RFID技術在小件快遞中的應用設計

楊宇笛，陳雪峰，李 迪，孫 焰（同濟大學 交通運輸工程學院，上海201804）

RFID是通過無線射頻發射接收以達成非接觸自動識別的技術，可以實現對靜止或移動的物體或人員的自動識別。識別工作無須人工干預，可在各種環境下工作[1]。

目前RFID技術在國內快遞領域的應用，主要是集中在中國郵政的業務上展開。2005年，中國郵政以速遞總包處理業務為突破口，選擇上海為試點，進行了“射頻識別技術在上海郵政速遞總包處理中的應用”進行試運營[1]，其特點如下：

（1）速遞總包需要的RFID識別距離為3～4m，并要求多標簽識別。因此RFID的工作頻率選擇在915MHz；

（2）采用無源標簽，分為可讀寫和只讀兩種；

（3）配合信息系統和自動分揀系統的建立；

（4）RFID技術主要應用在郵件總包上層上；

（5）在支局主要是通過條碼數據信息采集，屬于條碼技術和RFID技術聯合使用；

（6）主要實現快速交接和快速路由識別功能。

上海郵政的設計方案對RFID技術在其他快遞的子領域的應用提供了探索范例和啟示。并且隨著RFID設備成本下降，使得相對規模較小的快遞公司應用RFID技術成為可能。下面將探討RFID技術在小件快遞這一行業中的新型模式應用可行性。部分設計思路參考了上海郵政的設計方案，考慮到由于時間推移帶來的技術發展因素和不同模式的業務要求因素，對RFID技術的小件快遞應用方案提出了不同的流程設計、技術支持及設備選擇。

1 RFID技術在小件快遞中應用可行性分析

小件快遞是指快遞公司依托客車貨艙的剩余運能，實現托運人和貨物的分離，隨客車發送進行體積較小、附加值較高的快遞貨物。

下面對小件快遞這一快遞形式進行優劣分析：

優勢（Strengths）：

小件快遞普遍擁有規模較完善的地區性運營網絡，由于小件快遞公司多與長途客運公司有緊密聯系，因此可以直接利用區域性長途客運的網絡。

小件快遞瞄準的市場份額集中在高時效性、高附加值的小件快件上。因為其快件價值較高，利潤空間大，適合新技術投資應用。

劣勢（Weaknesses）：

小件快遞業務還沒有統一的服務項目劃分和收費標準，市場比較混亂；在具體運營中產生的為客戶代收運費、代收貨款等延伸服務項目中，資金結算問題難以有效解決。

小件快遞依托的客運站中的大多數在建站設計時，沒有預留足夠的貨物倉儲空間，難以滿足業務的發展需求。

小件快遞的進入門檻低、發展時間短，造成小件快遞公司的公司本身資質弱于國內快速運輸公司和外資競爭對手。技術和管理升級方面投資不足，發展緩慢，難以形成核心競爭力。

針對小件快遞的優劣勢分析結果，尋求提升小件快遞抓住機遇發展的競爭力需要RFID技術的引入。RFID技術應用前景具有和小件快遞發展的機遇較強的契合性，具備應用在小件快遞上的可能性。從實體快件物流鏈上看，按功能角度劃分，小件快遞公司下屬的營業點可分為三類，受理站、客運中轉站、目的站。具體操作流程，如圖1。

（1）受理站環節作業

小件快遞公司目前的受理形式主要有兩種：分別是上門受理服務和受理站點直接接收快件服務。

在上門受理服務流程中，現有受理途徑主要是通過電話和傳真受理社會零散客戶或企業客戶的快遞需求，小件快遞公司的快遞網絡內各市營業網點服務人員負責記錄包括種類、數量、發貨地、聯系方式、運貨要求等基本信息，并輸入信息系統。

受理站應客戶的要求，根據受理員輸入的信息打印運輸單證，對運輸單證進行處理，安排取件路線，指派司機和速遞員取件。司機憑交接單上門取貨，對快件和單證進行核對，對包裝進行檢查、核實無誤后與顧客簽訂協議。如若不符，通知受理站更改信息。最后由受理站工作人員核對并制作標簽，準備發貨。

在受理站直接受理快遞流程中，在站內完成核對快件、檢查包裝、簽訂協議、信息輸入、制作標簽等操作，并準備發貨。

（2）客運中轉站環節作業

快件由區間運輸車運送到客運中轉站，由客運中轉站工作人員接收，經過核對快件、檢查包裝操作，交由客運站倉庫人員按路由發往地區的路由進行堆放。當開往快件目的站的長途客運發車前，由工作人員按快件緊急程度和先入先出的原則裝上客運車貨艙。

（3）目的站環節作業

目的客運站接收客運車送達快件，工作人員進行單證交接、檢查貨物、錄入信息等操作。安排送貨路線，將需上門送達的快件和交接單下發給司機。司機將快件運送到客戶指定送達處，客戶簽收單據。

2 RFID在小件快遞中應用的流程簡介

2.1 受理站環節作業

（1）上門受理服務改動

受理網點對所屬車輛安排取件路線，當貨車由受理網點出發時，由工作人員使用手持式RFID終端讀寫器，對放置在汽車擋風玻璃后側的RFID無源電子標簽進行讀取，并錄入MIS系統。

讀取離站貨車的電子標簽，便于MIS數據系統統一管理所屬的貨車，可以進行對下屬所有的車輛進行上門取貨的統一規劃，使用最小路徑計算方法，可以較大程度的節省資源、降低成本、減少系統浪費。

（2）受理站直接接受快件服務改動

在受理錄入信息同時制作RFID電子標簽，當貨物核對無誤后將電子標簽加貼在被委托貨物的包裝上。按出受理站的派車順序將貨物堆放，使用手持式閱讀器進行檢查。

用手持式閱讀器進行掃描待運至客運站的貨物和原先固定在汽車上的電子標簽，將信息上傳到MIS系統。無需下發交付單給司機，此時下游客運站已經收到區間廂式車所帶貨物信息和司機信息。

保證出站效率和正確率，將區間承運的廂式貨車信息和快件信息綁定，可明確責任，易于出錯后的追查，下游客運站即時收到受理站廂式汽車駛離的信息。便于下游客運站規劃安排入庫分揀發送。

2.2 客運中轉站環節作業

（1）接收貨物改動

通過帶有RFID讀寫器的入庫檢查門，請取快件信息，與上游錄入的信息進行比對，錄入MIS系統。

由工作人員檢查包裝，并入站堆放。

將堆放信息通過固定式RFID閱讀器錄入MIS系統。

縮短入庫檢查時間，降低入庫檢查的出錯率，固定式RFID閱讀器可以確定快件的擺放位置，實現動態管理。

（2）分揀貨物改動

MIS系統計算出出庫順序，告知操作人員將待運貨物推到自動分揀系統上。

安裝在自動分揀系統上的固定式閱讀器讀出包裝上電子標簽所帶的快件信息，顯示此件貨物應由哪一輛客運車進行運輸，將快件自動傳送到推車上，完成自動分揀工作。快件分揀和客運班車發送實現無縫連接。

（3）發送貨物改動

出庫發送快件由工作人員使用手推車通過帶有RFID讀寫器的出庫檢查門。

將貨物運送到客運車位，由工作人員使用手持式閱讀器驗證上車運輸的貨物信息，確認無誤后，獲得客運車的信息，上傳至MIS系統。

降低倉庫工作人員誤操作的可能，將負責干線運輸的客運車信息與快件信息綁定，可明確責任，易于出錯后的追查，下游目的站可即時收到隨客運車輛駛離中轉站快件的信息見圖3。

2.3 目的站環節作業

（1）接收貨物改動

目的站工作人員使用手持閱讀器對貨物信息和客車或貨車信息進行錄入，驗證無誤后，上傳MIS系統。降低誤操作率，提高準確率。

（2）發送貨物改動

安排貨車進行上門送貨業務，使用手持閱讀器對貨物信息和貨車信息進行錄入，上傳MIS系統。

運抵客戶要求寄處，使用GPRS系統進行到貨確認。由工作人員負責將RFID電子標簽取下，以備循環使用。主要便于失物追蹤，明確責任見圖4。

3 RFID在小件快遞中應用的設備選用

3.1 電子標簽

式中

t——每月RFID標簽可以循環使用次數

TT——行程時間，指快件從受理開始通過廂式貨車或客運車到達目的地完成寄送的總時間

DT——滯留時間，RFID標簽隨快件到達目的站到再次使用滯留的時間

k——失效系數，考慮由于工作失誤或者其他突發情況造成RFID標簽未能及時回歸作業站的，確保在極端狀態下的可使用RFID標簽滿足需求

QR——RFID標簽需求量

Q——每月的快件承運量

RFID電子標簽具有多次讀寫能力高達幾十萬次的特性[2]，基于節約成本，減少浪費的思路，推薦小件快遞公司在獨自或共同的實際貨物鏈末端，回收電子標簽，重新寫入，反復投入使用。雖然采用可讀寫標簽會提高單個標簽成本，但可以降低整體應用的標簽成本，因此這里選擇使用可讀可寫的電子標簽[3]。

RFID標簽加掛在快件上，只在符合規定的讀寫器靠近的條件下才向外發射能量和傳輸數據，而這種情況比較適合采用被動式標簽，因為它是在接收到讀寫器傳來的信號和能量后進行反饋發射的。

因為考慮到成本上盡可能的節省，而且RFID在快遞物流上的應用只需要幾米的讀寫距離，因此本案例選擇被動無源標簽。

因為長途客運車輛底艙和廂式貨車具有較好的防水條件，而且快遞快件包裝基本采用紙質包裝。因此不需要較高的防水防金屬能力。

快遞物流中，對快件上電子標簽的讀取一般需要3到4米，因此適用860～930MHz的超高頻電子標簽。

假設A公司對最遠范圍的快件承運保證為36小時送達，TT=1.5，RT擬取1，k擬取0.95，Q擬取150 000，則QR=13 757.9，取整后得出，推斷預測階段需要使用14 000個電子標簽。

3.2 讀寫器

選用手持和固定讀寫器時，應主要從兩個方面進行考慮。一是移動性的需要，二是讀寫性能的要求[4]。

對支線網點，網絡中級別較低的作業站，一般沒有固定的站場內快件路由。使用手持式讀寫器，從性能上考慮，符合支線作業站快件量低，讀寫速度要求不高的特點。

對主線網點，網絡中級別較高的作業站（對小件快遞模式而言，更多是客運站形式存在），這樣的作業站從支線運輸貨車進站，到快件堆放處，直至搬運至長途客車上，路由明確，需要在關鍵節點（支線運輸貨車進站處，快件分揀系統上）設置固定式讀寫器，由于這些節點承擔一個區域的快件接收和匯總，快件量較大，手持式讀寫器難以滿足要求，且固定式讀寫器發射范圍較大，可以容納更多的快件同時掃描。在快件送至長途客車時，由于客車停放位置不同，且要對加貼在客車上的標簽進行掃描，分到每個客車的貨物量很小，因此也要配備手持式讀寫器，以免采用固定式讀寫器帶來的浪費。

3.3 自動分揀系統

自動分揀系統是中轉環節的核心業務系統，它以MIS系統提供的信息為輸入基準，對所經過中轉環節的快件進行識別，并對識別的快件進行自動路由判斷。自動分揀系統完成對快件的分撥、分類識別，然后方便中轉站工作人員進行分批交付客運承運。

大量的快件進行快速度地中轉必須在信息系統提供領先信息流支撐之下，開展機械化的作業手段，對快件進行自動分揀，自動分類識別，然后由人工或機械進行打包封裝才能滿足快件時效的要求。

4 RFID應用于小件快遞的增值開發

RFID應用于小件快遞除了可以實現對現有物流活動的效率提升，同時還可以通過與其他的技術相連接，對小件快遞服務進行增值開發。所謂增值開發，即對小件快遞業務功能進行升級，從環節入手，在RFID應用優化的基礎上再次提升服務水平和流程效率。

4.1 GPS全程跟蹤

通過應用GPS衛星定位，可以全程監控貨物的地理坐標，能夠提高服務水平，降低誤投、丟失等現象發生的機率。公司通過對快遞服務的分級定價，為托運高于其他快件價值很多的客戶提供特殊GPS全程跟蹤服務。當RFID標簽歷過每一個讀寫器的時候，返回坐標值。當RFID標簽（快件所在）位于長途客車上時，通過長途客車的車載設備獲取當前位置。

本增值業務的應用條件為高價值、監控要求高的托運業務要達到一定量，方可推廣。否則可能造成技術投資的失效。建議通過RFID改造流程一段時間后，加強市場宣傳力度，當上述類型業務數量增長較快，形成一定盈利潛力的時候，再考慮采用。

4.2 GPRS數據傳輸

在門對門服務中，當支線運輸的貨車司機將快件交給客戶之后，快件信息最好應當及時傳輸給MIS系統，通過GPRS進行數據傳輸是一種較合理的實現手段。貨車司機可以通過手機向MIS系統傳回貨物送達的信息。

該服務的應用條件是公司具有一定的網絡服務和通信技術使用的經驗，因為其中成本的增加、技術的熟練使用，信息的正確性驗證都需要在實踐中逐步摸索選求最佳的解決辦法。

4.3 網絡服務

當采取了RFID技術和MIS系統同時應用時，小件快遞公司具備開展B2B、B2C業務種類的能力，包括網上預訂投遞、查詢快件、邀請客戶參與公司活動等。

5 小 結

通過以上對小件快遞經營特點和RFID技術特點的分析，說明RFID應用在小件快遞上是具有操作可能和效益的。而由于郵政快遞的流程特殊性，RFID小件快遞公司的工作流程應用應進行獨立的詳細設計。前人較少涉及RFID在國內快遞物流的應用，主要是受到成本的束縛和開發應用的技術標準限制，過于片面化定性評析快遞公司的利益來源和投資決策，因此沒有具體對RFID應用進行分析和設計。本文對受理站、中轉站、接收站三個作業環節及之間聯系做出了相應技術改造。考慮企業應將其他硬件配套環節進行提升，以配合RFID應用，分析EDI和MIS系統引入快遞企業的重要性，避免出現RFID應用功能失效的情況發生。并且提出RFID與GPS、GPRS和網絡服務配合開展相應的增值開發項目的方案，供快遞企業循序考慮自身實際需求來采用。

[1]寧煥生，張彥.RFID與物聯網[M].北京：電子工業出版社，2008.

[2]董麗華.RFID技術與應用[M].北京：電子工業出版社，2008.

[3]董麗華.RFID技術在物流領域中的應用[J].上海海事大學學報：文理綜合版，2006(S1):169-172.

[4]周曉光，王曉華，王偉.射頻系統設計、仿真與應用[M].北京：人民郵電出版社，2008.