RFID技术在物流中的应用研究

范鑫琦 董梦男

摘要：随着社会的不断发展，我国的市场经济得到了突飞猛进的发展，正由稳定性市场向着多变性市场方向发展。这种发展情形再给我们带来机遇的同时也对行业的发展带来很大的挑战。物流行业是我国进入十二五以来得到飞速发展的新兴行业，而RFID技术的合理应用是提升我国物流行业市场竞争力的重要手段之一。

关键词：RFID技术;物流管理;市场竞争力;物流信息技术

1 引言

RFID是非接触式自动识别技术的一种，是一种无接触自动识别技术，其基本原理是理用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别。以RFID应用为切入点，满足物流安全作业的需求，从交通运输物流最急需、最了解的具体RFID作业应用切入。射頻识别是20世纪90年代兴起的新型自动识别技术，它是一种非接触式的自动识别技术。它通过射频识别信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可以工作在任何恶劣的环境中。射频识别技术可识别高速运动的物体，如高速运动的汽车，轮船等。射频识别技术还可以同时识别多个标签，操作方便快捷。

2 RFID的组成和工作原理

一般而言，RFID系统由5个组件构成，包括传送器，接受器，微处理器，天线，标签。传送器、接收器和微处理器通常被封装在一起，又统称为阅读器，所以工业界经常将RFID系统分为阅读器，天线，标签三大组件，这三大组件一般都可由不同的生产商生产。RFID源于雷达技术，所以其工作原理和雷达极为相似。首先阅读器通过天线发出电子信号，标签收到信号后发射内部存储的标识信息，阅读器在通过天线接受并识别标签发回的信息，最后阅读器再识别结果发送给主机。

电子标签与阅读器之间通过耦合原件实现射频信号的空间耦合，在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递、数据的交换。发生在阅读器和电子标签之间的射频信号耦合类型有两种：一种是电感耦合，变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，理论依据为电磁感应定律;另一种是电磁反向散射耦合，雷达模型，发射出去的电磁波碰到目标后反射，同时携带回目标信息，理论依据是电磁波在空间的传播特性。

（一）阅读器

阅读器是RFID系统最重要也是最复杂的一个组件。因其工作模式一般是主动向标签询问标识信息，所以有时又被称为询问器。有时为了方便，阅读器和天线以及智能终端设备会集成在可移动的手持式阅读器。

（二）天线

天线同阅读器相连，用于在标签和阅读器之间传递射频信号。阅读器可以连接一个或多个天线，但每次使用时只能激活一个天线。天线的形状和大小会随着工作频率和功能的不同而不同。RFID系统的工作频率从低频到高频，范围很广，这使得天线与标签芯片之间的匹配问题变的复杂。

（三）标签

标签是由耦合元件、芯片以及微型天线组成的，每个标签内部有唯一的电子编码，附着在物体上，用来标识目标对象。标签进入阅读器扫描以后，接受到阅读器发出的射频信号，凭借感应电流获得能量发送出存储在芯片中的电子编码或者主动发送某一频率的信号。RFID标签的原理和条形码类似，但与其相比还具有体积小且形状多变，耐环境性，可重复使用，穿透性强，数据安全性等优点。根据分类可以分为被动式标签，主动式标签，半主动式标签。

（1）被动式标签：内部没有电源设备，因此又被称为无源标签。被动式标签内部的集成电路通过接收由阅读器发出的电磁波进行驱动，向阅读器发送数据。第一代被动式标签采用13.56MHz的高频通信，距离短，最长只能达到1m左右。主要用于访问控制和非接触式付款。第二代被动式标签采用860～960MHz的超高频通信，通信距离较长，可达3～5m左右并且支持多标签识别，即阅读器可以同时识别多个标签。到现在为止，第二代被动式标签也是应用最为广泛的标签，主要用于工业自动化、资产管理、货物监控、个人标识和访问控制等领域。

（2）主动式标签：内部携带电源，又被称为有源标签。电源设备和与其相关的电路决定了主动式标签要比被动式标签体积大，价格昂贵。但主动式标签通信距离更远，可达上百米。主动式标签有两种工作模式，一种是主动模式，这种模式下标签会主动相四周进行周期性广播，即使没有阅读器存在也会这样做;另一种模式为唤醒模式，为了节约电源并减小射频信号噪声。

（3）半主动式标签：这种标签兼有被动式标签和主动式标签的所有优点，内部携带电池，能够为标签内部计算提供电源。这种标签内部可以携带传感器，可以用来检测环境参数，如温度、湿度等。和主动式标签不同的是，它们的通讯并不需要电池提供电源，而是想被动式标签一样通过阅读器发射的电磁波来获取通信能量。

3 RFID在物流行业中相对成熟的应用及优势

（一）产品的智能可追溯网络系统

在医药，农产品，食品，烟草等行业领域，产品追溯系统发挥着货物追踪、识别、查询、信息采集与管理等方面的巨大作用，基于物联网技术的可追溯系统为保障产品的质量与安全提供了保障。

（二）物流过程得可视化智能管理网络系统

基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术，在物流过程中实时实现对车辆的定位、运输物品的监控、在线调度与配送可视化与管理的系统。目前，物流作业的透明化，可视化管理已经初步实现，全网络化与智能化的可视化管理网络还有待发展。

（三） 智能化的企业物流配送中心

基于传感器、RFID等网络技术建立物流作业的智能控制、自动化操作的网络，实现物流配送中心的全自动化，实现物流与生产联动，并与信息流和资金流全面协同。

（四）企业的智慧供应链

基于物联网技术升级智慧物流和智慧供应链的后勤保障网络系统，满足电商快速发展及智能制造等环境下产生的大量个性化需求与订单，帮助企业准确预测客户需求，实现整个供应链的智慧化。

这些应用可以将库存的可用性提高，同时顾客保持度提高，后勤管理中回收率也将提高。另一方面减少盗窃损失，提高送货速度;减少人工成本（包括场地管理，物品存储的人工成本，循环计算成本），提高仓库产品的吞吐量，减少损坏率和丢失包裹的数量。并实现缩短仓库作业时间;系统可实时掌握货物的进出情况;替代作业结束后的信息手工输入，使信息的传送和记录更加迅速，准确;提升企业形象等多重正面效果。

4 RFID技术在京东物流中的应用

京东物流属于京东集团，其通过布局全国的自建仓库物流网络，为商家提供一体化的物流解决方案，实现库存共享及订单的继承处理，提升了社会供应链效率。当然，京东物流的高效运作也离不开RFID技术的应用。

（一）在货物管理上的应用

在货物管理方面，京东专设了货物管理员这一职位，其工作是根据需求提起货物采购申请，按照规定做好货物进出库的验收，记账等工作。通过RFID技术，可实现管理员对货物的实时跟踪，其货物来源、去向、库存数量等信息都能即时收集，随时掌握库存状态，对库存量不足的情况可以预先解决，保证货物供应及时，充分发挥周转效率。在运作过程中，有时会遇到货物申请了但一直没有回应的状况。对于这个问题，一方面可能是申请批量过大，库存量不足而导致无法及时做出回应;另一方面则可能是系统缺陷。

（二）在存储管理方面的应用

在2012年，京东在全国各地同时兴起了6个仓储中心建设项目，总投资达到36亿元，京东董事长刘强东称这一年是“真正花钱的一年”。这个中心基于RFID技术的全自动化，信息化的管理模式，还有自动立体仓库，自动分拣机等先进设备的配合使用，对货物的处理能力达到了20000件/小时，提高了仓库运作效率。通过RFID技术，对货物的出库，入库，存放，盘点，各环节作业时间等基本信息都能精确的记录，并且能实现各环节的有效连接。

当然，自动化存储的运营成本是极高的。像“双十一”这种节日，对于物流包裹的处理可以游刃有余;但在平日，这种运营方式存在着资源的浪费。

（三）在货物配送方面的应用

在2013年，京东完成了代号为“青龙”的全新物流配送系统，其工作流程主要分为以下几步：

1.仓库根据客户订单进行生产，包括免单打印、拣货、发票打印、打包等。

2.仓库生产完毕后，将订单包裹交接给分拣中心，分拣中心收到订单包裹进行分拣、装箱、发货、发车，最终将包裹发往对应的配送站。

3.配送站进行收货、验收交接后，将包裹分配到不同的配送员，再由配送员配送到客户手中。

在整个配送过程中，物流，信息流、基金流的快速流转，实现了货物的及时送达，贷款的及时回收，信息的准确传送等。在这个过程中以用户大数据及O2O的运营模式为支撑，对数据的收集是通过RFID技术对信息的采集实现的。在配送网络中，运用RFID技术对物流，信息流，基金流的信息进行准确、快速、及时的采集，降低了货物的出错率，提高配送率。

但是，对于偏远地区，京东还达不到送货上门等服务，尤其节假日的交通拥堵，对京东配送也是一大挑战。

5 RFID技术的前景展望和京东物流的优化

现代物流系统由整条供应链上环环相扣的业务环节和流程组成，他们之间相辅相成，又相互制约。在运作时，企业必须实时，精确地了解和掌握链上的商流，资金流，物流，信息流这四者之间的流向和变化，使各个环节，各个流程都相互匹配，协调一致，才能发挥最大的经历效益和社会效益。然而，由于在实际环境中，各个环节都处于运动状态中，其信息和方向往往会随着实际活动在空间和时间上进行移动和变化。因此，我们必需运用更加现进的技术才能更好的解决这些状况。RFID技术简单实用，可以在任意环境中使用，受信号传输媒体的影响小，准确率高，识别速度快，难被仿冒，环保，是减少出错率等难题的一种新技术和好帮手。

但是，我们必须看到目前应用RFID的瓶颈。首先RFID技术是新兴的高科技技术，科技含量比较高，所以基于RFID技术的操作系统需要专门的人才。其次，RFID技术的相关产品和设施价格昂贵，这是许多企业所难以接受的。最后，RFID系统中的信息安全状况不容乐观。

根据上述所说的瓶颈我们可以对京东物流的系统进行一些完善，主要分为以下几个方案：

1.培养会使用RFID技术的人才，充分运用RFID技术，完善仓库物品相关信息。利用RFID技术，详细记录货物的基本信息，包括名称、规格、数量、单价等，并且实时更新仓库货物存储情况。通过采集货物出入库数据，并让人对市场需求状况进行分析，适当的调整采购批次和采购批量，在降低采购成本的同时也可以减少缺货现象。同时，对物流系统进行检测，及时解决问题，而这一切都建立在会使用RFID技术的人才上。

2.使配送模式多样化。客户过于分散，城市道路拥堵等给配送带来的困难。可以利用RFID技术收集不同客户所需货物的信息，进行一定程度上的整合，实现对同一区域客户的物品进行共同的配送;同时，以小区为单位建立不同的站点，让客户进行扫码取货。对于偏远地区，要进行实地考察，了解交通状况，分析物流需求量，由此指定一个科学的解决方案。但是，在这个过程中我们要对RFID系统进行全方位的安全评估，以此来减少客户信息的流出。

3.划定区域，整合仓库资源。社会上物流企业众多，其存储规模，仓库管理水平差距较大，京东物流日处理量名列前茅，但是其价值得不到充分的提现。所以，部分京东物流的仓库可以将周边区域内的物流仓储中心进行整合，将货物合并处理，这样即可以充分利用京东物流高度自动化的仓库及信息化的仓储管理模式来提高仓库作业效率，又可以减少仓库用地面积，节约社会资源。

信息技術与物流系统的简单相加不能产生显著的效益，这对RFID技术也是同样。RFID技术是一个有机的整体，它在物流中应用需要开发商，应用企业，政府机构等多方面协调合作，在高效率和高成本之间进行权衡，进行理性的决策。但无论如何RFID技术在物流系统中的应用前景都是无可限量的。

6结束语

综上所述，通过基于RFID技术的物联网应用到物流管理系统中，可以大大的缩短各环节之间商品信息的交换时间，同时增加了物流领域的安全环节，加快了物流的流通速度，并使得物流各环节的信息更加准确，及时和透明，供应链各伙伴之间可以协同运作，科学决策，从而达到降低物流总成本的目标。并且，RFID技术还进一步的完善，在不久的将来，我们可以预料到在物流这个行业中RFID技术将会起到更加重要的作用。

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