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    基于RFID的物联网技术在物流仓储管理中的应用

      信息来源:   发布时间:2021-09-23  点击数:

    一、引言

    RFID技术诞生于二战期间, 但此后的50多年时间里, 其发展一直较为缓慢。近年来, 随着其应用技术环境日臻成熟, 基于射频识别 (RFID) 的物联网技术异军突起, 吸引了众多行业的关注。随着信息技术的迅猛发展, 物流仓储供应链的管理必须与时俱进, 向着工业数字化、智能化发展。基于RFID的物联网技术是近年来备受世界瞩目的IT热点。RFID技术在中国已经得到了广泛应用, 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方面应用突出。2015年, 李总理总理提出《中国制造2025》的发展战略以后, 以RFID为核心的物联网技术将迎来一个高速发展的春天, 从而进一步推动了RFID行业在中国的发展。基于RFID的物联网技术已经成为物流仓储信息化的着力点与突破点。本文在先容基于RFID物联网技术内涵的基础上, 通过分析物联网技术对物流仓储管理各个层面的影响, 初步探究了基于RFID的物联网技术在物流仓储管理中的实际应用。


    基于RFID的物联网技术已经成为物流仓储信息化的着力点与突破点

    二、物联网技术概况

    1. 物联网的内涵

    物联网 (I O T, I n t e r n e t o f Things) 又叫“传感网”, 指的是利用射频识别等各种信息传感设备, 把所有物品的信息与互联网实时连接起来, 实现智能化管理与识别。物联网为每一个物品分配标识, 通过射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等获取物品标识中的信息, 从而达到对物品进行识别和供应链实时跟踪的目的。物联网由三个要素组成, 一是传感设备, 即以二维码、射频标签和传感器来识别“物”, 国内以低频RFID为主;二是传输网络, 即通过现有的互联网、广电网络、通信网络或未来的NGN (Next Generation Network) 网络, 实现数据的传输与计算, 如中国移动积极推进的M2M (MachineTo-Machine) 业务;三是处理终端, 指输入输出的控制终端, 手机、电脑、通信基站以及其他移动终端。因此, 大家可以给物联网下一个定义, 即:通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备, 按约定的协议, 把任何物品与互联网相连接, 进行信息交换和通讯, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

    2. RFID技术

    RFID的全称是Radio Frequeney Identification, 中文称为无线射频识别, 它是一种利用射频信号通过空间藕合 (交变磁场或电磁场) 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。RFID技术最重要的优点是非接触识别, 它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签, 并且阅读速度极快, 大多数情况下不到100毫秒, 特别在识别唯一物体领域具有其他识别技术无与比拟的优势。

    完整的RFID系统包括RFID数据采集端 (标签、阅读器、天线) 、中间件或者接口、应用系统和管理平台等。RFID应用系统参考架构一般可采取四层结构形式, 从下至上依次为阅读器层、边缘层、集成层和应用层。RFID系统的工作原理是:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频查询信号, 当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流, 标签获得能量被激活并自动将自身编码等信息通过卡中内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从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调解和解码, 然后通过电脑主机、无线PDA或发卡器等设备送到后台管理系统进行相应处理和控制, 最终发出指令信号控制阅读器完成不同的读写操作。如图1。

    3. RFID与物流仓储管理系统

    以简单RFID系统为基础, 结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等, 构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的, 比I n t e m e t更为庞大的“物联网” (Internet of Things) 成为RFID技术发展的趋势。

    图1:RFID系统组成

    图1:RFID系统组成   下载原图


    物流仓储管理系统利用RFID射频识别技术来捕获信息, 通过无线数据通信等技术将其与开放的网络系统相连, 对供应链中各环节的信息进行自动识别与实时跟踪, 从而将庞大的物流系统建成一个高度智能、覆盖仓库上所有物品之间、甚至于物品和人之间的实物互联网。

    基于RFID的物联网将在全球物流仓储范围内从根本上改变对物品生产、运输、仓储等各环节流动监控的管理水平。一个带有电子标签的产品, 电子标签中有这个产品的唯一编码, 当这个带有标签的产品通过一个读写器时, 这个产品的信息就会通过互联网传输到指定的计算机内, 这是一个全自动的产品流动监测网络。通过物流仓储管理系统, 带有电子标签的物品都可以随时随地按需被标识、追踪和监控, 从而达到信息的实时共享, 便于统筹管理, 进而可以更好地促进企业生产能力的生成。

    三、物联网技术在物流仓储管理中的应用

    1. 采购环节

    在采购环节中, 企业可以通过RFID技术实现及时采购和快速反应采购。管理部门通过RFID技术能够实时地了解到整个供应链的供应状态, 从而更好地把握库存信息、供应和生产需求信息等, 及时对采购计划进行制定和管理, 并及时生成有效的采购订单。通过应用RFID技术, 可以在准确的时间购入准确的物资不会造成库存的积压, 又不会因为缺少物资影响生产计划, 从而实现“简单购买”向“合理采购”转变, 即在合适的时间, 选择合适的产品, 以合适的价格, 按合适的质量, 并通过合适的供应商获得。

    企业以通过物联网技术集成的信息资源为前提, 可以实现采购内部业务和外部运作的信息化, 实现采购管理的无纸化, 提高信息传递的速度, 加快生产决策的反应速度, 并且最终达到工作流的统一, 即以采购单为源头, 对从供应商确认订单、发货、到货、检验、入库等采购订单流转的各个环节进行准确的跟踪, 并可进行多种采购流程选择, 如订单直接入库, 或经过到货质检环节后检验入库等, 同时在整个过程中, 可以实现对采购存货的计划状态、订单在途状态、到货待检状态等的监控和管理。通过对采购过程中资金流、物流和信息流的统一控制, 以达到采购过程总成本和总效率的最优匹配。

    2. 生产环节

    传统企业物流系统的起点在入库或出库, 但在基于RFID的物流系统中, 所有的物资在生产过程中应该已经开始实现RFID标签 (Tag) 。由于在一般的商品物流中, 大部分的RFID标签都以不干胶标签的形式使用, 只需要在物品包装上贴RFID标签就可以。

    在企业物资生产环节中最重要的是RFID标签的信息录入, 可分为4个步骤完成:

    (1) 描述相对应的物品信息, 包括生产部门、完成时间、生产各工序以及责任人、使用期限、使用目标部门、项目编号、安全级别等, RFID标签全面的信息录入将成为过程追踪的有力支撑。

    (2) 在数据库中将物品的相关信息录入到相对应的RFID标签项中。

    (3) 将物品与相对应的信息编辑整理, 得到物品的原始信息和数据库, 这是整个物流系统中的第一步, 也是RFID开始介入的第一个环节, 需要绝对保证这个环节中的信息和RFID标签的准确性与安全性。

    (4) 完成信息录入后, 使用阅读器进行信息确认, 检查RFID标签相对应的信息是否和物品信息一致。同时进行数据录入, 显示每一件物品的RFID标签信息录入的完成时间和经手人。为保证RFID标签的唯一性, 可将相同产品的信息进行排序编码, 方便相同物品的清查。

    3. 入库环节

    传统物流系统的入库有3个基本要素是严格控制的:经手人员、物品、记录。这个过程需要耗费大量的人力、时间, 并且一般需要多层多次检查才能确保准确性。在RFID的入库系统中, 通过RFID的信息交换系统, 这3个环节能够得到高效、准确的控制。在RFID的入库系统中, 通过在入库口通道处的阅读器 (Reader) , 识别物品的RFID标签, 并在数据库中找到相应物品的信息并自动输入到RFID的库存管理系统中。系统记录入库信息并进行核实, 若合格则录入库存信息, 如有错误则提示错误信息, 发出警报信号, 自动禁止入库。在RFID的库存信息系统中, 通过功能扩展, 可直接指引叉车、堆垛机的设备上的射频终端, 选择空货位并找出最佳途径, 抵达空位。阅读器确认货物就位后, 随即更新库存信息。物资入库完毕后, 可以通过RFID系统打印机打印入库清单, 责任人进行确认。

    4.库存管理环节

    物品入库后还需要利用RFID系统进行库存检查和管理, 这个环节包括通过阅读器对分类的物品进行定期的盘查, 分析物品库存变化情况;物品出现移位时, 通过阅读器自动采集货物的RFID标签, 并在数据库中找到相对应的信息, 并将信息自动录入库存管理系统中, 记录物品的品名、数量、位置等信息, 核查是否出现异常情况, 在RFID系统的帮助下, 大量减少传统库存管理中的人工工作量, 实现物品安全、高效的库存管理。由于RFID实现数据录入的自动化, 盘点时无需人工检查或扫描条码, 可以减少大量的人力物力, 使盘点更加快速和准确。利用RFID技术进行库存控制, 能够实时准确掌握库存信息, 从中了解每种产品的需求模式及时进行补货, 改变低效率的运作情况, 同时提升库存管理能力, 降低平均库存水平, 通过动态实时的库存控制有效降低库存成本。

    5. 出库管理环节

    在RFID的出库系统管理中, 管理系统按物品的出库订单要求, 自动确定提货区及最优提货路径。经扫描货物和货位的RFID标签, 确认出库物品, 同时更新库存。当物品到达出库口通道时, 阅读器将自动读取RFID标签, 并在数据库中调出相对应的信息, 与定单信息行对比, 若正确即可出库, 货物的库存量相应减除;若出现异常, 仓储管理系统出现提示信息, 方便工作人员进行处理。

    6. 堆场管理环节

    物品在出库到货物堆场后需要定期进行检查, 而传统的检查办法耗费大量的人力和时间。在RFID系统帮助下, 堆场寻物的检查便捷很多。使用UHF的高频射频系统可对方圆10米的RFID标签进行自动识别, RFID系统的阅读器首先将同批物品的RFID标签进行识别, 同时调出数据库相对应的标签信息;然后将这些信息与数据库的进行对比, 查看堆场中的各类物品是否存在异常。

    四、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也备受关注。RFID技术具有非接触、自动识别的优点, 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的实施成本降低到可以接受的程度、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。

    企业以通过物联网技术集成的信息资源为前提, 可以实现采购内部业务和外部运作的信息化, 实现采购管理的无纸化, 提高信息传递的速度, 加快生产决策的反应速度, 并且最终达到工作流的统一。

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