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RFID技術誕生于二戰期間, 但此后的50多年時間里, 其發展一直較為緩慢。近年來, 隨著其應用技術環境日臻成熟, 基于射頻識別 (RFID) 的物聯網技術異軍突起, 吸引了眾多行業的關注。隨著信息技術的迅猛發展, 物流倉儲供應鏈的管理必須與時俱進, 向著工業數字化、智能化發展。基于RFID的物聯網技術是近年來備受世界矚目的IT熱點。RFID技術在中國已經得到了廣泛應用, 在物流、第二代身份證、電子售票、高速公路、物業管理和公交等多方面應用突出。2015年, 李克強總理提出《中國制造2025》的發展戰略以后, 以RFID為核心的物聯網技術將迎來一個高速發展的春天, 從而進一步推動了RFID行業在中國的發展。基于RFID的物聯網技術已經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物聯網技術內涵的基礎上, 通過分析物聯網技術對物流倉儲管理各個層面的影響, 初步探究了基于RFID的物聯網技術在物流倉儲管理中的實際應用。

基于RFID的物聯網技術已經成為物流倉儲信息化的著力點與突破點

物聯網 (I O T, I n t e r n e t o f Things) 又叫“傳感網”, 指的是利用射頻識別等各種信息傳感設備, 把所有物品的信息與互聯網實時連接起來, 實現智能化管理與識別。物聯網為每一個物品分配標識, 通過射頻識別裝置、紅外感應器、全球定位系統、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鏈實時跟蹤的目的。物聯網由三個要素組成, 一是傳感設備, 即以二維碼、射頻標簽和傳感器來識別“物”, 國內以低頻RFID為主;二是傳輸網絡, 即通過現有的互聯網、廣電網絡、通信網絡或未來的NGN (Next Generation Network) 網絡, 實現數據的傳輸與計算, 如中國移動積極推進的M2M (MachineTo-Machine) 業務;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, 我們可以給物聯網下一個定義, 即:通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備, 按約定的協議, 把任何物品與互聯網相連接, 進行信息交換和通訊, 以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。

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。RFID技術最重要的優點是非接觸識別, 它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無法使用的惡劣環境閱讀標簽, 并且閱讀速度極快, 大多數情況下不到100毫秒, 特別在識別唯一物體領域具有其他識別技術無與比擬的優勢。

完整的RFID系統包括RFID數據采集端 (標簽、閱讀器、天線) 、中間件或者接口、應用系統和管理平臺等。RFID應用系統參考架構一般可采取四層結構形式, 從下至上依次為閱讀器層、邊緣層、集成層和應用層。RFID系統的工作原理是:閱讀器通過發射天線發送一定頻率的射頻查詢信號, 當電子標簽進入發射天線工作區域時產生感應電流, 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置發送天線發送出去;系統接收天線接收到從標簽發送來的載波信號, 經天線調節器傳送到閱讀器, 閱讀器對接收的信號進行調解和解碼, 然后通過電腦主機、無線PDA或發卡器等設備送到后臺管理系統進行相應處理和控制, 最終發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系統為基礎, 結合已有的網絡技術、數據庫技術、中間件技術等, 構筑一個由大量聯網的閱讀器和無數移動的標簽組成的, 比I n t e m e t更為龐大的“物聯網” (Internet of Things) 成為RFID技術發展的趨勢。

圖1:RFID系統組成   下載原圖

物流倉儲管理系統利用RFID射頻識別技術來捕獲信息, 通過無線數據通信等技術將其與開放的網絡系統相連, 對供應鏈中各環節的信息進行自動識別與實時跟蹤, 從而將龐大的物流系統建成一個高度智能、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網。

基于RFID的物聯網將在全球物流倉儲范圍內從根本上改變對物品生產、運輸、倉儲等各環節流動監控的管理水平。一個帶有電子標簽的產品, 電子標簽中有這個產品的唯一編碼, 當這個帶有標簽的產品通過一個讀寫器時, 這個產品的信息就會通過互聯網傳輸到指定的計算機內, 這是一個全自動的產品流動監測網絡。通過物流倉儲管理系統, 帶有電子標簽的物品都可以隨時隨地按需被標識、追蹤和監控, 從而達到信息的實時共享, 便于統籌管理, 進而可以更好地促進企業生產能力的生成。

在采購環節中, 企業可以通過RFID技術實現及時采購和快速反應采購。管理部門通過RFID技術能夠實時地了解到整個供應鏈的供應狀態, 從而更好地把握庫存信息、供應和生產需求信息等, 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。通過應用RFID技術, 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計劃, 從而實現“簡單購買”向“合理采購”轉變, 即在合適的時間, 選擇合適的產品, 以合適的價格, 按合適的質量, 并通過合適的供應商獲得。

企業以通過物聯網技術集成的信息資源為前提, 可以實現采購內部業務和外部運作的信息化, 實現采購管理的無紙化, 提高信息傳遞的速度, 加快生產決策的反應速度, 并且最終達到工作流的統一, 即以采購單為源頭, 對從供應商確認訂單、發貨、到貨、檢驗、入庫等采購訂單流轉的各個環節進行準確的跟蹤, 并可進行多種采購流程選擇, 如訂單直接入庫, 或經過到貨質檢環節后檢驗入庫等, 同時在整個過程中, 可以實現對采購存貨的計劃狀態、訂單在途狀態、到貨待檢狀態等的監控和管理。通過對采購過程中資金流、物流和信息流的統一控制, 以達到采購過程總成本和總效率的最優匹配。

傳統企業物流系統的起點在入庫或出庫, 但在基于RFID的物流系統中, 所有的物資在生產過程中應該已經開始實現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。

在企業物資生產環節中最重要的是RFID標簽的信息錄入, 可分為4個步驟完成:

(1) 描述相對應的物品信息, 包括生產部門、完成時間、生產各工序以及責任人、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) 在數據庫中將物品的相關信息錄入到相對應的RFID標簽項中。

(3) 將物品與相對應的信息編輯整理, 得到物品的原始信息和數據庫, 這是整個物流系統中的第一步, 也是RFID開始介入的第一個環節, 需要絕對保證這個環節中的信息和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標簽相對應的信息是否和物品信息一致。同時進行數據錄入, 顯示每一件物品的RFID標簽信息錄入的完成時間和經手人。為保證RFID標簽的唯一性, 可將相同產品的信息進行排序編碼, 方便相同物品的清查。

傳統物流系統的入庫有3個基本要素是嚴格控制的:經手人員、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的入庫系統中, 通過RFID的信息交換系統, 這3個環節能夠得到高效、準確的控制。在RFID的入庫系統中, 通過在入庫口通道處的閱讀器 (Reader) , 識別物品的RFID標簽, 并在數據庫中找到相應物品的信息并自動輸入到RFID的庫存管理系統中。系統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, 發出警報信號, 自動禁止入庫。在RFID的庫存信息系統中, 通過功能擴展, 可直接指引叉車、堆垛機的設備上的射頻終端, 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系統打印機打印入庫清單, 責任人進行確認。

物品入庫后還需要利用RFID系統進行庫存檢查和管理, 這個環節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;物品出現移位時, 通過閱讀器自動采集貨物的RFID標簽, 并在數據庫中找到相對應的信息, 并將信息自動錄入庫存管理系統中, 記錄物品的品名、數量、位置等信息, 核查是否出現異常情況, 在RFID系統的幫助下, 大量減少傳統庫存管理中的人工工作量, 實現物品安全、高效的庫存管理。由于RFID實現數據錄入的自動化, 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技術進行庫存控制, 能夠實時準確掌握庫存信息, 從中了解每種產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, 通過動態實時的庫存控制有效降低庫存成本。

在RFID的出庫系統管理中, 管理系統按物品的出庫訂單要求, 自動確定提貨區及最優提貨路徑。經掃描貨物和貨位的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, 并在數據庫中調出相對應的信息, 與定單信息行對比, 若正確即可出庫, 貨物的庫存量相應減除;若出現異常, 倉儲管理系統出現提示信息, 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, 而傳統的檢查辦法耗費大量的人力和時間。在RFID系統幫助下, 堆場尋物的檢查便捷很多。使用UHF的高頻射頻系統可對方圓10米的RFID標簽進行自動識別, RFID系統的閱讀器首先將同批物品的RFID標簽進行識別, 同時調出數據庫相對應的標簽信息;然后將這些信息與數據庫的進行對比, 查看堆場中的各類物品是否存在異常。

時下, “物聯網”被看作是推動世界經濟復蘇的重要動力, 其核心技術RFID也備受關注。RFID技術具有非接觸、自動識別的優點, 在物流管理中具有廣泛的應用。然而RFID的發展仍然面臨諸多問題, 技術標準、實施成本以及信息安全等問題都構成了RFID全面應用的主要障礙。當統一的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可能導致的信息安全問題得以解決后, RFID將在包括物流在內的眾多行業迎來一個全球范圍內高速發展的春天。

企業以通過物聯網技術集成的信息資源為前提, 可以實現采購內部業務和外部運作的信息化, 實現采購管理的無紙化, 提高信息傳遞的速度, 加快生產決策的反應速度, 并且最終達到工作流的統一。