1 引言

服装业是需求变动大且属于典型劳动密集型行业,同时还具有明显的季节性变化,在服装产品交付到客户时,客户对服装产品的需求就已发生变化。然而,我国服装行业在生产、入库、分拣、装卸、出库等环节依然实行手工操作,数据录入慢、错误率高、运行效率低,数据不能及时采集、分析和共享,直接影响服装行业应对市场需求变化的能力。RFID技术不仅具有条形码功能,还具有在物流动态中的无接触式功能,可实现实时数据采集、实时数据集成与共享,这对于产品的需求预测、降低库存、配送及补货、缩短提前期等具有积极作用,RFID技术应用到服装行业物流操作各个环节已成共识[1,2,3] 。

RFID可自动识别静止和移动物品RFID标签数据和信息,一般可分为静态和动态两种应用,在物流领域RFID技术与其他应用信息系统相连的动态应用则可发挥RFID优势。RFID典型应用系统一般由RFID标签、读写器及应用系统等部分组成。当嵌入有RFID标签的物品进入读写器区域时,接收读写器发出信号,通过感应电流所获取的能量发送RFID标签内的产品数据和信息(无源标签),或者主动发送信号(有源标签),RFID系统阅读器读取数据和信息进行解析,然后再发送至某一业务的应用信息系统进行处理[4] 。

2 业务流程

基于RFID的服装供应链配送流程包括产品源标签识别、装卸、入库、存储、拣选、出库等操作。

2.1 RFID部署及RFID标签的服装标识。

本文考虑物流中心仓库RFID技术部署部分应用场景,在服装物流中心仓库的入库进出口处部署RFID设备,当装有托盘/包装箱经过入口处时,自动读取托盘/包装箱数据及对应的服装产品标签信息,通过中间件事件处理将同时经过入口处的托盘/包装箱信息读取,并将信息发至后台数据库中;同时在库内进行搬运拣选的叉车上集成车载终端和RFID读写设备,实现叉车操作的自动化,叉车叉起托盘时读取托盘RFID标签,车载终端实现实时获取并提示叉车司机当前托盘对应的配送订单或发货车号,将托盘/包装箱产品运送至指定位置后,通过车载终端确认操作完成。

RFID读写器将服装产品托盘/包装箱及单品的托盘号、品名、服装产品条码等信息写入对应的托盘RFID标签,以及将托盘号、条码、品名、款式、类别、品号、色号、规格、批次等写入到对应的服装产品RFID标签中,同时将该电子标签粘贴至托盘及服装单品上,标签可放置于托盘或包装箱的外立面左右边角处,服装单品RFID标签可综合考虑成本及工作量等因素采用吊牌、织唛或不干胶等三种方式粘贴RFID标签。

2.2 基于RFID的服装仓配拣选管理流程

服装仓储中心业务中一般在产品的装卸、入库、存储、订单拣选、装箱操作、出库等环节获取数据。本文采用服装产品托盘+单品的RFID应用方式,即装有服装产品的托盘及若干单件服装产品都粘有RFID标签。

入库过程中,服装RFID应用系统能一次读取多个RFID标签数据,根据RFID应用系统的事件处理机制,能够对托盘/包装箱及服装单品的入库数量、时间、种类、规格、批次等数据进行处理,实现从原始数据到简单事件再到具有内在关联信息的复杂事件处理,并将信息提交至用户层。

出库过程中,根据订单进行拣选、装箱操作,拣选操作完成并将货物存放在备货区及待发运区内,当装有嵌入RFID标签服装产品的托盘/包装箱或地牛等搬运设备经过门禁安装的固定式读写器区域时,托盘/包装箱及服装单品上RFID标签数据和信息被读取,服装应用系统将自动进行匹配发货单和服装产品信息,即时更新服装产品库存信息以及可用货位资源信息等。

对于服装产品的配送以及补货等业务,典型的服装仓储中心操作流程布局如图1所示。

图1 典型服装仓储中心操作流程布局   

当物流中心仓库接到配送或补货订单时,将进行拟配送服装产品的定位及拣选操作,通过对仓库内服装产品货位定位及拣选配送次序、路径的优化管理,将优化方法模型嵌入到RFID服装系统配送或补货业务模块中,以实现服装供应链仓配拣选优化。

3 优化管理模型

在出库操作中,服装产品的定位是根据订单信息从RFID系统中获取服装产品具体所在的库位信息,定义拣选距离则是根据订单信息进行拣选过程中,由于服装产品的型号、颜色、规格、批次、存储库位等不同,所要往返于不同巷道和库位以获取产品而经过的距离。出库拣选顺序则是根据零售商派发的订单或补充配送订单信息需拣选不同服装产品的先后顺序。

3.1 基本假设

本文采用四层横梁存五层货的立体式货架,每层高1200mm。假设嵌入RFID标签的服装产品及叉车和地牛等拣选搬运设备的初始位置数据以坐标信息来表示。设订单需出库拣选的服装产品为p,存储在立体仓储中心库位信息坐标为pi(pix,piy,piz);设为拣选货品的地牛或叉车,其水平放置于仓库特定区域的地面,坐标设为f(fx,fy,0),设ai为第i个巷道,假设共有k个巷道,服装产品pi和pj在立体仓库间的距离为dpi,j。

3.2 模型建立

两类服装需拣选的搬运距离表示为s=∑i∑jdpi,jxi,j(1)

其中,为0或者1,当叉车或地牛等拣选搬运设备根据订单执行拣选服装产品的第项任务时为1,否则为0。

3.3 模型求解与分析

根据式(1),该模型的解为所有可能解中的最小值,即s=min s。若要s是最小值,那么应使dpi,j的值最小。

该模型得出的结果为根据订单进行拣选过程的移动的最短距离,并可得到出订单中服装产品的拣选顺序。通过RFID系统根据订单拟拣选的服装产品自动算出最优的拣选路径并得到出库拣选次序,进而可实现服装产品出库拣选路径的优化管理。

3.4 具体算例

假设立体服装仓储中心服装存储区域有3个巷道,其长度距离分别为a1=150m,a2=100m,a3=70m,配送或补货订单需拣选3类服装产品,其分别存储在立体仓库中的货位号坐标分别是p1(75,100,2.4),p2(30,60,3.6),p3(50,45,2.4),搬运拣选设备叉车f的初始摆放位置坐标为f(30,0,0),其仓库内搬运拣选所有次序是f→p1→p2→p3、f→p1→p3→p2、f→p2→p1→p3、f→p2→p3→p1、f→p3→p1→p3、f→p3→p2→p1。根据式(2)分别计算出所有服装产品之间及叉车与服装产品两点之间的距离,并根据式(1)得到所有拣选路线的最短距离即为优化拣选路线。

首先计算搬运拣选设备叉车f与三种服装产品库位之间的距离,再计算三种服装产品两两之间的距离。依据公式(1)可分别计算出服装产品所有可能线路的总距离长度,如表1所示。根据表1,最优路径为所有路线中的总距离最短的线路,也就是f→p2→p3→p1,因此,最优的出库拣选顺序是从叉车存放的初始位置开始移动,首先拣选服装产品,再拣选服装产品p3,最后拣选服装产品p1,最优路径下的拣选距离为259.8m。

表1 全部拣选路径及距离长度

3.5 基于RFID的服装物流中心仓库配送拣选优化管理

此算例中,三类服装产品中若某类服装显示库存为零,需继续按照订单拣选其他服装产品时,则由系统自动跳过此类服装,重新计算剩余的拣选服装产品的最有线路和次序。

在拣选过程中,所有产品标签数据按照RFID应用场景,一次读取并存储到仓储系统数据库中。叉车、地牛等拣选设备上安装有RFID终端,拣选设备开始操作时,配送订单的数据通过信息系统传至业务处理模块,业务处理模块处理后提供拟出库服装产品的货位信息,根据本文提出的立体仓储中心拣选出库优化管理模型得出的优化出库拣选路径和产品拣选顺序,然后将出库拣选路径方案实时传送至车载终端设备,提示叉车按优化路径移动。

4 结语

本文利用RFID技术的实时、高效和准确等优势特点,设计基于RFID的服装供应链仓储拣选配送应用场景,建立RFID系统下服装物流中心仓库配送拣选业务流程,构建了拣选配送优化模型,通过算例可实现配送或补货业务中的仓库内拣选配送优化管理方法,本文的优化管理方法技术将其实现并嵌入到服装业务信息系统中的业务处理层,从而可实现RFID系统的服装仓储配送业务的优化管理,提高服装物流仓储中心的配送效率和准确性提供支持。