不需要用到倉庫原有系統(tǒng)的接口。而且貨位調整沒有掃描RFID的信息,沒有對調整的貨位進行核對,因此需要司機嚴格按照指令指示的貨位進行作業(yè)。貨位調整流程如圖所示。

(1)當需要執(zhí)行貨位調整作業(yè)時,主控機子系統(tǒng)自動生成貨位調整指令。
(2)庫管選擇需要分配的貨位并生成指令(便于叉車查詢)。
(3)叉車司機使用叉車電子貨位導航子系統(tǒng),通過無線網查詢貨位調整的作業(yè)指令,依據指令列表顯示的調出貨位將貨物調出,然后將其放入在指令列表中顯示的調入貨位。
(4)叉車司機將貨位放到目標貨位后,叉車電子貨位導航子系統(tǒng)通過無線網發(fā)送確認信息給庫管PC并刷新指令列表。
(5)作業(yè)完成后,庫管進行核對并提交作業(yè),更新庫存信息。

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