RFID及其在物流管理中的应用

2009年初,美国总统奥巴马提出了“智慧地球”的构想,从而让“物联网”这一概念席卷全球。为了能够夺得新技术的主导权,2009年8月,温家宝总理适时提出了“感知中国”的发展战略。所谓“物联网”,即“物物相连的网络”,其实质是利用RFID技术,通过计算机互联网实现对物品的自动识别和信息的互联与共享。

要真正意义地实现物联网,还需要经历10年以上的发展周期。然而,物联网的雏形现在已经随处可见。作为物联网的核心技术,RFID技术已经在全球各地被广泛应用于生产、物流、交通及运深圳到银川物流输等行业。物流管理是RFID应用的一个重要领域,RFID技术的应用将会使得物流管理向着更加智能化的方向发展。

一、关于RFID

RFID(Radio Frequency Identification),即无线射频识别,俗称电子标签。RFID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,识别工作无需人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便,非常适用于物料跟踪、运载工具和货架识别等场合。

(一)RFID的工作原理

一套完整的RFID系统主要由标签、阅读器、天线和应用软件系统等几部分组成。标签由耦合元件及芯片组成,储存着目标对象的唯一电子编码以及相关的信息,有无源标签和有源标签两种。阅读器由耦合模块、收发模块、控制模块、接口单元组成,根据其结构和技术的不同,有只读和读写两种。天线内置于标签和阅读器中,在标签和读取器间传递射频信号。应用软件系统是最终处理标签信息。

RFID的工作原理:当标签进入阅读器的有效范围时,标签内置的耦合元件就会把阅读器发射的射频信号转化为感应电流,驱动芯片和发射电路,把储存在芯片的对象信息通过天线射出去。阅读器接收到标签信息后,解读信息,然后送至应用软件系统进行处理。

(二)RFID在中国的应用现状和前景

RIFD技术在中国已经得到了广泛的应用,在物流、第二代身份证、电子售票、高速公路、物业管理和公交等多个方面应用突出。随着2009年8月,温家宝总理适时提出了“感知中国”的发展战略以后,以RFID为核心的物联网技术得到了高度的重视,从而进一步推动了RFID行业在中国的发展。

依照上图数据,在2009年,中国的RFID市场达到了79.3亿元;2010年,中国的RFID市场将突破100亿元的大关;到2011年,中国的RFID市场将达到124.4亿元。从2006年到2011年的5年间,中国的RFID市场的年复合增长率高珠海到衡水物流达23.8%。中国的RFID市场的高速发展,不仅有利于推动了RFID技术的发展和RFID标准的制定,同时也为物联网的实现创造有利的条件和基础。

二、RFID在物流管理中的应用

现代物流管理要解决的一个重要的问题是整个物流过程中的数据录入问题。只有实现这些庞大的数据到计算机的自动录入,提高物流过程的自动化处理水平,才能提高物流效率、降低成本。RFID技术的应用,有效地实现了物流管理的自动化和智能化。

(一)RFID在物流管理中的主要应用

由于RFID技术具有非接触、自动识别和操作便捷等优点,所以非常适用于物料跟踪、运载工具和货架识别等场合。RFID在物流管理中得到良好的应用,主要应用在物流作业管理和供应链管理两个方面。

1.RFID在物流作业管理方面的应用。RFID在物流作业管理方面的应用表现在运输与配送管理、仓储与物料管理和流通加工管理三个方面。RFID使整个物流作业管理过程能够迅速而准确地跟踪各个作业环节的实时状况,从而进行最优化的作业管理。

(1)运输与配送管理:实现可视化管理和实时跟踪。RFID技术的应用,使得货物在运输和配送中的各个环节都处在一个广阔的物联网中,所处的状态和位置都可以准确而又实时的获得,从而实现了可视化的管理。对可能发生意外的环节进行跟踪,实现动态的管理。不仅提高了运输和配送的效率,而且降低了出差错的几率。

(2)仓储与物料管理:实现空间的优化利用和物料的合理配置。当原材料、零部件、半成品和产成品等各种物料的信息的记录都可以通过自动扫描完成,从而省去了繁琐的检验、记录、清点等大量需要人力的工作。仓储中心可以通过RFID系统实时地获得需要入库和出库的物料的信息,从而减少10%～30%的安全库存量,从而实现仓储空间的优化利用和物料的合理配置。

(3)流通加工管理:实现智能化管理和最优化加工。流通加工管理中应用RFID技术可以实现流水线的自动化和智能化,从而提高流通加工效率,节约成本。通过RFID卡还可以准确获得等加工产品的具体信息,可以方便地满足用户定制的需求,实现最优化加工。

2.RFID在供应链管理方面的应用。RFID在供应链管理方面的应用表现在采购、制造、配送和退货四个环节。RFID使整个供应链能够在最短的时间内对复杂多变的市场做出快速的反应,提高供应链的市场适应能力。

(1)采购环节:实现信息透明。可以对供应商提供的货品和服务的管理流程结合起来,包括提货、核实货单、转送货物和付款等。采购过程中的所有数据都可以自动录入,避免了人为操作可能造成的干预。所有货款都是可以实时核查的,定价、配送和付款流程的各种信息和数据都可以准确获得,从而提高了采购的真实性和透明度。

(2)制造环节:实现精益生产。RFID技术的应用,可以到整个生产线上的原材料、零部件、半成品和产成品进行识别和跟踪,从而有效地提高生产效率和降低库存。对于人、时间、空间、财力、物资等方面,凡是不能在生产中增值的都可以去掉,从而实现精简一切不增值环节、简化一切过程的目的。

(3)配送环节:实现实时监控。通过给需要配送的货物粘贴RFID电子标签,在配送线上的相关检查点安装RFID装置,实现货物从送出到接收的整个过程,包括装卸、包装、保管、运输的各个环节的实时监控。货物在配送过程中所处的状态和位置,供应商和经销商都可以实时地掌握。

(4)退货环节:实现敏捷服务。基于RFID技术的智能识别系统,除了可以快速地对客户要退的货物进行鉴定外,还可以轻而易举地读取客户的个人信息,并通过银行卡实现迅速退款。这样敏捷的服务,不仅可以节约大量的人工成本,而且有效地提高了客户的满意度。

(二)RFID在物流管理等领域实现全面应用面临的障碍

RFID技术在物流管理中的应用已经进入了实践性发展阶段,然而,RFID要在物流管理以及其他领域获得全面的应用,仍然面临着诸多障碍。这些障碍主要包括RFID的标准问题、RFID技术应用的成本问题、RFID应用可能导致的信息安全问题。

1.RFID标准问题。RFID技术至今仍然没有制定统一的国际标准。各国为了争夺新技术革命的话语权,抢夺物联网发展的先机,纷纷推出各自的RFID技术标准。全世界范围的RFID标准之争,一方面拉升了RFID技术的热度,另一方面也加剧了制定统一的RFID国际标准的难度。

目前,基于不同标准的RFID技术已经应用到了包括物流管理在内的众多领域,没有统一的标准使得RFID技术的应用往往局限于一个封闭的市场内,同时也制约了相关软硬件技术的开发,严重背离了作为物联网核心技术所应用有的全球性。因此,能否尽快制定出普遍认可的国际标准,成为制约RFID行业发展的一个瓶颈。

2.实施成本问题。由于RFID标签和阅读器的价格较

高,RFID系统的布置以及人员培训需要大量的资金投入,使得实施RFID面临着高昂的成本。构建RFID系统,标签的投资则是经常性的,即使是可以回收利用的系统,也需要经常补充损坏或者遗失的标签,从而形成长期的费用支出。系统的其

他投资是一次性的,但是,需要一次性进行较高的资金投入。

所幸的是,随着RFID技术的高速发展,RFID实施的成本正在日益降低。从EPC Global香港获佛山到汕头物流悉,每个RFID标签的单价已由原来的50美分降低到8美分,未来一年内还将继续下跌到5美分,而阅读器的单价也下降到1000美分以内。而在将来的数年内,RFID标签单价将进一步降至1美分的价位,这与现在普遍使用的条形码的印制成本相当,从而迎来RFID在全球范围内高速发展的机遇期。

3.信息安全问题。RFID技术可以到标签中的数据进行非接触的自动读取,RFID的全面应用可能引发各种信息安全问题,如黑客攻击、感染病毒、信息窃取和泄露、以及个人隐私等问题,这些问题直接关系到国家、企业和个人的利益。因此,在实际应用中,有必要针对特定的RFID应用和安全问题,分别采取相应的安全措施。

要有效地解决RFID应用中的涉及的信息安全问题,需要各方的共同努力。首先,从法律层面上,国家应该完善有关法律,通过立法对用户的信息安全进行保护;其次,从技术层面上,切实改善RFID技术的安全算法和提升安全防护技术显得至关重要;最后,从道德层面上,需要RFID技术的使用者树立良好的职业操守和社会道德。

三、结语

时下,“物联网”被看作是推动世界经济复苏的重要动力,其核心技术RFID也因此倍受关注。RFID技术具有非接触、自动识别等优点,在物流管理中具有广泛的应用。然而,RFID的发展仍然面临着诸多问题,技术标准、实施成本以及信息安全等问题都构成了RFID全面应用的主要障碍。当统一的RFID国际标准被制定出来、RFID的实施成本降到可以接受的程度、RFID可能导致的信息安全问题得以解决后,RFID将在包括物流在内的众多行业迎来一个全球范围内高速发展的春天。