RFID技術在倉儲管理中的應用研究綜述

程新博，孫偉奇，劉臣宇，周斌，李琨

（1.海軍航空大學青島校區(qū)學員九大隊，青島 266000；2.海軍航空大學青島校區(qū)航材管理教研室，青島 266000）

引言

隨著全球經濟一體化進程的不斷加速和網絡信息時代不斷發(fā)展，目前各行業(yè)的規(guī)模都在不斷擴大，使得其倉儲業(yè)務量不斷增加，貨物出入庫的頻率也隨之加快。傳統(tǒng)的倉儲管理系統(tǒng)僅僅能夠實現對倉儲業(yè)務的部分流程進行管理，而無法實現倉儲貨物在出入庫、盤點業(yè)務全過程中的實時管理。若貨物出入庫、盤點業(yè)務操作仍停留在手工作業(yè)模式，那么倉儲管理的效率低下將會影響行業(yè)經濟效益的增加和其規(guī)模進一步擴大，因而對具有諸多優(yōu)勢的RFID技術進行研究，將其應用到倉儲管理中具有重要意義。

1 RFID技術的研究狀況與應用現狀

和互聯網、通信等許多新技術一樣，RFID技術也是最先運用到軍事領域的，并且逐漸走向完善，進入大眾的視野后被廣泛運用到其他領域。RFID技術最先應用于第二次世界大戰(zhàn)期間的英國，期初運用在航空領域，用來識別作戰(zhàn)中敵方戰(zhàn)機與己方戰(zhàn)機[1]。上世紀七十年代中期，RFID技術開始進入實踐發(fā)展階段，八十年代這項技術逐漸走向成熟，更多領域開始應用這項技術，進入二十一世紀，RFID技術不斷發(fā)展完善，逐漸商業(yè)化并運用到各個領域。在科技飛速發(fā)展的今天，RFID技術依靠其獨有優(yōu)勢在很多領域都有著廣泛的應用。

1.1 國內應用現狀及發(fā)展趨勢

隨著RFID技術在全球興起，我國也緊跟科技發(fā)展的風向標，逐漸開始重視并發(fā)展RFID技術。2004年及2005年兩次舉辦全球RFID中國峰會，對RFID技術進行跨國學術研討和技術交流；2005年11月4日，在北京成立了中國RFID產業(yè)聯盟；2005年12月又成立了電子標簽標準工作組，進一步討論建立RFID標準問題；2006年《中國射頻識別（RFID）技術政策白皮書》的發(fā)布就此翻開了中國RFID技術發(fā)展的新篇章[2]，此后中國的RFID技術有了系統(tǒng)的指導意見。

在國家進一步支持下，RFID技術逐漸擴大應用范圍，在更多領域進行應用并取得良好效果。進一步完善RFID產業(yè)鏈構建，突破超高頻技術難題和RFID天線設計，同時大力發(fā)展軟件部分和配套產品成為當前技術的發(fā)展方向。

在政府不斷支持下，RFID技術已經被許多產業(yè)應用，如：鐵道將RFID技術應用到車輛調度系統(tǒng)中；中國郵政利用RFID技術進行分揀郵包；上汽集團利用RFID技術進行汽車制造質量監(jiān)管；京東集團利用RFID技術實現物流運輸系統(tǒng)更加智能化與信息化、菜鳥聯盟將分揀運輸系統(tǒng)與RFID技術結合實現了自動高效分揀；民航結合OpenGL技術研究了一套完善的RFID技術航材倉儲管理系統(tǒng)[3]，使航材出入庫、清倉查庫等環(huán)節(jié)效率得到提高，作業(yè)流程更加合理，實現了航材倉庫的可視化管理。

隨著RFID技術走向成熟，RFID技術將廣泛運用到物流、零售、圖書館、防偽、醫(yī)療等各種領域并逐漸擴大規(guī)模[4]，各個領域對RFID技術需求也將進一步擴大，并促進RFID技術進一步發(fā)展。在芯片設計、電子標簽、讀寫器、智能控制臺、行業(yè)標準等方面也會取得更多突破和進步：芯片更加智能化、讀寫速度更快、安全性更高，RFID標簽封裝技術成本降低，智能讀寫器將趨于一體化、智能化和模塊化方向，并積極尋求與更多新技術相融合，謀求技術融合發(fā)展。

1.2 國外應用現狀及發(fā)展趨勢

RFID技術在國外興起較早，發(fā)展較快，隨著技術進步，各國都越來越重視RFID技術的研究和運用[5]。但由于每個國家發(fā)展水平不同，對RFID技術研究和投入也不同，各國RFID技術發(fā)展水平存在一定差距。

目前美國的RFID射頻識別技術發(fā)展最快。由于有一定技術基礎加上政府部門的支持，已經形成了一套完整的產業(yè)鏈和技術開發(fā)模式，也率先進行了RFID標準制定。同時，眾多巨頭公司也都逐步推廣使用RFID技術，因特爾等集成電路廠商為RFID芯片研發(fā)設計提供支持，IBM、微軟公司、HP都加大對RFID硬件系統(tǒng)投入力度，除此之外還有研發(fā)生產電子標簽和掃描設備的公司，微軟公司也在加強對RFID系統(tǒng)軟件技術研究[6]。RFID技術被廣泛應用到眾多領域，例如全球零售商沃爾瑪公司、寶潔集團、吉列制造集團等全球跨國公司。此外，RFID技術還被運用到美國物流行業(yè)、各種領域的防偽技術、美國手機支付、各大公司物品管理領域、得克薩斯州911中心RFID系統(tǒng)；美國保點則將RFID技術和安全系統(tǒng)相結合。美國始終在新技術敏感度和科技研發(fā)上領先世界，對RFID技術研究和應用同樣值得世界各國借鑒。2015年美國RFID技術及其運用已經走向成熟階段[7]。

歐洲始終致力于RFID技術的研究和應用，逐步加大研發(fā)力度并拓寬應用領域[7]。飛利浦、諾基亞等公司積極進行RFID軟硬件技術研究，使得歐洲的RFID技術在身份識別、物流管理、零售等領域發(fā)展迅速，同時，歐洲也在積極尋找技術突破點和更加廣闊的應用領域，并尋求與各國之間的技術合作。

日本的制造業(yè)和工業(yè)水平在世界范圍內首屈一指，同樣在RFID電子標簽、掃描器、軟件開發(fā)上起步較早，投入較多[7]。政府也較為支持其作為一項新技術進行發(fā)展，給RFID技術提供很多具體指導方針。在此基礎上，日本利用RFID技術在東京快速路上實現不停車收費，解決快速路交通擁堵問題，也利用RFID技術進行視頻跟蹤食品生產運輸全過程，對食品安全進行嚴格監(jiān)控。

韓國也積極進行RFID技術創(chuàng)新和應用[7]，在釜山港口進行貨物追蹤，使用RFID技術追蹤食品廢物處理，一些大型百貨公司在停車管理系統(tǒng)中應用RFID技術，將RFID技術運用到眾多領域，為居民生活提供更多便捷。

除此之外，加拿大、德國、以色列、印度、澳大利亞等國都已認識到RFID技術獨有的優(yōu)勢，將RFID技術與物聯網、其他自動識別技術進行融合，深入創(chuàng)新，發(fā)展到更多領域，滿足市場需求。

2 RFID技術的概述

2.1 RFID技術的基本概念

RFID技術全稱為無線射頻識別技術，是自動識別技術的一種[8]。自動識別技術是通過一定識別裝置靠近被識別物體從而接收到物體信息，并提供給后臺計算機處理系統(tǒng)，計算機系統(tǒng)和硬件設備相連，通過掃描、檢測、識別、確認等一系列過程，對信息進行自動識別并輸入計算機，在計算機內自動對比檢索后得到與識別目標相符的結果，從而達到識別目標的目的。

我們通常將自動識別技術分為七種類型：包括條碼識別技術（一維碼和二維碼）、生物識別技術（聲音、人臉、指紋識別技術）、圖像識別技術、磁卡識別技術（MBR）、IC卡識別技術（接觸式IC卡、非接觸式IC卡）、光學字符識別技術（OCR）、射頻識別技術（RFID）。

RFID技術是一種利用無線射頻識別方式進行的非接觸式雙向通信過程，是通過天線發(fā)出的無限射頻信號對電子標簽或者射頻卡進行讀取從而達到對目標對象進行識別和數據交換的目的[8]。電子標簽可以綁定在貨物表面，也可以綁在貨物外包裝上，通過與附近讀寫器進行無線射頻傳輸從而識別貨物，同時能夠監(jiān)控貨物信息并對貨物的實時狀態(tài)進行追蹤。在整個目標識別過程中RFID技術不需要人工進行操作，從而實現自動識別效果。

2.2 RFID技術的優(yōu)勢

1）RFID技術存儲容量大，可存儲更多內容，可詳實記錄貨物信息。

2）安全性能強，對于一些技術級別較高或者專利性較強的貨物可實現保密效果。

3）RFID電子標簽既可以讀取也可以錄入，可以對貨物信息進行增刪和修改，滿足貨物更新換代時的信息更新要求。

4）RFID電子標簽可以在復雜惡劣的環(huán)境下工作，對環(huán)境要求較低，具有一定環(huán)境適應能力。

5）RFID電子標簽種類較多，同時標簽也在向小型化、便捷化、多形態(tài)化方向發(fā)展，這使得RFID技術具有更強的包容性，可以滿足多種貨物包裝需求。

6）RFID技術智能化程度高，可以減少人力資源使用，避免人力資源浪費，同時提高倉儲管理效率。

7）掃描器可以同時對多個較遠距離快速移動電子標簽進行掃描識別，提高識別速度和效率，是其他自動識別技術不具備的優(yōu)勢。

8）本身信號較強、穿透能力較好，可以在具有遮蔽物的情況下對物體進行識別，環(huán)境適應性進一步提升。

2.3 RFID技術系統(tǒng)的組成

本文根據RFID技術的技術原理構建出適用于倉儲管理的RFID技術系統(tǒng)，其組成包括：電子標簽、讀寫器、RFID通道門、RFID貨架、后臺計算機網絡系統(tǒng)。

1）電子標簽：電子標簽是粘貼在貨物上，用于貨物識別的。標簽內含有芯片，其能夠儲存貨物的基本信息，并且通過天線將其存儲的信息傳輸給讀寫器。

2）讀寫器：其通過電子標簽發(fā)送的射頻信號對電子標簽進行識別，也可對電子標簽發(fā)送指令，進而對電子標簽內的信息進行修改更新。

3）RFID通道門：相當于一個門式讀寫器，主要用于識別貨物電子標簽內的信息并將其傳輸回后臺的計算機網絡系統(tǒng)，記錄進出通道門的電子標簽的信息，進而實現倉儲內貨物的實時更新。

4）RFID貨架：貨架上有RFID讀寫器、電子標簽，讀寫器用于讀取貨物的電子標簽信息，并傳輸給計算機網絡系統(tǒng)，實現貨物的按類存儲；貨架上的電子標簽存儲的是貨架上一類貨物的主要信息數據和貨架的位置信息，可實現貨物的定位管理，方便貨物的出入庫。

5）后臺計算機網絡系統(tǒng)：內含的web服務器是整個系統(tǒng)的數據核心，主要用于數據庫管理、分發(fā)數據給RFID讀寫器、RFID通道門，與二者進行數據實時交互，保證數據統(tǒng)計的實時性；電子標簽和讀寫器之間、電子標簽和RFID通道門之間的數據交換也都是由計算機網絡完成的。

3 RFID技術系統(tǒng)在倉儲業(yè)務流程中的應用

3.1 在貨物入庫業(yè)務流程中的應用

在貨物入庫時，由于每個貨物都有唯一的一個電子標簽，在進入倉庫時，貨物依次通過RFID通道門，通道門對每個貨物的電子標簽進行識別，并將識別到的貨物信息傳輸到后臺計算機應用系統(tǒng)，應用系統(tǒng)進行數據的整合，并提供貨位位置信息，倉庫人員根據導引將貨物置于指定貨位，貨位的讀寫器讀取新到位的貨物信息，將信息傳輸給應用系統(tǒng)，系統(tǒng)自動更新倉儲貨物數據。實現了貨物入庫的高效率、全透明。

3.2 在貨物出庫業(yè)務流程中的應用

在貨物出庫時，首先在后臺計算機系統(tǒng)選擇出庫貨物種類，此時可得到貨位的位置信息，根據信息可進行貨物的查找。出庫貨物查找完畢后依次通過通道門，此時通道門對各貨物的電子標簽進行識別，將出通道門的電子標簽信息數據傳輸到后臺的計算機系統(tǒng)，系統(tǒng)整合數據后與之前選擇的出庫貨物進行對比，無錯則自動更新系統(tǒng)中的數據，有錯誤則進行報警提示。提高了貨物出庫的準確性，也可避免貨物的丟失，降低損失。

3.3 在貨物盤點業(yè)務流程中的應用

在進行貨物盤點時，首先在后臺計算應用系統(tǒng)選擇要盤點的貨物，系統(tǒng)自動生成貨物盤點清單。而后貨位上的讀寫器將貨位內的貨物數據傳輸回系統(tǒng)，生成盤點結果清單，盤點清單與盤點結果清單自動比對，完全符合則盤點結束，出現偏差則可持讀寫器到具體貨位進行二次復查，復查后手動更新應用系統(tǒng)內的數據。實現了貨物的自動盤點，提高了盤點效率，減少大量人力物力資源的浪費。

4 結論

在現代倉儲管理中，倉儲信息的準確性、實時性非常重要，RFID技術能夠保證倉儲信息具有準確性與實時性，進而幫助倉儲管理人員對倉儲作業(yè)流程進行全面的控制和管理，更充分有效地利用倉儲空間；大幅減少二次檢測所需的人力物力，節(jié)省時間，降低出錯率；總體降低管理成本，提高管理效率，優(yōu)化管理流程。