摘 要：工程机械制造业仓储管理非常重要，对降低产品成本、提升产品质量、保证生产进度起到至关重要的作用。本文通过深入分析企业仓储管理的实际业务需求，论述了应用条码技术（BarCode）、无线网络技术（AP）、掌上微型电脑（PDA），建立与ERP紧密集成的无线条码仓储管理系统（WMS）设计方案。
此系统经过开发与实施已经在某大型工程机械制造企业成功上线，在实际应用中取得了较好的效益和经济价值。
关键字：工程机械制造业 仓储管理 条码 PDA 集成WMS ERP接口
工程机械制造业现状概述：
工程机械产品结构复杂，外购配套件及外协加工件数量较大，大部分零件采购周期较长，仓库中的零件种类和数量较多。仓储管理既要满足正常生产的物料供应，又要尽可能的降低库存积压成本，既要保证物料的精确管理与配送，又要尽可能的提高工作效率，因此对仓储管理提出了更高的要求。
1工程机械制造业仓储管理的特点及需求
工程机械制造企业对WMS仓库管理系统的主要需求有：1）实现先进先出、批次管理；2）入库、出库、配送数据准确、快速；3）库间转移、库位更改方便准确；4）现场实时动态的实物管理；5）方便的库存结构统计分析；6）与ERP紧密集成；7）确保帐物相符。
目前，企业一般通过ERP来实现仓储管理，其物品的编码原则为种类管理，即一种物品对应一个编码，从而无法实现对物品的批次管理。有的企业ERP具备物品的批次管理功能，通过在物品编码上追加批次编码得以实现，但没有确保实物与数据的一一对应的有效手段。ERP管理的重点是信息化系统里的信息流，而无法触及到现场的实物管理，因此往往产生帐物不符的严重问题。因此引入条码技术及无线仓储管理技术是解决以上问题的关键。
- 条码技术及无线仓储管理技术特点
条码技术自1949年诞生以来，经过多年的发展已经作为一种及时、准确、可靠、经济的数据输入手段被广泛应用于物流信息管理系统中。无线网络技术采用访问接入点（AP）作为有线局域网与无线网络之间的桥梁，实现安全可靠、经济有效、高性能的无线网络。仓储现场应用掌上微型电脑（PDA），实现现场数据的自动采集，通过无线网络实现数据的实时传递。仓储管理的软件系统设计方案有两种形式：一是“延伸型”，利用现有ERP的仓储管理模块功能，开发PDA现场数据采集和现场业务操作的PDA应用程序，提供ERP仓储管理向现场延伸的触角；二是“完整型”，开发一套完整的仓储管理系统，实现完整的仓储管理业务功能，通过与ERP接口服务，实现双向的数据实时同步。通过采用以上技术建立的“无线条码仓储管理系统”（以下简称WMS），实现了现场的物流与信息系统的信息流有效结合，替代或减少手工录入，使数据采集和业务操作更加快速、准确、及时。
- 硬件及软件系统构成
硬件系统包括服务器、个人电脑（PC）、无线访问接入点（AP）、条码打印机、掌上微型电脑（PDA）、碳带及标签，硬件系统结构如图1所示，通过AP实现现场PDA与服务器之前的无线连接。 由于金属零件及金属货架可能会对信号产生一定的干扰，因此AP布置的位置及数量需要根据现场实地测试情况来确定。可以适当的增加AP布置数量，多个AP使用同一个ID名称，当一个AP有故障或信号受到干扰时，PDA会自动连接到最强信号的AP上，保障数据的安全性。如果有室外库区，需要采用防水碳带和防水标签，并配备单独的打印机，避免打印普通标签和防水标签时更换碳带和标签的麻烦。PDA数量按照库管员人数配备，每个库管员使用并负责保管自己的PDA，责任明确便于管理。
软件系统包括仓储管理系统、PDA应用系统、PDA接口服务、ERP接口服务。根据企业ERP情况设计WMS系统开发方案，如果已经应用了ERP系统并且仓储管理功能强大（具备批次管理、先进先出等功能），建议采用“延伸型”的开发方案，如图2所示。WMS中不存储真正意义的仓储数据，PDA通过PDA接口服务获取到业务数据，完成业务操作后直接返回给ERP系统。这种方式的特点是开发工作量降低，尽可能的利用了原有ERP的仓储管理功能。如果企业没有使用ERP系统或者ERP仓储管理功能不强，建议采用“完整型”的开发方案，如图3所示。WMS中存储了完整的仓储管理数据，具备完整的仓储管理功能，通过ERP接口服务获取到业务数据，WMS通过PDA接口服务指派PDA现场业务操作，业务操作完成后，WMS通过ERP接口服务传回ERP系统。这种方案的特点是弥补了ERP仓储管理功能的不足，同时保证ERP其它功能的正常运行。
- 主要业务流程设计
精诚EAS-WMS条码仓库管理系统采用了“完整型”的解决方案，实现了主要业务流程（采购入库、配送出库、销售退库、采购退货、盘点）的条码化管理。
采购入库流程
采购入库流程如图4所示，首先WMS通过ERP接口服务接收ERP检验合格的报验单，并由检验部依据合格数量和让步接收数量打印并粘贴条码。PDA通过PDA接口服务自动获取待入库物品明细。库管员用PDA扫描物品条码、扫描库位，完成物品上架。所有物品上架完成后，PDA自动生成入库单并上传到WMS。WMS服务器通过ERP接口服务上传ERP入库单并回填收料单，完成入库流程。
2）出库流程
配送出库流程如图5所示，首先WMS通过ERP接口服务获得ERP发货单，WMS按照仓库、客户、配送地点、库存、先进先出原则，制作配送指示单。如果由于库存不足有部分物品没有制作配送指示时，可以待库存充足后制作补充配送指示单，进行补充配送。PDA通过PDA接口服务自动获得配送物品明细，库管员根据PDA指示的出库物品库位及数量，用PDA扫描物品条码，物品下架。待完成此次出库业务的物品下架后，PDA自动生成WMS出库单并上传WMS，WMS服务器通过ERP接口服务将出库单上传ERP形成ERP配送单及ERP出库单。此时物品进入配送过程，物品到达指定配送地点后，客户和配送人员一起现场收货，并在PDA上进行收料确认，完成出库流程。如果确认数量与出库数量不一致，WMS系统可以制作差异配送指示单，进行差异出库配送。
3）销售退库流程
销售退库（相当于物品入库）可视企业应用的具体情况分两种情况，一种是使用退库物料原有条码，另一种是重新生成并打印退库物料条码。
对于使用原有条码的情况，首先通过PDA扫描退库物料条码，上传给WMS系统生成销售退库入库单，WMS系统再通过ERP接口服务将销售退库入库单传送给ERP系统。
对于重新生成条码的情况，首先WMS通过ERP接口服务接收ERP销售退库入库单，由检验部打印并粘贴物品条码。PDA通过PDA接口服务自动获得待退库的物品明细，库管员用PDA扫描物品条码、扫描库位，完成物品上架。所有物品上架完成后，PDA自动生成销售退库入库单上传到WMS。WMS服务器通过ERP接口服务上传ERP销售退库入库单，完成销售退库流程。流程如图6所示。
两种做法的区别在于看是ERP主导还是WMS主导。鼎盛天工工程机械股份有限公司使用的是退库重新生成打印条码的方式，以ERP为主导，WMS辅助执行。
4）采购退货流程
采购退货（相当于出库）流程如图7所示，首先由WMS通过ERP接口服务接收ERP采购退货出库单。PDA通过PDA接口服务自动获得待退货物品明细，库管员根据PDA指示的库位及数量扫描物品条码，完成物品下架。待所有退货物品完成下架后，由PDA自动生成采购退货出库单并上传WMS。WMS服务器通过ERP接口服务将购退货单上传ERP，完成采购退货流程。
盘点流程
盘点流程首先在WMS中按库区或物品种类制作盘点计划，PDA通过PDA接口服务自动获得待盘点物品明细，库管员按照PDA指示的待盘点物品的库位及数量扫描物品条码，完成盘点录入并上传到WMS。WMS将录入数据与库存数据进行对比，生成盘点盈亏单，盘点盈亏单经审批后方可执行盘点调帐。通过ERP接口服务将盘点单上传ERP，完成盘点流程。
5? 条码及单据设计
- 物品管理类型定义
考虑物品的价格、保质期、重要性、包装形式、管理要求等因素，定义了三种物品管理类型。①种类管理（标志2）：条码与物品代号一一对应，无批次管理，主要应用于批量大、无保质期的普通标准件。②批次管理（标志1）：条码与物品代号批次信息一一对应，主要应用于批量较大的配套件及外协加工件。③单件管理（标志0）：条码与单件物品一一对应，主要应用于价格较高的关键件。
2）条码设计
条码显示的零件信息有：零件代号、名称、规格、标准、入库日期、条码位，如图9所示。条码位为14位，编码规则如图10所示。
3）单据设计及编码规则
由于WMS系统的收料单、报验单、发货单、退货单和退库单源于ERP系统，因此这两种单据延用ERP单据编号。其它单据及编号如表1所示，单据编码规则如图11所示。例如：单据CK10010001含义为2010年1月流水号为1的入库单。
- 系统实现
根据上述设计的方案，精诚EAS-WMS条码仓库系统PC应用程序实现的功能如表2所示，精诚EAS-PDA移动作业应用程序实现的功能如表3所示。
单元 |
模块 |
功能描述 |
系统管理 |
部门管理、职务管理、权限管理、用户管理、密码管理、仓库授权 |
定义WMS系统的基础资料。 |
基础资料 |
供应商定义、客户定义、物资资料表、仓库资料表、客户配送地址、 |
接收ERP系统的基础资料。 |
入库管理 |
条码打印、采购入库单、采购入库单流水帐、待入库一览表 |
待入库物品查询及条码打印，入库单查询及上传ERP。 |
退货管理 |
退货指示单接收、采购退货指示单明细查询、采购退货出库单、采购退货出库单流水帐 |
退货物品查询及退货出库,采购退货出库单上传ERP。 |
配送管理 |
发货通知单查询、配送指示单、差异配送指示单、配送指示单流水帐、配送指示单明细帐、出库单、出库单流水帐、出库单明细帐 |
发货物品查询，制作下架指示单，物品出库配送，出库单查询及上传ERP。 |
退库管理 |
退库条码打印、退库单、退库单流水帐 |
退库物品条码打印，退库物品入库，销售退库入库单查询及上传ERP。 |
仓储管理 |
期初库存导入、期初条码打印、期初库存明细查询、期初库存汇总查询、调库单、调库单流水帐、调库单明细帐、库位调整、库位调整记录查询、库存明细查询、库存汇总查询、调帐录入、调帐单、调帐单流水帐、调帐单明细帐、 |
库存期初初始化及查询，库存查询，物品更换仓库，物品库存调帐，物品库位调整，调库单、调帐单查询及上传ERP。 |
统计查询 |
出入库台帐、出入库明细帐、出入库汇总帐、库存预警查询、超龄预警查询、条码追溯查询、物料分布查询、条码打印一览表、客户确认对比查询 |
仓储管理各种信息综合查询，条码查询及重新打印，物品配送的客户确认数据分析。 |
盘点管理 |
录入、盘点、调库、盘点一览表 |
库存盘点，盘点盈亏单查询及上传ERP。 |
表2 PC应用程序主要功能
单元 |
模块 |
功能描述 |
采购入库 |
PDA采购入库 |
待入库物料的数据采集、生成入库单 |
配送出库 |
PDA配送出库 |
待出库物料的数据采集、生成出库单 |
销售退库 |
PDA销售退库 |
待退库物料的数据采集、生成退库单 |
采购退货 |
PDA采购退货 |
待退货物料的数据采集、生成退货单 |
库存盘点 |
PDA库存盘点 |
在库物料进行库存盘点的数据采集 |
仓库设置 |
PDA仓库设置 |
对库管员PDA仓库权限的设置 |
条码查询 |
PDA条码查询 |
依据物料条码、库位、物料编号对库存信息查询 |
库位变更 |
PDA库位变更 |
在库物料的库位更改 |
客户确认 |
PDA客户确认 |
客户通过PDA对接收物料进行确认 |
数据上传 |
PDA数据上传 |
将客户确认的收料信息上传条码系统 |
客户下载 |
PDA客户下载 |
将客户登陆信息下载到PDA |
表3 PDA应用程序主要功能
- 实施效益
EAS-WMS条码仓库管理系统基于无线网络技术、条码技术、掌上微型电脑PDA应用于仓储管理系统中，大大提升了企业仓储管理水平。实现库存的有效控制，加快库存周转；实现仓储操作的可追溯性、先进先出和批次管理；规范业务操作流程，强化仓储操作执行力；对库区、库位进行科学规划，提高仓库利用率；提高入库、出库、移库等业务的准确率，从而确保帐物相符。系统实施后具体的效果有：
- 建立现场指导、现场操作的管理方式
仓储管理操作都在库房现场完成，PDA现场指导物品库位上架、下架的操作，PDA现场操作数据并且实时与管理系统交互，减少纸质指导单据。
- 实现了物品相关信息快速获取
通过PDA扫描条码获取信息快速准备，PDA可以随时随地查询库存、库位、物品等信息，降低库管员对物品识别的难度，提高物品识别的准确性。
- 优化了业务过程
避免了信息流与实物流不一的致问题，入库时物品先上架再生成入库单，出库物品先下架再生成WMS出库单，配送时物品先出库再打印配送单，客户收料现场PDA确认，提高了实物管理的准确性。
4、提高了物品管理能力
可以根据管理要求自定义物品管理类型（批次/单件/种类），依据先进先出原则系统自动确定发货物品，提供库存结构分析功能，提供各种报表汇总功能，提高了数据的准确性和可读性。
- 结束语
鼎盛天工工程机械股份有限公司是从事工程机械产品研发及生产的大型企业，仓储管理任务繁重，采用条码技术提升仓储物品管理能力的需求迫切。北京精诚智博科技有限公司是国内专业的无线条码仓储管理的解决方案供应商，两家公司共同开发并实施了鼎盛天工无线条码仓储管理系统（WMS），目前已成功上线，大大提高了仓储管理能力。
参考文献：
[1] 曾宇容,王林,李艳.基于条码技术的现代仓储管理系统设计[J]科技管理研究,2006(07).
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[3] 韦元华,舟子.条形码技术与应用[M].北京:中国纺织出版社,2006.
[4] 杨凤祥.仓储管理实务[M].北京:电子工业出版社,2005.
赵铭岩1、闫辉2、徐洁3、付红旭4、姜祖均5