基于RFID的物流中心流程优化研究及应用

1 RFID简介 

RFID[1]诞生于二战期间，是英文Radio Frequency Identification技术的缩写，指利用无线射频传输技术来存储数据和检索数据的过程，是非接触式自动识别技术的一种。在欧美、日本等发达国家和地区，RFID在访问控制、人的识别系统、货物完整性、防盗以及军事上用途广泛，很多大型零售企业更是对RFID表现出浓厚兴趣。国内RFID的发展也方兴未艾，不仅有相关的政府部门和科研院所积极推进RFID的标准化和研究工作，同时RFID的商用前景也吸引了国内通信、电子和自动化领域的众多厂商参与，商用化进程开始启动。 

据Sanford C. Bernstein咨询公司统计，2004年全球RFID标签市场规模达40亿美元，2006 年底有望突破70亿美元。今年在上海举行的RFID研讨会上，专家预计，2010年全球RFID市场将达3000亿美元。尽管不同机构预测的结果存在差异．但都描绘出了RFID标签的应用前景，RFID正向我们快步走来。 

1.1 RFID系统组成[2] 
一般的RFID系统由标签、阅读器和天线三部分组成。 
标签(Tag)由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象； 
阅读器(Reader)是读取(有时还可以写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式； 
天线(Antenna)在标签和阅读器间传递射频信号。 
1.2 RFID标签分类 
按照不同的标准，标签有不同的分类。 
（1）、按照标签的供电形式，分为有源标签和无源标签。 
有源标签，自带电池，使用标签内的电池能量才能工作。无源标签，不含电池，利用耦合的阅读器发射的电磁场能量作为自己的能量进行工作。 
（2）、按照标签的数据调制方式分为主动式、被动式和半主动式。 
一般来讲，有源标签为主动式，无源标签为被动式，电池支援式反向散射调制标签为半主动式。主动式标签信号传输距离远，但使用寿命受到限制；被动式标签具有永久的使用期，但识读距离近；半主动式标签虽本身自带电池，但只起到对标签内部数字线路供电的作用，不主动发送能量，只有被“激活”时才传送数据。 
（3）、根据标签的工作频率分为低频、高频、超高频和微波系统。 
阅读器发送无线电信号时所使用的频率被称为RFID系统的工作频率，基本上可分为五个主要范围：低频(30KHz~300KHz)、高频（3MHz~30MHz）和超高频（300MHz~3GHz）以及微波(2.45GHz以上)。常见的工作频率有：13.56MHz,、915MHz、2.45 GHz~5 GHz。 
（4）、根据标签的可读写性分为只读、读写和一次写入 

多次读出卡。 
根据射频标签内部使用存储器类型的不同可分为：只读卡(Read Only,  RO ) ,读写卡(Read Write ，RW)和一次写入多次读出卡（WORM）。 
（5）、根据标签中存储器数据存储能力分为标识标签与便携式数据文件。 

2 RFID在物流供应链管理中的应用 
2.1 当代物流供应链管理呼唤RFID 
从20世纪90年代起, 供应链管理就成为管理者耳熟能详的词汇, 企业已经认识到供应链管理SCM（Supply Chain Management）在降低成本、提高客户服务水平、加强企业竞争力过程中所起的重要作用。SCM[3]强调集成的管理思想和方法,把供应链上的各个环节有机地结合, 实现供应链整体效率最高的目标。供应链管理从企业运作的各个方面来看，是如何将企业内部及链条上的其他企业通过一些方法实现一体化的管理。这就要求企业内必须改变以职能部门为基础的运作模式及传统的衡量标准，并且要求企业间抛开以往互相封闭、狭隘竞争的关系模式。企业内部有许多优势部门，供应链上有许多优势企业, 一体化的管理是把这些优势整合起来而不是简单的相加。外部竞争环境的加剧也使许多企业必须携手合作以应对更大的挑战，企业间的竞争转化为供应链之间的竞争。由于供应链上的企业在行政上没有任何的隶属关系，地位平等，要实现高度的合作就必须要求参与者自愿地共享信息和共同规划策略。所以必须提供一种运作机制实现供应链上的物流、信息流、资金流无障碍地流动，使链条上的成员业务有机地协同集成。 
信息技术是供应链运作的支撑平台和基础；物品识别（Material Identification）技术产品可以作为信息流的载体在整个供应链环节流动，使企业间的通力合作成为可能。物品识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛的发展，如今供应链物流行业内应用最广泛的是条形码技术。条形码的普及极大地提高了商品的流通效率，可以说，条形码无处不在。但是随着社会经济的高速发展，条形码技术由于自身的缺陷越来越不能适应当前社会经济的发展要求，于是RFID技术便应运而生了。RFID技术与条形码技术的功能对比如下表所示[4]： 
　表1 条形码与RFID技术功能对比 
　　　　　　　　　　　RFID技术作为一种快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础，通过对实体对象（包括零售商品、物流单元、集装箱、货运包装、生产零部件等）的唯一标识，被广泛应用于生产、零售、物流、交通等行业。RFID技术已逐渐成为企业提高物流供应链水平，降低成本，实现企业管理信息化，增强企业核心竞争力不可缺少的技术工具和手段。RFID技术导入供应链会对供应链管理产生革命性的影响，本文限于篇幅所限，仅研究对供应链业务流程的影响，并且以A物流中心为例[5]，探讨引入RFID技术前后入库流程的变化，来说明RFID技术对供应链的影响。 

2.2 A物流中心案例分析 
2.2.1 现有入库流程 
入库计划录入：录入入库货物基本信息包括数量、尺码、重量、预计时间等，有的还可提供条码序列； 
送货车辆登记：此环节控制进入收货区的车辆，防止过度拥挤而降低效率； 
理货：清点货物，记录具体货物信息，包括扫描、打托等； 
入库：货物移入库内存放，需要货物状态、库位管理、机械调度等； 
完工：货物入库作业完毕。（入库流程图如图1所示）图1 导入RFID前的入库流程图 
2.2.2现有流程的缺陷、导入RFID的基本假设： 
从作业效率来看，数据采集效率至关重要，条码要一个一个扫描，平均扫一个需要2~3秒钟，会大大降低效率；从准确率上来看，如果在入库操作之前提前知道相应条码，扫描的时候就可以进行校对，从而降低差错率；为了保证准确率，在库门上还应进一步校验经过的货物是否有相应的入库计划，是则放行，否则阻止，从而有效地防止出错。 
笔者在调研时，因为还没有真正实施RFID系统的物流中心，因此采用虚拟的方法进行分析，所作的基本假设如下： 
建立RFID数据库：在标准不统一的情况下，应征求客户 

意见，尽量跟长期稳定客户统一标准。 
在货物上放置RFID标签：最理想的情况是，厂家生产货物时提前放置好RFID标签，若没有可以在货物数据采集时临时贴、挂仓库自行制作好的RFID标签。 
使用智能托盘：塑料托盘的制造是RFID PCB应用的一个很好的例子。在塑料托盘制造周期的超声焊接阶段之前，将PCB置于塑料托盘中。这样，PCB就把托盘变成了一个“智能托盘”，在整个物流链中都可以将数据读写到托盘中。 
在库门安装RFID读写装置：考虑到作业效率及作业环境，可以采用门形RDID天线读写器，这样货物进库时就可以直接进入而无需停下扫描，从而提高其效率。 
库管人员配备手持式RFID读写器：这样既可以用来查找货物，也可以盘点货物，库管人员仓库走一圈，就清楚知道货物存放情况。 
2.2.3 导入RFID技术后新的入库流程 
入库计划导入:将准备入库货物基本信息包括数量、尺码、重量、预计时间,每件货物的RFID信息、送货卡车的信息等，直接导入数据库。 
送货车辆登记:送货卡车登记，查询有无入库计划，有则直接调出。 
理货入库:利用RFID批量识别技术采集到货物信息，与数据库内的入库计划信息比对，若无异常则将货物打托入库，经过库门时，通过门形天线的读写器，系统自动采集到移动中的托盘的RFID信息及放置在该托盘上的每件货物的RFID信息，实时记录到数据库，入库完成。 
货物识别流程：货物从卡车上卸下后被放置在托盘上，叉车将装有货物的托盘运至库门附近时，阅读器可以批量读出托盘及其上的货物的RFID信息，由于托盘与货物的编码类别不一样，可以分辨出哪个是托盘信息哪些是货物信息。而阅读器将采集到的数据传送至信息系统处理单元，判断该货物是否有入库计划，若没有则发出警报，禁止该货物入库。反之放行，让货物顺利入库。 
完工:货物入库作业完毕。（导入RFID之后的流程图如图2所示） 
2.2.4 采用RFID技术后的流程优化结果 
变手工录入计划为电子数据导入的方式，减少了人工录入的环节。 
减少了货物逐个扫描的过程，改为RFID批量识别的方 

图2 导入RFID后的入库流程图 
式，这种方式特别适合大批量货物。如果单件入库的情况,还可以实现货物经过库门时有安装在库门的读写器自动识别并记录的方式。 
货物的基本信息包括尺寸、颜色、型号等等也可以由RFID存储取得，省掉了仓库门口检验的环节。 
增加了在库门处检查的功能，这是以前采用条码的流程不好处理的问题，因为用条码管理若要检查必须在库门处停留足够时间来扫描核对，而这样做无疑会加大作业时间并导致作业效率降低。现在采用RFID系统，利用其在运动中可以识别的特性，就可以轻松实现库门处检查核对的目标了。 

3 总结和展望 
经过以上工作得出的优化后流程，充分利用了RFID技术特点，从多个环节上起到了提高工作效率和质量的目的，达到了预期目标。如果大范围采用，效果会更加明显，整个行业经济效益会很可观。虽然现如今由于成本、安全和隐私，没有统一的制造应用标准等问题困扰着RFID [6]，使其无法大规模的应用，但是随着全球基于供应链竞争的加剧, 新技术的应用必然是增强核心竞争力重要的筹码。许多国家和一些大公司、大企业正在建立RFID 研发、应用指导中心, 积极开展制定有关RFID 应用的标准，这个市场的大门已经打开,我国可以抓住这个机会,建立新的经济增长点, 使相关企业可以拥有自己的核心技术, 使供应链管理跨上一个新的台阶。