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RFID技术在供应链及集装箱领域的应用

作者: 发布时间:2007-01-15 浏览量:3075

RFID技术在供应链管理中的应用
   
    RFID技术已经有十几年的历史。国际著名市场调查公司ABI于2003年对RFID的市场作了一次全面的调研,根据现有的应用情况以及发展趋势,该调查将RFID的应用分为物流领域和非物流领域。其中:2002年,非物流应用占有市场总额的99%,物流领域占市场总额的1%;到2007年,物流领域的市场快速发展,将占有市场份额的46%。
   
    一、RFID技术的应用
   
    RFID技术的应用可以分为非物流和物流两个应用领域,其中物流领域包括闭环和开环系统。
   
    非物流应用发展了几十年,已经在较多领域形成了成熟的应用,并且还有很大的市场发展空间。但是就某个应用而言,标签数量不高,而且大都是可循环使用的,即使这些应用模型能够在全行业范围内复制,也较难形成大的产业;而且在这些RFID应用中,管理系统每次仅需要读取一个标签或少量的标签,系统中的数据、信息流的获取方式与条码相比,并没有太大的变化,仅是数据载体发生改变,应用系统对软件系统的要求不高,系统架构简单,产业延伸的机会也不大。
   
    物流领域的应用刚刚起步。由于欧美国家的企业巨头对目前的供应链管理水平提出了更高的要求,在当前的技术中,RFID的一些技术特点能够很好的满足这些要求,因此RFID在近几年成为供应链管理中最重要的技术。物流领域的应用,使得标签成为了一种消耗品,每年达到数十亿;读写设备的全球化需求量也很大,为RFID产业大规模发展提供了基础。同时,物流环节需要在高速下同时采集几十个标签的数据;而且EPC理论的形成与发展,复杂的物联网架构,为RFID产业链提供了延伸的可能性,更多的中间件软件开发商、管理软件开发商、系统集成商得以随着RFID技术在物流领域应用的发展,找到各自的商业机会。这也是为什么大多数主流IT厂商得以关注EPC应用的主要原因。
   
    二、美国供应链管理应用现状
   
    在供应链中采用RFID并不是某个企业的灵光一闪,而是供应链管理的发展要求。从美国供应链的情况来看,在产品的生产、运输、流通、零售等各环节采用条码作为数据载体进行全程跟踪已经成为普遍应用。就条码技术本身而言,目前存在着如下的技术局限:信息量有限;根据目前EAN?UCC的编码规则,条码只包含了产品种类的信息,使得对产品的单品跟踪成为很困难的事情。采集速度、效率也有限;就供应链的全过程而言,在流通过程中的运输、仓储等环节,条码扫描的有效率仅为75%;在零售环节,条码扫描的有效率在95%。
   
    同时,据统计美国产品的物流成本占产品总成本的8%,主要包括由于失窃带来的损失、产品脱销和手工作业引起的高成本。据统计,厂商销售处的盗窃率达收入的1%,零售商处的盗窃案件达收入的2%,即每年在美国会损失330亿美元,在欧洲会损失290亿欧元,占净收入的2%~3%;零售商每年由于产品脱销带来的损失在70亿美元~120亿美元;而人工成本占分销中心总成本的89%,单单收货一项就占到手工订单处理的30%以上。
   
    面临以上问题,如何采用新技术,解决供应链中各个方面的问题,是美国企业面临的一个挑战。RFID技术由于其远距离、快速、多目标同时读取等特点,可以应用在供应链中生产、仓储、运输等环节。通过对物流个环节数据的采集,能够实现增加收入和缩减成本的双重效果。
   
    RFID技术在供应链管理的应用,可以将库存的可用性提高5%~10%,从而增加销售3%~7%;同时,顾客的保持度提高0.3%~0.5%;后勤管理中回收率提高将使利润提高25%~40%;回收管理的改进将使总收入提高1%~2%。
   
    另一方面,减少盗窃损失40%~50%;提高送货速度10%;减少人工成本(包括场地管理减少30%;减少物品存储的人工成本可达65%;减少存货成本可达25%;可减少循环计算成本可达25%);提高仓库产品的吞吐量可达20%;减少损坏率和过期商品的销账可达20%;减少错误数据所带来的成本量可达1亿美元;减少丢失包裹而导致的投诉可达98%。
   
    这种投资收益ROI模型的分析,使得零售业、制造业企业对此充满憧憬。不仅以沃尔玛、Metor为首的零售商制定了供货商RFID达标时间表,对于大型制造企业,也积极响应,试图从中找到控制供应链成本的办法。
   
    但是在目前阶段,从美国的运行情况来看,零售业、制造业对RFID的实施面临着不同的挑战。
   
    在零售业,RFID的实施工作包括:在全球各个RDC(区域配送中心)安装RFID读写器,在其WMS系统中出入库检验、盘点、移库等操作方面作相应的升级,通过中间件软件系统,驱动读写器,提高仓储信息的可视化效率。实施的工作相对简单,使得零售业很快能够建立RFID的数据采集系统。
   
    制造业位于供应链中的上游,RFID系统的实施工作包括:在其仓储环节、或者其3PL的仓储环节,根据零售商的订单,使用打印机打印标签(包括:包装箱唛头信息和RFID标签的EPC信息),并将此标签粘贴在商品的包装箱上;同时在托盘上粘贴RFID标签;在出库操作中,采集上述数据,并按照规定的格式,发送给供应链中后面的环节。
   
    但是目前的情况来看,由于制造业都把物流分包给3PL的服务公司。在3PL的仓储中,货物是按照托盘形式存放,并且用塑料密封包装的。此时实施RFID,这些仓储企业需要以托盘为单位,将塑料密封包装拆开,并在每个包装箱上一一粘贴标签,之后再统一放加到原来的托盘上。这种操作,大大增加额外的操作环节,成为了物流环节的效率屏障。不但没有提高效率,反而增加了负担。制造业需要重新调整其订单处理流程、发货流程,才能够去除这一不必要的操作。这部分的流程重组工作,是艰巨而且漫长的。只有到制造企业真正实现了从工厂的仓储就粘贴RFID标签,才能够说真正实现了RFID系统。
   
    据统计,到目前为止,有140家沃尔玛的供货商已经在其部分商品的包装上粘贴了RFID标签。但是,由于标签成本和额外的粘贴标签操作带来的高额实施成本,还没有明确的数字表明制造业从RFID的实施中产生了收益。如果制造企业没有原动力,将是影响供应链中推广RFID技术的主要原因之一。
   
    另外一个制约因素是RFID技术本身。据统计,在沃尔玛供货商中绝大多数按照前文提到的流程在粘贴标签,但是由于沃尔玛要求使用的是纸质不干胶标签,在运输过程中损坏率高达20%(2004年统计数字)。同时由于射频读写的有效率受到很多环境因素的影响,包括:不同的商品包装形式、商品材质,标签的粘贴位置,等十几种因素都对射频读取率产生很大的影响,因而标签读取的有效率大不相同。从目前的情况来看从80%~95%不等。值得一提的是,美国国防部曾经透露了在美军的应用中,无源RFID标签在读取率在99%左右,并且正在努力提升这一指标。对于漏读的1%,美军采取不同的管理办法来补救其丢失的数据。
   
    由此可见,在供应链领域使用RFID是个相对复杂的系统工程。用户需要在应用模型,业务流程的重组和改造,软硬件技术实施等方面做出大量的工作。
   
    RFID/EPC识别技术及其在集装箱识别与跟踪中的应用
   
   
    以条码为代表的传统识别技术和方法有其诸多局限性:信息标识是静态的;信息识别是接触式的;信息容量是有限的;不能给每个储运单元唯一的身份;数据存储、计算是集中的。二维条码虽然解决了信息标识容量问题,但是条码只能适用于流通领域(商流和物流的信息管理),不能透明地跟踪和贯穿供应链过程。各环节信息的动态更新和识别,全程透明,则需要新的识别技术。
   
    一、最新的EPC技术及与RFID的关系简介
   
    随着经济全球化,信息网络化进程的加快,在技术革新迅猛发展的背景下,为满足对单个产品的标识和高效识别,提出了产品电子码EPC(Electronic Product Code)的概念,并开发了EPC应用标准、技术和产品。
   
    国际物品编码协会和美国统一代码委员会主导,实现了全球统一标识系统中的GTIN编码体系与EPC概念的完善结合,将EPC纳入了全球统一标识系统。EPC系统是一个复杂、全面、综合的系统,包括RFID、EPC编码、网络、通信协议等,RFID只是其中的一个组成部分。EPC是RFID技术的应用领域之一,只有特定的低成本的RFID标签才适合EPC系统。
   
    组织上:EPCglobal通过EAN和UCC在全球各国的编码组织在本国推广实施。
   
    技术上:EPC结构与现行的EAN.UCC系统中的GTIN(全球贸易项目编码)是相兼容的,EPC将成为EAN.UCC系统通用规范的重要组成部分。
   
    EPC系统(物联网)是在计算机互联网和射频技术RFID的基础上,利用全球统一标识系统编码技术给每一个实体对象一个唯一的代码,构造了一个实现全球物品信息实时共享的“Internet of things”。它将成为继条码技术之后,再次变革商品零售结算、物流配送及产品跟踪管理模式的一项新技术。
   
    EPC系统由EPC编码、EPC标签、识读器、EPC中间件(Savant)、对象名称解析服务(ONS,Object Naming Service)和实体标记语言(Physical Markup Language,PML) 组成。EPC代码+RFID+Internet就构成物联网(Internet of things)。EPC是条码和RFID的发展和创新——EPC已经成为全球统一标识系统(EAN.UCC系统)的一个组成部分。
   
    EPC是EAN.UCC系统的延续和拓展,表现在以下两个方面:
   
    二、RFID/EPC技术在集装箱管理上的应用
   
    在RFID/EPC的供应链应用中,主要的应用模式是物流的跟踪应用。技术实现模式是将RFID/EPC标签贴在托盘、包装箱或集装箱上,进行规格、序列号等信息的自动存储和传递。RFID/EPC标签能将信息传递给相当距离范围内的读头上,使仓库和现场不再需要使用手持条形码读卡器对元器件和在制品进行逐个扫描条码,这在一定程度上减少了遗漏的发生,并大幅提高了工作效率。RFID/EPC的倡导者认为,此举可能大幅削减成本和清理供应链中的障碍。该技术正与物流供应链紧密联系在一起,有望在未来几年取代条形码扫描技术。
   
    现代供应链管理的关键是供应链中产品、集装箱、车辆和人员的自动识别,所有的信息都在企业MIS系统或者ERP系统得到实时的传递和反应。
   
    超高频RFID/EPC技术具有识别距离长、识别物体速度高、系统成本低等特点,因此,就成为利用集装箱和托盘跟踪的最理想的手段。
   
    对于大宗货物的运输来讲,最理想的运输方式当然是集装箱运输。集装箱运输具有运输私密性好、包装不破损、运输成本低、环境适应性强、装载密度高、码垛规范等特点。一般情况下,集装箱由专门的集装箱运输公司提供给需要运输的企业使用,货物运到后,经过掏箱,然后由集装箱公司回收使用。
   
    在集装箱的运输和使用过程中,最关键的环节就是集装箱的跟踪管理,以及如何防止集装箱的丢失、被盗和损坏,提高集装箱的周转率,从而提高资源的使用效率。
   
    为实现以上的目的,集装箱运营公司需要在整个供应链过程中对其集装箱进行跟踪,以进行减少丢失、被盗和损坏,从而最大程度地利用其资源,提高企业的效益。
   
    RFID/EPC识别系统在集装箱管理上的应用是将标签粘贴或者镶嵌在集装箱或者托盘上,伴随集装箱或者托盘走过集装箱的整个生命周期。
   
    通过入口处的悬空读头,或者安装在叉车上的读头,或者手持机来读取标签,实时信息在显示器上被显示或者直接进入数据库。集装箱RFID/EPC识别系统可以同时识别40个托盘和80个塑料集装箱。
   
    在集装箱码头和场站管理和货物管理整个流程的各个环节,其逻辑、功能门禁和车辆管理,海关监管与通关,堆场、上船定位操作,内陆运输跟踪,接货确认,等等,都可以用RFID/EPC技术进行识别和跟踪。

来源:中国物流与采购联合会

来源:RFID射频快报