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RFID技術(shù)誕生于二戰(zhàn)期間, 但此后的50多年時間里, 其發(fā)展一直較為緩慢。近年來, 隨著其應(yīng)用技術(shù)環(huán)境日臻成熟, 基于射頻識別 (RFID) 的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)異軍突起, 吸引了眾多行業(yè)的關(guān)注。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展, 物流倉儲供應(yīng)鏈的管理必須與時俱進, 向著工業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展。基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近年來備受世界矚目的IT熱點。RFID技術(shù)在中國已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用, 在物流、第二代身份證、電子售票、高速公路、物業(yè)管理和公交等多方面應(yīng)用突出。2015年, 李克強總理提出《中國制造2025》的發(fā)展戰(zhàn)略以后, 以RFID為核心的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將迎來一個高速發(fā)展的春天, 從而進一步推動了RFID行業(yè)在中國的發(fā)展。基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為物流倉儲信息化的著力點與突破點。本文在介紹基于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上, 通過分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對物流倉儲管理各個層面的影響, 初步探究了基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流倉儲管理中的實際應(yīng)用。

基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為物流倉儲信息化的著力點與突破點

物聯(lián)網(wǎng) (I O T, I n t e r n e t o f Things) 又叫“傳感網(wǎng)”, 指的是利用射頻識別等各種信息傳感設(shè)備, 把所有物品的信息與互聯(lián)網(wǎng)實時連接起來, 實現(xiàn)智能化管理與識別。物聯(lián)網(wǎng)為每一個物品分配標識, 通過射頻識別裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等獲取物品標識中的信息, 從而達到對物品進行識別和供應(yīng)鏈實時跟蹤的目的。物聯(lián)網(wǎng)由三個要素組成, 一是傳感設(shè)備, 即以二維碼、射頻標簽和傳感器來識別“物”, 國內(nèi)以低頻RFID為主;二是傳輸網(wǎng)絡(luò), 即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)或未來的NGN (Next Generation Network) 網(wǎng)絡(luò), 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計算, 如中國移動積極推進的M2M (MachineTo-Machine) 業(yè)務(wù);三是處理終端, 指輸入輸出的控制終端, 手機、電腦、通信基站以及其他移動終端。因此, 我們可以給物聯(lián)網(wǎng)下一個定義, 即:通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備, 按約定的協(xié)議, 把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接, 進行信息交換和通訊, 以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

RFID的全稱是Radio Frequeney Identification, 中文稱為無線射頻識別, 它是一種利用射頻信號通過空間藕合 (交變磁場或電磁場) 實現(xiàn)無接觸信息傳遞, 并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù)。RFID技術(shù)最重要的優(yōu)點是非接觸識別, 它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環(huán)境閱讀標簽, 并且閱讀速度極快, 大多數(shù)情況下不到100毫秒, 特別在識別唯一物體領(lǐng)域具有其他識別技術(shù)無與比擬的優(yōu)勢。

完整的RFID系統(tǒng)包括RFID數(shù)據(jù)采集端 (標簽、閱讀器、天線) 、中間件或者接口、應(yīng)用系統(tǒng)和管理平臺等。RFID應(yīng)用系統(tǒng)參考架構(gòu)一般可采取四層結(jié)構(gòu)形式, 從下至上依次為閱讀器層、邊緣層、集成層和應(yīng)用層。RFID系統(tǒng)的工作原理是:閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻查詢信號, 當電子標簽進入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流, 標簽獲得能量被激活并自動將自身編碼等信息通過卡中內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去;系統(tǒng)接收天線接收到從標簽發(fā)送來的載波信號, 經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器, 閱讀器對接收的信號進行調(diào)解和解碼, 然后通過電腦主機、無線PDA或發(fā)卡器等設(shè)備送到后臺管理系統(tǒng)進行相應(yīng)處理和控制, 最終發(fā)出指令信號控制閱讀器完成不同的讀寫操作。如圖1。

以簡單RFID系統(tǒng)為基礎(chǔ), 結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、中間件技術(shù)等, 構(gòu)筑一個由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和無數(shù)移動的標簽組成的, 比I n t e m e t更為龐大的“物聯(lián)網(wǎng)” (Internet of Things) 成為RFID技術(shù)發(fā)展的趨勢。

圖1:RFID系統(tǒng)組成   下載原圖

物流倉儲管理系統(tǒng)利用RFID射頻識別技術(shù)來捕獲信息, 通過無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)將其與開放的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連, 對供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)的信息進行自動識別與實時跟蹤, 從而將龐大的物流系統(tǒng)建成一個高度智能、覆蓋倉庫上所有物品之間、甚至于物品和人之間的實物互聯(lián)網(wǎng)。

基于RFID的物聯(lián)網(wǎng)將在全球物流倉儲范圍內(nèi)從根本上改變對物品生產(chǎn)、運輸、倉儲等各環(huán)節(jié)流動監(jiān)控的管理水平。一個帶有電子標簽的產(chǎn)品, 電子標簽中有這個產(chǎn)品的唯一編碼, 當這個帶有標簽的產(chǎn)品通過一個讀寫器時, 這個產(chǎn)品的信息就會通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)街付ǖ挠嬎銠C內(nèi), 這是一個全自動的產(chǎn)品流動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。通過物流倉儲管理系統(tǒng), 帶有電子標簽的物品都可以隨時隨地按需被標識、追蹤和監(jiān)控, 從而達到信息的實時共享, 便于統(tǒng)籌管理, 進而可以更好地促進企業(yè)生產(chǎn)能力的生成。

在采購環(huán)節(jié)中, 企業(yè)可以通過RFID技術(shù)實現(xiàn)及時采購和快速反應(yīng)采購。管理部門通過RFID技術(shù)能夠?qū)崟r地了解到整個供應(yīng)鏈的供應(yīng)狀態(tài), 從而更好地把握庫存信息、供應(yīng)和生產(chǎn)需求信息等, 及時對采購計劃進行制定和管理, 并及時生成有效的采購訂單。通過應(yīng)用RFID技術(shù), 可以在準確的時間購入準確的物資不會造成庫存的積壓, 又不會因為缺少物資影響生產(chǎn)計劃, 從而實現(xiàn)“簡單購買”向“合理采購”轉(zhuǎn)變, 即在合適的時間, 選擇合適的產(chǎn)品, 以合適的價格, 按合適的質(zhì)量, 并通過合適的供應(yīng)商獲得。

企業(yè)以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成的信息資源為前提, 可以實現(xiàn)采購內(nèi)部業(yè)務(wù)和外部運作的信息化, 實現(xiàn)采購管理的無紙化, 提高信息傳遞的速度, 加快生產(chǎn)決策的反應(yīng)速度, 并且最終達到工作流的統(tǒng)一, 即以采購單為源頭, 對從供應(yīng)商確認訂單、發(fā)貨、到貨、檢驗、入庫等采購訂單流轉(zhuǎn)的各個環(huán)節(jié)進行準確的跟蹤, 并可進行多種采購流程選擇, 如訂單直接入庫, 或經(jīng)過到貨質(zhì)檢環(huán)節(jié)后檢驗入庫等, 同時在整個過程中, 可以實現(xiàn)對采購存貨的計劃狀態(tài)、訂單在途狀態(tài)、到貨待檢狀態(tài)等的監(jiān)控和管理。通過對采購過程中資金流、物流和信息流的統(tǒng)一控制, 以達到采購過程總成本和總效率的最優(yōu)匹配。

傳統(tǒng)企業(yè)物流系統(tǒng)的起點在入庫或出庫, 但在基于RFID的物流系統(tǒng)中, 所有的物資在生產(chǎn)過程中應(yīng)該已經(jīng)開始實現(xiàn)RFID標簽 (Tag) 。由于在一般的商品物流中, 大部分的RFID標簽都以不干膠標簽的形式使用, 只需要在物品包裝上貼RFID標簽就可以。

在企業(yè)物資生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最重要的是RFID標簽的信息錄入, 可分為4個步驟完成:

(1) 描述相對應(yīng)的物品信息, 包括生產(chǎn)部門、完成時間、生產(chǎn)各工序以及責(zé)任人、使用期限、使用目標部門、項目編號、安全級別等, RFID標簽全面的信息錄入將成為過程追蹤的有力支持。

(2) 在數(shù)據(jù)庫中將物品的相關(guān)信息錄入到相對應(yīng)的RFID標簽項中。

(3) 將物品與相對應(yīng)的信息編輯整理, 得到物品的原始信息和數(shù)據(jù)庫, 這是整個物流系統(tǒng)中的第一步, 也是RFID開始介入的第一個環(huán)節(jié), 需要絕對保證這個環(huán)節(jié)中的信息和RFID標簽的準確性與安全性。

(4) 完成信息錄入后, 使用閱讀器進行信息確認, 檢查RFID標簽相對應(yīng)的信息是否和物品信息一致。同時進行數(shù)據(jù)錄入, 顯示每一件物品的RFID標簽信息錄入的完成時間和經(jīng)手人。為保證RFID標簽的唯一性, 可將相同產(chǎn)品的信息進行排序編碼, 方便相同物品的清查。

傳統(tǒng)物流系統(tǒng)的入庫有3個基本要素是嚴格控制的:經(jīng)手人員、物品、記錄。這個過程需要耗費大量的人力、時間, 并且一般需要多層多次檢查才能確保準確性。在RFID的入庫系統(tǒng)中, 通過RFID的信息交換系統(tǒng), 這3個環(huán)節(jié)能夠得到高效、準確的控制。在RFID的入庫系統(tǒng)中, 通過在入庫口通道處的閱讀器 (Reader) , 識別物品的RFID標簽, 并在數(shù)據(jù)庫中找到相應(yīng)物品的信息并自動輸入到RFID的庫存管理系統(tǒng)中。系統(tǒng)記錄入庫信息并進行核實, 若合格則錄入庫存信息, 如有錯誤則提示錯誤信息, 發(fā)出警報信號, 自動禁止入庫。在RFID的庫存信息系統(tǒng)中, 通過功能擴展, 可直接指引叉車、堆垛機的設(shè)備上的射頻終端, 選擇空貨位并找出最佳途徑, 抵達空位。閱讀器確認貨物就位后, 隨即更新庫存信息。物資入庫完畢后, 可以通過RFID系統(tǒng)打印機打印入庫清單, 責(zé)任人進行確認。

物品入庫后還需要利用RFID系統(tǒng)進行庫存檢查和管理, 這個環(huán)節(jié)包括通過閱讀器對分類的物品進行定期的盤查, 分析物品庫存變化情況;物品出現(xiàn)移位時, 通過閱讀器自動采集貨物的RFID標簽, 并在數(shù)據(jù)庫中找到相對應(yīng)的信息, 并將信息自動錄入庫存管理系統(tǒng)中, 記錄物品的品名、數(shù)量、位置等信息, 核查是否出現(xiàn)異常情況, 在RFID系統(tǒng)的幫助下, 大量減少傳統(tǒng)庫存管理中的人工工作量, 實現(xiàn)物品安全、高效的庫存管理。由于RFID實現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入的自動化, 盤點時無需人工檢查或掃描條碼, 可以減少大量的人力物力, 使盤點更加快速和準確。利用RFID技術(shù)進行庫存控制, 能夠?qū)崟r準確掌握庫存信息, 從中了解每種產(chǎn)品的需求模式及時進行補貨, 改變低效率的運作情況, 同時提升庫存管理能力, 降低平均庫存水平, 通過動態(tài)實時的庫存控制有效降低庫存成本。

在RFID的出庫系統(tǒng)管理中, 管理系統(tǒng)按物品的出庫訂單要求, 自動確定提貨區(qū)及最優(yōu)提貨路徑。經(jīng)掃描貨物和貨位的RFID標簽, 確認出庫物品, 同時更新庫存。當物品到達出庫口通道時, 閱讀器將自動讀取RFID標簽, 并在數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相對應(yīng)的信息, 與定單信息行對比, 若正確即可出庫, 貨物的庫存量相應(yīng)減除;若出現(xiàn)異常, 倉儲管理系統(tǒng)出現(xiàn)提示信息, 方便工作人員進行處理。

物品在出庫到貨物堆場后需要定期進行檢查, 而傳統(tǒng)的檢查辦法耗費大量的人力和時間。在RFID系統(tǒng)幫助下, 堆場尋物的檢查便捷很多。使用UHF的高頻射頻系統(tǒng)可對方圓10米的RFID標簽進行自動識別, RFID系統(tǒng)的閱讀器首先將同批物品的RFID標簽進行識別, 同時調(diào)出數(shù)據(jù)庫相對應(yīng)的標簽信息;然后將這些信息與數(shù)據(jù)庫的進行對比, 查看堆場中的各類物品是否存在異常。

時下, “物聯(lián)網(wǎng)”被看作是推動世界經(jīng)濟復(fù)蘇的重要動力, 其核心技術(shù)RFID也備受關(guān)注。RFID技術(shù)具有非接觸、自動識別的優(yōu)點, 在物流管理中具有廣泛的應(yīng)用。然而RFID的發(fā)展仍然面臨諸多問題, 技術(shù)標準、實施成本以及信息安全等問題都構(gòu)成了RFID全面應(yīng)用的主要障礙。當統(tǒng)一的RFID國際標準被制定出來、RFID的實施成本降低到可以接受的程度、RFID可能導(dǎo)致的信息安全問題得以解決后, RFID將在包括物流在內(nèi)的眾多行業(yè)迎來一個全球范圍內(nèi)高速發(fā)展的春天。

企業(yè)以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成的信息資源為前提, 可以實現(xiàn)采購內(nèi)部業(yè)務(wù)和外部運作的信息化, 實現(xiàn)采購管理的無紙化, 提高信息傳遞的速度, 加快生產(chǎn)決策的反應(yīng)速度, 并且最終達到工作流的統(tǒng)一。