RFID技术在小件快递中的应用设计

杨宇笛，陈雪峰，李 迪，孙 焰（同济大学 交通运输工程学院，上海201804）

RFID是通过无线射频发射接收以达成非接触自动识别的技术，可以实现对静止或移动的物体或人员的自动识别。识别工作无须人工干预，可在各种环境下工作[1]。

目前RFID技术在国内快递领域的应用，主要是集中在中国邮政的业务上展开。2005年，中国邮政以速递总包处理业务为突破口，选择上海为试点，进行了“射频识别技术在上海邮政速递总包处理中的应用”进行试运营[1]，其特点如下：

（1）速递总包需要的RFID识别距离为3～4m，并要求多标签识别。因此RFID的工作频率选择在915MHz；

（2）采用无源标签，分为可读写和只读两种；

（3）配合信息系统和自动分拣系统的建立；

（4）RFID技术主要应用在邮件总包上层上；

（5）在支局主要是通过条码数据信息采集，属于条码技术和RFID技术联合使用；

（6）主要实现快速交接和快速路由识别功能。

上海邮政的设计方案对RFID技术在其他快递的子领域的应用提供了探索范例和启示。并且随着RFID设备成本下降，使得相对规模较小的快递公司应用RFID技术成为可能。下面将探讨RFID技术在小件快递这一行业中的新型模式应用可行性。部分设计思路参考了上海邮政的设计方案，考虑到由于时间推移带来的技术发展因素和不同模式的业务要求因素，对RFID技术的小件快递应用方案提出了不同的流程设计、技术支持及设备选择。

1 RFID技术在小件快递中应用可行性分析

小件快递是指快递公司依托客车货舱的剩余运能，实现托运人和货物的分离，随客车发送进行体积较小、附加值较高的快递货物。

下面对小件快递这一快递形式进行优劣分析：

优势（Strengths）：

小件快递普遍拥有规模较完善的地区性运营网络，由于小件快递公司多与长途客运公司有紧密联系，因此可以直接利用区域性长途客运的网络。

小件快递瞄准的市场份额集中在高时效性、高附加值的小件快件上。因为其快件价值较高，利润空间大，适合新技术投资应用。

劣势（Weaknesses）：

小件快递业务还没有统一的服务项目划分和收费标准，市场比较混乱；在具体运营中产生的为客户代收运费、代收货款等延伸服务项目中，资金结算问题难以有效解决。

小件快递依托的客运站中的大多数在建站设计时，没有预留足够的货物仓储空间，难以满足业务的发展需求。

小件快递的进入门槛低、发展时间短，造成小件快递公司的公司本身资质弱于国内快速运输公司和外资竞争对手。技术和管理升级方面投资不足，发展缓慢，难以形成核心竞争力。

针对小件快递的优劣势分析结果，寻求提升小件快递抓住机遇发展的竞争力需要RFID技术的引入。RFID技术应用前景具有和小件快递发展的机遇较强的契合性，具备应用在小件快递上的可能性。从实体快件物流链上看，按功能角度划分，小件快递公司下属的营业点可分为三类，受理站、客运中转站、目的站。具体操作流程，如图1。

（1）受理站环节作业

小件快递公司目前的受理形式主要有两种：分别是上门受理服务和受理站点直接接收快件服务。

在上门受理服务流程中，现有受理途径主要是通过电话和传真受理社会零散客户或企业客户的快递需求，小件快递公司的快递网络内各市营业网点服务人员负责记录包括种类、数量、发货地、联系方式、运货要求等基本信息，并输入信息系统。

受理站应客户的要求，根据受理员输入的信息打印运输单证，对运输单证进行处理，安排取件路线，指派司机和速递员取件。司机凭交接单上门取货，对快件和单证进行核对，对包装进行检查、核实无误后与顾客签订协议。如若不符，通知受理站更改信息。最后由受理站工作人员核对并制作标签，准备发货。

在受理站直接受理快递流程中，在站内完成核对快件、检查包装、签订协议、信息输入、制作标签等操作，并准备发货。

（2）客运中转站环节作业

快件由区间运输车运送到客运中转站，由客运中转站工作人员接收，经过核对快件、检查包装操作，交由客运站仓库人员按路由发往地区的路由进行堆放。当开往快件目的站的长途客运发车前，由工作人员按快件紧急程度和先入先出的原则装上客运车货舱。

（3）目的站环节作业

目的客运站接收客运车送达快件，工作人员进行单证交接、检查货物、录入信息等操作。安排送货路线，将需上门送达的快件和交接单下发给司机。司机将快件运送到客户指定送达处，客户签收单据。

2 RFID在小件快递中应用的流程简介

2.1 受理站环节作业

（1）上门受理服务改动

受理网点对所属车辆安排取件路线，当货车由受理网点出发时，由工作人员使用手持式RFID终端读写器，对放置在汽车挡风玻璃后侧的RFID无源电子标签进行读取，并录入MIS系统。

读取离站货车的电子标签，便于MIS数据系统统一管理所属的货车，可以进行对下属所有的车辆进行上门取货的统一规划，使用最小路径计算方法，可以较大程度的节省资源、降低成本、减少系统浪费。

（2）受理站直接接受快件服务改动

在受理录入信息同时制作RFID电子标签，当货物核对无误后将电子标签加贴在被委托货物的包装上。按出受理站的派车顺序将货物堆放，使用手持式阅读器进行检查。

用手持式阅读器进行扫描待运至客运站的货物和原先固定在汽车上的电子标签，将信息上传到MIS系统。无需下发交付单给司机，此时下游客运站已经收到区间厢式车所带货物信息和司机信息。

保证出站效率和正确率，将区间承运的厢式货车信息和快件信息绑定，可明确责任，易于出错后的追查，下游客运站即时收到受理站厢式汽车驶离的信息。便于下游客运站规划安排入库分拣发送。

2.2 客运中转站环节作业

（1）接收货物改动

通过带有RFID读写器的入库检查门，请取快件信息，与上游录入的信息进行比对，录入MIS系统。

由工作人员检查包装，并入站堆放。

将堆放信息通过固定式RFID阅读器录入MIS系统。

缩短入库检查时间，降低入库检查的出错率，固定式RFID阅读器可以确定快件的摆放位置，实现动态管理。

（2）分拣货物改动

MIS系统计算出出库顺序，告知操作人员将待运货物推到自动分拣系统上。

安装在自动分拣系统上的固定式阅读器读出包装上电子标签所带的快件信息，显示此件货物应由哪一辆客运车进行运输，将快件自动传送到推车上，完成自动分拣工作。快件分拣和客运班车发送实现无缝连接。

（3）发送货物改动

出库发送快件由工作人员使用手推车通过带有RFID读写器的出库检查门。

将货物运送到客运车位，由工作人员使用手持式阅读器验证上车运输的货物信息，确认无误后，获得客运车的信息，上传至MIS系统。

降低仓库工作人员误操作的可能，将负责干线运输的客运车信息与快件信息绑定，可明确责任，易于出错后的追查，下游目的站可即时收到随客运车辆驶离中转站快件的信息见图3。

2.3 目的站环节作业

（1）接收货物改动

目的站工作人员使用手持阅读器对货物信息和客车或货车信息进行录入，验证无误后，上传MIS系统。降低误操作率，提高准确率。

（2）发送货物改动

安排货车进行上门送货业务，使用手持阅读器对货物信息和货车信息进行录入，上传MIS系统。

运抵客户要求寄处，使用GPRS系统进行到货确认。由工作人员负责将RFID电子标签取下，以备循环使用。主要便于失物追踪，明确责任见图4。

3 RFID在小件快递中应用的设备选用

3.1 电子标签

式中

t——每月RFID标签可以循环使用次数

TT——行程时间，指快件从受理开始通过厢式货车或客运车到达目的地完成寄送的总时间

DT——滞留时间，RFID标签随快件到达目的站到再次使用滞留的时间

k——失效系数，考虑由于工作失误或者其他突发情况造成RFID标签未能及时回归作业站的，确保在极端状态下的可使用RFID标签满足需求

QR——RFID标签需求量

Q——每月的快件承运量

RFID电子标签具有多次读写能力高达几十万次的特性[2]，基于节约成本，减少浪费的思路，推荐小件快递公司在独自或共同的实际货物链末端，回收电子标签，重新写入，反复投入使用。虽然采用可读写标签会提高单个标签成本，但可以降低整体应用的标签成本，因此这里选择使用可读可写的电子标签[3]。

RFID标签加挂在快件上，只在符合规定的读写器靠近的条件下才向外发射能量和传输数据，而这种情况比较适合采用被动式标签，因为它是在接收到读写器传来的信号和能量后进行反馈发射的。

因为考虑到成本上尽可能的节省，而且RFID在快递物流上的应用只需要几米的读写距离，因此本案例选择被动无源标签。

因为长途客运车辆底舱和厢式货车具有较好的防水条件，而且快递快件包装基本采用纸质包装。因此不需要较高的防水防金属能力。

快递物流中，对快件上电子标签的读取一般需要3到4米，因此适用860～930MHz的超高频电子标签。

假设A公司对最远范围的快件承运保证为36小时送达，TT=1.5，RT拟取1，k拟取0.95，Q拟取150 000，则QR=13 757.9，取整后得出，推断预测阶段需要使用14 000个电子标签。

3.2 读写器

选用手持和固定读写器时，应主要从两个方面进行考虑。一是移动性的需要，二是读写性能的要求[4]。

对支线网点，网络中级别较低的作业站，一般没有固定的站场内快件路由。使用手持式读写器，从性能上考虑，符合支线作业站快件量低，读写速度要求不高的特点。

对主线网点，网络中级别较高的作业站（对小件快递模式而言，更多是客运站形式存在），这样的作业站从支线运输货车进站，到快件堆放处，直至搬运至长途客车上，路由明确，需要在关键节点（支线运输货车进站处，快件分拣系统上）设置固定式读写器，由于这些节点承担一个区域的快件接收和汇总，快件量较大，手持式读写器难以满足要求，且固定式读写器发射范围较大，可以容纳更多的快件同时扫描。在快件送至长途客车时，由于客车停放位置不同，且要对加贴在客车上的标签进行扫描，分到每个客车的货物量很小，因此也要配备手持式读写器，以免采用固定式读写器带来的浪费。

3.3 自动分拣系统

自动分拣系统是中转环节的核心业务系统，它以MIS系统提供的信息为输入基准，对所经过中转环节的快件进行识别，并对识别的快件进行自动路由判断。自动分拣系统完成对快件的分拨、分类识别，然后方便中转站工作人员进行分批交付客运承运。

大量的快件进行快速度地中转必须在信息系统提供领先信息流支撑之下，开展机械化的作业手段，对快件进行自动分拣，自动分类识别，然后由人工或机械进行打包封装才能满足快件时效的要求。

4 RFID应用于小件快递的增值开发

RFID应用于小件快递除了可以实现对现有物流活动的效率提升，同时还可以通过与其他的技术相连接，对小件快递服务进行增值开发。所谓增值开发，即对小件快递业务功能进行升级，从环节入手，在RFID应用优化的基础上再次提升服务水平和流程效率。

4.1 GPS全程跟踪

通过应用GPS卫星定位，可以全程监控货物的地理坐标，能够提高服务水平，降低误投、丢失等现象发生的机率。公司通过对快递服务的分级定价，为托运高于其他快件价值很多的客户提供特殊GPS全程跟踪服务。当RFID标签历过每一个读写器的时候，返回坐标值。当RFID标签（快件所在）位于长途客车上时，通过长途客车的车载设备获取当前位置。

本增值业务的应用条件为高价值、监控要求高的托运业务要达到一定量，方可推广。否则可能造成技术投资的失效。建议通过RFID改造流程一段时间后，加强市场宣传力度，当上述类型业务数量增长较快，形成一定盈利潜力的时候，再考虑采用。

4.2 GPRS数据传输

在门对门服务中，当支线运输的货车司机将快件交给客户之后，快件信息最好应当及时传输给MIS系统，通过GPRS进行数据传输是一种较合理的实现手段。货车司机可以通过手机向MIS系统传回货物送达的信息。

该服务的应用条件是公司具有一定的网络服务和通信技术使用的经验，因为其中成本的增加、技术的熟练使用，信息的正确性验证都需要在实践中逐步摸索选求最佳的解决办法。

4.3 网络服务

当采取了RFID技术和MIS系统同时应用时，小件快递公司具备开展B2B、B2C业务种类的能力，包括网上预订投递、查询快件、邀请客户参与公司活动等。

5 小 结

通过以上对小件快递经营特点和RFID技术特点的分析，说明RFID应用在小件快递上是具有操作可能和效益的。而由于邮政快递的流程特殊性，RFID小件快递公司的工作流程应用应进行独立的详细设计。前人较少涉及RFID在国内快递物流的应用，主要是受到成本的束缚和开发应用的技术标准限制，过于片面化定性评析快递公司的利益来源和投资决策，因此没有具体对RFID应用进行分析和设计。本文对受理站、中转站、接收站三个作业环节及之间联系做出了相应技术改造。考虑企业应将其他硬件配套环节进行提升，以配合RFID应用，分析EDI和MIS系统引入快递企业的重要性，避免出现RFID应用功能失效的情况发生。并且提出RFID与GPS、GPRS和网络服务配合开展相应的增值开发项目的方案，供快递企业循序考虑自身实际需求来采用。

[1]宁焕生，张彦.RFID与物联网[M].北京：电子工业出版社，2008.

[2]董丽华.RFID技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2008.

[3]董丽华.RFID技术在物流领域中的应用[J].上海海事大学学报：文理综合版，2006(S1):169-172.

[4]周晓光，王晓华，王伟.射频系统设计、仿真与应用[M].北京：人民邮电出版社，2008.