RFID在仓储物流中的应用

1 概述：仓储是物流供应链中不可缺少的重要环节，仓储总是出现在物流各环节的接合部，例如采购与生产之间，生产的初加工与精加工之间，不同运输方式转换之间等等。准确而高效的仓储是整个物流供应链整体效率提高的前提和基础，如何提高仓储的准确性和效率是当前物流应急需解决的问题。现在条形码技术广泛应用于仓储物流并使其效率得到很大提高，但是仍需大量人力物力。论文就当前兴起的RFID技术在仓储物流领域应当怎样应用做了初步探讨，并根据现阶段条形码的广泛应用和RFID技术的不成熟，提出了一些建议。
2 关键词：射频识别技术；仓储物流；条形码
3 内容
 2．1 什么是无线射频技术
射频识别技术（radio frequency identification, RFID）是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。与其他自动识别技术一样，射频识别技术也是由信息载体和信息获取装置组成的。其中信息载体是射频标签，获取信息装置为射频识读器。射频标签和射频识读器之间利用感应、无线电波货微波进行非接触双向通信，实现数据交换，从而达到识别的目的。RFID被视为一种安全存取技术和一个有生命力的多应用平台，起到安全获取由基于网络解决方案提供服务的媒介作用。仓储物流数字化建设的基础工作之一就是基础数据的采集问题，基础数据的真实与完备是关系仓储物流数字化建设成功与否的关键与瓶颈，RFID的出现适时地解决了这一问题。
与当前广泛应用的条形码相比RFID有以下优势：
1）快速扫描 条形码一次只能有一个条形码受到扫描； RFID识读器可同时辨识读取数个 RFID标签。
2)体积小型化、形状多样化 RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了读取精确度而配合纸张的固定尺寸和印刷品质。此外， RFID标签更可往小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。
3)抗污染能力和耐久性 传统条形码的载体是纸张，因此容易受到污染，但 RFID对水、油和化学药品等物质具有很强抵抗性。此外，由于条形码是附于塑料袋或外包装纸箱上，所以特别容易受到折损； RFID卷标是将数据存在芯片中，因此可以免受污损。
4)可重复使用 现今的条形码印刷上去之后就无法更改， RFID标签则可以重复地新增、修改、删除RFID卷标内储存的数据，方便信息的更新。
5)穿透性和无屏障阅读 在被覆盖的情况下， RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而条形码扫描机必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读条形码。
6）数据的记忆容量大 一维条形码的容量是 50Bytes，二维条形码最大的容量可储存 2至 3000字符， RFID最大的容量则有数 Megabyte随着记忆载体的发展，数据容量也有不断扩大的趋势。未来物品所需携带的资料量会越来越大，对卷标所能扩充容量的需求也相应增加。
7）安全性 由于 RFID承载的是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。 近年来， RFID因其所具备的远距离读取、高储存量等特性而备受瞩目。它不仅可以帮助一个企业大幅提高货物、信息管理的效率，还可以让销售企业和制造企业互联，从而更加准确地接收反馈信息，控制需求信息，优化整个供应链
2．2 RFID在仓储物流中的应用及前景
仓储是物流中不可缺少的一环，在整个物流过程中发挥着重要作用。仓储是生产中原材料、半成品、成品的缓冲池，为生产的持续稳定进行提供保障，实现生产和运输的经济性。同时，仓储可以克服生产者和消费者之间的时间和空间差异，支持企业的物流策略，提高客户服务水平，并降低物流成本。可以说离开了仓库的支持，就不可能有高效率低成本的物流服务。
在仓库里，射频技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点，它能用来实现自动化的存货和取货等操作。在整个仓库管理中，将供应链计划系统制定的收货计划、取货计划、装运计划等与射频识别技术相结合，能够高效地完成各种业务操作，如指定堆放区域、上架取货和与补货等。这样，增强了作业的准确性和快捷性，提高了服务质量，降低了成本，节省了劳动力和库存空间，同时减少了整个物流中由于商品误置、送错、偷窃、损害和库存、出货错误等造成的损耗。
RFID技术的另一个好处在于在库存盘点时降低人力。RFID的设计就是要让商品的登记自动化，盘点时不需要人工的检查或扫瞄条码，更加快速准确，并且减少了损耗。RFID解决方案可提供有关库存情况的准确信息，管理人员可由此快速识别并纠正低效率运作情况，从而实现快速供货，并最大限度地减少储存成本。
　　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。
在我国，率先将RFID技术应用于仓储的是深圳的白沙物流。白沙物流是由白沙集团于1992年投资成立的，总投资2.5亿元，注册资金6000万元。几年之后，白沙物流已经成为远近知名的第三方物流公司。目前白沙物流拥有4万平方米现代化仓储大楼一幢、7000平方米现代化单层钢结构仓库一幢，另有1.5万平方米的综合大楼一幢。
　　白沙物流的某些客户产品更新速度快，经常要求按指定条形码的某些产品进行出库。按照以前的物流管理模式，白沙物流无法确认每件货品存放的精确位置。尽管商品都有条形码，但在几千平米的仓库里面寻找几个条形码，谈何容易？白沙物流经常要抽调出十多人来找，甚至厂商也派出好几个人，一件件翻找，耗费庞大的人力、物力。并且，为了便于找货，就需要在堆货时就要多留通道，这样下来，仓库利用率只有30%。客户和白沙物流对此都不满意。在这种情况下，如何解决提高效率和仓库利用率成为白沙物流的难题。RFID的出现，成为解决白沙物流难题的救命稻草。
　　在白沙物流的RFID系统中，最大的“秘密”在于托盘上的电子标签（Tag）。这个长约8厘米、宽约2厘米的电子标签就如一个小型存储器，大约可存储1000个字节。用户将这个电子标签安装在托盘上，货物在入库前，只需用手持阅读器读取托盘上货物的条形码信息，然后录入到电子标签中，这一托盘上的所有货物信息就会存储到终端电脑里，也就是固定式的阅读器（Reader）内。而凭借手持阅读器，入库前的信息录入工作，就可以在远在千里外的生产厂车间完成了。
　　在白沙物流的仓库中，货物在出库时，先将需要出库的货品号输入电脑，电脑立即显示出货位图，并将结果以列表的形式传输到手持阅读器（Reader）上。操作人员通过手持机的指示就可以很顺利地找到货物，将装货品的托盘拉起，通过手持阅读器扫描托盘上的电子标签，然后按下“出库”按钮，这个托盘上的货物就可以出库了。如果托盘上的货物与电脑内显示出来的情况不同，设在仓库大门两旁的监控门就会发出警报声。这批货就需要重新按照“出库”流程办理，直到没有出现差错为止。
　　白沙物流RFID系统的应用就是将RFID与条形码相结合的托盘+条码管理，也就是说，在近百个托盘上安装了“电子标签”，而每件物品上则还是“条形码”。RFID系列是用电子标签的动态信息来管理条形码的静态信息，货品移动的每一个过程都由标签与读写器自动记录，自动处理。这样省掉了很大一部分机械重复性劳动，所以现在的仓储管理效率和准确性得到了极大的提高。白沙物流的仓库利用率由30%提升到了80%，同时由于托盘是重复使用的，电子标签也相应是重复使用，这样使硬件成本得到了有效控制。
　　目前，白沙物流的RFID系统仍处于试行阶段，就已显露出巨大的发展潜力。而在美国的Ship2Save公司则已正式启用其采用RFID系统的智能型仓库设施。这是北美最先进的拥有自动化设备的仓库。到达仓库的货物可通过有源的和无源的RFID标签记录下来。这些设备使不但可以监控存货量，还可以区分各种货物以及探测到货物的移动情况。如果有货物未经记录就被拿走，设施就会发出警报。该公司的高级商业分析Konrad Konarski指出，这种智能型仓库设施所使用的技术能保证所有客户货物的安全。使用传统的无源标签时，要在规定的读取点监控货物。而使用有源标签，无论如果有人想要移动货物，还是有人想要弄坏标签或试图撕掉标签，或者有人设法阻止解读器读取标签，设备都会知道。而且当试图干这些勾当的人意识到他们这样做是徒劳时，仓库已自动锁上，仓库管理员同时会收到警报。
　　无论从美国Ship2Save公司还是我国的白沙物流，都可以看出RFID带给仓储物流的高效和准确，都不是现行的条形码所能取代的了的，RFID技术代替现行的条形码技术，也将成为仓储物流中的一种必然趋势。
2．3 RFID在仓储物流中发展的障碍
1） 成本是最大的挑战尽管从长期来看，RFID技术既经济又实用，但是RFID的缺点也非常突出：成本和前期投入太高。尽管标签成本近年来持续下降，但标签和识别器的成本仍相对高昂，这成为阻碍RFID更广泛应用的主要障碍。专家指出，任何规模无法与沃尔玛媲美的公司在推行RFID之初，都不得不经历一段艰苦的岁月。除了花掉1300万到2300万美元以外，还得适应大量的新规则。或许沃尔玛开始使用，并取得成功，RFID才会真正“炙手可热”。
2）RFID还没有统一标准目前行业标准以及相关产品标准还不统一，电子标准签迄今为止全球也还没有正式形成一个统一的国际标准。标准的不统一是制约RFID发展的重要因素，标准的不统一也使当前各个厂家推出的RFID产品互不兼容，这势必阻碍了未来RFID产品的互通和发展。目前针对RFID在物流的应用存在两种编码体系，日本UID中心提出的UID 编码体系和美国的“EPC（电子产品代码）环球协会”提出的EPC电子产品编码标准，很多国家都正在抓紧时间制定各自的标准，我国电子标签技术还正处在研发阶段。7EJ海如何让这些标准相互兼容，让一个RFID产品能顺利地在世界范围中流通，是当前重要而急切需要解决的问题。
3）RFID耗材成本高除了前面所提及的前期投资之外，另外一个需要解决的问题，便是电子标签的价格问题。这也是影响RFID应用的一个重要方面。正如办公用品耗材一样，因为仓储是对大批量的物品进行存储，如果每个物品都贴上电子标签而每个标签都价格不菲，那带来的仓储成本也将大大提高。只有电子标签的价格降下来，才有可能在对RFID进行批量定购和使用，否则，电子标签价格高所带来的成本，不是每个厂家都承受的起的。
4）技术有待改善虽然在RFID电子标签的单项技术上已经趋于成熟，但总体上产品技术还不够成熟，还存在较高的差错率（RFID被误读的比率有时高达20%）。Auto-ID Center进行的一项试验发现，附有RFID标签的托盘即使贴上双重标签，还是有3%的失败率；而个别贴上标签的托盘则仅有78%的信息能被准确读取。此外，还有识别率的问题，由于液体和金属制口等对无线电信号的干扰很大，RFID标签的准确识别率目前还只有80%左右，离大规模实际应用所要求的成熟程度也还有一定差距。这说明这种技术还需要不断完善，在集成应用中也还需要攻克大量的技术难题。
5)数据缺乏安全机制当前广泛使用的无源RFID系统还没有非常可靠的安全机制，无法对数据进行很好的保密，RFID数据还容易受到攻击，主要是因为RFID芯片本身，以及芯片在读或者写数据的过程中都很容易被黑客所利用。
此外，比如射频接收距离限制，射频对人身的辐射，以及RFID所面临的频率限制等等方面的问题，也是RFID发展中的障碍。
4 总结
射频识别技术在中国处于一个刚刚起步的阶段，但是它的发展潜力是巨大的，它的前景非常诱人。在信息社会，对于各种信息的获取及处理要求快速、准确、在不久的将来RFID技术就将同其它识别技术一样深入我们的生活、改善我们的生活。对于这样一个新技术，我们应当加强宣传力度，希望能够尽早普及它，利用它，提高我们的工作效率和经济效益。相比之下。我仍认为对于RFID应用的管理和标准化的工作就需要迎头赶上，否则众多厂家各行其是，造成既成事实，再统一管理会很困难。现在RFID的国际标准尚未完成、仅有一些行业标准，这给标准化工作带来一定的难度。但从战略角度来讲。这个问题日益紧迫。应当看到的是，凭我们现在的技术条件、尤其是集成电路工业的落后，在这个市场上很难和国外产品竞争。国内更多的是引进国外的产品，怎样改变这种状况、让我们的产品在这样一个巨大的市场上占有一席之地，是一个严峻的课题。现在我国大部分还是应用条形码技术，但条形码技术毕竟会退出历史的舞台，我相信在不久的将来RFID技术将会随着科技的进步得到普遍应用得到更加的完善，期待这一天的到来。
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