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自动识别技术在烟草物流中的应用

作者:亚太RFID技术协会 周文豪 来源:RFID世界网 2007-04-27 09:16:14

摘要:随着流通领域的市场竞争日趋激烈,各地烟草流通企业纷纷提高管理水平,优化业务流程,注重客户资源管理,优化企业内外部资源,增强企业的竞争力和应变能力。在这个过程中,电子信息化将成为提高烟草行业物流建设水平的必经之路,而RFID技术以其所具有的优越性必将得到广泛应用,进而在烟草物流建设中发挥巨大的作用。

关键词:烟草[1篇]  物流[9篇]  自动识别[1篇]  

随着流通领域的市场竞争日趋激烈,各地烟草流通企业纷纷提高管理水平,优化业务流程,注重客户资源管理,优化企业内外部资源,增强企业的竞争力和应变能力。在这个过程中,电子信息化将成为提高烟草行业物流建设水平的必经之路,而RFID技术以其所具有的优越性必将得到广泛应用,进而在烟草物流建设中发挥巨大的作用。  

一、烟草物流应用自动识别技术概述  

    随着烟草行业改革和发展的不断深入,信息系统的重新规划与整合成为企业提高效率的重要措施之一,但多数企业的系统整合一直停留于信息系统本身。烟草行业物流建设在此次集团化进程中也面临着巨大的挑战,如何实现集团化物流管理,优化业务流程,提高信息化及自动化作业能力,是我们面临的新挑战。  

    目前,在烟草行业物流建设中,主要应用的技术是条码技术和RFID技术。  

    1.条码技术简介  

    条码是指由一组规则排列的条纹、空格及其对应字符组成的标识,用以表示一定的商品信息的符号。其中条纹为深色、空格为浅色,用于条形码识读设备的扫描识读。其对应字符由一组阿拉伯数字组成,供人们直接识读或通过键盘向计算机输入数据使用。通过条码的扫描设备,可将这种由条纹的粗细以及间隔的大小组成的码读入计算机中,经过译码,可以得到其所代表的数码,再根据数码得到相应的产品信息。由于条码的外观酷似斑马的条纹,所以有一家研发条码技术的公司起名为“斑马(Zebra)”。  

    2.RFID技术简介  

    RFID是无线射频识别技术(Radio Frequency Identification)的简称,是一种通过电磁感应或电磁传播方式,使用读写设备非接触地对电子标签进行写入或读取ID信息的技术。RFID技术与条码的不同之处首先在于RFID技术不是利用条码那种光学的方法对标签进行识读,而是通过电波的方式对标签进行非接触式的双向数据通信的新型自动识别技术。它就像手机通信一样是以问答形式进行的,所以可以在不需要直射和反射光的环境下对标签的内容进行查询甚至改写,并且可以同时与多个标签进行“对话”。RFID技术不仅具有非接触性、穿透能力强、识读距离远、环境适应性好、可多标签同时识读的特点,而且信息存储量大、数据可改写。这种技术开始得到普遍关注是网络通信技术开始普及的20世纪90年代,与条码技术一样是为了进一步改善和提高零售业中的结算自动化和快速化,甚至使这个物流供应链的管理实现透明化的目的而受到关注的。  

    在条码技术刚刚开始使用了20多年之后,自动识别的另一项技术——RFID技术便开始受到重视。其原因在于,在这20年中,计算机技术已从单台发挥作用的时代发展到通过网络实现互通互联的时代,而且为了加强对商品的管理,生产者与零售商从以品种为单位升级到以单品为单位,商品的标签已不再仅仅用来控制价格,而是用来控制供应链。电子商务的信息化水平因此迈上了新台阶,一台电脑可以在其所管辖的局部领域内使多台条码扫描机同时按照事先设定好的条件进行工作。可以说,网络的发展为整个供应链共享产品信息提供了条件。于是,对物品数据的掌控已经不限于单个商店的环境,从产品被生产出来开始,在运送、仓储、销售的整个供应链上都可以共享产品信息,RFID技术在整个供应链上开始起着至关重要的作用。我们可以理解条码技术是基于光学和计算技术的识读手段,而RFID技术是基于移动和网络技术的识读手段。另外,条码的编码信息量太少,而且只适用于某类产品。相比之下RFID技术的编码信息量大,可以为每件单品编码,例如条码技术只能为某种鸡蛋编码,而RFID技术可以为每个鸡蛋编码。  

    既然RFID技术作为一项优于条码的技术为现代信息社会所关注,所以要求RFID技术在应用上比条码更方便、更快速、更准确。条码时代可实现的性能,RFID技术不但可以实现,而且更能发挥其特点和长处。例如,条码的数据可以实现在一台计算机控制下的多台扫描机共享。RFID技术要在更加广泛的领域内共享数据,这种共享不是靠标签自身,而是要靠网络。条码技术已经不是通过标签本身传递信息,RFID技术就更不要靠标签本身。尽管电子标签可以做到容量很大,除了与条码类似的编码之外,甚至可以把编码所表示的内容载入,但是,如果这样理解和使用电子标签的话,就使得代表商品的编码失去了存在价值,延长了读取电子标签的时间,背离了使用条码技术和RFID技术的初衷。也就是说,电子标签可以做到大存储量,但是切不要把这种优势应用于物流的电子标签上。那种所谓“前台式”的电子标签可以不依赖网络,适用于身份证或是一卡通,但不适用于物流用途的电子标签。价格高、识读速度慢、保密性差等缺点决定了这种标签在物流环境下不适用。  

    目前,在大量电子标签存在并且要求读取速度很快的条件下,人们认为RFID技术的缺点在于识读率达不到百分之百。实际上条码技术在这种条件下的性能更差。在同等条件下,RFID技术的识读应该比条码技术更加准确,RFID技术的识读率可达到95%。对于读取率,任何技术都不能做到绝对准确,在使用RFID技术时可以采用辅助手段或改善环境来提高识读率,使得RFID技术更加符合实际要求。有工程实例表明,RFID技术的识读率有可能达到99.9%以上。使用“后台式”标签,可以减少读取电子标签传送数据的时间和误差,并提高识读率。  

    网络的建设和运行是一件比提高识读率更为简单的工作,这是因为网络对数字的传送比电子标签与读头之间的无线通信要安定得多的缘故。只要电子标签的ID得到准确识读,剩下的工作就简单得多。网络是RFID技术的生命线,没有网络,RFID技术不可能发挥它相对于其他ID识别技术的优势。  

    3.EPC技术简介  

    EPC(Electronic Product Code)技术是由EPC编码、RFID空中接口协议以及利用网络传递编码及存储和检索相关产品信息的一项现代技术。其中编码体系是新一代的编码标准,它是全球统一标识系统的延伸和拓展,是全球统一标识系统的重要组成部分,也是EPC系统的核心与关键。前面我们提到为了加强对商品的管理,生产者与零售商从以品种为单位升级到以单品为单位,这种升级的条件就是EPC技术提供的物品编码具有条码不曾有的巨大数据空间以及电子标签对这种编码的存储能力。  

    RFID技术是一种获取物品编码的手段,是通过应答器(电子标签)和读写器的信息互换得到的,而网络则为这些信息的存储、传递和检索提供了手段。RFID技术是60年以前就开发出的技术,但直到网络技术开始普及的上个世纪90年代才得到广泛关注,原因就在于网络激活了RFID技术,或者说网络给予RFID技术以新的生命力。所以在有些领域,诸如在烟草行业物流领域,如果单纯利用RFID技术的信息采集手段,而不利用网络——数据库——中间件这样的数据分析、传送、检索手段,将使RFID技术的应用价值大打折扣。因此,以RFID技术和网络为基础的EPC技术才是具有现实意义的RFID技术。  

二、RFID技术在烟草物流中的应用  

    RFID技术在烟草物流中的应用从作业项目上讲主要有原材料管理和运送、卷烟出厂、出入库、在库管理与盘点、运输、配送。从目前的发展情况来看,最令人关注的有仓库管理、托盘运输管理以及供应链管理。  

    1.仓库管理  

    实现RFID仓库管理主要是为了提高货物出入库、存放位置及数量的统计、货物位置检索的自动化,以便于管理人员提高物流效率。  

    现代物流的管理是仓库不是用来存放货物的,而是用来中转货物的,出入库的效率关乎到物流的效率。入库时,自动识读货物上的电子标签,把货物放在指定位置上并自动存入仓库管理用的数据库中。出库时,通过计算机检索数据库,从指定位置上取货,并由电子标签的信息确认货品的种类和数量,做到准确无误。实践表明,无论是新型立体仓库还是旧式平面仓库,RFID技术都不同程度地提高了出入库效率,减少了人工费用,降低了成本。  

    2.托盘运输管理  

    (1)托盘运输简介  

    托盘是物流产业中最为基本的集装单元,它随着产品在生产企业、物流企业、零售企业和用户之间流通,它与产品生产线、产品包装、叉车、货架、公路铁路运输车辆、轮船、集装箱和仓储设施等方面均有较为严格的尺寸匹配关系。因此,托盘标准是物流产业最为基础的标准,托盘的标准化直接决定了物流标准化进程和现代物流产业的运作成本。  

    (2)RFID技术在托盘运输中的应用  

    RFID技术可以在托盘的下述作业环节中得到应用:成品货箱入库、仓储环节进行托盘货箱变更或零散货箱拼装、托盘出库、配送中心接收。RFID电子标签设置在托盘上,通过读写装置便可以获得托盘以及载货的信息,节省了人力,提高了出入库和装卸效率,降低了人为误差。  

    3.供应链管理  

    到目前为止,RFID技术在某些局部范围内得到应用,并有了一定的成功经验,但是在整个供应链管理(SCM)上尚没有多少成功的案例。  

    在任何一个生产直至销售的过程中,高效的供应链管理是提高效率与降低成本的重要因素。供应链管理的关键是能够依靠ERP系统提供的信息,对整个供应链商品有整体的可见性。但是,整体可见性依赖于良好、准确的数据。除了近几年开始普及的RFID技术之外,还有很多标签信息的捕获方法。从自动化条形码扫描或手持式条形码扫描,到光学字符识别(OCR)和手写码。而RFID技术,首先是一种符合自动数据捕捉的方法。一个RFID标记符,就像是一串电报字符,对光线等自然、气候条件几乎没有需求,它可以在移动状态下更新和传输数据。  

    卷烟从离开生产线时起就根据需要在烟盒、烟条、烟箱或烟垛上设置电子标签,并将与该单位产品的相应数据对标签的编码进行赋值。这以后的出厂、运输、入库、在库管理、出库、配送、销售等整个过程都要使用这个电子标签,并随时通过网络检索产品信息进行商品管理。另外,利用RFID技术可以在商店里及时掌握存货和销售信息,并及时通过订货中心将缺货信息反馈给工厂,工厂可以根据需求进行生产,迅速弥补商店的不足。因此这种应用了RFID技术和网络技术的供应链管理是一种透明的管理,是条码技术或其他技术远远不能比拟的。  

    总之,RFID技术在供应链管理当中具有很大的优势和发展空间,它消除了货箱里或托盘上卷烟成品的混淆现象;保证将正确的产品送达正确的地点;实现了自动分拣操作,免除了人工操作;可以做到产品资料的全线跟踪,使产品供求更为合理、迅速。  

三、标准问题  

    1.RFID技术标准  

    我们知道,在烟草行业中,RFID技术的应用主要是“物流”和“防伪”,这两方面所适用的电子标签的频率分别为高频(HF)和超高频(UHF)。对于HF,目前从执行情况而言,国际标准ISO/IEC14443使用较为普遍。而在UHF上,标准甚多,不好统一。在UHF上,世界上主要有EPCglobal、ISO/IEC、AMIglobal、UID、IP-X等制定了协议或制定协议的动向。一般来说,协议的范围较窄,约束力较小,而标准往往是在协议的基础上综合制定各方的意见制定出来的、为大家所接受的共同行为准则,所以其约束力强、应用范围广。在国际RFID标准组织纷纷推出各自标准的同时,国家标准化管理局、科技部、信息产业部等也正在筹备建立我国的RFID-UHF标准。  

    UHF为很多国家和企业认可的标准有ISO/IEC18000-6B和ISO/IEC18000-6C。前者是由飞利浦,后者是由EPCglobal推出并经修改和协商后纳入国际标准的,这两个标准各有优缺点。  

    ISO18000-6B标准定位于通用标准,应用比较成熟,产品性能相对稳定,数据格式和标准相对简单。主要特点包括:标准成熟、产品稳定、应用广泛;ID号全球惟一;先读ID号,后读数据区;1024(1k)bits或2048(2k)bits的大容量;98Bytes或216Bytes的大用户数据区;多标签同时读取,最多可同时读取数十个标签;数据读取速度为40kbps。符合ISO18000-6B标准的电子标签主要适用于资产管理等领域。  

    ISO18000-6B标准的不足之处在于:近几年发展停滞,有被6C取代的趋势;用户数据的软件固化技术还不成熟,但这种情况可以通过芯片厂家将用户数据嵌入来弥补。  

    ISO18000-6C标准的特点是:速度快,数据速率可达40kbps~640kbps;可以同时读取的标签数量多,理论上能读到1000多个标签;首先读EPC号码,标签的ID号需要用读数据的方式读取;功能强,具有多种写保护方式,安全性强;区域多,分为EPC区(96bits,可扩展到512bits)、ID区(64bit或8Bytes)、用户区(224bit或28Bytes)、密码区(32bits或4Bytes),但有的厂商提供的标签没有用户数据区,如美国Impinj公司的标签。这种标准主要适用于物流领域中大量货物的识别。  

    这种标准是由EPC的C1G2演变过来的,其标准具有通用性强、符合EPC规则、产品价格低、兼容性好等优点。这种标准的电子标签定位于通用性标签,由于众多高科技企业的支持和改良,这种标准在环境适用性、使用寿命、实行多标签同时读取等方面得到不断提高。  

    目前,国内有些地方在选用电子标签的时候往往使用ISO18000-6B的标准。原因主要有两个:一是ISO18000-6B的标准较早形成国际标准而得到认可。二是6C是建立在网络基础上的,国内很多地方的网络尚不健全,所以在此环境下推行6C有一定的难度。  

    2.托盘标准  

    托盘标准化是物流托盘化的核心,是物流托盘化的前提和基础,没有托盘标准化,就不可能实现物流托盘化,也就没有快速、高效、低成本的现代物流。  

    物流托盘化包括托盘尺寸规格标准化,托盘制造材料标准化,各种材质托盘质量标准化,托盘检测方法及鉴定技术标准化,托盘作业标准化,托盘集装单元化和托盘作业一贯化,托盘国内、国际共用化和托盘与物流设施、设备、运输车辆、集装箱等尺寸协调合理化等内容。  

    我国已成立了中国物流标准化技术委员会和中国物流与采购联合会托盘专业委员会(以下简称两会)。两会成立后,制定了若干物流国家标准,如《数码仓库应用系统规范》、《物流企业分类与评价指标》等,还与国际托盘使用大国,特别是与日本、韩国进行了深入的交流与合作,为我国托盘事业发展做了大量工作。但目前两会还没有制订出适用于我国的托盘国家标准,而是套用ISO/TC51制订的国际标准。我国目前在社会上流通使用的托盘规格有几十种,包括1100mm×1100mm、1200mm×1000mm两种规格。  

    烟草业使用的托盘如果执行我国统一标准的话,就要改变目前业内所适用的托盘。首就是尺寸,与托盘尺寸有关的是运货车车厢以及烟箱的尺寸。  

    烟草行业的物流采用的是业内物流的方式。这种方式的特点是不容易发生被调包和盗窃等现象。缺点是从烟厂送往配送中心或客户时可以做到整车,但回程时容易空车,从而产生运输效率低下的问题。  

    在运送烟草时是否使用托盘的问题上,主要存在容积率和托盘回收的矛盾。使用托盘运输可以大大提高进出库效率,减少人工费用,对提高自动化程度有积极意义,但由于采用了托盘,而不是直接将烟箱装入车厢内,将使容积率下降30%。对于近距离运输,影响也许不大,但对于远距离运输则影响较大。  

    烟草行业物流建设中多将电子标签用于托盘,并取得了阶段性成功。如果因容积率的因素不使用托盘,而以烟箱为单位,则务必对烟箱进行电子标签的管理。然而,我国尚缺少对烟箱实施电子信息管理的经验,这也是在烟草行业实现以烟箱为单位的物流管理的难题。事实上,对烟箱和托盘的双重管理是理想的管理方式。在这一课题面前,还要进行许多尝试和努力。此外,将来烟草行业的物流管理单位(托盘还是烟包)也存在标准化的问题。  

四、如何提高RFID技术在烟草行业的应用水平  

    对于如何提高我国烟草行业的物流水平,在把RFID技术应用于烟草物流时,还存在以下亟需解决的问题:  

    1.RFID技术在烟草行业现代物流建设中有着广阔的应用前景。由于这还是一个新课题,所以要加强领导对RFID技术的重视,并且要对操作人员进行技术培训,提高操作人员的认识水平和技能水平。  

    2.RFID技术是在网络社会中对物品信息进行采集的手段,所以与其通过对物品所有信息直接进行采集并存储在电子标签内,不如只将烟箱或托盘的编码信息存在电子标签内,再通过网络进行检索。所以,要加强我国各地区的网络建设,为RFID技术的高效利用营造良好的环境。  

    3.在RFID、托盘、物流的各项标准上尽量采用国际和国家标准,尽量避免行业内的标准。  

    4.开始应用RFID技术的单位要避免标准和技术陷阱,不要进入误区,以免造成人力和财力的浪费。  

    5.在闭环试验取得成功之后,要积极推行开环使用,打通供应链上下游之间的各个环节,最终实现RFID技术在互联网的应用。  

    6.要强化成本和环境意识,坚持科学发展观,实现可持续发展。 
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