利用RFID技术实现零售仓储物流领域应用

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　　摘要：集中式仓储物流对于超市和便利店来说，可以利用集中统配实现低仓运成本运营，意义重大，零售业的发展对物流配送提出更高要求。针对零售业物流能力整体低下的问题，本文分析利用RFID电子标签相关技术，将仓储物流中关键技术难点进行技术革新，实现操作无感式仓储和物流调度，全面提升物流管理效率水平，为行业应用的技术发展提出新的思路。
　　关键词：RFID;零售;仓储物流;管理系统
　　中图分类号：TP311     文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2019）14-0238-03
　　Abstract： centralized warehousing logistics can realize low-cost operation， which is of great significance to supermarkets. With the continuous development of the retail industry， the accuracy and efficiency of logistics distribution put forward higher requirements. In this paper， RFID tag related technology is used to innovate the key technical difficulties， improve the validity of warehousing logistics， improve the level of logistics management， and put forward new ideas for the technical development of industry application.
　　Key words： RFID; retail; warehousing logistics; management system
　　1 背景
　　配送中心作为零售连锁经营中的重要环节，企业供应链运转的中心枢纽，突破其效率瓶颈、压缩物流成本，是众多零售企业配送中心面临的主要问题。为此，管理者纷纷寻求配送中心高效、稳定、低成本运转之道，特别是在物流技术及信息化建设上寻求突破，WMS、RF、 电子标签、RHID、AS/RS、DPS等也逐渐被更多人所熟知[1]。
　　射频识别技术RFID作为21世纪以来的十大重要技术项目之一，正越来越广泛地应用于人们的日常生活中，制造、医疗、物流仓储、交通、航空、门禁、电子支付等领域都是RFID的重要应用领域。
　　通过调研众多配送中心的过程中发现，在零售物流领域，特别是超市、便利店业态的配送中心，RFID技术已经得到了初步应用。但是面对市场上宣传得神乎其神的RFID，大多数管理者甚至软件服务商也仅仅是了解RFID的技术原理、优势与特点，对究竟如何与企业实际情况贴合，完成此技术的良好应用还没有形成清晰的思路，更多还是处于卖概念的阶段[2]。
　　2 RFID原理与特性
　　2.1 RFID系统构成
　　RFID （Radio Frequency lDentification）技术又称为电子标签技术，是利用无线射频识别进行近场数据阅读的通信技术。通过电子标签，可以实现对特定目标的快速读写数据和标签识别，整个连接和识别的过程，不需要阅读器与电子标签进行物理接触，也不需要进行可视的光学扫描，实际运用效率远超一般的读卡或扫码技术。
　　射频识别（RFID） 系统一般由后台服务器（Backend services）、解读器（Reader）、天线（Antenna）和标签（Tag） 共四个基本部分构成。
　　RFID标签分为有源标签、无源标签和半有源标签[3]。有源标签自带内置电池，通过电池给电路提供能量，主要用于主动地发射电磁信号，提高阅读器对RFID标签的远程读取能力，应用于较远识别业务。无源标签中不配置电池，主要通过内置于标签内的一个耦合天线，对阅读器天线发射进行接收，与阅读器进行近场距离的数据识别。
　　RFID标签按照频率不同，可以分为超高频标签、高频标签和低频标签。超高频标签的数据传输速度最快，作用范围最大，穿透力弱，适合应用于对速度要求高、环境空旷的场所，如大型货仓。高频标签的读写速度适中，价格便宜，一般应用在电子票证等环境。低频标签能耗低，对金属物体的穿透能力强，工作频串不受管制約束，选用于比较拥挤的场所
　　2.2 RFID工作原理
　　RFID采用近场电磁识别技术。对于无源标签，先通过接收安装在识别区的解读器射频信号，将电磁能转换成感应电流，利用获得的能量将存储在芯片内的数据信息发送出去，由解读器进行接收和识别。对于有源标签，则可以由标签按预设的某一频率主动发送信号。解读器接收信息后，先进行解码，形成标准数据转换格式，通过有线或无线传送至后台服务系统内，进行相应的数据处理[4]。
　　2.3 RFID技术特点
　　RFID射频识别技术具有以下突出特点。
　　读取方便快捷：对于标签内的信息资料的识别，一般不需要提供光源，也不需要可视识别，对于安装位置和方向没有技术限制。将标签置于识别物体的任意位置，都可以通过电磁信号进行读取。
　　识别速度快：电子标签的识别利用电磁为媒介，在识别范围内，阅读器可以快速实现对数据信息的读写，识别速度远超条码识别。对于同时进行读写期的多个标签，可以批量进行识别，读写时也无须逐个标签进行。
　　数据容量大：电子标签的数据信息总存储量远超二维码，根据用户业务需要，还可以进行存储量扩充，最大可达10K数据存储。行业里数据容量最大的PDF417二维条码），其最大存储也仅能到达2725个数位。 　　使用寿命长应用范围广：RFID标签的耦合天线被密封包装在保护层内，不需要通过频繁接触使用，对于包装的磨损非常小，可使用寿命很长。应用范围上，只要不会造成外保护层腐蚀和破坏的环境，都可以长期重复使用，对环境的适应性非常广。
　　标签数据可擦写：RFID标签的耦合天线采用可多次读写技术，通过阅读器就可以进行数据的写入和擦除，使得RFID电子标签具有一定的交互业务功能。
　　更好的安全性：电子标签体积较小，可以嵌入安装在不同的场景和物体之上。利用读写器，可以设置电子标签读写密码，对数据读写加以密码保护，使得比条码/二维码具有更高的安全性。
　　动态实时通信：电子标签的读写频率为每秒20-100次，无须人员干预即可与阅读器进行通信[5]，只要RFID电子标签进入到有阅读器可以识别的环境范围内，就可以被阅读器实时识别，利用这一特性，可以动态追踪和监控装有电子价签的货物情况。
　　3 RFID技术在仓储物流中心应用
　　超市、便利店的商品品种多、存储要求多样，大部分商品的周转较快，对配送周期有较为严格的要求，商品的物流模式也有多种。特别是便利店配送中心，与超市配送中心相比，还有小批量、多批次出货的特性。也正是这样的行业特性，决定了RFID技术在超市、便利店配送中心内与其他零售业态（如服装、鞋帽、电商）相比具有不一样的应用条件。
　　相比于纸质条形码而言，RFID运行环境的构成离不开读写器、天线、RFID标签这三大部分，而且RFID设备的成本比纸质条码标签要高很多[6]。因此，结合超市、便利店配送中心的实际情况与RFID技术特点分析下来，目前的RFID技术实际上在配送中心内更适合应用于三个环节：高位货架上下架、容器出入库、贵重品库存管理。
　　3.1 高位货架上下架
　　3.1.1 传统方式出错率高
　　叉车将托盘高举到高位储位上进行存放，在放入前通过车载终端上的扫描枪或者手持终端扫描代表目的储位的储位标签，完成上架动作。下架时也是相似处理。
　　这样的方式带来的最大问题是较高的出错率。因为货架层数越高，意味着储位标签越多，货架下方位置能够用来粘贴标签的位置是有限的，过多的储位标签集中在一处是不利于准确扫描的，若过多精力放在准确扫描核对上又会降低上下架效率。而且这样的错误往往很难快速发现，都是在后续补货、拣货等环节才发现信息的不对，伴随着的仓库实时数据的变化，那时想要查明原因或解决，将变得更加困难。
　　3.1.2 利用RFID提高上下架速率与准确度
　　通过RFID应用可以解决高位储位容器上下架时，信息同步确认困难的难题。提高上下架速率与准确度。
　　应用场景：在叉车上安装车载RFID读写器、天线，在高位货架上安装抗金属RFID标签。当需要从高位货架上取用或放入容器时，通过车载终端上的系统控制ID读写器获取键位RFID标签信息。从而完成上下架的信息确认。由于是与真实储位做确认，因此不会出现读错的问题。
　　技术重点：RFID读写器、天线的安装、调试与使用。因为前面提到RFD是可以发选射频信号进行群读的，但上下架作业需要的是精准扫描，这就要求在安装、调试的过程中不断地调试设备的射频信号强度，以确保每次扫描都只获取到一个RFID储位标签，同时使用过程中，不能过早、过晚读取标签。
　　仓库内粘贴的RFD标签非常多，每个RFD标签的性能都存在一定的差异。相同的RFID读写设备要应对所有RFD标签的读写也需要仔细地调试和实验。而且仓库的环境存在较多的金屬、墙壁干扰，因此对RID标签本身也是一种考验， 一般要求使用抗金属RFID标签。
　　应用关注点：容器上是否粘贴RFID标签。在上下架确认的过程中。需要将容器与储位做绑定或解绑，因此管理系统不仅要获取到储位信息还要获取容器信息。面对仓库内种类繁多的仓储容器，并不是每种容器都适合安装RFID标签。比如木质栈板。其低成本、易维护的特性深受零售物流行业的喜爱，但它也是很容易损坏、变形的容器，如果对此类容器安装RFID标签，那么带来的也将是一大笔标签费用的支出。除此之外，容器标签的编号般是固定的，如果仓库采取不严格管控容器号的管理方式。那么为容器安装RFID标签的方式，反而变得有些鸡肋，因为标签的信息会随时变化。经常对容器标签读写会减慢作业速度。
　　3.2 容器出入库
　　容器作为配送中心的设备资源，是配送中心经常使用的器械，是配送中心资产的一部分。也是经常产生损耗增大物流成本的设备。对容器出入库的管理也是配送中心日常工作中重要的组成部分。
　　3.2.1 传统容器出入库效率低下
　　传统容器出入库管理方式一般不会严格管理到容器号，仅对不同类型的容器出入库数量进行登记，登记方式有的使用纸质台账。这样的方式也容易出现清点出错、漏点的问题，而且当遇到出入库繁忙时，清点容器数量将减慢出入库速度。对于要求管理到容器号的配送中心而言，这部分的工作量就显得更加庞大。
　　3.2.2 利用RFID提高容器出入库效率
　　应用场景：在仓库出入库口位置设置RFID扫描站，在容器上安装FID标签，当出入库的容器经过RFID扫描站时，由系统自动获取出入库容器的信息并进行记录。一般仅对贵重、出入库量大的随车容器安装RFID标签进行管理。
　　技术重点：容器在企业内的流转，不仅是配送中心与门店之间，也包含了门店与门店之间。因此，如果要严格跟踪到容器的物流动向，不仅仅是配送中心的事情，更需要企业全体的努力。而对于容器进出配送中心的动作要进行严格的把关，不允许发车、回车时跳过容器登记这一步骤。同时，对于明显的RFID标签失效情况，要确保及时发现、及时更换。针对不同的容器器材，还要根据成本和外观，选用不同类型的RFID标签。
　　3.3 贵重品库存管理 　　配送中心管理上的漏洞，会导致商品的损耗，有正常货损、过期，也有丢失、偷窃，对于贵重商品的管理就更加注重其损耗情况。我们可以通过对贵重商品经常或不定期的盘点来达到严格管控目的，这就带来了对贵重商品频繁盘点的工作量增加。
　　利用RFID电子标签，在贵重商品入库时粘贴RFID标签，并做验收入库，将贵重商品规范地存放到指定区域。当需要对贵重商品盘点时，通过手持RFID读写器对指定区域内的贵重商品进行群读识别，快速、准确地盘点出商品数量。
　　在出库时，也可以通过RFID扫描站再次复核贵重商品的出库数量。只对贵重商品而不是全部商品应用RFID管理，也是出于对RFID标签较贵，要进行成本控制的考虑。
　　要对存储贵重商品的区域做隔离设置，规避重复扫描情况。
　　4 结论
　　随着物流技术的革命，现代化物流也变得越来越先进与高效，对配送中心的人力解放、效率提升、成本节约带来了很大的提升空间。技术应用最终要落实到实际的应用场景中，对超市和便利店配送中心运维中而言，利用RFID电子标签技术，整体提升高位货架上下架、容器出入库等重点业务的效率和数据准确度，实现贵重品库存的单品标签管理，可以有效解决原有人工或条码扫描等方式存在的风险，加快物流配送中心的业务响应速度和准确性，对整体物流配送领域的技术革新有着很强的技术引领作用。
　　参考文献：
　　[1] 庞慧娟.浅谈物联网中无线传输协议.网络安全技术与应用，2012，05：65-67.
　　[2] 张国佳，黎志豪，梁子亮，等.BIM+物联网实现预制产品全周期管控一体化.科技经济导刊，2016，02：166-168.
　　[3] 龚本刚，汤家骏，张孝琪，等.基于RFID技术的双渠道供应链投资收益与协调.计算机集成制造系统，2017，09：57-59.
　　[4] 严智.基于RFID物联网技术的资产管理系统研究.中国新通信，2017，12：29-31.
　　[5] 郭午阳.自动识别技术在物流管理中的应用分析.信息与电脑，2017，02：98-101.
　　[6] 魏冉.传统物流仓储模式向现代物流模式转型的思考.中国战略新兴产业2018，03：127-128.
　　【通聯编辑：梁书】
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