国家电网公司实施物资集约化管理以来,已经建立了统一的物资管理体系,在保障物资供应、促进管理规范等方面取得了显著成效。为了支撑现代化物资仓储业务的顺利开展,建立以集约化、信息化、 自动化、专业化为核心驱动的仓储管理信息支撑系统是十分必要的。然而由于历史原因,仓储管理基础设施和信息化系统建设滞后,已不能适应国家电网公司对物资管理的需求,严重制约了物资集约化的管理水平。

无线射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术是提高仓储管理信息化水平的有效途径。 由于RFID标签存储信息量丰富、识别速度快、实时、 方便等特点,通过与国家电网公司ERP信息系统及RFID手持终端配合,可以实现对订购、验收、收货、 上架、补货、拣选、复核、发货、退货、配送等业务流程的支持。因此,有必要研究如何借助RFID技术提高仓储管理信息化水平,实现仓储精细化管理。

目前,在国家电网公司的仓储管理中,对仓储物料的信息采集主要采用接触式的条码技术,但是条码技术存在一系列的缺点:条码需要人工逐条扫描操作,效率低,并且记录的信息无法更改,存储容量相对较小;“看到”条形码才能读取;如果条形码标签被污损、撕裂或丢失,扫描设备将无法正确识别条码等。由于条码标签存在先天不足与缺陷,导致越来越难以满足仓储管理的需求,从而影响管理的效益。 而RFID技术是未来物联网自动识别应用的趋势,和目前大量应用的接触式条形码识别技术相比,RFID技术具有以下优势。

1)智能化。RFID通过无线 电信号识 别仓储特定物资并读写相关数据,是非接触式自动识别技术的一种。与传统条形码技术依靠光电扫描不同的是,RFID识别工作不需要人工干预,可应用于各种仓储环境,且识别的数据可通过接口传送到ERP等信息系统中,从而实现仓储物资信息处理的自动化[1]。

2)远距离识别。RFID标签进入磁场后,不断地主动或者被动地发射无线电波,可以被阅读器接收并正确地识别出来。根据RFID类型的不同,识别的距离从几厘米到几十米不等。当采用自带电池的主动标签时,有效的识别距离可达30 m以上。

3)快速大批量扫描。RFID辨识器可同时辨识读取多个RFID标签,RFID的读卡器每250 ms便可从射频标签中读出商品的相关数据,同时当标签进入磁场时,阅读器能够识别高速运动的物体,并同时处理多个标签,实现批量识别(可同时处理200多个标签)[2,3]。

4)体积小型化,形状多样化。在使用方面,RFID可以根据需要进行安装,不受仓储物资尺寸大小与形状限制。此外,RFID标签更可以向小型化与多样形态发展,以应用于不同的仓储物资。

5)抗污染能力和耐久性。目前仓储管理使用条形码的载体是不干胶或纸张,因此容易破损或受到污染。但RFID由于材质和制造工艺与条形码完全不同,因此对水、油和化学药品等物质具有很强的抵抗性。此外,仓储物资在使用条形码时,主要粘贴于塑料袋或外包装纸箱上,所以特别容易受到折损,而RFID标签是将数据存在芯片中,因此可以应用于比较恶劣的环境中。

6)可重复使用,使用寿命长并支持读写。仓储物资所使用的条形码包含的信息是只读的,在粘贴上去之后就无法更改,只能够一次性使用。而RFID标签内存储的数据则可以重复地新增、修改、删除, 方便信息的更新,可以在使用完成后回收并标志其他仓储物资。

7)穿透性和无屏障阅读。RFID通过无线电信号识别特定仓储物资并读写相关数据,因此能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质,并能够进行穿透性识别。在需要时,甚至隔着箱子或其他包装容器识别里面的库存物资,而无需拆开库存物资的外包装。而条形码扫描和识别必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下,才可以读取条形码数据[4]。

8)数据的记忆容量大。RFID标签的容量比条形码大,可标记的内容更多。一维条形码的容量是50 Bytes,二维条形码最大的容量可储存2至3 000字符,而目前RFID最大的容量则有数MBytes,并且随着记忆载体的发展,RFID数据存储的容量也将不断扩大[5]。

9)安全性。由于RFID存储的是电子式信息, 其内部数据可经由算法进行加密,使存储的内容不易被偷窃、伪造及变造。

在国家电网公司加快建设现代电网物流体系的过程中,RFID技术可以应用于仓储管理环节中,以快速、准确、低成本的方式解决数据采集问题。在仓储业务上涉及2个部分的业务应用:现场收发货和仓库移动应用,其中仓库移动应用还包含仓储管理 (Warehouse Management,WM)/ 物料管理(Inventory Management,IM)2个方面的业务应用。这些业务应用场景中涉及的业务涵盖了现场交接、验收、 发货管理,以及库内的收货入库、组盘上架、拣配下架、发货出库、库内转储、盘点、仓位调整、记账变更等业务阶段。

使用RFID技术无缝集成RFID识别系统,与国家电网公司ERP系统中的招标采购、供应商管理、物资管理、编码体系等系统的横向集成,实现订购、验收、收货、上架、补货、拣选、复核、发货、退货、配送等业务流程的支持,实现物资和备品备件的全程标准化统一管理。在现场收发货、IM仓储作业、WM仓储作业三大场景下,RFID技术具体应用的业务流程如图1、图2所示。

图1 现场收发货、IM 仓储作业环境下 RFID 技术具体 Fig.1 RFID application procedure in on-site receiving and delivery and IM

图2 WM 仓储作业环境下 RFID 技术具体应用的业务流程 Fig.2 RFID application procedure in WM

为加快建设现代电网物流体系,实现国家电网公司仓储物资管理方式集约化,并向主动服务方向转变,利用物联网技术,通过射频识别和激光扫描器等信息传感设备以实现对电力物资的RFID智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,从而实现电力物资的标准化及信息化管理。

将RFID技术应用 于国家电 网公司的 仓储物资管理中,在总体架构上分为三大部分:ERP系统、 RFID应用中间件和应用终端。其中,ERP系统为国家电网公司物资管理信息系统,系统功能强大,覆盖仓储物资管理全过程,提供完善的物资信息和管理方式;RFID应用中间件,能与ERP系统进行紧密的业务集成和数据集成,贯穿于ERP工作流程的库存管理等环节,将应用终端硬件设备采集到的数据转化为ERP系统可直接处理的业务单据,起到RFID系统与ERP系统之间的信息沟通作用;应用终端包含PDA移动客户端、出库检查PC机、移动小车等形式,采用胖客户端的原生应用APP模式,使用C/S架构,以保障系统运行的高质量性、高可靠性、高稳定性和低风险性。总体运行模式如图3所示。

图3 总体运行模式 Fig.3 Overall operation mode  下载原图

1)库存物资采购收货。供应商根据到货验收单送货到对应的仓库,物资供应(分)公司仓库管理员根据到货验收单对货物进行检验。检验不合格则通知合同履约专责;检验合格,仓库管理员将物料上架。供应商根据相关要求,打印物料码标签,并贴在物料或包装上。如果供应商没有打印物料码标签, 仓库管理员需要打印物料码标签并贴在物料或包装上。

2)库存物资调拨入库。物资发出部门将物料送达仓库并提交调拨单,仓库管理员根据调拨单进行货物检验。如果检验不合格,与需求部门协调将物资退还给发货部门;如果检验合格,仓库管理员通过手持终端将物资入库、上架。

3)库存物资调拨出库。仓库管理员接收到调拨单,根据调拨单将物资下架、出库。下架过程中如果发现所在仓位的物料数量、可用状态与系统信息有差异,必须及时反馈并查实原因,确保出库单数量与实际出库数量一致。对托盘管理的物料,下架时必须扫描托盘条码。仓库管理员与领料部门必须按实发数量签收出库单。

4)库存物资盘点。仓库收到盘点任务,记账员确认仓库内没有未完成的上架、下架任务后,创建盘点凭证同时冻结仓位,仓库管理员进行盘点并录入盘点数量,记账员在系统中生成差异清单,并判断是否需要重盘。如果不需要,创建差异分析报告,由相关部门审批,审批通过,记账员清除WM中的差异,财务人员根据差异分析报告清除IM中的差异; 审批不通过,仓库管理员根据审批意见进行相应的处理。

5)库存物资报废流程。仓库有物料报废的需求,将仓位上的物料冻结,由物资部门组织审核是否报废。审核通过仓库做报废,仓库管理员将物料下架; 否则将物料解冻,不做报废。

本文在分析了国家电网公司物资集约化背景的基础上,提出使用RFID技术可以实现电网行业仓储管理领域的信息化和精益化管理。将RFID技术与以往电网行业使用的条码技术作对比,并分析RFID技术的优 势所在。 在此基础 上,对RFID技术所应用的仓储管理领域业务进行分析和提取, 提出总体业务框架,并分层次描述了实际应用的总体架构设计模式。最后,对RFID技术在电网行业仓储管理的具体应用场景进行介绍,以此提高仓储物资管理的安全性、高效性、准确性、集约化、全局性。