RFID在物流和供應(yīng)鏈中的應(yīng)用 - 全文

目標(biāo)的快速識(shí)別對(duì)于快速處理物流過(guò)程具有決定性的意義，這也需要通過(guò)提高效率來(lái)降低成本。RFID技術(shù)可以在物流和供應(yīng)鏈 當(dāng)中提供新的應(yīng)用機(jī)會(huì)，傳感器專業(yè)廠家Sick公司將為這些新的用途提供合適的產(chǎn)品和解決方案。SICK傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測(cè)直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測(cè)溫、氣體成分分析等；也可用來(lái)檢測(cè)能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識(shí)別等。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，新的光電器件不斷涌現(xiàn)，特別是CCD圖像傳感器的誕生，為SICK傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了新的一頁(yè)。

　　射頻識(shí)別即RFID（Radio Frequency IDentification）技術(shù)，又稱電子標(biāo)簽、無(wú)線射頻識(shí)別，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。射頻識(shí)別技術(shù)是20世紀(jì)90年代開(kāi)始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。從信息傳遞的基本原理來(lái)說(shuō)，射頻識(shí)別技術(shù)在低頻段基于變壓器耦合模型（初級(jí)與次級(jí)之間的能量傳遞及信號(hào)傳遞），在高頻段基于雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)的空間耦合模型（雷達(dá)發(fā)射電磁波信號(hào)碰到目標(biāo)后攜帶目標(biāo)信息返回雷達(dá)接收機(jī)）。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的"利用反射功率的通信"奠定了射頻識(shí)別射頻識(shí)別技術(shù)的理論基礎(chǔ)。

　　RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID在物流供應(yīng)鏈中具有越來(lái)越重要的意義，該技術(shù)不僅用于各種貨架的識(shí)別和分配，也可以用于容器輸送甚至對(duì)復(fù)雜的物流過(guò)程進(jìn)行控制 。因?yàn)榧夹g(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，RFID現(xiàn)在也可以用在極為困難的環(huán)境條件下。

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圖1 門式結(jié)構(gòu)或裝貨門上的詢問(wèn)機(jī)RFI641

　　自2005年以來(lái)，傳感器專業(yè)廠家Sick公司將其產(chǎn)品目錄進(jìn)行了擴(kuò)大，增加了基于無(wú)線電技術(shù)的產(chǎn)品。幾年前首次采用了一種以 13.56 MHz頻率工作的閱讀系統(tǒng)。除了讀/寫機(jī)和射頻詢問(wèn)機(jī)（RFI）之外，還根據(jù)不同的用途研制了各種結(jié)構(gòu)形式的天線（RFA，在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)）和 應(yīng)答器（RFT）。詢問(wèn)機(jī)RFI 341（圖2）不僅可以對(duì)物體進(jìn)行更加可靠的識(shí)別，而且在較高的傳輸速度下同樣也可以識(shí)別。由于該機(jī)與ISO-15693相兼容，因此無(wú)論哪個(gè)生產(chǎn)廠家，其都可以閱讀符合此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的所有應(yīng)答器。因此，該系統(tǒng)也可用于對(duì)包裹和成件物品的識(shí)別。

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圖2 詢問(wèn)機(jī)RFI341在高傳輸速度下對(duì)物體識(shí)別

　　對(duì)于物流自動(dòng)化來(lái)說(shuō)，Sick公司還提供一種基于UHF（特高頻，分米波段UHF波段則是指頻率為300~3000MHz的特高頻無(wú)線電波。VHF包含1-12頻道，UHF包含13-68頻道， ）的新型高性能RFID系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的核心部件是射頻詢問(wèn)機(jī)RFI641，可以連接多達(dá)4套天線。

　　它的特點(diǎn)不僅在于射程可以達(dá)到5m，而且數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖僖彩值囊俗⒛俊Ｒ虼?，讀取攝頭不僅可以安裝在物流流水線的側(cè)面，也可以安裝在傳輸帶的門式結(jié)構(gòu)上，或者直接安裝在裝貨門上。RFI641的傳輸技術(shù)是按照歐洲許可的865～868 MHz帶寬設(shè)計(jì)的，也可以按照其他無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整，所以它適合在世界范圍內(nèi)使用。

　　簡(jiǎn)化企業(yè)流程

　　許多無(wú)源應(yīng)答器都可以用新型UHF-RFID系統(tǒng)進(jìn)行集群采集，因?yàn)檫@種系統(tǒng)配備了Multi-ID和防撞裝置。該系統(tǒng)支持符合EPCGlobal 和ISO 18000-6C標(biāo)準(zhǔn)的所有數(shù)據(jù)載體。EPCglobal 定義了電子物品編碼的結(jié)構(gòu)和甚高頻的空氣接口以及通訊的協(xié)議。例如：Class 0, Class 1, UHF Gen2。 所以，RFI641是一種對(duì)貨物流動(dòng)當(dāng)中裝有應(yīng)答器的目標(biāo)進(jìn)行捕捉的全面而靈活的系統(tǒng)解決方案，用途包括生產(chǎn)設(shè)備，固定傳輸系統(tǒng)以及配送中心等。

　　雖然目前在實(shí)踐當(dāng)中用于這個(gè)方面的較大型投資還并不多見(jiàn)，但是物流中RFID方案的增長(zhǎng)潛力卻是非常巨大的，而且據(jù)專家們認(rèn)為，這種局面將會(huì)迅速的改變。其原因顯而易見(jiàn)，因?yàn)閼?yīng)答器在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)會(huì)具有越來(lái)越重要的意義：采用RFID可以使很多過(guò)程得到簡(jiǎn)化，可以使之變得通用，進(jìn)而也可以設(shè)計(jì)得更加的經(jīng)濟(jì)合理。

　　這項(xiàng)新技術(shù)究竟能在多大的程度上提高效率？汽車工業(yè)中的一個(gè)例子可以說(shuō)明這一點(diǎn)。在汽車制造業(yè)中，一輛汽車在不同的生產(chǎn)和組裝階段由一個(gè)RFID芯片陪伴直至交貨，RFID芯片實(shí)時(shí)提供當(dāng)前的數(shù)據(jù)——不僅用于物流方面，也用于組裝過(guò)程中隨時(shí)隨地的質(zhì)量保證。沃爾瑪超市提供的數(shù)據(jù)也可以給出說(shuō)明：據(jù)Sanford C. Bernstein公司的零售業(yè)分析師估計(jì)，通過(guò)采用RFID，沃爾瑪每年可以節(jié)省83.5億美元，其中大部分是因?yàn)椴恍枰斯げ榭催M(jìn)貨的條碼而節(jié)省的勞動(dòng)力成本。盡管另外一些分析師認(rèn)為80億美元這個(gè)數(shù)字過(guò)于樂(lè)觀，但毫無(wú)疑問(wèn)，RFID有助于解決零售業(yè)兩個(gè)最大的難題：商品斷貨和損耗（因盜竊和供應(yīng)鏈被攪亂而損失的產(chǎn)品），而現(xiàn)在單是盜竊一項(xiàng)，沃爾瑪一年的損失就差不多有20億美元，如果一家合法企業(yè)的營(yíng)業(yè)額能達(dá)到這個(gè)數(shù)字，就可以在美國(guó)1000家最大企業(yè)的排行榜中名列第694位。研究機(jī)構(gòu)估計(jì)，這種RFID技術(shù)能夠幫助把失竊和存貨水平降低25%。

　　由于RFID系統(tǒng)永久保證產(chǎn)品的可追溯性，因而為用戶帶來(lái)了很多好處，這種好處無(wú)論是條形碼還是2D碼都不可能如此有效地提供。這也表明，RFID遠(yuǎn)比其他識(shí)別系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)客戶專用的解決方案。這是個(gè)決定性的因素，說(shuō)明應(yīng)答器技術(shù)今后必將扮演越來(lái)越重要的角色。

　　RFID近期不會(huì)取代條形碼

　　RFID現(xiàn)在早已經(jīng)邁出了初期開(kāi)發(fā)階段，比如在標(biāo)準(zhǔn)化方面就已經(jīng)取得了重大突破。同時(shí)，當(dāng)初對(duì)RFID方案提出的過(guò)高奢望現(xiàn)在也已經(jīng)調(diào)整到可能的現(xiàn)實(shí)上了，而在物流方面得到具體實(shí)現(xiàn)的是其經(jīng)濟(jì)效益，僅憑這一點(diǎn)就足以保證RFID未來(lái)的前景。

　　然而這并不意味著，光學(xué)讀取技術(shù)將被取代。因?yàn)镽FID只能用于那些可以清楚地發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)新技術(shù)能夠額外帶來(lái)附加好處的領(lǐng)域。一 般來(lái)說(shuō)，這涉及到那些物流過(guò)程可以進(jìn)行簡(jiǎn)化的領(lǐng)域。假如一家企業(yè)考慮引進(jìn)RFID，那么對(duì)做此項(xiàng)目的伙伴的信任，將要采用此項(xiàng) 技術(shù)的實(shí)際使用價(jià)值以及對(duì)用戶是否友好就將起到重要的作用。

　　Sick公司的新型UHF-RFID系統(tǒng)，無(wú)論是閱讀器還是天線，都可以迅速而簡(jiǎn)單地進(jìn)行安裝，而且節(jié)省占地。配置采用網(wǎng)頁(yè)瀏覽器，同 時(shí)還可以把專用的軟件也集成安裝到閱讀器里。

　　RFI641除有4個(gè)天線接口以外，還有可編程的數(shù)字輸入端，該輸入端可以連接觸發(fā)器光柵。為了使RFID系統(tǒng)能夠連接到SPS或者疊加 的SCM以及ERP系統(tǒng)上，閱讀器的輸出側(cè)還裝有以太網(wǎng)接口和RS232接口。無(wú)論是數(shù)據(jù)過(guò)濾還是對(duì)數(shù)據(jù)輸出格式的個(gè)性化確定，都可 以在RFI641中實(shí)現(xiàn)面臨的通信過(guò)程。數(shù)字開(kāi)關(guān)輸出端可以通過(guò)RFID進(jìn)行直接的過(guò)程控制，這也適用于對(duì)某個(gè)道岔或信號(hào)裝置的激活 。

　　保證系統(tǒng)未來(lái)的可用性

　　天線、連接電纜、以太網(wǎng)以及RS232數(shù)據(jù)導(dǎo)線和應(yīng)答器可以根據(jù)用途在RFI641上進(jìn)行選擇，因而使該系統(tǒng)可以靈活而經(jīng)濟(jì)地加以使 用。其次，該系統(tǒng)的投資是有保險(xiǎn)的，因?yàn)镾ick公司提供了可能性，使之利用Firmware-Updates可以按照未來(lái)的發(fā)展情況進(jìn)行調(diào)整 。

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圖3 RFID系統(tǒng)正在檢查哪些包裹必須輸送到專用配貨區(qū)

　　目前在物流方面有許多成功使用RFID的例子。比如Nagold市一家著名的家俱和建筑五金件以及電子閉鎖裝置制造商H fele公司中， 專用配貨就是采用RFID系統(tǒng)控制的。在這家企業(yè)的中心倉(cāng)庫(kù)里，利用RFID來(lái)檢查包裹是否必須輸送到專用配貨區(qū)（圖3）。盡管貨 包里是金屬物，但RFID系統(tǒng)依然表現(xiàn)出很高的讀取可靠性。

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圖4 花束裝上插接的應(yīng)答器，被自動(dòng)送到各個(gè)包裝點(diǎn)上

　　瑞士Zberwangen市大型鮮花企業(yè)R tishauser公司使用RFID也具有表率意義，這家公司利用RFID對(duì)整個(gè)鮮花的物流進(jìn)行控制，從花 畦到培育花房，從配送中心到許多接受供貨的花店（圖4）。配好的花束裝上可以插接的專用RFID-Tag，被放在生產(chǎn)企業(yè)的輸送設(shè) 備上，然后再自動(dòng)送到各個(gè)包裝點(diǎn)上。

　　射頻識(shí)別技術(shù)（RFID，Radio Frequency Identification）實(shí)際上是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)（AEI，Automatic Equipment Identification）在無(wú)線電技術(shù)方面的具體應(yīng)用與發(fā)展。該項(xiàng)技術(shù)的基本思想是，通過(guò)采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)各類物體或設(shè)備 （人員、物品） 在不同狀態(tài)（移動(dòng)、靜止或惡劣環(huán)境）下的自動(dòng)識(shí)別和管理。

　　頻識(shí)別作為一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，在中國(guó)擁有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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