基于RFID的物流实验室建设
2008-12-26 17:18:00 来源：物流天下 编辑：56885 关注度：摘要：... ...
1 引言
近年来，我国物流经济呈快速发展态势。物流人才的供不应求，也使得原本相对滞后的物流专业人才教育培训在这两年逐渐步入快车道。目前我国物流高等教育多是重理论、轻实践。为此，教育部高等学校物流类专业教学指导委员会建议各高校应完善物流实践教学体系，提倡减少理论课讲授，增加实验、上机等实践性内容。
物流产业在科技进步和管理技术创新的驱动下，全球物流已经进入供应链时代。一些新技术、新概念也跃入人们的视野。其中由于RFID具备从生产点到最终消费点的供应链的全程跟踪、操作管理能力，能够实现物流操作工具的标识和操作的自动识别，使仓储管理、存货管理、货位指派管理、供应商存货管理、贵重商品管理等实现自动化，并可实现全程供应链安全监控，具有广阔的应用前景。因此，建立RFID物流实验室对于加强本校物流专业的实践教学环节意义重大。
2 RFID物流实验室的特色
上海海事大学RFID物流实验室着眼点是“数字物流”这一概念，即将RFID这一新技术充分融合到整个实验室的软硬件当中去，力求做到所有实验项目数字化、信息化。充分体现出现代数字物流的特点。主要特色体现在以下几点：
（1） 融合RFID新技术
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，也称电子标签。RFID射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。
这种电子标签与当前在物流领域内较广泛使用的条码、二维码相比，在以下几个方面具有明显优势：一是可进行远距离读写；二是它不受环境影响，在一般恶劣环境下仍能保持其工作性能；三是可进行信息的存储和修改；四是可以反复使用。而且识别工作无需人工干预，这就有利于提高物流系统的效率、准确度和安全性等要素。
怎样将RFID技术更好、更快的融合到现有的物流系统中去，是摆在国人面前的一项重要任务。本试验室的建立将使学生加强了解最新的射频识别技术在物流领域的应用，推动射频识别技术的普及，并可进行相关前沿技术的应用研究。
（2） 数字物流
传统物流很多环节需要人工干预，而且不同的公司可能使用不同的标准和不同的系统，因而不能完全做到数字化。通过使用电子标签和推广相应的国际标准，可以使整个供应链信息充分共享，从而使得物流数字化成为可能。
现在的情况是什么样呢？通常我们都是通过电话、传真或者是电子邮件方式交换信息，另外就是由人传达有关货物的信息。事实上这不是我们想要的，我们不要人来做这些事情，要让机器来做这些事情，理想状态是不需要人工的系统进行自动的信息交换。数字物流的意义在于通过信息共享，使得供应链上各环节联系更加紧密，管理更加高效，从而带来更多的利润。所以，物流企业必将努力推进物流数字化。
通过在实践教学环节中向学生灌输数字物流这一概念，可以让学生更多的接触最前沿的思想，从而激发自己的想象力，在将来努力去完善我们的物流体系。
（3） 定位于仓储管理及POS零售系统
物流供应链范围涵盖的很广，从原料供应到顾客购买的产品的全生命周期。在这过程中包含很多物流活动，主要包括采购，仓储，配送，包装运输，零售等。片面的求大求全，不仅浪费大量的人力、物力，而且也不能突出重点。考虑到学校实施的难易程度，配送、运输等不太适合学校实训，因此我们定位于仓储和零售环节，集中有限的资源把这两块做大做强。
在此基础上我们还把仓储和零售有机的结合起来，利用RFID技术实现两者的信息共享。突破了传统的人工作业带来的弊端，正确、高效的处理业务，让学生充分感受到数字物流带来的魅力。
我们还充分考虑了系统的可扩展性，以便在将来条件允许的情况下实现系统扩展升级。
（4） 与企业联合搭建实验室
好的实验室要有好的参与者与好的课题，这样才能有好的成绩。我们积极的采取“走出去，迎进来”的战略，与一些物流公司达成合作，结合合作双方的优势，推动RFID技术于仓储物流领域的应用。实验室将服务于双方之开发，研究及教学等用途。
通过与成熟的提供供应链及物流行业软件和专注RFID技术开发及研究的公司合作，大大的加强了我们在此领域的实力。从而更好的为学生提供更为贴近实际的物流实践教学环境。通过学习和了解市场上最新的主流软件，使学生加强了解供应链得管理模式及最新的射频识别科技，令他们直接得益，贡献社会。
3 RFID物流实验室布局及功能区划分
3.1 RFID物流实验室布局
上海海事大学RFID物流实验室由RFID实验室和RFID立体仓库实验室两部分组成。
立体仓库实验室布局图如图1所示，RFID实验室布局图略。
图1 RFID立体仓库布局图
实验室网络采用B/S架构，便于维护和升级。所有的系统软件都在服务器端，各分区通过IE浏览器来运行客户端。网络拓扑结构如图2所示：
图2 网络拓扑结构图
3.2 RFID物流实验室功能区划分
RFID物流实验室主要包括立体仓库，托盘货架，POS零售和办公四个功能区。各功能区的软硬件和功能说明如下：
（1）立体仓库区：
其主要的硬件设备包括：立体库堆垛机系统、输送带系统、条码扫描仪、颜色识别器、RFID读写器和天线、电子标签以及电子标签以及主控计算机。
相应软件系统包括：立体仓库主控系统。
该区主要负责仓储业务的实训，可以开设立体仓库设备认知、立体仓库货位规划和RFID立体仓库系统等实验项目。学生通过实际操作立体仓库系统，能够对现代物流设备有更深刻的体会；并且，通过对比使用RFID技术和不使用该技术之间的效率差，可以让学生感受RFID技术应用于立体仓库系统所带来的变化，更深刻的认识RFID技术应用所带来的好处。
此功能区是在学校原有立体仓库实验系统的基础上，添加RFID设备，并自主开发配套软件系统，从而利用最少的资源，达到最佳的效果。
（2）托盘货架区：
其主要的硬件设备包括：托盘货架、门禁系统两套、货区监察系统、输送带系统、小型轻触式屏幕、油压式手推车、托盘、RFID读写器和天线、电子标签以及主控计算机。
相应软件系统包括：门禁管理系统、货区监察系统
该区主要负责仓储业务的实训，可以开设到货验收、在库盘点、货品分拣、输送系统规划与设计等实验项目。门禁系统将会示范当货物入仓时的情况，托盘货架分成两个区，货物入到哪个货区都会被显示于信息亭上，当货物经过传送带传送时，相关数据也会被终端采集。这一切都是在没有人工干预的情况下，由电脑通过RFID读写器读取货物上的电子标签里面的信息而完成。采用RFID技术后不仅大大提高了效率，而且不容易出错，货物的具体位置也很直观，不会出现找不到货物堆放地的麻烦。所以通过引入RFID技术，使传统仓储系统实现了质的飞跃，全面广泛的应用自然指日可待。而我们提前让学生对这一新技术有了很直观的感知，必将使他们受益无穷。
（3）POS零售区：
其主要的硬件设备包括：超市货架、POS机、RFID条码打印机、条码扫描仪、手持式RFID阅读器、RFID读写器和天线、电子标签以及主控计算机。
相应软件系统包括：POS零售系统、电子标签打印系统。
该区主要用于模拟POS零售和对在库货物进行二次处理和增值活动，比如：贴标签、贴价签、更换包装、进行促销礼品的包装等作业。可以开设POS零售业务模拟、包装作业实训、电子标签打印等实验项目。
超市和我们日常生活联系的非常紧密，特别是大型超市的一站式购物方式大大的方便了我们购物。可是，您是否曾经找寻半天也找不到你想要的东西呢？您是否为了结帐而不得不排队等候呢？对于商家来说，您是否经常因为条码识读不出来而不得不人工输入号码呢？您是否不知道货架上货物的具体信息，如数量、有效日期等，而不得不时常派人盘点货物，而通常这种盘点费时、费力还常常出错呢？所有的问题在我们模拟的POS零售系统中都能得到解决。原因就在于我们融合了RFID技术，使得快速、准确获取有用信息成为可能。
通过实训让学生再次感受到RFID技术的无穷魅力。增加对现代物流的兴趣，并且可以引导他们去接触，了解更多更新的现代物流新技术、新概念，从而将来能更好的服务社会。（4）办公区：
其主要的硬件设备包括：服务器、PC机及相应的网络设备。
相应软件系统包括：RFID物流实验室系统平台、综合物流管理系统。
该区是整个RFID物流实验室的信息中枢,它有分别连接各功能区的计算机，可用于现场管理、货物查验、理货、调度、手持终端信息处理等业务控制。并辅以一些物流系统软件，进行物流业务流程的模拟，从宏观角度让学员理解物流过程及物流概念，通过物流作业流程演练提高学生物流操作能力和物流管理水平。
所应用的软件系统，有自主独立开发的，有在别的软件基础上改进的，也有合作方提供的商业物流软件。这样多品种、多功能，目的只有一个，那就是更好的为实验室的教学研究工作服务。通过自主开发软件系统，我们能改进不足之处，并将教学研究工作当中的有用经验添加进系统，从而不断升级系统，使之功能更加完善。
4 发展方向
RFID实验室的建立第一要务是通过实训，充分调动学生的学习积极性，培养学生的实际操作能力，使学生掌握物流基本原理以及国内外物流发展的状况与动向，从而全面提高物流专业学生的综合素质。在此基础上我们还确定了几个发展方向。
4.1 完善实验室建设，特别是软件系统的升级
实验室设立之初必然有很多考虑欠妥的地方，通过实际运作过程中的经验累积，我们会着力完善实验室的建设。硬件系统的补充一般不难，我们更侧重于软件系统的开发，根据实际的需求完善软件系统。
4.2 积累经验编写合适的实验指导材料
软件、硬件完备并不能保证实验教学的质量，合适的物流实验课程教材对实验质量的影响也不容忽视。目前国内物流教材很多，但与之匹配的实验教材还很少。所以，一方面我们可以借鉴同行已有的经验，另一方面我们通过自己的经验积累，力争编写出符合自己教学要求的好的实验指导材料。
4.3 培养专职实验指导教师
高校物流师资力量缺乏，专职实验教师则是少之又少。所以在培养物流专业学生的同时，培养物流专职实验指导教师也同样重要。
4.4 和校外企业展开广泛的合作研究
为了更好的发展本实验室，我们积极的采取“走出去，迎进来”的战略。除了已经达成的合作外，我们应充分利用现有资源和更多的物流企业、生产企业广泛的开展“产学研”合作。推动RFID技术在物流生产领域的应用。通过合作，我们能增强自我发展的能力和办学实力，实现产、学、研的结合，进而提高培养人才的质量，产生更多更好的成果；企业获得的好处是改进和创新生产技术，吸收最新研究成果，进行高新技术产品开发并占领市场，获得更大的利润。
近年来，我国物流经济呈快速发展态势。物流人才的供不应求，也使得原本相对滞后的物流专业人才教育培训在这两年逐渐步入快车道。目前我国物流高等教育多是重理论、轻实践。为此，教育部高等学校物流类专业教学指导委员会建议各高校应完善物流实践教学体系，提倡减少理论课讲授，增加实验、上机等实践性内容。
物流产业在科技进步和管理技术创新的驱动下，全球物流已经进入供应链时代。一些新技术、新概念也跃入人们的视野。其中由于RFID具备从生产点到最终消费点的供应链的全程跟踪、操作管理能力，能够实现物流操作工具的标识和操作的自动识别，使仓储管理、存货管理、货位指派管理、供应商存货管理、贵重商品管理等实现自动化，并可实现全程供应链安全监控，具有广阔的应用前景。因此，建立RFID物流实验室对于加强本校物流专业的实践教学环节意义重大。
2 RFID物流实验室的特色
上海海事大学RFID物流实验室着眼点是“数字物流”这一概念，即将RFID这一新技术充分融合到整个实验室的软硬件当中去，力求做到所有实验项目数字化、信息化。充分体现出现代数字物流的特点。主要特色体现在以下几点：
（1） 融合RFID新技术
RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，也称电子标签。RFID射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。
这种电子标签与当前在物流领域内较广泛使用的条码、二维码相比，在以下几个方面具有明显优势：一是可进行远距离读写；二是它不受环境影响，在一般恶劣环境下仍能保持其工作性能；三是可进行信息的存储和修改；四是可以反复使用。而且识别工作无需人工干预，这就有利于提高物流系统的效率、准确度和安全性等要素。
怎样将RFID技术更好、更快的融合到现有的物流系统中去，是摆在国人面前的一项重要任务。本试验室的建立将使学生加强了解最新的射频识别技术在物流领域的应用，推动射频识别技术的普及，并可进行相关前沿技术的应用研究。
（2） 数字物流
传统物流很多环节需要人工干预，而且不同的公司可能使用不同的标准和不同的系统，因而不能完全做到数字化。通过使用电子标签和推广相应的国际标准，可以使整个供应链信息充分共享，从而使得物流数字化成为可能。
现在的情况是什么样呢？通常我们都是通过电话、传真或者是电子邮件方式交换信息，另外就是由人传达有关货物的信息。事实上这不是我们想要的，我们不要人来做这些事情，要让机器来做这些事情，理想状态是不需要人工的系统进行自动的信息交换。数字物流的意义在于通过信息共享，使得供应链上各环节联系更加紧密，管理更加高效，从而带来更多的利润。所以，物流企业必将努力推进物流数字化。
通过在实践教学环节中向学生灌输数字物流这一概念，可以让学生更多的接触最前沿的思想，从而激发自己的想象力，在将来努力去完善我们的物流体系。
（3） 定位于仓储管理及POS零售系统
物流供应链范围涵盖的很广，从原料供应到顾客购买的产品的全生命周期。在这过程中包含很多物流活动，主要包括采购，仓储，配送，包装运输，零售等。片面的求大求全，不仅浪费大量的人力、物力，而且也不能突出重点。考虑到学校实施的难易程度，配送、运输等不太适合学校实训，因此我们定位于仓储和零售环节，集中有限的资源把这两块做大做强。
在此基础上我们还把仓储和零售有机的结合起来，利用RFID技术实现两者的信息共享。突破了传统的人工作业带来的弊端，正确、高效的处理业务，让学生充分感受到数字物流带来的魅力。
我们还充分考虑了系统的可扩展性，以便在将来条件允许的情况下实现系统扩展升级。
（4） 与企业联合搭建实验室
好的实验室要有好的参与者与好的课题，这样才能有好的成绩。我们积极的采取“走出去，迎进来”的战略，与一些物流公司达成合作，结合合作双方的优势，推动RFID技术于仓储物流领域的应用。实验室将服务于双方之开发，研究及教学等用途。
通过与成熟的提供供应链及物流行业软件和专注RFID技术开发及研究的公司合作，大大的加强了我们在此领域的实力。从而更好的为学生提供更为贴近实际的物流实践教学环境。通过学习和了解市场上最新的主流软件，使学生加强了解供应链得管理模式及最新的射频识别科技，令他们直接得益，贡献社会。
3 RFID物流实验室布局及功能区划分
3.1 RFID物流实验室布局
上海海事大学RFID物流实验室由RFID实验室和RFID立体仓库实验室两部分组成。
立体仓库实验室布局图如图1所示，RFID实验室布局图略。
图1 RFID立体仓库布局图
实验室网络采用B/S架构，便于维护和升级。所有的系统软件都在服务器端，各分区通过IE浏览器来运行客户端。网络拓扑结构如图2所示：
图2 网络拓扑结构图
3.2 RFID物流实验室功能区划分
RFID物流实验室主要包括立体仓库，托盘货架，POS零售和办公四个功能区。各功能区的软硬件和功能说明如下：
（1）立体仓库区：
其主要的硬件设备包括：立体库堆垛机系统、输送带系统、条码扫描仪、颜色识别器、RFID读写器和天线、电子标签以及电子标签以及主控计算机。
相应软件系统包括：立体仓库主控系统。
该区主要负责仓储业务的实训，可以开设立体仓库设备认知、立体仓库货位规划和RFID立体仓库系统等实验项目。学生通过实际操作立体仓库系统，能够对现代物流设备有更深刻的体会；并且，通过对比使用RFID技术和不使用该技术之间的效率差，可以让学生感受RFID技术应用于立体仓库系统所带来的变化，更深刻的认识RFID技术应用所带来的好处。
此功能区是在学校原有立体仓库实验系统的基础上，添加RFID设备，并自主开发配套软件系统，从而利用最少的资源，达到最佳的效果。
（2）托盘货架区：
其主要的硬件设备包括：托盘货架、门禁系统两套、货区监察系统、输送带系统、小型轻触式屏幕、油压式手推车、托盘、RFID读写器和天线、电子标签以及主控计算机。
相应软件系统包括：门禁管理系统、货区监察系统
该区主要负责仓储业务的实训，可以开设到货验收、在库盘点、货品分拣、输送系统规划与设计等实验项目。门禁系统将会示范当货物入仓时的情况，托盘货架分成两个区，货物入到哪个货区都会被显示于信息亭上，当货物经过传送带传送时，相关数据也会被终端采集。这一切都是在没有人工干预的情况下，由电脑通过RFID读写器读取货物上的电子标签里面的信息而完成。采用RFID技术后不仅大大提高了效率，而且不容易出错，货物的具体位置也很直观，不会出现找不到货物堆放地的麻烦。所以通过引入RFID技术，使传统仓储系统实现了质的飞跃，全面广泛的应用自然指日可待。而我们提前让学生对这一新技术有了很直观的感知，必将使他们受益无穷。
（3）POS零售区：
其主要的硬件设备包括：超市货架、POS机、RFID条码打印机、条码扫描仪、手持式RFID阅读器、RFID读写器和天线、电子标签以及主控计算机。
相应软件系统包括：POS零售系统、电子标签打印系统。
该区主要用于模拟POS零售和对在库货物进行二次处理和增值活动，比如：贴标签、贴价签、更换包装、进行促销礼品的包装等作业。可以开设POS零售业务模拟、包装作业实训、电子标签打印等实验项目。
超市和我们日常生活联系的非常紧密，特别是大型超市的一站式购物方式大大的方便了我们购物。可是，您是否曾经找寻半天也找不到你想要的东西呢？您是否为了结帐而不得不排队等候呢？对于商家来说，您是否经常因为条码识读不出来而不得不人工输入号码呢？您是否不知道货架上货物的具体信息，如数量、有效日期等，而不得不时常派人盘点货物，而通常这种盘点费时、费力还常常出错呢？所有的问题在我们模拟的POS零售系统中都能得到解决。原因就在于我们融合了RFID技术，使得快速、准确获取有用信息成为可能。
通过实训让学生再次感受到RFID技术的无穷魅力。增加对现代物流的兴趣，并且可以引导他们去接触，了解更多更新的现代物流新技术、新概念，从而将来能更好的服务社会。（4）办公区：
其主要的硬件设备包括：服务器、PC机及相应的网络设备。
相应软件系统包括：RFID物流实验室系统平台、综合物流管理系统。
该区是整个RFID物流实验室的信息中枢,它有分别连接各功能区的计算机，可用于现场管理、货物查验、理货、调度、手持终端信息处理等业务控制。并辅以一些物流系统软件，进行物流业务流程的模拟，从宏观角度让学员理解物流过程及物流概念，通过物流作业流程演练提高学生物流操作能力和物流管理水平。
所应用的软件系统，有自主独立开发的，有在别的软件基础上改进的，也有合作方提供的商业物流软件。这样多品种、多功能，目的只有一个，那就是更好的为实验室的教学研究工作服务。通过自主开发软件系统，我们能改进不足之处，并将教学研究工作当中的有用经验添加进系统，从而不断升级系统，使之功能更加完善。
4 发展方向
RFID实验室的建立第一要务是通过实训，充分调动学生的学习积极性，培养学生的实际操作能力，使学生掌握物流基本原理以及国内外物流发展的状况与动向，从而全面提高物流专业学生的综合素质。在此基础上我们还确定了几个发展方向。
4.1 完善实验室建设，特别是软件系统的升级
实验室设立之初必然有很多考虑欠妥的地方，通过实际运作过程中的经验累积，我们会着力完善实验室的建设。硬件系统的补充一般不难，我们更侧重于软件系统的开发，根据实际的需求完善软件系统。
4.2 积累经验编写合适的实验指导材料
软件、硬件完备并不能保证实验教学的质量，合适的物流实验课程教材对实验质量的影响也不容忽视。目前国内物流教材很多，但与之匹配的实验教材还很少。所以，一方面我们可以借鉴同行已有的经验，另一方面我们通过自己的经验积累，力争编写出符合自己教学要求的好的实验指导材料。
4.3 培养专职实验指导教师
高校物流师资力量缺乏，专职实验教师则是少之又少。所以在培养物流专业学生的同时，培养物流专职实验指导教师也同样重要。
4.4 和校外企业展开广泛的合作研究
为了更好的发展本实验室，我们积极的采取“走出去，迎进来”的战略。除了已经达成的合作外，我们应充分利用现有资源和更多的物流企业、生产企业广泛的开展“产学研”合作。推动RFID技术在物流生产领域的应用。通过合作，我们能增强自我发展的能力和办学实力，实现产、学、研的结合，进而提高培养人才的质量，产生更多更好的成果；企业获得的好处是改进和创新生产技术，吸收最新研究成果，进行高新技术产品开发并占领市场，获得更大的利润。
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