RFID在快速消费品供应链管理中的应用

0 引言
　　
　　20世纪的自动识别业可以说是条码技术的天下，自20世纪70年代在全球进行推广应用的商品条码系统（即EAN-UPC系统）诞生以来，条码技术以一种飞速发展的态势占领了从商业到工业、从仓储到流通的几乎所有数据管理的应用领域。可以说，条码技术对供应链的管理，从商品制造、管理和流通的贡献是举足轻重的，为现代化物流的发展，为企业提供管理水平，降低管理成本和促进全球经济一体化的进程奠定了坚实的基础。

　　然而随着时代的变迁和技术的不断更新，条码技术已经无法满足企业现有的应用。如快速消费品供应链的管理，由于行业的特殊性，商品流转周期短，对商品信息实时传递的要求高。现有的条码技术无法在短时间内从大量的商品中去获取商品的信息，唯一的途径必须是靠人工的一对一的扫描方式去完成。沃尔玛“RFID计划”的推行，无疑为RFID在快速消费品供应链管理中的发展提供了一个强大的支点。目前，我国许多商家已经意识到RFID在快速消费品行业中应用的必然性，国内快速消费品龙头企业贵州茅台酒集团也已开展了基于RFID技术的酒类防伪应用技术研究和RFID在供应链管理方面的应用。同时，作为快速消费品供应链管理的一个重要部分，冷链物流的发展对RFID技术的需求更加强烈。
　　
　　1 系统应用解决方案
　　
　　以EPC Global为标准的RFID无线智能标签通过无线频段的电波发出，使自动识别技术有了新的突破，在短短的1秒钟之内，能够读取200个商品信息，并可以通过无线互联网的模式来进行数据更新。这样的技术融入到整个供应链的企业，它将解决现存条码技术无法做到的多项产品识别问题，为每一个最小单位的流通商品建立了一个全球性的标志，从而实现对整个供应链的物品进行实时的跟踪和管理。同时，大大的提高了快速消费品供应链的整个流程进展。

　　系统基本配置：

（1）商品包装用RF标签：贴纸模式的智能标签，915MHZ，ISO18000-6/EPC标准，粘贴于商品固定位置。
（2）需用RFID设备：支持EPC Globe标准的双标准兼容读写器，并具备网络接口；固定式阅读器；手持终端。
（3）软件系统：标签发行系统（含设备驱动）、验证系统、本地数据库系统及本地ERP系统。
（4）其他设备：现场电脑及无线互联网设备。
　　
　　2 RFID在快速消费品供应链管理中的具体应用环节
　　
　　以软饮料为例，介绍RFID在制造商方面的生产流水线、发货环节的使用；在物流配送环节的仓储、配送、运输中的应用，以及在零售环节的货架管理、订单管理、销售管理等方面的应用。

　　在每一罐软饮料的外包装上都使用了一种RF标签。标签的面积可大可小，在每个标签里有一个相当于一沙砾的电子芯片以及天线。在这个标签里的微型芯片存放了电子化产品代码，即EPC。每一罐软饮料都有一个唯一的EPC编码。

　　2.1 RFID在制造环节的应用。饮料在流水线上进行灌装时，位于流水线各个位置上的RF标签阅读设备会自动发出数据读取命令，并接受由标签反馈的信息。这些数据被生产控制系统采集和记录，并进一步纳入企业生产管理系统，实现自动计数和建立产品跟踪数据库。在流水线的末端，罐装饮料被装入包装箱，在包装箱上同样有一张RF标签，当一箱饮料包装完毕，生产控制系统将驱动RF标签打印机（一种专用的向电子芯片中写入数据的打印机，通常同时具有现有的条码打印机的功能），将包装箱的详细资料（运输条码、商品生产日期等）写入到这张标签上，同时将数据存储到企业生产管理系统中。这些包装箱，在仓库中存放时被放置在托盘上，每个托盘上同样有一张RFID的标签。

　　在发货月台的门口上方有一个RFID读取设备，当托盘经过门口时，读取设备发出的无线电波，激活这些标签。此时，这些标签“苏醒”过来，并开始发送各自的EPC，读取器一次只让一个标签“发言”。它会依次快速地打开和关闭这些标签，直到读完所有的标签为止。就目前成熟的技术来看，每一秒钟，RFID读取设备可以成功的读取200个RFID的标签。

　　这一信息首先被传递到软件系统中，然后在局域网或互联网上的对象解析服务系统（ONS），检索与该EPC相关的商品，就像在互联网上注册一样，ONS的作用是将软件系统中的数据存入企业数据库，并在物联网上进行检索。每个产品的数据将用一种实体标记语言（PML）来存储，类似于目前流行的XML，可以执行一些常用的企业任务。

　　标签阅读设备与系统连接，将接受到EPC数据传递，同时驱动系统进行后继工作。该系统可以通过互联网（物联网）向对象名称服务（ONS）数据库发送查询，该数据库就像一个反向的电话查号服务，即根据收到的号码提供地址；ONS服务器将EPC编码与存有大量关于该产品信息的服务器地址相匹配，这些数据不仅可供世界各地的软件系统使用，而且可由软件系统自动增补数据；PML（物理标识语言）服务器，存储有关该厂产品的完整数据，在本例中，它辨认出收到的EPC编码属于某某公司的罐装饮料Cherry Hydro。由于软件系统知道发出查询命令的读取器所在的位置，所以，它现在也知道哪个生产商生产了这罐饮料，如果发生产品质量问题，有了这些信息就可以很容易地追溯到问题的来源，以实现产品的跟踪。

　　2.2 RFID在配送和零售环节的应用。现在，整包装的软饮料被运送到了配送中心，位于卸货区月台门口的RFID读取器开始工作，将包装箱中的所有饮料的EPC编码读取出来。由于RFID可以进行非接触式地采集，甚至可以透过包装箱进行读取，因此，在卸货区无须进行开箱查验就可以获得真实的内包装商品信息和数量。标签读取设备获得的数据被传入软件系统，在整个物联网上，饮料的位置信息随之发生变化。
　　 
　　经过配送中心的业务处理，商品被配送到零售网点，在出货月台上，RF标签被读取一次，当进入零售点的货仓时，RF标签被再次读取，这两个读取过程将验证物流运输过程的准确性，同时把新的位置信息反映在物联网上。

　　饮料送达货仓后，零售点的商品库存信息随即发生了变化，这样，商场的计算机系统就能够实现对该软饮料库存情况的实时监控，保证商品的安全存量。

　　同样，商场的货架上也集成了RF标签读取设备，当工作人员向货架补货时，使用手持式阅读器将饮料信息被记录到对应的货架库存中。此时，一位顾客购买了6罐饮料，货架就会向商场的补货系统发出一则消息，该系统则根据实时的库存信息（货架上和仓库中的商品数量）确定是否进行订货；如果货架上的商品存量降低到一定程度，还会向工作人员发送补货信息。

　　2.3RFID给顾客带来了方便。RFID技术还能方便顾客。顾客可以在超市中到RFID终端设备前了解商品的各种信息，包括生产厂家、生产日期、产品品质等。另外，顾客不需要长时间排队等候结账付款，只需推着所选物品走过一道装有标签阅读设备的门就行了。门上的读取器可以通过货物的EPC，辨认购物车中的物品并自动完成结账，顾客只需刷一下付款卡或信用卡便可离去。

　　饮料被买回家中，将它们放入冰箱，这时，冰箱上的标签阅读器同样会自动记录下这些商品，构成一个小型的库存管理系统；当从冰箱中取出这罐饮料时，它会认为被喝完了，此时冰箱库存会发生变化。这样的库存管理一直持续到下次购物时，冰箱会提供一份它的“缺货清单”。即为家用RFID冰箱。
　　最后，饮料罐完成了它的使命，被送往回收中心，RF标签在回收中心被自动分拣，归入相应的再利用类别。
　　
　　3 RFID在冷链物流中的应用
　　
　　冷链物流管理泛指温度敏感性产品在生产、贮藏运输、销售，到消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证物品质量、减少物流损耗的一项系统工程，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。快速消费品中的乳制品、冷饮、水产品、肉类等生鲜食品等都需要冷链运输。

　　作为快速消费品供应链的一个重要部分，冷链物流对RFID的应用需求更加强烈。冷链物流管理原有的监测技术手段滞后是最大的技术瓶颈，现阶段我国技术手段的主要症结是：人工测量和纸面记录；统一数据系统支持；实时性差、监管脱节；取证困难、无法确定责任；无法进行预警、损失率大等。

　　对此，业内希望将先进的RFID技术引入需要恰当的温度管理的物流管理和生产流程管理中，将温度变化记录在“带温度传感器的RF标签”上，对产品的生鲜度、品质进行细致、实时的管理。

　　带温度传感器的RF标签和应用程序所能做到的方面在于：RF标签数据存储量大，可重复使用，使用成本低，操作简便，在30米内远距离读写。同时，RF标签提供ID码，并可连续记录温度数据、有准确时间记录、容易责任界定，方便信息追溯，可以快捷把握生鲜度管理中最重要的运输途中的温度状况，并促进流通过程中的生鲜度管理的改善。如有需要，RFID还可扩展为由企业或联盟建立覆盖全冷链流程的冷链监测中心数据平台。

　　实际上，RFID系统的工作方式非常简单。只要将温度传感器采集的温度定时写入RFID标签的芯片中，当RF标签接到RFID读写器天线信号时，将RFID芯片内的温度数据上传给RFID读写器，交由后端系统处理。此系统便可实时监控某被管理物的温度变化，实现实时监视、预警管理。也可以一次性读取所有点对点的供应链温度数据，生成静态的温度变化图表，简单地完成对供应链的温度变化的监管。
　　
　　4 RFID在我国快速消费品供应链管理应用中存在的问题
　　
　　目前，RFID技术虽然在中国已经达到了很高的热度，但绝大多数中国快速消费品行业还对RFID技术持观望态度，其主要原因有三个：

　　一是成本问题。在RFID的推广和运用过程中，成本无疑是大多数使用者的首要障碍。其中，尤以RF标签和阅读器这两个部分的成本起着主要作用。

　　虽然RF标签的价格从开始的几美元已经降到了现在的几美分，但是在超市这个毛利率很低的行业，RFID的应用还是有些困难，因为目前在超市中被普遍采用的条码价格是每个0.02元人民币，成本远远低于RF标签。如果以后RFID的成本能够至少再接近条码一些，国内超市接受RFID技术也会更容易一些；

　　而阅读器的价格大都在1 000美元以上，要保证准确性和高效性就必须要有足够的阅读器，而数量的多少将决定整个成本的高低。

　　当然，计算机、局域网、应用软件、系统集成及相关配套费用也是不小的数目，特别是在现今批量及成熟度不够的情况下造成价格偏高。

　　二是标准问题。目前国内RFID的相关标准还未出台，致使超市不敢“轻举妄动”，毕竟应用RFID技术是一项需要支付高成本的项目，在应用和选择供应商时，都需要有政府和相关部门的政策支持。

　　一项新的技术往往会因为标准的问题产生这样那样的问题，因此RFID也会因为地域及开发群体的不同而不同，这将直接涉及到各实体的利益。目前，主要争议集中在MIT Auto-ID Center与日本的Ubiquitous ID Center分别提出各自不同的基础协议上，这在某种程度上或许会影响RFID标准的统一。

　　正由于以上原因及诸多因素的存在，“RFID的大规模应用，大概需要三年到五年的时间”的想法才有了市场。虽然RFID的市场前景广阔，但它的成功普及尚需时日。

　　三是准确性及安全性问题。由于技术的不成熟性，差错不可避免，但有些地方的识别差错率达20%是令人无法接受的。当然，这种状况在这两年得到了极大的改善。近期举行的一些RFID读取测试中，正确率达到了95%和98%之间。

　　除了数据读取的差错之外，RFID还存在数据读取的安全性问题。这个问题的来源主要是标签对阅读器身份识别的问题，也即阅读器或扫描器合法性的问题。

RF标签在接近RF扫描器无条件自动发出信号，这就意味着公司及私人货物的信息在毫无保护的情况下泄露，这不是大多数人愿意看到的。目前解决这个问题的方法主要是通过在标签中嵌入加密ID，即便有人读取到ID，也不会知道货物的具体信息。

　　随着RFID技术的日臻成熟，如果供应商能够把RF标签的价格进一步降低，达到国内超市能够接受的价格，再者国内的相关RFID政策出台，那么国内超市全面实现应用RFID还是指日可待的，毕竟RFID技术的优势是有目共睹的。
　　
　　5 结束语
　　
　　RFID应用无疑是未来信息系统集成领域的亮点，RFID在快速消费品行业的应用势必会提高快速消费品供应链的效率、减少库存、降低成本、提高消费者的满意度。其中RFID在冷链物流中的应用和RFID食品安全解决方案的出台，势必会给消费者提供让人放心的食品和药品，为人类福祉做出新的贡献。