RFID技術在物流中的應用研究

范鑫琦 董夢男

摘要：隨著社會的不斷發展，我國的市場經濟得到了突飛猛進的發展，正由穩定性市場向著多變性市場方向發展。這種發展情形再給我們帶來機遇的同時也對行業的發展帶來很大的挑戰。物流行業是我國進入十二五以來得到飛速發展的新興行業，而RFID技術的合理應用是提升我國物流行業市場競爭力的重要手段之一。

關鍵詞：RFID技術;物流管理;市場競爭力;物流信息技術

1 引言

RFID是非接觸式自動識別技術的一種，是一種無接觸自動識別技術，其基本原理是理用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性，實現對靜止的或移動中的待識別物品的自動機器識別。以RFID應用為切入點，滿足物流安全作業的需求，從交通運輸物流最急需、最了解的具體RFID作業應用切入。射頻識別是20世紀90年代興起的新型自動識別技術，它是一種非接觸式的自動識別技術。它通過射頻識別信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無需人工干預，可以工作在任何惡劣的環境中。射頻識別技術可識別高速運動的物體，如高速運動的汽車，輪船等。射頻識別技術還可以同時識別多個標簽，操作方便快捷。

2 RFID的組成和工作原理

一般而言，RFID系統由5個組件構成，包括傳送器，接受器，微處理器，天線，標簽。傳送器、接收器和微處理器通常被封裝在一起，又統稱為閱讀器，所以工業界經常將RFID系統分為閱讀器，天線，標簽三大組件，這三大組件一般都可由不同的生產商生產。RFID源于雷達技術，所以其工作原理和雷達極為相似。首先閱讀器通過天線發出電子信號，標簽收到信號后發射內部存儲的標識信息，閱讀器在通過天線接受并識別標簽發回的信息，最后閱讀器再識別結果發送給主機。

電子標簽與閱讀器之間通過耦合原件實現射頻信號的空間耦合，在耦合通道內，根據時序關系，實現能量的傳遞、數據的交換。發生在閱讀器和電子標簽之間的射頻信號耦合類型有兩種：一種是電感耦合，變壓器模型，通過空間高頻交變磁場實現耦合，理論依據為電磁感應定律;另一種是電磁反向散射耦合，雷達模型，發射出去的電磁波碰到目標后反射，同時攜帶回目標信息，理論依據是電磁波在空間的傳播特性。

（一）閱讀器

閱讀器是RFID系統最重要也是最復雜的一個組件。因其工作模式一般是主動向標簽詢問標識信息，所以有時又被稱為詢問器。有時為了方便，閱讀器和天線以及智能終端設備會集成在可移動的手持式閱讀器。

（二）天線

天線同閱讀器相連，用于在標簽和閱讀器之間傳遞射頻信號。閱讀器可以連接一個或多個天線，但每次使用時只能激活一個天線。天線的形狀和大小會隨著工作頻率和功能的不同而不同。RFID系統的工作頻率從低頻到高頻，范圍很廣，這使得天線與標簽芯片之間的匹配問題變的復雜。

（三）標簽

標簽是由耦合元件、芯片以及微型天線組成的，每個標簽內部有唯一的電子編碼，附著在物體上，用來標識目標對象。標簽進入閱讀器掃描以后，接受到閱讀器發出的射頻信號，憑借感應電流獲得能量發送出存儲在芯片中的電子編碼或者主動發送某一頻率的信號。RFID標簽的原理和條形碼類似，但與其相比還具有體積小且形狀多變，耐環境性，可重復使用，穿透性強，數據安全性等優點。根據分類可以分為被動式標簽，主動式標簽，半主動式標簽。

（1）被動式標簽：內部沒有電源設備，因此又被稱為無源標簽。被動式標簽內部的集成電路通過接收由閱讀器發出的電磁波進行驅動，向閱讀器發送數據。第一代被動式標簽采用13.56MHz的高頻通信，距離短，最長只能達到1m左右。主要用于訪問控制和非接觸式付款。第二代被動式標簽采用860～960MHz的超高頻通信，通信距離較長，可達3～5m左右并且支持多標簽識別，即閱讀器可以同時識別多個標簽。到現在為止，第二代被動式標簽也是應用最為廣泛的標簽，主要用于工業自動化、資產管理、貨物監控、個人標識和訪問控制等領域。

（2）主動式標簽：內部攜帶電源，又被稱為有源標簽。電源設備和與其相關的電路決定了主動式標簽要比被動式標簽體積大，價格昂貴。但主動式標簽通信距離更遠，可達上百米。主動式標簽有兩種工作模式，一種是主動模式，這種模式下標簽會主動相四周進行周期性廣播，即使沒有閱讀器存在也會這樣做;另一種模式為喚醒模式，為了節約電源并減小射頻信號噪聲。

（3）半主動式標簽：這種標簽兼有被動式標簽和主動式標簽的所有優點，內部攜帶電池，能夠為標簽內部計算提供電源。這種標簽內部可以攜帶傳感器，可以用來檢測環境參數，如溫度、濕度等。和主動式標簽不同的是，它們的通訊并不需要電池提供電源，而是想被動式標簽一樣通過閱讀器發射的電磁波來獲取通信能量。

3 RFID在物流行業中相對成熟的應用及優勢

（一）產品的智能可追溯網絡系統

在醫藥，農產品，食品，煙草等行業領域，產品追溯系統發揮著貨物追蹤、識別、查詢、信息采集與管理等方面的巨大作用，基于物聯網技術的可追溯系統為保障產品的質量與安全提供了保障。

（二）物流過程得可視化智能管理網絡系統

基于GPS衛星導航定位技術、RFID技術、傳感技術等多種技術，在物流過程中實時實現對車輛的定位、運輸物品的監控、在線調度與配送可視化與管理的系統。目前，物流作業的透明化，可視化管理已經初步實現，全網絡化與智能化的可視化管理網絡還有待發展。

（三） 智能化的企業物流配送中心

基于傳感器、RFID等網絡技術建立物流作業的智能控制、自動化操作的網絡，實現物流配送中心的全自動化，實現物流與生產聯動，并與信息流和資金流全面協同。

（四）企業的智慧供應鏈

基于物聯網技術升級智慧物流和智慧供應鏈的后勤保障網絡系統，滿足電商快速發展及智能制造等環境下產生的大量個性化需求與訂單，幫助企業準確預測客戶需求，實現整個供應鏈的智慧化。

這些應用可以將庫存的可用性提高，同時顧客保持度提高，后勤管理中回收率也將提高。另一方面減少盜竊損失，提高送貨速度;減少人工成本（包括場地管理，物品存儲的人工成本，循環計算成本），提高倉庫產品的吞吐量，減少損壞率和丟失包裹的數量。并實現縮短倉庫作業時間;系統可實時掌握貨物的進出情況;替代作業結束后的信息手工輸入，使信息的傳送和記錄更加迅速，準確;提升企業形象等多重正面效果。

4 RFID技術在京東物流中的應用

京東物流屬于京東集團，其通過布局全國的自建倉庫物流網絡，為商家提供一體化的物流解決方案，實現庫存共享及訂單的繼承處理，提升了社會供應鏈效率。當然，京東物流的高效運作也離不開RFID技術的應用。

（一）在貨物管理上的應用

在貨物管理方面，京東專設了貨物管理員這一職位，其工作是根據需求提起貨物采購申請，按照規定做好貨物進出庫的驗收，記賬等工作。通過RFID技術，可實現管理員對貨物的實時跟蹤，其貨物來源、去向、庫存數量等信息都能即時收集，隨時掌握庫存狀態，對庫存量不足的情況可以預先解決，保證貨物供應及時，充分發揮周轉效率。在運作過程中，有時會遇到貨物申請了但一直沒有回應的狀況。對于這個問題，一方面可能是申請批量過大，庫存量不足而導致無法及時做出回應;另一方面則可能是系統缺陷。

（二）在存儲管理方面的應用

在2012年，京東在全國各地同時興起了6個倉儲中心建設項目，總投資達到36億元，京東董事長劉強東稱這一年是“真正花錢的一年”。這個中心基于RFID技術的全自動化，信息化的管理模式，還有自動立體倉庫，自動分揀機等先進設備的配合使用，對貨物的處理能力達到了20000件/小時，提高了倉庫運作效率。通過RFID技術，對貨物的出庫，入庫，存放，盤點，各環節作業時間等基本信息都能精確的記錄，并且能實現各環節的有效連接。

當然，自動化存儲的運營成本是極高的。像“雙十一”這種節日，對于物流包裹的處理可以游刃有余;但在平日，這種運營方式存在著資源的浪費。

（三）在貨物配送方面的應用

在2013年，京東完成了代號為“青龍”的全新物流配送系統，其工作流程主要分為以下幾步：

1.倉庫根據客戶訂單進行生產，包括免單打印、揀貨、發票打印、打包等。

2.倉庫生產完畢后，將訂單包裹交接給分揀中心，分揀中心收到訂單包裹進行分揀、裝箱、發貨、發車，最終將包裹發往對應的配送站。

3.配送站進行收貨、驗收交接后，將包裹分配到不同的配送員，再由配送員配送到客戶手中。

在整個配送過程中，物流，信息流、基金流的快速流轉，實現了貨物的及時送達，貸款的及時回收，信息的準確傳送等。在這個過程中以用戶大數據及O2O的運營模式為支撐，對數據的收集是通過RFID技術對信息的采集實現的。在配送網絡中，運用RFID技術對物流，信息流，基金流的信息進行準確、快速、及時的采集，降低了貨物的出錯率，提高配送率。

但是，對于偏遠地區，京東還達不到送貨上門等服務，尤其節假日的交通擁堵，對京東配送也是一大挑戰。

5 RFID技術的前景展望和京東物流的優化

現代物流系統由整條供應鏈上環環相扣的業務環節和流程組成，他們之間相輔相成，又相互制約。在運作時，企業必須實時，精確地了解和掌握鏈上的商流，資金流，物流，信息流這四者之間的流向和變化，使各個環節，各個流程都相互匹配，協調一致，才能發揮最大的經歷效益和社會效益。然而，由于在實際環境中，各個環節都處于運動狀態中，其信息和方向往往會隨著實際活動在空間和時間上進行移動和變化。因此，我們必需運用更加現進的技術才能更好的解決這些狀況。RFID技術簡單實用，可以在任意環境中使用，受信號傳輸媒體的影響小，準確率高，識別速度快，難被仿冒，環保，是減少出錯率等難題的一種新技術和好幫手。

但是，我們必須看到目前應用RFID的瓶頸。首先RFID技術是新興的高科技技術，科技含量比較高，所以基于RFID技術的操作系統需要專門的人才。其次，RFID技術的相關產品和設施價格昂貴，這是許多企業所難以接受的。最后，RFID系統中的信息安全狀況不容樂觀。

根據上述所說的瓶頸我們可以對京東物流的系統進行一些完善，主要分為以下幾個方案：

1.培養會使用RFID技術的人才，充分運用RFID技術，完善倉庫物品相關信息。利用RFID技術，詳細記錄貨物的基本信息，包括名稱、規格、數量、單價等，并且實時更新倉庫貨物存儲情況。通過采集貨物出入庫數據，并讓人對市場需求狀況進行分析，適當的調整采購批次和采購批量，在降低采購成本的同時也可以減少缺貨現象。同時，對物流系統進行檢測，及時解決問題，而這一切都建立在會使用RFID技術的人才上。

2.使配送模式多樣化。客戶過于分散，城市道路擁堵等給配送帶來的困難。可以利用RFID技術收集不同客戶所需貨物的信息，進行一定程度上的整合，實現對同一區域客戶的物品進行共同的配送;同時，以小區為單位建立不同的站點，讓客戶進行掃碼取貨。對于偏遠地區，要進行實地考察，了解交通狀況，分析物流需求量，由此指定一個科學的解決方案。但是，在這個過程中我們要對RFID系統進行全方位的安全評估，以此來減少客戶信息的流出。

3.劃定區域，整合倉庫資源。社會上物流企業眾多，其存儲規模，倉庫管理水平差距較大，京東物流日處理量名列前茅，但是其價值得不到充分的提現。所以，部分京東物流的倉庫可以將周邊區域內的物流倉儲中心進行整合，將貨物合并處理，這樣即可以充分利用京東物流高度自動化的倉庫及信息化的倉儲管理模式來提高倉庫作業效率，又可以減少倉庫用地面積，節約社會資源。

信息技術與物流系統的簡單相加不能產生顯著的效益，這對RFID技術也是同樣。RFID技術是一個有機的整體，它在物流中應用需要開發商，應用企業，政府機構等多方面協調合作，在高效率和高成本之間進行權衡，進行理性的決策。但無論如何RFID技術在物流系統中的應用前景都是無可限量的。

6結束語

綜上所述，通過基于RFID技術的物聯網應用到物流管理系統中，可以大大的縮短各環節之間商品信息的交換時間，同時增加了物流領域的安全環節，加快了物流的流通速度，并使得物流各環節的信息更加準確，及時和透明，供應鏈各伙伴之間可以協同運作，科學決策，從而達到降低物流總成本的目標。并且，RFID技術還進一步的完善，在不久的將來，我們可以預料到在物流這個行業中RFID技術將會起到更加重要的作用。

參考文獻

[1]李建軍，梁碩，射頻技術在物流行業中的應用分析[J].現代經濟信息，2016.

[2]王小敏.《基于RFID技術的庫存管理系統研究》[J].對外經濟貿易大學，2005.

[3]植俊文.《基于RFID的MES系統設計》[J].廣東工業大學，2005.

[4]單承贛、單玉峰、姚磊.《射頻識別（RFID）原理與應用》[J].電子工業出版社，2008.

[5]譚民.《RFID技術系統工程及應用指南》[J].機械工業出版社，2007.

[6]李麟.《技術與無線實時倉儲管理系統》[J].中國儲運，2002.

[7]白紅墻.《無線射頻技術在物流系統中的應用》[J].信息與電腦（理論版），2011.