物流信息技术(RFID技术

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1、单 元 教 学 2： 无 线 射 频 技 术l能 力 目 标 ： 能 对 物 流 流 程 设 计RFID技 术 实 施 环 节l知 识 目 标 ： 了 解 RFID的 主 要 类型 ； 掌 握 RFID应 用 范 围 主 要 内 容lRFID定 义l系 统 组 成l技 术 特 点l技 术 标 准l应 用 范 围l发 展 趋 势l现 阶 段 存 在 的 问 题 引 言l 近 年 来 ， RFID被 认 为 是 影 响 未 来 全 球 产 业发 展 的 重 要 技 术 ， 因 而 受 到 各 方 面 的 广 泛关 注 。 尤 其 在 物 流 上 的 应 用 ， 将 使 物 流 追踪 更 及 时 ，

2、 对 供 应 链 管 理 产 生 巨 大 的 影 响 。l 根 据 美 国 调 查 机 构 AC尼 尔 森 预 测 ， RFID技术 将 在 10年 到 12年 内 全 面 取 代 条 码 技 术 。 一 、 定 义l RFID即 无 线 射 频 识 别 技 术 （ Radio Frequency Identification ） ， 常 称 为 感应 式 电 子 晶 片 或 近 接 卡 、 感 应 卡 、 非 接 触卡 、 电 子 标 签 、 电 子 条 码 ， 等 等 。 l 射 频 识 别 技 术 是 一 项 利 用 射 频 信 号 通 过 空间 耦 合 （ 交 变 磁 场 或 电 磁

3、场 ） 实 现 无 接 触信 息 传 递 并 通 过 所 传 递 的 信 息 达 到 识 别 目的 的 技 术 。 二 、 RFID系 统 组 成l RFID系 统 主 要 由 三 部 分 组 成 ： 标 签 、 天 线 、读 写 器 。l 电 子 标 签 内 存 有 一 定 格 式 的 电 子 数 据 ， 附 着在 待 识 别 物 品 上 并 以 此 作 为 其 标 识 性 信 息 。l 阅 读 器 与 电 子 标 签 可 按 约 定 的 通 信 协 议 互 传信 息 ， 由 阅 读 器 向 电 子 标 签 发 送 指 令 ， 电 子标 签 根 据 收 到 的 指 令 ， 将 内 存 的 标

4、 识 性 数 据回 传 给 阅 读 器 。 标 签 （ Tag ）l由 IC芯 片 及 一 些 耦 合元 件 组 成 ， 标 签 含 有内 置 天 线 ， 用 于 和 射频 天 线 间 进 行 通 信 。 电 子 标 签 （ Tag） 电 子 标 签 （ Tag） 是 射 频 识 别 系 统 真 正 的数 据 载 体 ， Tag具 有 智 能 读 写 和 加 密 通 讯 的 功能 。 依 据 电 子 标 签 供 电 方 式 的 不 同 ， 电 子 标 签可 以 分 为 有 源 卡 (Active tag)和 无 源 卡(Passive tag)。 有 源 卡 内 装 有 电 池 ， 无 源 卡

5、内 没 有 装 电 池 。 按 照 能 量 供 给 方 式 ， RFID系 统分 为 有 源 系 统 与 无 源 系 统 。 标 签 天 线 （ Antenna） RFID系 统 至 少 应 包 含 一 根 天线 以 发 射 和 接 收 射 频 信 号 。 有些 RFID系 统 是 由 一 根 天 线 来 同时 完 成 发 射 和 接 收 ； 而 另 一 些RFID系 统 则 是 由 一 根 天 线 来 完成 发 射 而 另 一 根 天 线 来 承 担 接收 。 所 采 用 天 线 的 形 式 及 数 量应 视 具 体 应 用 而 定 。 读 写 器 （ Reader）lRFID读 写 器 ，

6、 又 称 解 读 器 、 识 读 器 。l作 用 ： 控 制 射 频 收 发 器 发 射 射 频 信 号 。l通 过 射 频 收 发 器 接 收 来 自 标 签 上 的 已 编码 射 频 信 号 ， 对 标 签 的 认 证 识 别 信 息 进行 解 码 ； 将 认 证 识 别 信 息 连 带 标 签 上 其它 相 关 信 息 传 输 到 主 机 以 供 处 理 。 固 定 式 读 写 模 块 手 持 式 读 写 器 工 作 方 式 工 作 原 理 工 作 原 理l 阅 读 器 通 过 发 射 天 线 发 送 一 定 频 率 的 射 频 信 号 ， 当电 子 标 签 进 入 发 射 天 线 工

7、作 区 域 时 产 生 感 应 电 流 ，电 子 标 签 获 得 能 量 被 激 活 ；l 电 子 标 签 将 自 身 唯 一 识 别 码 等 信 息 通 过 卡 内 置 发 送天 线 发 送 出 去 ； 系 统 接 收 天 线 接 收 到 从 电 子 标 签 发送 来 的 载 波 信 号 ， 经 天 线 调 节 器 传 送 到 阅 读 器 ， 阅读 器 对 接 收 的 信 号 进 行 解 调 和 解 码 ， 然 后 送 到 后 台主 系 统 进 行 相 关 处 理 ；l 主 系 统 根 据 逻 辑 运 算 判 断 该 卡 的 合 法 性 ， 针 对 不 同的 设 定 做 出 相 应 的 处

8、理 和 控 制 ， 发 出 指 令 信 号 控 制执 行 机 构 动 作 。 三 、 RFID技 术 特 点 不 足 之 处l数 据 读 写 效 果 可 能 受 到 附 近 的 金 属 介质 的 影 响 。l读 写 操 作 存 在 距 离 上 的 限 制 （ 一 般 写距 离 是 读 距 离 的 70%左 右 ） 。l设 备 成 本 比 较 高 。l标 签 的 用 户 可 用 数 据 存 储 容 量 有 一 定的 限 制 。 四 、 应 用 范 围频 谱 频 率 读 取 范 围 应 用低 频（ LF） 30KHz 300KHz 0.6m 门 禁 和 安 全 管 理 、动 物 及 容 器 识 别

9、 、电 子 闭 锁 防 盗 等高 频（ UHF） 3MHz30MHz 0.1m 1m 电 子 车 票 、 货 物追 踪 、 库 存 管 理 等超 高 频（ UHF） 860MHz960MHz 1m 10m 铁 路 包 裹 、 集 装 箱及 供 应 链 管 理 等微 波（ MWF） 2.45GHz以 上 25m 50m 移 动 车 辆 识 别 、供 应 链 管 理 等 主 要 应 用 领 域 RFID技 术 流 通 领 域 应 用l （ 1） 嵌 入 RFID的 电 子 票 证 。 电 子 票 证 不 易损 毁 且 防 伪 性 能 佳 ， 可 多 次 使 用 ， 减 少 了资 源 浪 费 ， 票

10、 证 中 的 信 息 可 以 修 改 和 实 时更 新 ， 后 台 系 统 利 用 电 子 票 证 的 信 息 可 以完 成 各 种 数 据 的 实 时 统 计 ， 进 行 群 体 个 性分 析 ， 了 解 客 户 需 求 倾 向 。l （ 2） 零 售 行 业 利 用 RFID技 术 进 行 商 品 跟 踪 、及 时 补 货 和 金 融 支 付 等 。 德 国 世 界 杯 门 票 智 能 车 辆 管 理 基 于 RFID技 术 的 车 辆 识 别 ， 实 现 高 速 环 境下 车 辆 信 息 的 获 取 ， 结 合 其 它 控 制 系 统 可 完成 车 辆 的 合 理 调 度 或 不 停 车

11、 收 费 等 功 能 。 铁 道 部 应 用 的 中 国 铁 路 列 车 自 动 识 别 系 统是 目 前 亚 洲 最 大 规 模 的 RFID应 用 项 目 。 整 个系 统 采 用 2.4GHz频 率 的 RFID扫 描 ， 可 完 成对 全 国 列 车 的 高 速 扫 描 识 别 ， 直 接 经 济 效 益达 3亿 元 。 智 能 交 通 系 统 RFID集 装 箱 管 理l大 型 集 装 箱 港 口 （ 如 上 海 港 ） 在 集装 箱 上 安 装 有 源 电 子 标 签 ， 通 过 手持 式 RFID读 写 器 对 整 个 港 口 内 的 集装 箱 扫 描 识 别 管 理 。 RFI

12、D集 装 箱 管 理l 电 子 标 签l记 录 集 装 箱 号 码l记 录 集 装 箱 的 运 输 信息l记 录 集 装 箱 装 载 货 品信 息l 电 子 封 条l记 录 集 装 箱 开 门 的 时间 及 次 数 l 固 定 读 写 设 备l读 取 电 子 标 签 与 电子 封 条 信 息 ， 传 给服 务 器l写 入 相 关 信 息l 手 持 设 备l随 时 读 取 感 兴 趣 集装 箱 的 信 息 RFID集 装 箱 管 理 优 势l 减 少 港 口 集 装 箱 误 放 ， 及 集 装 箱 和 货 物 丢 失 现象 ， 可 对 集 装 箱 精 确 控 制 。l 有 效 消 除 集 装 箱

13、 在 运 输 过 程 中 的 错 箱 、 漏 箱 。l 加 快 集 装 箱 通 关 速 度 ， 提 高 集 装 箱 运 输 的 准 确性 ， 全 面 提 升 集 装 箱 运 输 的 服 务 水 平 。 l 电 子 封 条 能 实 时 记 录 集 装 箱 开 门 的 时 间 和 次 数 ，有 效 地 解 决 了 “ 谁 动 了 我 的 箱 子 ” 的 问 题 。l 解 决 了 人 工 抄 号 易 出 现 人 为 差 错 和 全 程 信 息 交流 不 及 时 的 问 题 。 l 避 免 检 查 登 记 工 作 人 员 长 期 接 触 恶 劣 的 环 境 。 智 能 包 装 箱 或 托 盘 系 统l

14、 一 些 大 型 企 业 进 行 了 小 规 模 的 局 部 RFID试点 应 用 ， 一 般 以 包 装 箱 或 托 盘 为 基 本 单 位 ，进 行 RFID电 子 标 签 的 绑 定 ， 固 定 式 RFID读写 器 和 手 持 式 RFID读 写 器 两 种 扫 描 方 式 对电 子 标 签 进 行 快 速 扫 描 识 别 ， 有 效 地 解 决了 配 送 中 心 对 大 批 量 货 物 在 单 位 时 间 内 进行 快 速 分 拣 运 输 的 难 题 ， 有 效 避 免 了 货 物的 错 拣 、 漏 拣 、 错 发 和 漏 发 。 包 装 箱 固 定 射 频 标 签正 常 通 过 的

15、 包 装 箱 ，激 发 绿 色 信 号 不 该 通 过 的 包 装 箱 通 过 时 ， 红 色 信 号 亮 海 尔 RFID技 术 应 用l 2003年 ， 海 尔 集 团 开 始 应 用 RFID技 术 。 海 尔 希 望 发挥 RFID技 术 自 动 识 别 读 写 、 群 读 及 远 距 离 读 取 的 作用 ， 提 高 工 作 效 率 ； 并 在 更 长 远 的 未 来 ， 在 一 些 可能 的 业 务 流 程 中 ， 通 过 RFID标 签 捕 获 数 据 ， 从 而 显著 提 高 供 应 链 管 理 的 水 平 。 一 旦 芯 片 技 术 发 展 到 成本 显 著 降 低 、 存

16、储 容 量 足 够 大 的 时 候 ， 海 尔 还 期 望在 家 电 产 品 中 嵌 入 芯 片 标 签 既 记 录 制 造 过 程 中的 数 据 ， 还 可 以 记 录 顾 客 和 电 器 保 修 的 有 关 信 息 。这 样 在 提 供 维 修 服 务 时 ， 海 尔 员 工 便 能 通 过 系 统 自动 读 取 标 签 中 的 数 据 ， 从 而 对 产 品 信 息 和 维 修 记 录了 然 于 胸 。 道 高 一 尺 ， 魔 如 何 高 一 丈 ？l假 冒 伪 劣 有 什 么 危 害 ？l目 前 国 内 市 场 上 如 何 防 伪 ？l全 息 图 案 、 变 色 墨 水 、 产 品 和

17、 包 装上 面 的 隐 蔽 标 记 。 RFID防 伪l唯 一 的 ID号 来 完 成 ， 同 时 配 以 一 些 算法 实 现 安 全 管 理 。 l设 计 损 坏 式 标 签 ， 标 签 一 旦 被 损 坏 将不 能 被 复 制 或 模 仿 。 人 力 资 源 管 理 使 用 RFID标 签 对 人 员 标 识p 每 人 携 带 一 个 RFID标 签p 在 车 间 内 、 出 入 口 等 位 置安 装 RFID读 写 设 备p 人 员 通 过 时 ， 记 录 通 过 的时 间 等 信 息p 标 签 与 人 员 的 信 息 绑 定（ 如 ： 姓 名 、 年 龄 、 工 种 、班 次 等 ）

18、 p RFID系 统 采 集 信 息 联 入 数据 库 ， 实 时 掌 握 人 员 信 息数据库 五 、 现 阶 段 存 在 问 题l 高昂的成本l 沃 尔 玛 在 RFID的 实 际 推 广 中 正 在 逐 步 降 调 ，障 碍 之 一 是 高 昂 的 成 本 。 RFID技 术 带 来 的最 大 效 益 是 提 高 供 应 链 效 率 。 但 单 个 RFID标 签 的 成 本 在 25至 30美 分 左 右 ， 对 大 多 数企 业 来 说 ， 单 位 成 本 需 要 降 至 5美 分 或 更 少 ，RFID带 来 的 物 流 成 本 节 约 才 能 和 装 置 费 用相 抵 。 不 过

19、 ， 在 制 药 行 业 等 假 冒 伪 劣 现 象严 重 的 行 业 ， RFID技 术 带 来 的 收 益 可 能 会更 高 。 技 术 进 展 和 标 准 制 定 缓 慢l 由 于 缺 乏 统 一 的 标 准 ， 不 同 企 业 使 用 的 RFID产 品 频 率 、 编 码 、 存 储 规 则 以 及 数 据 内 容 等都 不 尽 相 同 ， 阅 读 器 和 标 签 不 能 通 用 ， 企 业与 企 业 之 间 无 法 顺 利 进 行 数 据 交 换 与 协 同 工作 ， 从 而 限 制 了 RFID技 术 的 应 用 范 围 标 准 制 定 安 全 问 题 RFID已 成 黑 客 攻

20、 击 目 标 ， 市 场 上 已 存在 可 用 来 读 取 和 改 编 RFID标 签 的 软 件 工具 ， 消 费 者 商 家 皆 面 临 威 胁 。 虽 然 加 密技 术 可 用 来 阻 挡 未 授 权 的 窥 探 者 取 得 信息 ， 但 目 前 只 有 少 数 RFID芯 片 能 够 处 理压 入 加 密 钥 等 较 复 杂 的 工 作 。 隐 私 问 题 六 、 发 展 趋 势 RFID会 带 来 业 务 模 式 的 变 革 吗 ？l RFID带 来 的 是 一 种 新 的 业 务 模 式 ， 而 不 仅 仅 是一 种 新 技 术 。 这 必 然 会 对 物 流 、 供 应 链 等

21、领 域的 运 行 管 理 模 式 带 来 变 革 。 虽 然 目 前 的 RFID技术 还 存 在 多 方 面 的 问 题 ， 影 响 其 广 泛 应 用 ， 但随 着 这 一 技 术 的 不 断 完 善 提 高 ， RFID将 凭 借 其读 写 方 便 高 效 、 信 息 负 载 量 大 且 不 易 丢 失 、 适应 范 围 广 等 诸 多 优 点 取 代 现 有 条 形 码 技 术 ， 在越 来 越 多 的 行 业 展 现 其 巨 大 价 值 。 仓 储 物 流l硬 件 配 备l在 货 品 的 外 包 装 箱 上 贴 上 条 形 码 标 签 。l在 托 盘 内 嵌 入 RFID标 签 ，

22、标 签 内 有 用 户 存 储 空间 ， 可 以 记 录 托 盘 编 号 及 盛 装 货 品 的 信 息 。l在 仓 库 的 出 入 口 安 装 固 定 式 RFID读 写 器 ， 用 于出 、 入 库 操 作 的 托 盘 标 签 远 距 离 自 动 识 别 。l工 作 人 员 配 备 手 持 RFID读 写 设 备 ， 识 别 条 码 与RFID标 签 ， 用 于 入 库 货 品 的 绑 定 、 拣 货 、 盘 点和 对 出 库 货 品 的 清 点 。 仓 储 物 流l管 理 办 法l对 托 盘 、 货 位 进 行 编 号 。l对 货 品 采 用 条 形 码 进 行 标 识 。l系 统 记

23、录 托 盘 所 盛 装 对 应 物 品 信 息 。l系 统 对 货 品 按 照 一 定 规 则 进 行 分 区 。l系 统 记 录 货 品 存 放 货 位 。 仓 储 物 流 入 库生成条码贴于外包装首先生成条码标签（采用内部专用的条码管理机制），用来标识货品信息。货品与电子标签绑定用手持设备扫描货品条码，用RFID固定读写设备读取托盘上的电子标签信息。将货品信息与托盘进行绑定。 仓 储 物 流 搬 运托盘货位号登记用手持设备读取托盘电子标签信息，记录该托盘放置的货位号，并将货位号与托盘绑定。数据上传用手持设备将托盘电子标签信息与货位号及绑定信息通过无线的方式上传到服务器，由服务器记录、处理。

24、 仓 储 物 流 盘 点读取托盘及物品信息用手持设备读取货品信息，对于整盘货品只读取托盘标签，对于非整盘货品读取货品箱上的条形码。数据上传用手持设备将需盘点货品读取、扫描后，将数据上传，由系统处理盘点信息，生成相应报表。 仓 储 物 流 出 库下载出库作业单用手持设备读通过无线网从服务器下载出库作业单，其中包括预出库的货品名称、数量，货位信息。数据确认用手持设备读取托盘电子标签信息，与出库作业单信息进行核对，无误进入下个环节。 数据上传操作结束后，利用手持设备将改动后的托盘电子标签数据及操作成功信息上传。货品数量计算及修改用手持设备根据出库作业单和托盘标签信息计算出库剩余的货品量，并对托盘标签

25、进行扣减（部分出库时）和清除（全部出库时）。 仓 储 物 流 RFID解 决 方 案 中 国 发 展 前 景l 作 为 全 球 的 制 造 业 基 地 ， 中 国 将 是 未 来 全球 最 大 的 RFID 应 用 市 场 。 这 对 于 国 内 科 研机 构 和 企 业 将 是 一 次 难 得 的 机 遇 。l 在 政 府 推 动 、 企 业 参 与 的 环 境 下 ， 在 庞 大市 场 空 间 的 吸 引 下 ， 在 中 国 会 有 越 来 越 多的 企 业 和 研 究 机 构 参 与 RFID 技 术 的 研 发 和应 用 ， 会 有 更 多 的 企 业 利 用 RFID 技 术 进 行企 业 信 息 化 改 造 。 中 国 将 不 仅 主 导 RFID 技术 的 应 用 市 场 ， 也 会 成 为 RFID 技 术 的 全 球研 发 中 心 。 感 兴 趣 的 同 学 可 以 浏 览RFID专 业 门 户 网 站http:/www.rfidchina.org/ THE END