射频识别技术在智能化物流管理中的应用

射频识别技术在智能化物流管理中的应用

内容摘要:射频识别技术(RFID)技术的智能标签因其数据存储量大、读写速度快、数据安全性高、使用方便、读写距离远等显著的特点, 正得到快速的认可, 并广泛应用于身份识别、特流管理、物品追踪、防伪、交通、动物管理等领域。本文就射频识别技术的发展、应用和技术优势进行了详尽的介绍, 并对该技术在现代智能化物流管理当中的应用可行性及前景进行了分析。

关键词:RFID 现代物流管理 智能化物流管理 军事物流管理

射频识别技术是无线通信IC 和天线所构成的组件的通称。它的成品有着各式各样的形状和大小, 不过其基本的卡片型、硬币型及有印刷天线的纸张等, 不过其基本的功能却是一样的, 只要配搭专用的读写器(READER/WRITER),就可以从外部读取或写入信息。

一个典型的RFID 系统由射频电子标签（Tag ）、读写器或阅读器（Reader ） 以及应用系统（包括连接线路）三部分构成。RFID 系统的数据传输严格按照“主从原则”进行。发出指令的方向为:应用系统→阅读器→电子标签，返回应答的方向则相反。电子标签中一般保存有特定格式的电子数据。在实际应用中，电于标签附着在待识别物体的表面。阅读器又称为读出装置，可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，然后通过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。

但这种仅能提供单一功能的RFID, 却扮演了实现ubiquitoous(网路无所不在) 社会的牵线者, 正牵起一股狂大的旋风。随着计算机信息技术和超大规模集成电路技术的成熟与发展，射频识别技术在各领域得到了快速的发展。特别是在物流领域，以沃尔玛、麦德龙为代表的商业零售巨头和以美国国防部为代表的军方组织，将其视为提升物流能力的助推器，引发了广泛重视和全面研究，射频识别技术日趋实用和规模化。 由此可见, 无线射频识别技术已经在全球的零售业界掀起了一股旋风, 而与其休戚与共的现代物流业, 当然也不可避免地卷入了这一旋涡。

1. 现代智能化物流管理

现代的物流, 是以物流企业为主体、以第三方物流配送服务为主要形式、由物流和信息流相结合的、涉及供应链全过程的现代物流系统。在信息化时代里面, 随着网络技术、电子商务、交通运输和管理的现代化, 现代物流配送也将在运输网

络合理化和销售网络系统化的基础上, 实现整个物流系统管理的电子化及信息化, 配送各环节作业的自动化和智能化, 从而进入以网络技术和电子商务为代表的物流配送的新时期。 此外, 现代物流表现为企业生产与运输一体化的供应链管理与服务。其中货物运输所需的成本、时间及货物在途的状态控制是整个供应链管理过程中的重要环节。而将射频识别技术RFID 与现代的物流管理相结合, 将会极大地提升物流管理各个环节的智能化水平和服务水平, 其势必成为21世纪现代物流发展的不可逆转的趋势。

2. 射频识别技术的技术优势分析

传统的自动识别技术的主要功能是提供关于个人、动物、货物和商品的区别于他物的相关信息。在当今的服务领域、在商品销售与后勤分配领域、以及在商业部门、在生产企业和材料流通等领域自动识别技术己得到了快速的普及和应用。 条形码技术, 曾在识别系统领域引起了一场革命并得到了广泛的应用。但是现在这种技术在许多场合已经不能满足人们的需要了。条形码虽然很便宜, 但它的存储能力小、不能改写等的缺点均限制了它在自动识别领域的应用。 在这样特殊的历史背景底下, 在我们对大存储量信息载体和无线信息交换方式的需求下面,RFID 技术应运而生。而要把自动识别技术与现代的物流管理相结合, 在技术的实际应用当中提高物流管理的效率和效益, 与当前广泛应用的条形码相比，RFID 有着以下特点：

1) 无方向性：读取时不需对准，只需在阅读器的范围内，利用无线电进行读取。

2) 唯一性：识别码独一无二，无法仿造。

3) 丰富性：电子标签能储存较多数据，存储能力可达几百字节，并可重复读写。

4) 同时性：一次能读取数个至数千个标签识别码及数据。 5. 坚固性：能全天

候作业，不易污损。

3. 射频识别技术的应用优势分析

无论是传统的管理方式, 还是现代更强调智能化的管理方式, 物流管理的最终目标都是要通过向商品流通过程当中不同的对象提供产品或服务以换取利润。因此, 商品从生产、储存、运输到流通, 这一完整的物流管理的流程里面, RFID智能射频识别技术的应用, 能帮助我们在其中不同的范围或领域内改进业务 的效率和效益, 这具体表现在以下几个方面:

3.1零售领域

无论是一包糖果, 还是一台冰箱或者电视机, 在外包装上加印规范的条形码, 已经是绝大多数企业生产过程中一个常规的步骤。在商品流通企业, 例如大型超市, 店员通过扫描条形码来结账和统计库存也是司空见惯的一个场景。

然而, 这一场景可能很快要成为历史, 产品包装上的条形码可能将要消失, 而由加贴或者隐藏在包装内的智能识别标签(RFID)取而代之。RFID 的应用, 将使企业的产品和商品信息统计在无形中自动完成, 大大提高运营效率。

3.2物流运输领域

在商品出货运输的过程中,RFID 系统可以指导和跟踪货物运输到分类的地点, 通过实时收集的货物信息, 调度和分配运输工具的有效工作时间。此外, 它还能帮助我们完成诸如:集装箱检视、集装箱分舱、内装货物的核对和确认, 以及发货单打印等工作。在该领域内RFID 的广泛应用, 能够使得货物运输过程中人为参与因素大量地减少, 籍此获取更准确的货物信息, 实现货物有效的在途控制。同时, 进一步降低物流成本, 提高生产效率。对管理者而言, 就是可以随时地监控全局, 更好地调整资源和劳动力的配置。

3.3商品库存领域

智能化的库存管理, 能够帮助我们精确地监控产品的流动情况, 实现库存状况的实时控制, 从而提高生产透明度和生产效率。

现行的仓储物流，大部分采用条形码作为仓储管理智能化的方式，虽然其智能化程度比以前大大提高，但仍需要耗费大量的人力物力投入到仓储物流中。现在如果将RFID 系统与现行的条码系统相结合，可有效解决与仓库及货物流动有关的信息管理，不但可增加一天内处理货物的件数，还可以查看这些货物的一切流动信息。将条形码与RFID 技术相结合，也是RFID 在现阶段应用的一种方式。可以将条形码贴在物品上，射频电子标签贴在存放物品的托盘或叉车上，电子标签存放托盘或叉车上所有物品的信息，阅读器则安置在仓库的进出口。每当物品进库时，阅读器自动识别电子标签上面的物品信息，并将信息存储到与之相连的管理系统中；当物品出库时，同样由阅读器自动识别物品信息，并传送到管理系统，由系统对信息进行出库处理。

RFID 技术的运用, 能使我们通过无线射频信息的收集而直接完成商品的入库工作。

货物的实时位置和运动信息, 都直接由RFID 系统进行实时跟踪, 仓库工作人员只需借助RFID 的收发天线和读写器的帮助, 即可把货物的信息记录入库。同时,RFID 系统还可以根据货物标签中所记录的有关数量和体积等的信息, 指示出最合适的仓储位置, 以达到仓储空间的最优化利用。而在货物清点的过程当中, 也可以通过自动跟踪RFID 标签, 极大地提高清点工作的透明度和效率。

3.4生产领域

RFID 技术应用在生产流水线上, 可以实现生产过程的自动控制、监视, 提高生产率, 改进生产方式、节约生产成本。如汽车装配流水线, 在装配流水线上应用智能标签有利于大量地生产用户定制的汽车。定制汽车是基于用户提出的要求式样而生产的, 用户可以从上万种内部和外部选项中选定自己所需汽车的颜色、引擎型号、轮胎式样等, 实现客户DIY 。这样一来, 汽车装配流水线上就得装配上百种式样的汽车, 如果没有一个高度组织的、复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司就在其装配流水线上配有RFID 系统, 他们使用可重复使用的智能标签, 该智能标签上带有详细的对特定汽车的所有要求, 在每个工作点处都有读写器, 这样可以保证汽车在各个流水线位置处均能毫无差错地完成装配任务。而Motorola 、SGSThomson 等集成电路制造商也在竞争激烈的半导体工业中纷纷采用了加入射频识别技术的自动识别工序控制系统。半导体生产对于超净环境的特殊需要, 使得RFID 应用在此非常理想, 而其它自动识别系统, 如条形码在如此苛刻的化学条件和超净环境要求下就不适用。

人类历史上曾经有过两个大量提供利润的领域。第一个是资源领域, 第二个是人力领域。在这两个利润源潜力越来越小, 利润开拓越来越困难的情况下, 物流领域的潜力正越来越被人们所重视, 也正日益成为企业经营管理研究的热点问题。现代的物流管理正成为企业从流通渠道中追逐利润的主要手段, 而应用先进的RFID 技术解决智能化物流管理问题必将成为企业经营当中的“第三利润源泉”。

3.5防伪领域

在商品流通领域，FRID 技术使得合理的产品及库存控制和智能物流技术成为可能。它在物流行业的应用流程是：每个产品出厂时都被附上电子标签，然后通过读写器写入唯一的识别代码，并将物品的信息录入到数据库中。此后装箱销售、出口验证、到港分发、零售上架等各个环节都可以通过读写器反复读写标签。标

签就是物品的“身份证”，借助电子标签，可以实现商品对原料、半成品、成品、运输、仓储、配送、上架、最终销售，甚至退货处理等环节进行实时监控，FRID 技术提高了物品分拣的自动化程度，降低了差错率，使整个供应链管理显得透明而高效。

3.6军事领域

3.6.1 射频识别技术在军事物流领域的主要应用

目前，射频识别技术在军事物流领域的应用主要集中在运输途中对装备物资位置、状态的监控、仓储管理以及特定物品查找、分发等方面。

（1） 在运装备物资可视化管理。即在集装箱或装载大型装备、集装箱的拖 车上安装射频标签，同时在运输起点、终点和各中途转运站等各个节点上配置固定式或手持式射频识读器和后台计算机系统。

（2） 物资集结地仓储管理。射频识别技术除用于运输途中跟踪货物位置、 数量、状况等应用外，在物资集结地临时开设的野战货场以及各类永久性货物仓库的仓储管理中也发挥着重要作用。

（3）特定物品寻找系统。

（4）物品发放装置。射频识别装置还可用于个人用品、日用品的发放管理。 射频识别技术在军事后勤领域的应用，有效地提高了保障效率，提高了物资追踪能力、库存管理能力和劳动生产率，极大地减少了重复申请与物品损失，优化了内部的业务流程。

3.6.2. 射频识别技术在军事物流应用中的问题

（1）标签的问题。RFID 有源标签的性能、可靠性、制造工艺相对比较成熟，但由于其价值昂贵，使用范围受限。

（2）频率选择与使用问题。射频识别系统使用的频率会直接影响到系统的读写距离、执行的标准以及兼容性等多方面的问题。

（3）射频识读器的功率问题。美国允许UHF 系统识读器的有效发射功率（ERP ，Effective Radiated Power）是4w ，无源标签可以在3-4米的距离内读到。欧洲规定ERP 不得超过500mw ，无源标签的识读距离仅在1米以内。不同功率的射频识读设备，对运输途中、物资临时集结地和仓库射频识读设备的安装和作业方式带来问题。

4）复杂电磁环境下的抗干扰问题。信息化作战，最突出的变化是使复杂电磁环境从传统战场环境要素中脱颖而出。在相对狭窄的战场空间，种类繁多的信息系统和电子设备云集，大量电磁辐射互扰自扰，加之敌对双方施展的电磁对抗手段，其电磁环境的复杂性对射频识别系统的影响不容小觑。

（5）信息安全性问题。射频识别系统所基于的无线信号以“开放”的方式传播和接收，无线电波自身并不能确定敌我。

（6）特殊货品现场的使用问题。 （7）系统兼容性问题。

（8）自然环境带来的问题。军事物流要面对更严酷的自然环境，军用装备、物资可能到达的地域，远非一般民用物流可比，温度、湿度、盐雾、日晒等自然因素，对以电子设备为主的射频识别系统来讲，是必需通过的考验。

以上问题相互关联，一个问题的解决可能会给其他问题提供解决的机会，但也许会带来新的问题。射频识别系统的应用，就是在技术、成本、安全、兼容性、可靠性等方面不断权衡的过程。

应该认识到，任何一项新技术的使用，都不会是一帆风顺。可以相信，随着射频识别技术在物流领域应用的逐步深入，问题不断暴露并不断得到改进，应用的前景是光明的。