RFID技术在冷链物流信息系统中的应用研究

2015-03-20西安职业技术学院张薇

中国商论 2015年29期

西安职业技术学院张薇

1 引言

随着社会经济不断向前发展，人民生活水平进一步提高，人们对日常生活中的食品安全问题关注度越来越高，一些易腐和生鲜商品在物流过程中发生腐败和变质继而引发安全问题的现状不容乐观。建设并完善我国冷链物流系统，实时监测商品在生产、仓储、运输、销售等过程中的情况是保证食品安全的重要手段。冷链物流是以冷冻工艺学为基础、以制冷技术为手段的低温物流过程，可以保证敏感性食品在生产、储存、运输、销售到消费前的各个环节始终处于规定的低温环境下，从而达到保证食品质量、减少食品损耗[1]。冷链物流工程是优化农业产业化开发要素配置的重要动力，是发展现代农业的有效途径[2]。它是一项庞大的系统工程。

2 我国冷链物流产业的发展现状

2005年法国葡萄酒进口商在品尝由澳大利亚出口的葡萄酒时觉得酒的口感偏酸，由于葡萄酒对储存温度有比较严格的要求，因此法国人坚持认为澳大利亚出口的葡萄酒质量存在问题。自信的澳大利亚人为了证明自己的葡萄酒在质量上绝对过硬，在之后的葡萄酒运输中运用了RFID技术对葡萄酒运输过程中的温度进行了全程监控，最终发现是运输葡萄酒的货轮在经过赤道地区时有一段时间储存温度超过了30℃，至此也厘清了葡萄酒变质的责任。这在冷链物流行业已经成为了一个经典案例，从目前来看发达国家冷链物流体系已经趋于成熟，主要表现为政府在建设过程中能够充分发挥调控作用，有关的法律法规和行业标准已经较为完善，冷链物流的基础设施建设水平与行业需求相适应，冷链物流的信息化平台具有先进的技术手段来支撑等[3]。我国始于上世纪50年代的冷链物流经过30年的发展虽取得了一定进步，但与国外的冷链物流体系相比还存在较大差距。

随着消费者对商品质量要求的不断提高，我国对冷链物流的需求也越来越大，行业中的很多矛盾也逐步显现出来。总的来说，我国的冷链物流产业目前还存在以下亟待解决的问题。

2.1 冷链物流基础设施的配套问题

冷库和冷藏车是冷链物流发展的基础，冷库和冷藏车的质量对冷链物流系统的温度控制至关重要。但我国大多城市的冷库都是上世纪50年代到80年代修建的，卫生条件不达标，冷库使用的制冷技术、保温技术和温度监测技术都较为落后[4]，冷库的货物进出和储存缺乏先进技术的支撑，无法满足现代化物流的要求。冷藏车是冷链运输的重要工具，运输过程是商品质量问题高发的时段，我国冷藏车的人均占有量和质量远远落后于美、日等发达国家。

2.2 冷链系统的信息化水平有待提高

在冷链物流系统中负责处理数据的后台管理信息系统责任重大，利用RFID技术从冷链物流前端(如冷藏车和冷库等)采集的底层信息都将通过GPS或无线传感网络(WSN)传输到后台系统，实现对冷链物流全过程的密切监控。但是由于我国地域广阔，存在冷链物流需求的地域相对分散，因此，在冷链系统的信息采集和传输中都存在信息遗漏、传输不及时等情况，错过了商品质量控制的最佳时机，最终带来巨额经济损失。据统计每年我国包括鲜肉、水果、蔬菜、水产品等在内的农产品在流通过程中损耗率达15%～30%，经济损失更高达1000亿元[4]。

2.3 冷链物流的相关行业标准和法律法规不够完善

由于冷链物流是现代物流系统中的一个特殊组成部分，因此相关法律法规和行业标准应该根据冷链物流的具体情况进行整体规划和制定，而我国冷链物流的起步本身较晚，因此在这方面还有很大的提升空间。

2.4 其他问题

冷链物流作为一个系统化工程单靠一个或几个企业不但无法形成规模，也无法保证物流的质量。把更多的冷链物流领军企业集合起来形成强大的行业联盟，保证冷链物流的高质量和高效率是未来的主要发展方向，同时还应该加快培养专业物流人才的步伐，这样才能做到“硬件和软件”的高度配套。

3 冷链物流信息系统的建设与应用

冷链物流信息系统是处理物流数据的重要平台，主要负责收集物流系统前端采集的底层信息并进行分析、监控，一旦发现问题还能及时地把反馈信息传输给基层工作人员，最大限度地减少商品在生产到消费环节中出现的质量问题及由此引发的经济损失。由此可以看出，要提高冷链物流系统的工作质量和效率，就要运用适合的、先进的技术是关键，本文就介绍了一种利用RFID技术的信息采集，通过冷链物流信息系统后台的数据分析对冷链物流过程实现全程监控的系统。

3.1 RFID技术简介

RFID技术即射频识别技术(Radio Frequency Identi fication)，是一种可实现远距离信息采集的自动识别技术。一般来说一个RFID系统包括电子标签、天线和读写器三个部分[5]。它的工作原理是当带有丰富商品信息(产地、出品时间、加工者等)的电子标签进入读写器的工作半径后，就能够主动或被动地将电子标签储存器中携带的最新信息通过天线发送到读写器上，读写器解码后再传输到系统后台进行数据录入和分析。

与至今还在物流中有所应用的条形码技术相比，RFID技术具有读写距离远，读写信息快，读写过程和结果基本不受商品储存环境影响等特点，特别适合运用在需要对物流数据进行连续不间断的监测情况中。

3.2 以生鲜产品为对象冷链物流信息系统应用

要彻底解决冷链物流过程中存在的商品变质、腐败等问题，需要对冷链物流全过程的质量实施严格记录和严密监控。RFID技术的应用很好的解决了这一问题。

以生鲜产品为对象设计的冷链物流信息系统的基本结构如图1所示。系统控制中心的服务器采用具有固定IP的模式，生产、库房采用有线连接方式将电子标签、温度、湿度等信息通过有线网络传输给控制中心的服务器，运输车辆通过有线方式将车内标签、温度、湿度信息传输给驾驶台，并通过GPS无线网络将车内标签、温度、湿度及地理位置实时发送给服务器。

物资电子标签分为带存储器和不带存储器的两种，若标签带有存储器，在物流环节中可将各种信息利用读卡器写入标签，若不带有存储器，就要将实时采集的信息发到服务器进行信息保存，查看时需要调出服务器上的数据。

图1 冷链物流系统的基本结构

3.2.1 生产源头和销售环节的质量控制

任何产品的生产源头是起点，销售环节是终点，也是质量监控不可少的两个方面。在产品下线后将基于RFID技术的、带有存储功能和温度传感器的电子标签贴于产品之上，作为该产品由起点到终点的唯一身份标识，并且将整个过程中的物流和相关重要信息记录在内，完整地实现对该产品的质量把关。有些特殊行业如养殖业甚至可以利用电子标签记录整个养殖过程，从存储器上查到相关的疫苗注射、饲料喂养和使用记录。等产品进入销售环节之前，可以将电子标签内的信息转化为二维码的形式，使顾客在超市等地购买产品时可以通过扫描二维码对商品的生产过程进行全方位的了解，在日本超市里销售的一个橙子你都能够通过二维码查出在果园里到底是哪一个工人把它摘下来的。

在这两个环节中附在产品上的电子标签主要是录入和存储以下信息(以生鲜产品为例)：产品的来源、产品的下线时间，产品的预冷信息、产品的重量、部位、通过温度传感器感知的实时温度信息(信息感知和采集时间按照系统预设时间为准)等。

3.2.2 产品冷链物流过程的质量控制

生鲜产品的冷链物流过程主要包括仓储、运输和配送。生鲜产品在仓储中处于静止状态，在运输和配送过程中处于运动状态，无论在哪个状态中都需要对生鲜产品的温度进行严密监控，使其在进入销售环节前都能保证商品质量。

生鲜产品从生产线下线并进行预冷后不是进库冷藏就是进入到冷藏车的运输配送环节，这时附在产品上的电子标签继续发挥作用。

产品的入库、在库及出库操作：产品进入冷库时，安装在仓库门口的读写器会在产品进库时读取电子标签上的信息并录入信息系统，同时读写器将事先安排好的这个产品的入库位置(包括货架号、货位号等)写入电子标签，此时电子标签的信息实现更新；此后电子标签上的温度传感器会定时将该产品的温度信息通过网络传输给信息系统，仓库保管员可以坐在电脑前就准确的了解仓库中各个货物的温度情况，一旦发现异常就可及时排查隐患解决问题，最大程度地降低损失；当产品进行出库作业时，电子标签上关于产品的在库信息又会再次发送至读写器并传输至信息系统，此时信息系统可以及时更新仓库的货位空出信息，电子标签同时记录下商品的出库和运输时间。

产品的运输和配送操作：产品由冷库出库之后便进入到运输环节，利用冷藏车运输是冷链物流中最容易发生质量问题的环节，因此对温度的监控尤为重要。产品身上带着丰富信息的电子标签在运输环节的主要功能是温度传感器对实时温度的侦测，按照系统中设定的合理的温度采集时间，电子标签上的温度传感器会定时测量冷藏车的温度，甚至可以根据产品在冷藏车内的不同位置感知温度的差异，之后通过安装在冷藏车驾驶室内的读写器定时将采集到的信息传回信息系统后台并更新电子标签内的存储信息，这样在产品运输和配送的全过程都实现了实时的温度监控。

上述整个过程完成后，经过数次的信息录入和更新，产品的电子标签和信息系统数据库中都存储了与该产品冷链过程物流相关的所有信息，彻底解决了冷链物流中物流信息更新慢、信息滞后而导致的商品质量问题及损失，实现了从产品源头到销售末端的整体质量控制。

3.3 RFID技术在生鲜产品冷链物流中的应用效果分析

在充分分析了冷链物流的特点后，将RFID技术应用到冷链物流系统中，效果有目共睹。除了简化产品出入库的人工操作过程，减少产品在库的作业量，对运输及配送过程的温度控制进行全程监测等，还对产品的流向、产品的防伪等有重大意义，同时利用先进技术实现的信息采集和传输加快了物流进程，对提高冷链物流的效率和质量起到了重要作用。