RFID技术下仓储管理研究

RFID技术下仓储管理研究

摘要:

RFID技术由于存储信息量较大、自动识别、耐用性等优点成为目前最适合非接触式移动货品的管理技术。它是现代仓储管理推进自动化、数字化以及智能化改革的必然趋势。笔者首先阐述了RFID技术的概念和技术优势;再分析了RFID技术推广的现状;最后讨论了RFID技术介入现代仓储管理系统的应用策略。该论文的撰写对于RFID技术在仓储行业推广使用具有十分重要的意义。

关键词:

物流;仓储;RFID

0引言

传统观念认为:仓储是静态的,实现货物的储存管理;现代仓储观念认为仓储是动态的,处于不断流动中的,仓储活动只是整个物流链条中的节点、落脚点,如何降低仓储管理成本,提高货物出入库效率,成了现代仓储企业不得不面对的问题。现代仓储管理的改革和发展必须依赖两只手:一只为看得见的手:即现代仓储管理技术尤其是信息技术手段,如条形码技术、RFID、AGV、WMS、WCS和自动化技术等;另一只看不见的手:现代仓储管理,科学的流程设计实现货物存货、取货和流转的高效率。两只手都要抓,两只手都要硬。通过RFID技术介入仓储管理活动,优化流程,实现自动识别、自动化存储是本文研究的重点。

1无线射频识别技术

1.1RFID技术概念

RFID通称电子标签技术,是通过磁场或电磁场,利用无线射频方式进行的非接触双向通信,以达到识别目的并交换数据,可识别高速运动物体并可同时识别多个目标[1]。它是一种非接触式的自动识别数据采集技术,是由计算机网络系统、射频标签、天线以及读写器等组成的。通过计算机来控制读写器,并通过自动识别技术来识别各种信号,而天线发出电磁波,并辐射一定的范围的电子标签,之后传输信号,通过中间件编辑信号信息将有效、正确的信息传输给计算机网络系统,计算机网络系统更新数据库信息,仓储管理系统连接计算机网络系统中的数据库更新库存数据、优化出入库流程,实现自动化存取管理。

1.2RFID技术的优势

条形码技术拥有一套完善的编码标准和应用方法,时间早、成本低,所以传统仓储管理多使用“WMS+条形码技术”相结合实施货物的储存管理。条形码技术的应用较为广泛,也是当前最为经济的自动识别技术,它的输入速度较快、信息采集量较大,十分适合大宗货物的存取管理。而条形码技术的识别设备操作起来相对容易,对材料和设备也没有特殊要求,经济性较高。但是,随着RFID技术的成熟,“WMS+条形码技术”仓储管理方式如验单放行、条码扫描和人工操作等方式已经远远不能满足快节奏、大批量货物仓储和流转的要求。美国沃尔玛专家分析指出“每年由于RFID技术减少的逐个扫描工作可以为沃尔玛节省15%的人才成本支出,即67亿劳动成本”[2]。RFID技术正冲击着条形码技术,具有明显的优势。

2RFID技术在现代仓储管理中应用的现状

进入20世纪,RFID技术得到了广泛地应用,例如,美国RFID式银行卡、RFID式身份证、RFID式火车票、防盗技术、门禁系统和BMW公司和摩托摩拉公司使用RFID技术控制零部件流水线等,射频技术的进步最大受益者应该是物流行业,特别是现代仓储管理,实现货物自动化存取货物和库存盘点。

2.1有效地实现了货物的先进与先出管理工作

RFID技术实现“一货一标签”,标签携带货品名称、规格、数量、供应商、生产日期、入库时间、存储位置等所有信息,该信息还可以随着货物的移动而实时呈现。货物出入库需要严格按照“先进先出”的原则进行管理,RFID标签即读信息可以避免库管员将后入库的货物先出库,使先入库的货物后出库而迎来保质期临近或过期的尴尬。

2.2缩短了出入库流程时间,提高了效率高

相对先进的“WMS+条形码技术”还是需要人工扫描货品条码和托盘条码进行理货作业,扫描储位条码实现上架作业,在条码遭到破坏或者打印不清楚时往往造成流程的中断,耗时耗力;RFID标签上携带货品所有信息,出入库时门口的RFID阅读器可以自动识别货品信息进行理货作业,与计算机网络系统中的出入库订单进行比对,上传正确的货品信息,省时、高效及差错率低。

2.3有效解决了库存盘点难题

库存能否得到合理配置,并将库存量控制在合理的范围内能否及时掌握库存动态,适时适量地提出补货方案;能否降低库存占用资金,加速资金周转速度。这些问题的解决都依赖盘点作业高效准确地完成。通过手持终端扫描储位条码,再清点该储位货品数量的方法,小型仓储公司所有工作人员参与盘点至少需要一个工作日,大型仓储公司更是一个浩大的工作量,还经常出现盘亏,甚至查不出引起盘点误差的原因;RFID技术的介入仅仅需要盘点人员手持RFID读卡设备,走到仓库每一个货区甚至角落里,自动读取RFID标签上的货品信息,并将数据上传到计算机网络系统中,使得库存数据及时更新,规避了误差,即使出现不一致,翻查出入库记录即可查出差错原因。

2.4有效优化了整个供应链

射频标签的唯一性和商品编码结合,将商品进行最小单品管理。货品信息在供应商、销售商之间实现资源共享,每减少一个PFID标签在数据上即为需要补充一个货品,实时的库存数据为供应商制定生产计划提供了有效的依据;PFID的扩展功能还使得销售商的验货、上架、收银自动化操作,最大程度地惠及普通消费者。

3RFID技术在现代仓储管理应用中存在的问题

尽管RFID技术应用到现代仓储管理中优势明显,但是由于各种主客观限制性因素的影响,在其推广应用过程中仍然存在如下问题:

3.1RFID技术尚未形成统一的国际标准

进入20世纪,“利用反射功率的通信”越来越受到国际的重视,越来越多的科学院和研究机构开始大量研究RFID技术。目前国际上主流的标准体系为:美国的EPCglobal标准体系、日本UID标准体系和ISO标准体系。日本UID体系只在日本本国和韩国小范围的认可;ISO标准体系目前只规定了空气接口协议,对于数据库管理技术、天线设计的应用标准尚未完成;美国EPCglobal标准是电子产品代码,可以给2.68亿公司赋码,形象的说可以为地球上每一粒大米赋一个唯一编码,因此能做到全世界的每件商品唯一识别[3]。但是也只是在美国和欧盟部分行业中得到认可。RFID技术的在我国现代仓储管理中推广使用,标准的统一是首先需要解决的问题。

3.2RFID技术的应用成本问题

一方面,从RFID技术原理来看,需要电子标签、天线、计算机网络系统和读写设备。生产和使用电子标签比普通商品条码成本高出很多。一般来说,一个标签的价格在30美分左右,对于中小型仓储企业来说也是沉重的成本负担;同时读写电子条码需要配备相关设备,对企业来说都是成本支出。成本牵涉利益,目前都是上游投资,下游获利,零售商希望通过RFID技术来降低成本,提高效率,而成本由制造商和物流商来承担。不解决成本分担问题,规模效应难以达到,降低成本将无从谈起[4]。另一方面,消费者希望通过RFID技术对商品的生产原材料、产地和生产日期等信息追根溯源的需要不明确,中国企业推行RFID技术的积极性受到影响。市场的平衡需要供方和需方,供给者成本无处分担,需求者意图不明确,供需之间难以达到平衡一定程度上制约RFID技术在中国推广应用。

3.3我国RFID的核心技术缺失

首先是RFID安全问题。RFID安全问题集中在对个人隐私和企业用户商业秘密的保护,没有可靠的信息安全机制,就没有办法保护RFID标签中携带商品信息和商业机密,标签中的数据信息很容易被窃取、干扰、跟踪甚至不法利用,危害经济社会安全。其次是防冲撞技术薄弱。防冲撞技术是解决多个标签对一个阅读器,阅读器不能识别产生的电子标签碰撞问题。目前这一核心技术基本被欧美等发达国家垄断,我国的研发能力还没有跟上,需要使用这样的技术需要花很高的成本,现类似于中国当时从国外引进DVD技术,专利费和使用费非常高。再次是RFID技术本身硬件和软件系统的开发利用。数据信息的传播依靠硬件,数据信息的管理依靠软件系统,硬件与软件接口实现通信和数据通信功能,尤其是RFID技术介入WMS、联动ERP、WCR实现物资存储自动化、智能化的精细化管理,任重道远。

4RFID技术在现代仓储管理中的应用对策

RFID技术是一项涉及信息、材料、装备和工艺等多技术交叉融合的技术群,随着RFID技术越来越成熟,将广泛应用于仓储业的各个方面:

4.1借鉴国际,完善我国标准

国际上RFID技术研发机构很多,占主流地位的有:美国的EPC、日本的UID,以及ISO18000-6,日本UID标准的基本思路与美国EPC标准是一脉相承的,都是为了构建从信息采集到信息处理、信息共享完整的标准体系。从国际角度出发美国EPC标准得到了世界发达国家的支持,标准也比较先进。依托复旦大学,我国已经建立了AUTO-ID中国研发中心,致力于RFID应用问题研究和标准的制定,使RFID技术研发和标准制定与国际接轨。《我国RFID标准体系框架报告》和《我国RFID标准体系表》两份报告的完成标志着我国拥有了自主研发RFID技术和制定标准的实力,为RFID技术在我国推广使用铺平了道路。

4.2扩大规模,走产业化道路

首先,自身成本的降低:如卷标的半导体油墨技术和半导体塑料技术的革新,从而降低电子标签生产加工成本。一方面,降低设备配备成本:如手持式读写器、固定式读写器等设备的生产和配置成本,从根本上降低制造商、物流商使用RFID技术的固定成本支出;另一方面,RFID技术的推广仅仅是依靠在车辆、托盘、集装箱等设备上加装RFID标签,市场上需要RFID标签的数量是有限的,不能实现规模生产。只有在每个货品上加装电子标签,将RFID技术应用于整个物流供应链,才能培育一个真正的RFID标签需求市场。RFID技术应用不能变成“技术孤岛”,必须与条形码技术、WCS技术、仓储管理系统相融合才能真正走上产业化道路,RFID技术才能在物流行业大放异彩。

4.3技术进步,提升安全保障

RFID安全涉及到标签安全、网络安全、数据安全等问题。根据国内专家的研究成果,主要有以下几种方法:(1)使用一些优秀安全工具嵌入到RFID标签的硬件中增强电子标签安全性;(2)采用加密技术,即在射频标签中嵌入加密ID;(3)设立专有的通讯协议,让数据在非公开的通讯协议和加密的传协议下传输,实现高等级的安全;(4)使用哈希开关或KILL命令等技术手段;(5)设计智能标签系统:提出了一种新的基于安全级别划分的认证思想,并设计了相应的安全状态划分的方法,使标签与读写设备之间能够有效的鉴别彼此的方案,以解决目前被关注的安全和隐私问题。防冲撞算法上我国有了长足的进步。概率性防碰撞算法有“ALOHA算法”,湖南大学尹君、何怡刚等在ALOHA算法的基础上,提出一种基于分组动态帧时隙的防碰撞算法,将时隙利用率提高80%以上[5]。确定性防碰撞算法有“二进制树搜索算法”、“IPA算法”等,东华大学樊文静、张姗姗等提出一种基于后退式二进制搜索算法的改进算法[6]。西南交通大学李世煜、冯全源提出了分层深度搜索树型RFID防碰撞算法[7]。由此可见,关键技术的进步为RFID技术的推广应用和低成本运作扫清了障碍。

5结论

RFID技术能够运用到现代仓储管理中关键是RFID技术集成于仓储管理系统,并在库存优化的角度上介入流程管理。RFID技术介入到入库作业、出库作业、盘点作业、装卸搬运作业、拣货作业和补货作业流程中从根本上提升了出入库作业的效率,再也不会出现因为货品检验、称重和计数速度慢而大量货物堵塞仓库门口;也不会再出现反复盘点或是账、物和卡不一致的尴尬。

总之,RFID技术作为一种新型的信息技术由于成本高、行业标准未完善和关键技术的制约未得到广泛地运用,随着RFID标签和设备成本的下降及国家标准的形成,它必将受到仓储企业的青睐。

作者:房翠 单位:江苏省扬州商务高等职业学校

参考文献:

[1]胡国仁,韩其睿.基于条码与RF技术的图书仓储管理系统设计[J].天津工业大学学报,2008,(1):81-83.

[2]KlausFinKenzeller.射频识别技术[M].陈大才,等,译.北京电子工业出版社,2001.

[3]阮清方.RFID在物流仓储中的运用[D].上海:上海交通大学,2007:11-12.

[4]赵克文.电子标签安全性研究及其在物流中的应用[D].西安:西安电子科技大学,2006:4-5.

[5]尹君,何怡刚,李兵,邓晓,谭阳红,肖迎群.基于分组动态帧时隙RFID防碰撞算法[J].计算机工程,2009(20):267-269.

[6]樊文静,张姗姗,田智慧.基于后退式二进制搜索的RFID防碰撞算法的研究[J].计算机应用与软件,2012(5):191-194.

[7]李世煜,冯全源.分层深度搜索树型RFID防碰撞算法设计[J].计算机工程与应用,2009,(11):82-84