利用RFID技術實現零售倉儲物流領域應用
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摘要：集中式倉儲物流對于超市和便利店來說，可以利用集中統配實現低倉運成本運營，意義重大，零售業的發展對物流配送提出更高要求。針對零售業物流能力整體低下的問題，本文分析利用RFID電子標簽相關技術，將倉儲物流中關鍵技術難點進行技術革新，實現操作無感式倉儲和物流調度，全面提升物流管理效率水平，為行業應用的技術發展提出新的思路。
關鍵詞：RFID;零售;倉儲物流;管理系統
中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A
文章編號：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
配送中心作為零售連鎖經營中的重要環節，企業供應鏈運轉的中心樞紐，突破其效率瓶頸、壓縮物流成本，是眾多零售企業配送中心面臨的主要問題。為此，管理者紛紛尋求配送中心高效、穩定、低成本運轉之道，特別是在物流技術及信息化建設上尋求突破，WMS、RF、 電子標簽、RHID、AS/RS、DPS等也逐漸被更多人所熟知[1]。
射頻識別技術RFID作為21世紀以來的十大重要技術項目之一，正越來越廣泛地應用于人們的日常生活中，制造、醫療、物流倉儲、交通、航空、門禁、電子支付等領域都是RFID的重要應用領域。
通過調研眾多配送中心的過程中發現，在零售物流領域，特別是超市、便利店業態的配送中心，RFID技術已經得到了初步應用。但是面對市場上宣傳得神乎其神的RFID，大多數管理者甚至軟件服務商也僅僅是了解RFID的技術原理、優勢與特點，對究竟如何與企業實際情況貼合，完成此技術的良好應用還沒有形成清晰的思路，更多還是處于賣概念的階段[2]。
2 RFID原理與特性
2.1 RFID系統構成
RFID （Radio Frequency lDentification）技術又稱為電子標簽技術，是利用無線射頻識別進行近場數據閱讀的通信技術。通過電子標簽，可以實現對特定目標的快速讀寫數據和標簽識別，整個連接和識別的過程，不需要閱讀器與電子標簽進行物理接觸，也不需要進行可視的光學掃描，實際運用效率遠超一般的讀卡或掃碼技術。
射頻識別（RFID） 系統一般由后臺服務器（Backend services）、解讀器（Reader）、天線（Antenna）和標簽（Tag） 共四個基本部分構成。
RFID標簽分為有源標簽、無源標簽和半有源標簽[3]。有源標簽自帶內置電池，通過電池給電路提供能量，主要用于主動地發射電磁信號，提高閱讀器對RFID標簽的遠程讀取能力，應用于較遠識別業務。無源標簽中不配置電池，主要通過內置于標簽內的一個耦合天線，對閱讀器天線發射進行接收，與閱讀器進行近場距離的數據識別。
RFID標簽按照頻率不同，可以分為超高頻標簽、高頻標簽和低頻標簽。超高頻標簽的數據傳輸速度最快，作用范圍最大，穿透力弱，適合應用于對速度要求高、環境空曠的場所，如大型貨倉。高頻標簽的讀寫速度適中，價格便宜，一般應用在電子票證等環境。低頻標簽能耗低，對金屬物體的穿透能力強，工作頻串不受管制約束，選用于比較擁擠的場所
2.2 RFID工作原理
RFID采用近場電磁識別技術。對于無源標簽，先通過接收安裝在識別區的解讀器射頻信號，將電磁能轉換成感應電流，利用獲得的能量將存儲在芯片內的數據信息發送出去，由解讀器進行接收和識別。對于有源標簽，則可以由標簽按預設的某一頻率主動發送信號。解讀器接收信息后，先進行解碼，形成標準數據轉換格式，通過有線或無線傳送至后臺服務系統內，進行相應的數據處理[4]。
2.3 RFID技術特點
RFID射頻識別技術具有以下突出特點。
讀取方便快捷：對于標簽內的信息資料的識別，一般不需要提供光源，也不需要可視識別，對于安裝位置和方向沒有技術限制。將標簽置于識別物體的任意位置，都可以通過電磁信號進行讀取。
識別速度快：電子標簽的識別利用電磁為媒介，在識別范圍內，閱讀器可以快速實現對數據信息的讀寫，識別速度遠超條碼識別。對于同時進行讀寫期的多個標簽，可以批量進行識別，讀寫時也無須逐個標簽進行。
數據容量大：電子標簽的數據信息總存儲量遠超二維碼，根據用戶業務需要，還可以進行存儲量擴充，最大可達10K數據存儲。行業里數據容量最大的PDF417二維條碼），其最大存儲也僅能到達2725個數位。 使用壽命長應用范圍廣：RFID標簽的耦合天線被密封包裝在保護層內，不需要通過頻繁接觸使用，對于包裝的磨損非常小，可使用壽命很長。應用范圍上，只要不會造成外保護層腐蝕和破壞的環境，都可以長期重復使用，對環境的適應性非常廣。
標簽數據可擦寫：RFID標簽的耦合天線采用可多次讀寫技術，通過閱讀器就可以進行數據的寫入和擦除，使得RFID電子標簽具有一定的交互業務功能。
更好的安全性：電子標簽體積較小，可以嵌入安裝在不同的場景和物體之上。利用讀寫器，可以設置電子標簽讀寫密碼，對數據讀寫加以密碼保護，使得比條碼/二維碼具有更高的安全性。
動態實時通信：電子標簽的讀寫頻率為每秒20-100次，無須人員干預即可與閱讀器進行通信[5]，只要RFID電子標簽進入到有閱讀器可以識別的環境范圍內，就可以被閱讀器實時識別，利用這一特性，可以動態追蹤和監控裝有電子價簽的貨物情況。
3 RFID技術在倉儲物流中心應用
超市、便利店的商品品種多、存儲要求多樣，大部分商品的周轉較快，對配送周期有較為嚴格的要求，商品的物流模式也有多種。特別是便利店配送中心，與超市配送中心相比，還有小批量、多批次出貨的特性。也正是這樣的行業特性，決定了RFID技術在超市、便利店配送中心內與其他零售業態（如服裝、鞋帽、電商）相比具有不一樣的應用條件。
相比于紙質條形碼而言，RFID運行環境的構成離不開讀寫器、天線、RFID標簽這三大部分，而且RFID設備的成本比紙質條碼標簽要高很多[6]。因此，結合超市、便利店配送中心的實際情況與RFID技術特點分析下來，目前的RFID技術實際上在配送中心內更適合應用于三個環節：高位貨架上下架、容器出入庫、貴重品庫存管理。
3.1 高位貨架上下架
3.1.1 傳統方式出錯率高
叉車將托盤高舉到高位儲位上進行存放，在放入前通過車載終端上的掃描槍或者手持終端掃描代表目的儲位的儲位標簽，完成上架動作。下架時也是相似處理。
這樣的方式帶來的最大問題是較高的出錯率。因為貨架層數越高，意味著儲位標簽越多，貨架下方位置能夠用來粘貼標簽的位置是有限的，過多的儲位標簽集中在一處是不利于準確掃描的，若過多精力放在準確掃描核對上又會降低上下架效率。而且這樣的錯誤往往很難快速發現，都是在后續補貨、揀貨等環節才發現信息的不對，伴隨著的倉庫實時數據的變化，那時想要查明原因或解決，將變得更加困難。
3.1.2 利用RFID提高上下架速率與準確度
通過RFID應用可以解決高位儲位容器上下架時，信息同步確認困難的難題。提高上下架速率與準確度。
應用場景：在叉車上安裝車載RFID讀寫器、天線，在高位貨架上安裝抗金屬RFID標簽。當需要從高位貨架上取用或放入容器時，通過車載終端上的系統控制ID讀寫器獲取鍵位RFID標簽信息。從而完成上下架的信息確認。由于是與真實儲位做確認，因此不會出現讀錯的問題。
技術重點：RFID讀寫器、天線的安裝、調試與使用。因為前面提到RFD是可以發選射頻信號進行群讀的，但上下架作業需要的是精準掃描，這就要求在安裝、調試的過程中不斷地調試設備的射頻信號強度，以確保每次掃描都只獲取到一個RFID儲位標簽，同時使用過程中，不能過早、過晚讀取標簽。
倉庫內粘貼的RFD標簽非常多，每個RFD標簽的性能都存在一定的差異。相同的RFID讀寫設備要應對所有RFD標簽的讀寫也需要仔細地調試和實驗。而且倉庫的環境存在較多的金屬、墻壁干擾，因此對RID標簽本身也是一種考驗， 一般要求使用抗金屬RFID標簽。
應用關注點：容器上是否粘貼RFID標簽。在上下架確認的過程中。需要將容器與儲位做綁定或解綁，因此管理系統不僅要獲取到儲位信息還要獲取容器信息。面對倉庫內種類繁多的倉儲容器，并不是每種容器都適合安裝RFID標簽。比如木質棧板。其低成本、易維護的特性深受零售物流行業的喜愛，但它也是很容易損壞、變形的容器，如果對此類容器安裝RFID標簽，那么帶來的也將是一大筆標簽費用的支出。除此之外，容器標簽的編號般是固定的，如果倉庫采取不嚴格管控容器號的管理方式。那么為容器安裝RFID標簽的方式，反而變得有些雞肋，因為標簽的信息會隨時變化。經常對容器標簽讀寫會減慢作業速度。
3.2 容器出入庫
容器作為配送中心的設備資源，是配送中心經常使用的器械，是配送中心資產的一部分。也是經常產生損耗增大物流成本的設備。對容器出入庫的管理也是配送中心日常工作中重要的組成部分。
3.2.1 傳統容器出入庫效率低下
傳統容器出入庫管理方式一般不會嚴格管理到容器號，僅對不同類型的容器出入庫數量進行登記，登記方式有的使用紙質臺賬。這樣的方式也容易出現清點出錯、漏點的問題，而且當遇到出入庫繁忙時，清點容器數量將減慢出入庫速度。對于要求管理到容器號的配送中心而言，這部分的工作量就顯得更加龐大。
3.2.2 利用RFID提高容器出入庫效率
應用場景：在倉庫出入庫口位置設置RFID掃描站，在容器上安裝FID標簽，當出入庫的容器經過RFID掃描站時，由系統自動獲取出入庫容器的信息并進行記錄。一般僅對貴重、出入庫量大的隨車容器安裝RFID標簽進行管理。
技術重點：容器在企業內的流轉，不僅是配送中心與門店之間，也包含了門店與門店之間。因此，如果要嚴格跟蹤到容器的物流動向，不僅僅是配送中心的事情，更需要企業全體的努力。而對于容器進出配送中心的動作要進行嚴格的把關，不允許發車、回車時跳過容器登記這一步驟。同時，對于明顯的RFID標簽失效情況，要確保及時發現、及時更換。針對不同的容器器材，還要根據成本和外觀，選用不同類型的RFID標簽。
3.3 貴重品庫存管理 配送中心管理上的漏洞，會導致商品的損耗，有正常貨損、過期，也有丟失、偷竊，對于貴重商品的管理就更加注重其損耗情況。我們可以通過對貴重商品經常或不定期的盤點來達到嚴格管控目的，這就帶來了對貴重商品頻繁盤點的工作量增加。
利用RFID電子標簽，在貴重商品入庫時粘貼RFID標簽，并做驗收入庫，將貴重商品規范地存放到指定區域。當需要對貴重商品盤點時，通過手持RFID讀寫器對指定區域內的貴重商品進行群讀識別，快速、準確地盤點出商品數量。
在出庫時，也可以通過RFID掃描站再次復核貴重商品的出庫數量。只對貴重商品而不是全部商品應用RFID管理，也是出于對RFID標簽較貴，要進行成本控制的考慮。
要對存儲貴重商品的區域做隔離設置，規避重復掃描情況。
4 結論
隨著物流技術的革命，現代化物流也變得越來越先進與高效，對配送中心的人力解放、效率提升、成本節約帶來了很大的提升空間。技術應用最終要落實到實際的應用場景中，對超市和便利店配送中心運維中而言，利用RFID電子標簽技術，整體提升高位貨架上下架、容器出入庫等重點業務的效率和數據準確度，實現貴重品庫存的單品標簽管理，可以有效解決原有人工或條碼掃描等方式存在的風險，加快物流配送中心的業務響應速度和準確性，對整體物流配送領域的技術革新有著很強的技術引領作用。
參考文獻：
[1] 龐慧娟.淺談物聯網中無線傳輸協議.網絡安全技術與應用，2012，05：65-67.
[2] 張國佳，黎志豪，梁子亮，等.BIM+物聯網實現預制產品全周期管控一體化.科技經濟導刊，2016，02：166-168.
[3] 龔本剛，湯家駿，張孝琪，等.基于RFID技術的雙渠道供應鏈投資收益與協調.計算機集成制造系統，2017，09：57-59.
[4] 嚴智.基于RFID物聯網技術的資產管理系統研究.中國新通信，2017，12：29-31.
[5] 郭午陽.自動識別技術在物流管理中的應用分析.信息與電腦，2017，02：98-101.
[6] 魏冉.傳統物流倉儲模式向現代物流模式轉型的思考.中國戰略新興產業2018，03：127-128.
【通聯編輯：梁書】
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