Abstract：
Key words :
物流作為伴隨生產到消費的一項經濟活動, 通過對產品的加工、運輸與交換, 為用戶提供滿意的服務, 是密切市場經濟中供求關系的網絡組織。在現代物流業中, 由于傳統的條形碼是可視傳播技術, 容易因為磨損或皺折而被拒讀, 而且條形碼難以唯一標識某個單品。RFID智能標簽的出現克服了條形碼的這些缺點, 通過自身芯片來保證數據的安全性, 并提供數據量更大的信息。
本文通過對RFID技術原理、特點以及RFID在物流行業中各個環節應用的綜述介紹, 探討中國物流行業RFID應用模式, 并就一個實際的現代物流倉儲管理RFID系統詳細說明了RFID如何有效地應用在物流行業中。
一、RFID技術原理和優點
RFID作為一種非接觸式的自動識別技術, 以其可識別移動的物體、同時識別多個對象、非接觸方式以及不需干預等優點被廣泛應用于工業自動化、商業自動化和物流信息自動化等眾多領域。
( 一)RFID的基本組成
RFID的基本原理是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性, 實現對靜止的或移動中的待識別物品的自動識別。一個基本的RFID系統是由RFID智能標簽、RFID 讀寫器和中間件等三部分組成。如(圖1)所示。
( 二) 工作原理
當附有電子標簽的物體進入讀寫器的讀寫區域時, 讀寫器發出的信號會激活標簽; 同時讀寫器接收到標簽反射回來的微波信號后, 將電子標簽內的識別代碼信息識別出來。這些識別信息作為物體的特征數據被傳送到特定計算機作進一步處理, 從而完成與物體相關的信息查詢和管理等應用。
( 三)RFID的技術特點
和傳統的條形碼相比, RFID智能標簽具有很多優點:
( 1) 從識別能力上來說, RFID標簽的應用層次可以具體到每一個需要識別的單品;
( 2) 從識讀距離上來說, RFID標簽識別技術并不需要可視傳輸技術,只要在解讀器的讀取范圍內就行了;
( 3) 從可儲存容量上來說, RFID標簽信息容量大, 可反復讀寫;
( 4) 從適應環境性來說, 它克服了條形碼容易被撕掉和污染的缺點, RFID標簽可以耐高溫, 使用壽命長, 防水, 防磁耐磨損, 可適應不同天氣的影響全天候工作;
( 5) 從防干擾性方面來說, RFID標簽可以穿過玻璃、塑料等非金屬物體進行識別。
二、基于RFID技術的物流應用
( 一) 物流信息系統
現代物流企業要為客戶提供準確、快捷、安全、優質的服務, 必須對倉儲、運輸、配送、裝卸搬運、流通加工等物流業務全過程利用現代計算機信息技術
進行信息的采集、儲存、傳輸、加工分析和管理, 對業務流程進行管理、跟蹤和控制。信息系統是現代物流企業得以成功運營的必要條件。
一個完整的物流信息系統包括配送、倉儲、運輸、結算和行政管理等相互獨立而又相互關聯的子系統, 這些子系統分別實現物流配送、智能化倉庫管理、運輸調度管理、自動化結算、物流企業資源管理等系統功能。RFID技術的引進充分發揮了快速、實時、準確采集與處理信息的良好功能特性, 使得企業能夠實時、精確地掌握整個供應鏈上的商流、物流、信息流和資金流的流向和變化, 同時使得供應鏈上各個業務環節和流程更加協調一致, 提高整個供應鏈上的經濟效益。
( 二)RFID物流行業應用現狀
RFID作為換代性標識技術, 在歐美發達國家已經表現出了高度的專業性與普及趨勢, 具有在物流、物料管理、工業自動化和服務業領域廣泛應用的前景。隨著企業信息化的提高, RFID技術也有了長足進步。除了第三方物流企業之外, 更多的制造企業將RFID應用在供應鏈管理、庫存管理、配送等涉及產品流轉的各個環節, 大大提高了物流信息化水平, 加快了商品流通的速度, 增強了整個物流行業的競爭力。
近期瑞士德迅集團(K&N)與德國西門子集團聯合在歐美之間的供應鏈管理運作上率先采用無線射頻識別(RFID)系統。TNT也于去年完成了涵蓋從進口物流和倉儲到跨國分銷的供應商鏈流程的RFID計劃第一階段的工作, 轉入全面推廣階段。美國聯合包裹服務公司正在試驗把RFID貨運標簽放在可重復使用的集裝箱和運輸車輛上, 監控車輛和貨物進出工廠。波音公司和空中客車公司正在合作, 要求其2000多家供應商在2005年年中開始給飛機和發動機零件安裝標簽。沃爾瑪、Tesco、Metro三家零售企業也大力推動RFID管理貨流。
各個行業RFID技術的積極應用充分說明了RFID技術無論是對第三方物流企業還是大型制造企業物流供應鏈的構建都發揮著巨大的作用, 它將物流供應鏈中的各個環節有效地結合在一起, 實現了數據的高度管理, 提高了整體運作效率。
( 三)RFID在物流行業的典型應用
以RFID為基礎的軟硬件技術構建的RFID信息系統, 將使產品、倉儲、采購、運輸、銷售及消費的全過程發生根本性的變化。目前, RFID技術已經在物流的諸多環節中發揮著重要的作用。
1. 生產環節
RFID技術應用于生產環節中的生產線上, 能夠實現生產線的自動化和原料、產品的識別定位, 這將大大減少人工識讀成本和出錯率, 同時也大大提高了生產的效率和質量。RFID技術還能夠對產品進行信息的收集、處理, 幫助生產人員輕松的掌握整個生產線的運作情況和產品的生產進度。
2. 配送/分銷環節
在配送環節, 采用射頻技術能大大加快配送的速度和提高揀選與分發過程的效率與準確率, 并能減少人工、降低配送成本。如果到達中央配送中心的所有商品都貼有RFID標簽, 在進入中央配送中心時,托盤通過一個閱讀器, 讀取托盤上所有貨箱上的標簽內容。系統將這些信息與發貨記錄進行核對, 以檢測出可能的錯誤, 然后將RFID標簽更新為最新的商品存放地點和狀態。
3. 運輸環節
在運輸環節中通過RFID技術, 在運輸的貨物和車輛貼上RFID標簽, 運輸線的檢查點上安裝上RFID接收裝置, 接收裝置檢測到RFID標簽信息后, 將標簽信息、地理位置等經由Internet發送給運輸調度中心,這樣供應商和經銷商就能夠比較方便地查閱貨物現在所處的狀態。
4. 倉儲環節
在倉庫里, 射頻技術廣泛應用于存取貨物與庫存盤點, 當貼有RFID標簽的貨物進入倉儲中心是, 入口的RFID識讀器將自動識別標簽并完成庫存盤點。在整個倉庫管理中, 將系統制定的收貨、取貨、裝運等實際功能與RFID技術相結合, 能夠高效地完成各種業務操作, 如指定堆放區域、上架取貨與補貨等。
5. 銷售環節
在銷售環節中, RFID可以改進零售商的庫存管理。當貨物被顧客取走時, 裝有RFID識讀器的貨架能夠實時地報告貨架上的貨物情況, 并通知系統在適當的時候補貨。同時對裝有RFID標簽的貨物能夠監控其移動、位置等。所有的這些都大大節約的人工成本、減少出錯、提高效率。
三、典型行業應用模式
目前RFID物流行業典型應用大概有快運業務、第三方綜合物流業務和防偽產品物流業務等三種模式。
( 一) 快運業務模式
與傳統快運業不同的是, RFID技術可以主動向主人匯報快遞的運送情況, 在很大程度上增加了快遞業務的透明度。在快運業務模式中RFID電子標簽會加貼在單件貨物、包裝箱、托盤、集裝箱、運輸車輛等不同包裝層次上, 所以對于無論是批量還是單個的管理物流產品在運送過程中的路線等信息都是非常方便的。在快運業務模式中應該充分發揮RFID技術的非可視傳輸、批量讀寫、信息儲存容量大等技術優勢。
( 二) 第三方綜合物流業務模式
第三方綜合物流是指商品交易雙方之外的第三方為商品交易雙方提供部分或全部物流服務的物流運作模式。第三方綜合物流模式將為物流客戶提供應用RFID技術的完整成熟解決方案, 其中應用環節包括原材料、零配件的管理、產成品的分撥配送、回收物流、VMI服務等等。第三方綜合物流業務需要對企業自身的管理信息系統進行改造, 涉及系統包括運輸管理系統、倉庫管理系統、采購管理系統、配送管理系統等。
( 三) 防偽產品物流業模式
利用射頻識別技術防偽, 與其他防偽技術如激光防偽、數字防偽等技術相比, 有著其它防偽技術無法比擬的優點, RFID的每個標簽都有一個全球唯一的ID號碼, 這個號碼是在制作芯片時放在ROM中的,無法修改、無法仿造, 而且具有防機械磨損, 防污損的特點, 數據安全方面除標簽的密碼保護外, 數據部分可用一些算法實現安全管理。
四、面向倉庫管理的RFID系統
倉庫運營效率是物流以至供應鏈管理的重要環節。倉儲管理系統(WMS,Warehouse ManagementSystem) 不僅包括由應用軟件和相關硬件設備構的
技術支持系統, 還包括倉庫運作流程設計系統、倉庫管理作業標準系統。
( 一) 技術應用方案
現代倉儲管理的功能包括: 傳統的倉儲管理、交叉轉運/在途合并、增值服務流程、退貨、質量保證和動態客戶服務。WMS按照運作的業務規則和運算法則, 對信息、資源、行為、存貨和分銷運作進行管理,使其最大化滿足有效產出和精確性的要求。倉庫管理系統(WMS) 系統通過數據交換集成電子商務平臺等電子媒介, 與物流企業的計劃調度等主系統連接,由主系統下達收貨和定單的原始數據。同時通過無線網絡、手提終端、條碼系統和電子標簽數據通信(RFID)等信息技術與倉庫員工的操作連接。上下相互作用, 傳達指令、反饋信息并更新數據庫, 同時, 生成所需的電子標簽和單據文件。
( 二) 系統概述
基于RFID自動識別技術的倉庫管理系統, 以WMS系統和RFID中間件系統為支撐平臺, 由收貨、入庫、揀貨、配裝、盤點、出庫、叉車定位/調度等多個流程包組成, 其中各功能包既可獨立運行也可以平滑連接形成一個完整系統。
1. 硬件系統
RFID標簽: 根據不同的應用需求, 采用高頻和超高頻的產品。分為托盤標簽、倉庫定位標簽、單品標簽等。
讀寫器: 分為固定式讀寫器和手持移動式讀寫器兩類, 均支持RS232、以太網和無線局域網等多種通信方式。
固定式天線: 包括超高頻全向平板、垂直平板和水平平板天線, 能夠適應多路徑高散射的復雜環境,能夠增強接收信號。
車載/手持電腦終端: 觸摸式液晶屏幕, 支持多種操作系統, 可以連接條碼和RFID等多種讀寫設備, 集成無線網絡通信功能, 能夠適應多種惡劣復雜的工作環境。
2. 軟件系統
RFID中間件系統: 是整個系統的運營支撐平臺,具有數據采集、過濾、排序、封裝和轉發等功能。
應用程序包: 包括收貨、入庫、揀貨、配裝、盤點、出庫、叉車定位/調度等多個流程包。各流程包間可以靈活組合, 定制成為新的功能包。各流程包均支持貨品有標簽和無標簽兩種情況,WMS系統與各功能包無縫連接。
數據交換平臺: 作為多個功能包同時運轉的支撐平臺, 也是與仿真系統、管理信息系統和ERP系統等外界系統的連接和數據交換平臺。
五、結語
RFID技術已經深入到物流供應鏈管理的各個環節中, 由于它數據采集處理的優點, 不僅提高了整個供應鏈的效率, 而且增加了供應鏈的透明度, 在現今激烈的競爭中, RFID技術必將對物流供應鏈產生積極的影響。
本文通過對RFID技術原理、特點以及RFID在物流行業中各個環節應用的綜述介紹, 探討中國物流行業RFID應用模式, 并就一個實際的現代物流倉儲管理RFID系統詳細說明了RFID如何有效地應用在物流行業中。
一、RFID技術原理和優點
RFID作為一種非接觸式的自動識別技術, 以其可識別移動的物體、同時識別多個對象、非接觸方式以及不需干預等優點被廣泛應用于工業自動化、商業自動化和物流信息自動化等眾多領域。
( 一)RFID的基本組成
RFID的基本原理是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性, 實現對靜止的或移動中的待識別物品的自動識別。一個基本的RFID系統是由RFID智能標簽、RFID 讀寫器和中間件等三部分組成。如(圖1)所示。
圖一 RFID系統原理圖
( 二) 工作原理
當附有電子標簽的物體進入讀寫器的讀寫區域時, 讀寫器發出的信號會激活標簽; 同時讀寫器接收到標簽反射回來的微波信號后, 將電子標簽內的識別代碼信息識別出來。這些識別信息作為物體的特征數據被傳送到特定計算機作進一步處理, 從而完成與物體相關的信息查詢和管理等應用。
( 三)RFID的技術特點
和傳統的條形碼相比, RFID智能標簽具有很多優點:
( 1) 從識別能力上來說, RFID標簽的應用層次可以具體到每一個需要識別的單品;
( 2) 從識讀距離上來說, RFID標簽識別技術并不需要可視傳輸技術,只要在解讀器的讀取范圍內就行了;
( 3) 從可儲存容量上來說, RFID標簽信息容量大, 可反復讀寫;
( 4) 從適應環境性來說, 它克服了條形碼容易被撕掉和污染的缺點, RFID標簽可以耐高溫, 使用壽命長, 防水, 防磁耐磨損, 可適應不同天氣的影響全天候工作;
( 5) 從防干擾性方面來說, RFID標簽可以穿過玻璃、塑料等非金屬物體進行識別。
二、基于RFID技術的物流應用
( 一) 物流信息系統
現代物流企業要為客戶提供準確、快捷、安全、優質的服務, 必須對倉儲、運輸、配送、裝卸搬運、流通加工等物流業務全過程利用現代計算機信息技術
進行信息的采集、儲存、傳輸、加工分析和管理, 對業務流程進行管理、跟蹤和控制。信息系統是現代物流企業得以成功運營的必要條件。
一個完整的物流信息系統包括配送、倉儲、運輸、結算和行政管理等相互獨立而又相互關聯的子系統, 這些子系統分別實現物流配送、智能化倉庫管理、運輸調度管理、自動化結算、物流企業資源管理等系統功能。RFID技術的引進充分發揮了快速、實時、準確采集與處理信息的良好功能特性, 使得企業能夠實時、精確地掌握整個供應鏈上的商流、物流、信息流和資金流的流向和變化, 同時使得供應鏈上各個業務環節和流程更加協調一致, 提高整個供應鏈上的經濟效益。
( 二)RFID物流行業應用現狀
RFID作為換代性標識技術, 在歐美發達國家已經表現出了高度的專業性與普及趨勢, 具有在物流、物料管理、工業自動化和服務業領域廣泛應用的前景。隨著企業信息化的提高, RFID技術也有了長足進步。除了第三方物流企業之外, 更多的制造企業將RFID應用在供應鏈管理、庫存管理、配送等涉及產品流轉的各個環節, 大大提高了物流信息化水平, 加快了商品流通的速度, 增強了整個物流行業的競爭力。
近期瑞士德迅集團(K&N)與德國西門子集團聯合在歐美之間的供應鏈管理運作上率先采用無線射頻識別(RFID)系統。TNT也于去年完成了涵蓋從進口物流和倉儲到跨國分銷的供應商鏈流程的RFID計劃第一階段的工作, 轉入全面推廣階段。美國聯合包裹服務公司正在試驗把RFID貨運標簽放在可重復使用的集裝箱和運輸車輛上, 監控車輛和貨物進出工廠。波音公司和空中客車公司正在合作, 要求其2000多家供應商在2005年年中開始給飛機和發動機零件安裝標簽。沃爾瑪、Tesco、Metro三家零售企業也大力推動RFID管理貨流。
各個行業RFID技術的積極應用充分說明了RFID技術無論是對第三方物流企業還是大型制造企業物流供應鏈的構建都發揮著巨大的作用, 它將物流供應鏈中的各個環節有效地結合在一起, 實現了數據的高度管理, 提高了整體運作效率。
( 三)RFID在物流行業的典型應用
以RFID為基礎的軟硬件技術構建的RFID信息系統, 將使產品、倉儲、采購、運輸、銷售及消費的全過程發生根本性的變化。目前, RFID技術已經在物流的諸多環節中發揮著重要的作用。
1. 生產環節
RFID技術應用于生產環節中的生產線上, 能夠實現生產線的自動化和原料、產品的識別定位, 這將大大減少人工識讀成本和出錯率, 同時也大大提高了生產的效率和質量。RFID技術還能夠對產品進行信息的收集、處理, 幫助生產人員輕松的掌握整個生產線的運作情況和產品的生產進度。
2. 配送/分銷環節
在配送環節, 采用射頻技術能大大加快配送的速度和提高揀選與分發過程的效率與準確率, 并能減少人工、降低配送成本。如果到達中央配送中心的所有商品都貼有RFID標簽, 在進入中央配送中心時,托盤通過一個閱讀器, 讀取托盤上所有貨箱上的標簽內容。系統將這些信息與發貨記錄進行核對, 以檢測出可能的錯誤, 然后將RFID標簽更新為最新的商品存放地點和狀態。
3. 運輸環節
在運輸環節中通過RFID技術, 在運輸的貨物和車輛貼上RFID標簽, 運輸線的檢查點上安裝上RFID接收裝置, 接收裝置檢測到RFID標簽信息后, 將標簽信息、地理位置等經由Internet發送給運輸調度中心,這樣供應商和經銷商就能夠比較方便地查閱貨物現在所處的狀態。
4. 倉儲環節
在倉庫里, 射頻技術廣泛應用于存取貨物與庫存盤點, 當貼有RFID標簽的貨物進入倉儲中心是, 入口的RFID識讀器將自動識別標簽并完成庫存盤點。在整個倉庫管理中, 將系統制定的收貨、取貨、裝運等實際功能與RFID技術相結合, 能夠高效地完成各種業務操作, 如指定堆放區域、上架取貨與補貨等。
5. 銷售環節
在銷售環節中, RFID可以改進零售商的庫存管理。當貨物被顧客取走時, 裝有RFID識讀器的貨架能夠實時地報告貨架上的貨物情況, 并通知系統在適當的時候補貨。同時對裝有RFID標簽的貨物能夠監控其移動、位置等。所有的這些都大大節約的人工成本、減少出錯、提高效率。
三、典型行業應用模式
目前RFID物流行業典型應用大概有快運業務、第三方綜合物流業務和防偽產品物流業務等三種模式。
( 一) 快運業務模式
與傳統快運業不同的是, RFID技術可以主動向主人匯報快遞的運送情況, 在很大程度上增加了快遞業務的透明度。在快運業務模式中RFID電子標簽會加貼在單件貨物、包裝箱、托盤、集裝箱、運輸車輛等不同包裝層次上, 所以對于無論是批量還是單個的管理物流產品在運送過程中的路線等信息都是非常方便的。在快運業務模式中應該充分發揮RFID技術的非可視傳輸、批量讀寫、信息儲存容量大等技術優勢。
( 二) 第三方綜合物流業務模式
第三方綜合物流是指商品交易雙方之外的第三方為商品交易雙方提供部分或全部物流服務的物流運作模式。第三方綜合物流模式將為物流客戶提供應用RFID技術的完整成熟解決方案, 其中應用環節包括原材料、零配件的管理、產成品的分撥配送、回收物流、VMI服務等等。第三方綜合物流業務需要對企業自身的管理信息系統進行改造, 涉及系統包括運輸管理系統、倉庫管理系統、采購管理系統、配送管理系統等。
( 三) 防偽產品物流業模式
利用射頻識別技術防偽, 與其他防偽技術如激光防偽、數字防偽等技術相比, 有著其它防偽技術無法比擬的優點, RFID的每個標簽都有一個全球唯一的ID號碼, 這個號碼是在制作芯片時放在ROM中的,無法修改、無法仿造, 而且具有防機械磨損, 防污損的特點, 數據安全方面除標簽的密碼保護外, 數據部分可用一些算法實現安全管理。
四、面向倉庫管理的RFID系統
倉庫運營效率是物流以至供應鏈管理的重要環節。倉儲管理系統(WMS,Warehouse ManagementSystem) 不僅包括由應用軟件和相關硬件設備構的
技術支持系統, 還包括倉庫運作流程設計系統、倉庫管理作業標準系統。
( 一) 技術應用方案
現代倉儲管理的功能包括: 傳統的倉儲管理、交叉轉運/在途合并、增值服務流程、退貨、質量保證和動態客戶服務。WMS按照運作的業務規則和運算法則, 對信息、資源、行為、存貨和分銷運作進行管理,使其最大化滿足有效產出和精確性的要求。倉庫管理系統(WMS) 系統通過數據交換集成電子商務平臺等電子媒介, 與物流企業的計劃調度等主系統連接,由主系統下達收貨和定單的原始數據。同時通過無線網絡、手提終端、條碼系統和電子標簽數據通信(RFID)等信息技術與倉庫員工的操作連接。上下相互作用, 傳達指令、反饋信息并更新數據庫, 同時, 生成所需的電子標簽和單據文件。
( 二) 系統概述
基于RFID自動識別技術的倉庫管理系統, 以WMS系統和RFID中間件系統為支撐平臺, 由收貨、入庫、揀貨、配裝、盤點、出庫、叉車定位/調度等多個流程包組成, 其中各功能包既可獨立運行也可以平滑連接形成一個完整系統。
1. 硬件系統
RFID標簽: 根據不同的應用需求, 采用高頻和超高頻的產品。分為托盤標簽、倉庫定位標簽、單品標簽等。
讀寫器: 分為固定式讀寫器和手持移動式讀寫器兩類, 均支持RS232、以太網和無線局域網等多種通信方式。
固定式天線: 包括超高頻全向平板、垂直平板和水平平板天線, 能夠適應多路徑高散射的復雜環境,能夠增強接收信號。
車載/手持電腦終端: 觸摸式液晶屏幕, 支持多種操作系統, 可以連接條碼和RFID等多種讀寫設備, 集成無線網絡通信功能, 能夠適應多種惡劣復雜的工作環境。
2. 軟件系統
RFID中間件系統: 是整個系統的運營支撐平臺,具有數據采集、過濾、排序、封裝和轉發等功能。
應用程序包: 包括收貨、入庫、揀貨、配裝、盤點、出庫、叉車定位/調度等多個流程包。各流程包間可以靈活組合, 定制成為新的功能包。各流程包均支持貨品有標簽和無標簽兩種情況,WMS系統與各功能包無縫連接。
數據交換平臺: 作為多個功能包同時運轉的支撐平臺, 也是與仿真系統、管理信息系統和ERP系統等外界系統的連接和數據交換平臺。
五、結語
RFID技術已經深入到物流供應鏈管理的各個環節中, 由于它數據采集處理的優點, 不僅提高了整個供應鏈的效率, 而且增加了供應鏈的透明度, 在現今激烈的競爭中, RFID技術必將對物流供應鏈產生積極的影響。
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