物流作為伴隨生產(chǎn)到消費(fèi)的一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng), 通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的加工、運(yùn)輸與交換, 為用戶提供滿意的服務(wù), 是密切市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中供求關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)組織。在現(xiàn)代物流業(yè)中, 由于傳統(tǒng)的條形碼是可視傳播技術(shù), 容易因?yàn)槟p或皺折而被拒讀, 而且條形碼難以唯一標(biāo)識(shí)某個(gè)單品。RFID智能標(biāo)簽的出現(xiàn)克服了條形碼的這些缺點(diǎn), 通過(guò)自身芯片來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全性, 并提供數(shù)據(jù)量更大的信息。
本文通過(guò)對(duì)RFID技術(shù)原理、特點(diǎn)以及RFID在物流行業(yè)中各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用的綜述介紹, 探討中國(guó)物流行業(yè)RFID應(yīng)用模式, 并就一個(gè)實(shí)際的現(xiàn)代物流倉(cāng)儲(chǔ)管理RFID系統(tǒng)詳細(xì)說(shuō)明了RFID如何有效地應(yīng)用在物流行業(yè)中。
一、RFID技術(shù)原理和優(yōu)點(diǎn)
RFID作為一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù), 以其可識(shí)別移動(dòng)的物體、同時(shí)識(shí)別多個(gè)對(duì)象、非接觸方式以及不需干預(yù)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化和物流信息自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域。
( 一)RFID的基本組成
RFID的基本原理是利用射頻信號(hào)及其空間耦合、傳輸特性, 實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止的或移動(dòng)中的待識(shí)別物品的自動(dòng)識(shí)別。一個(gè)基本的RFID系統(tǒng)是由RFID智能標(biāo)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(tǒng)原理圖
RFID智能標(biāo)簽由芯片與天線組成, 每一個(gè)標(biāo)簽被賦予一個(gè)唯一的電子標(biāo)簽編碼。讀寫器可將主機(jī)的讀寫命令傳送到電子標(biāo)簽, 再把從主機(jī)發(fā)往電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)加密, 將電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)解密后送到主機(jī)。中間件主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)及管理、對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀寫控制等。
( 二) 工作原理
當(dāng)附有電子標(biāo)簽的物體進(jìn)入讀寫器的讀寫區(qū)域時(shí), 讀寫器發(fā)出的信號(hào)會(huì)激活標(biāo)簽; 同時(shí)讀寫器接收到標(biāo)簽反射回來(lái)的微波信號(hào)后, 將電子標(biāo)簽內(nèi)的識(shí)別代碼信息識(shí)別出來(lái)。這些識(shí)別信息作為物體的特征數(shù)據(jù)被傳送到特定計(jì)算機(jī)作進(jìn)一步處理, 從而完成與物體相關(guān)的信息查詢和管理等應(yīng)用。
( 三)RFID的技術(shù)特點(diǎn)
和傳統(tǒng)的條形碼相比, RFID智能標(biāo)簽具有很多優(yōu)點(diǎn):
( 1) 從識(shí)別能力上來(lái)說(shuō), RFID標(biāo)簽的應(yīng)用層次可以具體到每一個(gè)需要識(shí)別的單品;
( 2) 從識(shí)讀距離上來(lái)說(shuō), RFID標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)并不需要可視傳輸技術(shù),只要在解讀器的讀取范圍內(nèi)就行了;
( 3) 從可儲(chǔ)存容量上來(lái)說(shuō), RFID標(biāo)簽信息容量大, 可反復(fù)讀寫;
( 4) 從適應(yīng)環(huán)境性來(lái)說(shuō), 它克服了條形碼容易被撕掉和污染的缺點(diǎn), RFID標(biāo)簽可以耐高溫, 使用壽命長(zhǎng), 防水, 防磁耐磨損, 可適應(yīng)不同天氣的影響全天候工作;
( 5) 從防干擾性方面來(lái)說(shuō), RFID標(biāo)簽可以穿過(guò)玻璃、塑料等非金屬物體進(jìn)行識(shí)別。
二、基于RFID技術(shù)的物流應(yīng)用
( 一) 物流信息系統(tǒng)
現(xiàn)代物流企業(yè)要為客戶提供準(zhǔn)確、快捷、安全、優(yōu)質(zhì)的服務(wù), 必須對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、配送、裝卸搬運(yùn)、流通加工等物流業(yè)務(wù)全過(guò)程利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)
進(jìn)行信息的采集、儲(chǔ)存、傳輸、加工分析和管理, 對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行管理、跟蹤和控制。信息系統(tǒng)是現(xiàn)代物流企業(yè)得以成功運(yùn)營(yíng)的必要條件。
一個(gè)完整的物流信息系統(tǒng)包括配送、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、結(jié)算和行政管理等相互獨(dú)立而又相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng), 這些子系統(tǒng)分別實(shí)現(xiàn)物流配送、智能化倉(cāng)庫(kù)管理、運(yùn)輸調(diào)度管理、自動(dòng)化結(jié)算、物流企業(yè)資源管理等系統(tǒng)功能。RFID技術(shù)的引進(jìn)充分發(fā)揮了快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集與處理信息的良好功能特性, 使得企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)、精確地掌握整個(gè)供應(yīng)鏈上的商流、物流、信息流和資金流的流向和變化, 同時(shí)使得供應(yīng)鏈上各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)和流程更加協(xié)調(diào)一致, 提高整個(gè)供應(yīng)鏈上的經(jīng)濟(jì)效益。
( 二)RFID物流行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀
RFID作為換代性標(biāo)識(shí)技術(shù), 在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)表現(xiàn)出了高度的專業(yè)性與普及趨勢(shì), 具有在物流、物料管理、工業(yè)自動(dòng)化和服務(wù)業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的前景。隨著企業(yè)信息化的提高, RFID技術(shù)也有了長(zhǎng)足進(jìn)步。除了第三方物流企業(yè)之外, 更多的制造企業(yè)將RFID應(yīng)用在供應(yīng)鏈管理、庫(kù)存管理、配送等涉及產(chǎn)品流轉(zhuǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié), 大大提高了物流信息化水平, 加快了商品流通的速度, 增強(qiáng)了整個(gè)物流行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
近期瑞士德迅集團(tuán)(K&N)與德國(guó)西門子集團(tuán)聯(lián)合在歐美之間的供應(yīng)鏈管理運(yùn)作上率先采用無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)。TNT也于去年完成了涵蓋從進(jìn)口物流和倉(cāng)儲(chǔ)到跨國(guó)分銷的供應(yīng)商鏈流程的RFID計(jì)劃第一階段的工作, 轉(zhuǎn)入全面推廣階段。美國(guó)聯(lián)合包裹服務(wù)公司正在試驗(yàn)把RFID貨運(yùn)標(biāo)簽放在可重復(fù)使用的集裝箱和運(yùn)輸車輛上, 監(jiān)控車輛和貨物進(jìn)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(yīng)商在2005年年中開(kāi)始給飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)零件安裝標(biāo)簽。沃爾瑪、Tesco、Metro三家零售企業(yè)也大力推動(dòng)RFID管理貨流。
各個(gè)行業(yè)RFID技術(shù)的積極應(yīng)用充分說(shuō)明了RFID技術(shù)無(wú)論是對(duì)第三方物流企業(yè)還是大型制造企業(yè)物流供應(yīng)鏈的構(gòu)建都發(fā)揮著巨大的作用, 它將物流供應(yīng)鏈中的各個(gè)環(huán)節(jié)有效地結(jié)合在一起, 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高度管理, 提高了整體運(yùn)作效率。
( 三)RFID在物流行業(yè)的典型應(yīng)用
以RFID為基礎(chǔ)的軟硬件技術(shù)構(gòu)建的RFID信息系統(tǒng), 將使產(chǎn)品、倉(cāng)儲(chǔ)、采購(gòu)、運(yùn)輸、銷售及消費(fèi)的全過(guò)程發(fā)生根本性的變化。目前, RFID技術(shù)已經(jīng)在物流的諸多環(huán)節(jié)中發(fā)揮著重要的作用。
1. 生產(chǎn)環(huán)節(jié)
RFID技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的生產(chǎn)線上, 能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化和原料、產(chǎn)品的識(shí)別定位, 這將大大減少人工識(shí)讀成本和出錯(cuò)率, 同時(shí)也大大提高了生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。RFID技術(shù)還能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行信息的收集、處理, 幫助生產(chǎn)人員輕松的掌握整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)作情況和產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度。
2. 配送/分銷環(huán)節(jié)
在配送環(huán)節(jié), 采用射頻技術(shù)能大大加快配送的速度和提高揀選與分發(fā)過(guò)程的效率與準(zhǔn)確率, 并能減少人工、降低配送成本。如果到達(dá)中央配送中心的所有商品都貼有RFID標(biāo)簽, 在進(jìn)入中央配送中心時(shí),托盤通過(guò)一個(gè)閱讀器, 讀取托盤上所有貨箱上的標(biāo)簽內(nèi)容。系統(tǒng)將這些信息與發(fā)貨記錄進(jìn)行核對(duì), 以檢測(cè)出可能的錯(cuò)誤, 然后將RFID標(biāo)簽更新為最新的商品存放地點(diǎn)和狀態(tài)。
3. 運(yùn)輸環(huán)節(jié)
在運(yùn)輸環(huán)節(jié)中通過(guò)RFID技術(shù), 在運(yùn)輸?shù)呢浳锖蛙囕v貼上RFID標(biāo)簽, 運(yùn)輸線的檢查點(diǎn)上安裝上RFID接收裝置, 接收裝置檢測(cè)到RFID標(biāo)簽信息后, 將標(biāo)簽信息、地理位置等經(jīng)由Internet發(fā)送給運(yùn)輸調(diào)度中心,這樣供應(yīng)商和經(jīng)銷商就能夠比較方便地查閱貨物現(xiàn)在所處的狀態(tài)。
4. 倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)
在倉(cāng)庫(kù)里, 射頻技術(shù)廣泛應(yīng)用于存取貨物與庫(kù)存盤點(diǎn), 當(dāng)貼有RFID標(biāo)簽的貨物進(jìn)入倉(cāng)儲(chǔ)中心是, 入口的RFID識(shí)讀器將自動(dòng)識(shí)別標(biāo)簽并完成庫(kù)存盤點(diǎn)。在整個(gè)倉(cāng)庫(kù)管理中, 將系統(tǒng)制定的收貨、取貨、裝運(yùn)等實(shí)際功能與RFID技術(shù)相結(jié)合, 能夠高效地完成各種業(yè)務(wù)操作, 如指定堆放區(qū)域、上架取貨與補(bǔ)貨等。
5. 銷售環(huán)節(jié)
在銷售環(huán)節(jié)中, RFID可以改進(jìn)零售商的庫(kù)存管理。當(dāng)貨物被顧客取走時(shí), 裝有RFID識(shí)讀器的貨架能夠?qū)崟r(shí)地報(bào)告貨架上的貨物情況, 并通知系統(tǒng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候補(bǔ)貨。同時(shí)對(duì)裝有RFID標(biāo)簽的貨物能夠監(jiān)控其移動(dòng)、位置等。所有的這些都大大節(jié)約的人工成本、減少出錯(cuò)、提高效率。
三、典型行業(yè)應(yīng)用模式
目前RFID物流行業(yè)典型應(yīng)用大概有快運(yùn)業(yè)務(wù)、第三方綜合物流業(yè)務(wù)和防偽產(chǎn)品物流業(yè)務(wù)等三種模式。
( 一) 快運(yùn)業(yè)務(wù)模式
與傳統(tǒng)快運(yùn)業(yè)不同的是, RFID技術(shù)可以主動(dòng)向主人匯報(bào)快遞的運(yùn)送情況, 在很大程度上增加了快遞業(yè)務(wù)的透明度。在快運(yùn)業(yè)務(wù)模式中RFID電子標(biāo)簽會(huì)加貼在單件貨物、包裝箱、托盤、集裝箱、運(yùn)輸車輛等不同包裝層次上, 所以對(duì)于無(wú)論是批量還是單個(gè)的管理物流產(chǎn)品在運(yùn)送過(guò)程中的路線等信息都是非常方便的。在快運(yùn)業(yè)務(wù)模式中應(yīng)該充分發(fā)揮RFID技術(shù)的非可視傳輸、批量讀寫、信息儲(chǔ)存容量大等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
( 二) 第三方綜合物流業(yè)務(wù)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(wù)的物流運(yùn)作模式。第三方綜合物流模式將為物流客戶提供應(yīng)用RFID技術(shù)的完整成熟解決方案, 其中應(yīng)用環(huán)節(jié)包括原材料、零配件的管理、產(chǎn)成品的分撥配送、回收物流、VMI服務(wù)等等。第三方綜合物流業(yè)務(wù)需要對(duì)企業(yè)自身的管理信息系統(tǒng)進(jìn)行改造, 涉及系統(tǒng)包括運(yùn)輸管理系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)、采購(gòu)管理系統(tǒng)、配送管理系統(tǒng)等。
( 三) 防偽產(chǎn)品物流業(yè)模式
利用射頻識(shí)別技術(shù)防偽, 與其他防偽技術(shù)如激光防偽、數(shù)字防偽等技術(shù)相比, 有著其它防偽技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn), RFID的每個(gè)標(biāo)簽都有一個(gè)全球唯一的ID號(hào)碼, 這個(gè)號(hào)碼是在制作芯片時(shí)放在ROM中的,無(wú)法修改、無(wú)法仿造, 而且具有防機(jī)械磨損, 防污損的特點(diǎn), 數(shù)據(jù)安全方面除標(biāo)簽的密碼保護(hù)外, 數(shù)據(jù)部分可用一些算法實(shí)現(xiàn)安全管理。
四、面向倉(cāng)庫(kù)管理的RFID系統(tǒng)
倉(cāng)庫(kù)運(yùn)營(yíng)效率是物流以至供應(yīng)鏈管理的重要環(huán)節(jié)。倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)(WMS,Warehouse ManagementSystem) 不僅包括由應(yīng)用軟件和相關(guān)硬件設(shè)備構(gòu)的
技術(shù)支持系統(tǒng), 還包括倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作流程設(shè)計(jì)系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)管理作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。
( 一) 技術(shù)應(yīng)用方案
現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)管理的功能包括: 傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)管理、交叉轉(zhuǎn)運(yùn)/在途合并、增值服務(wù)流程、退貨、質(zhì)量保證和動(dòng)態(tài)客戶服務(wù)。WMS按照運(yùn)作的業(yè)務(wù)規(guī)則和運(yùn)算法則, 對(duì)信息、資源、行為、存貨和分銷運(yùn)作進(jìn)行管理,使其最大化滿足有效產(chǎn)出和精確性的要求。倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)(WMS) 系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)交換集成電子商務(wù)平臺(tái)等電子媒介, 與物流企業(yè)的計(jì)劃調(diào)度等主系統(tǒng)連接,由主系統(tǒng)下達(dá)收貨和定單的原始數(shù)據(jù)。同時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、手提終端、條碼系統(tǒng)和電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)通信(RFID)等信息技術(shù)與倉(cāng)庫(kù)員工的操作連接。上下相互作用, 傳達(dá)指令、反饋信息并更新數(shù)據(jù)庫(kù), 同時(shí), 生成所需的電子標(biāo)簽和單據(jù)文件。
( 二) 系統(tǒng)概述
基于RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng), 以WMS系統(tǒng)和RFID中間件系統(tǒng)為支撐平臺(tái), 由收貨、入庫(kù)、揀貨、配裝、盤點(diǎn)、出庫(kù)、叉車定位/調(diào)度等多個(gè)流程包組成, 其中各功能包既可獨(dú)立運(yùn)行也可以平滑連接形成一個(gè)完整系統(tǒng)。
1. 硬件系統(tǒng)
RFID標(biāo)簽: 根據(jù)不同的應(yīng)用需求, 采用高頻和超高頻的產(chǎn)品。分為托盤標(biāo)簽、倉(cāng)庫(kù)定位標(biāo)簽、單品標(biāo)簽等。
讀寫器: 分為固定式讀寫器和手持移動(dòng)式讀寫器兩類, 均支持RS232、以太網(wǎng)和無(wú)線局域網(wǎng)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(yīng)多路徑高散射的復(fù)雜環(huán)境,能夠增強(qiáng)接收信號(hào)。
車載/手持電腦終端: 觸摸式液晶屏幕, 支持多種操作系統(tǒng), 可以連接條碼和RFID等多種讀寫設(shè)備, 集成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信功能, 能夠適應(yīng)多種惡劣復(fù)雜的工作環(huán)境。
2. 軟件系統(tǒng)
RFID中間件系統(tǒng): 是整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)支撐平臺(tái),具有數(shù)據(jù)采集、過(guò)濾、排序、封裝和轉(zhuǎn)發(fā)等功能。
應(yīng)用程序包: 包括收貨、入庫(kù)、揀貨、配裝、盤點(diǎn)、出庫(kù)、叉車定位/調(diào)度等多個(gè)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(biāo)簽和無(wú)標(biāo)簽兩種情況,WMS系統(tǒng)與各功能包無(wú)縫連接。
數(shù)據(jù)交換平臺(tái): 作為多個(gè)功能包同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的支撐平臺(tái), 也是與仿真系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)等外界系統(tǒng)的連接和數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。
五、結(jié)語(yǔ)
RFID技術(shù)已經(jīng)深入到物流供應(yīng)鏈管理的各個(gè)環(huán)節(jié)中, 由于它數(shù)據(jù)采集處理的優(yōu)點(diǎn), 不僅提高了整個(gè)供應(yīng)鏈的效率, 而且增加了供應(yīng)鏈的透明度, 在現(xiàn)今激烈的競(jìng)爭(zhēng)中, RFID技術(shù)必將對(duì)物流供應(yīng)鏈產(chǎn)生積極的影響。 |
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