RFID在物流和供应链中的应用

目标的快速识别对于快速处理物流过程具有决定性的意义，这也需要通过提高效率来降低成本。RFID技术可以在物流和供应链 当中提供新的应用机会，传感器专业厂家Sick公司将为这些新的用途提供合适的产品和解决方案。SICK传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为SICK传感器的进一步应用开创了新的一页。

　　射频识别即RFID（Radio Frequency IDentification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。从信息传递的基本原理来说，射频识别技术在低频段基于变压器耦合模型（初级与次级之间的能量传递及信号传递），在高频段基于雷达探测目标的空间耦合模型（雷达发射电磁波信号碰到目标后携带目标信息返回雷达接收机）。1948年哈里斯托克曼发表的"利用反射功率的通信"奠定了射频识别射频识别技术的理论基础。

　　RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID在物流供应链中具有越来越重要的意义，该技术不仅用于各种货架的识别和分配，也可以用于容器输送甚至对复杂的物流过程进行控制 。因为技术的不断发展进步，RFID现在也可以用在极为困难的环境条件下。

图1 门式结构或装货门上的询问机RFI641

　　自2005年以来，传感器专业厂家Sick公司将其产品目录进行了扩大，增加了基于无线电技术的产品。几年前首次采用了一种以 13.56 MHz频率工作的阅读系统。除了读/写机和射频询问机（RFI）之外，还根据不同的用途研制了各种结构形式的天线（RFA，在标签和读取器间传递射频信号）和 应答器（RFT）。询问机RFI 341（图2）不仅可以对物体进行更加可靠的识别，而且在较高的传输速度下同样也可以识别。由于该机与ISO-15693相兼容，因此无论哪个生产厂家，其都可以阅读符合此项标准的所有应答器。因此，该系统也可用于对包裹和成件物品的识别。

图2 询问机RFI341在高传输速度下对物体识别

　　对于物流自动化来说，Sick公司还提供一种基于UHF（特高频，分米波段UHF波段则是指频率为300~3000MHz的特高频无线电波。VHF包含1-12频道，UHF包含13-68频道， ）的新型高性能RFID系统。这个系统的核心部件是射频询问机RFI641，可以连接多达4套天线。

　　它的特点不仅在于射程可以达到5m，而且数据传输的快速也十分的引人注目。因此，读取摄头不仅可以安装在物流流水线的侧面，也可以安装在传输带的门式结构上，或者直接安装在装货门上。RFI641的传输技术是按照欧洲许可的865～868 MHz带宽设计的，也可以按照其他无线电标准进行调整，所以它适合在世界范围内使用。

　　简化企业流程

　　许多无源应答器都可以用新型UHF-RFID系统进行集群采集，因为这种系统配备了Multi-ID和防撞装置。该系统支持符合EPCGlobal 和ISO 18000-6C标准的所有数据载体。EPCglobal 定义了电子物品编码的结构和甚高频的空气接口以及通讯的协议。例如：Class 0, Class 1, UHF Gen2。 所以，RFI641是一种对货物流动当中装有应答器的目标进行捕捉的全面而灵活的系统解决方案，用途包括生产设备，固定传输系统以及配送中心等。

　　虽然目前在实践当中用于这个方面的较大型投资还并不多见，但是物流中RFID方案的增长潜力却是非常巨大的，而且据专家们认为，这种局面将会迅速的改变。其原因显而易见，因为应答器在可以预见的将来会具有越来越重要的意义：采用RFID可以使很多过程得到简化，可以使之变得通用，进而也可以设计得更加的经济合理。

　　这项新技术究竟能在多大的程度上提高效率？汽车工业中的一个例子可以说明这一点。在汽车制造业中，一辆汽车在不同的生产和组装阶段由一个RFID芯片陪伴直至交货，RFID芯片实时提供当前的数据——不仅用于物流方面，也用于组装过程中随时随地的质量保证。沃尔玛超市提供的数据也可以给出说明：据Sanford C. Bernstein公司的零售业分析师估计，通过采用RFID，沃尔玛每年可以节省83.5亿美元，其中大部分是因为不需要人工查看进货的条码而节省的劳动力成本。尽管另外一些分析师认为80亿美元这个数字过于乐观，但毫无疑问，RFID有助于解决零售业两个最大的难题：商品断货和损耗（因盗窃和供应链被搅乱而损失的产品），而现在单是盗窃一项，沃尔玛一年的损失就差不多有20亿美元，如果一家合法企业的营业额能达到这个数字，就可以在美国1000家最大企业的排行榜中名列第694位。研究机构估计，这种RFID技术能够帮助把失窃和存货水平降低25%。

　　由于RFID系统永久保证产品的可追溯性，因而为用户带来了很多好处，这种好处无论是条形码还是2D码都不可能如此有效地提供。这也表明，RFID远比其他识别系统更容易实现客户专用的解决方案。这是个决定性的因素，说明应答器技术今后必将扮演越来越重要的角色。RFID近期不会取代条形码

　　RFID现在早已经迈出了初期开发阶段，比如在标准化方面就已经取得了重大突破。同时，当初对RFID方案提出的过高奢望现在也已经调整到可能的现实上了，而在物流方面得到具体实现的是其经济效益，仅凭这一点就足以保证RFID未来的前景。

　　然而这并不意味着，光学读取技术将被取代。因为RFID只能用于那些可以清楚地发现这项新技术能够额外带来附加好处的领域。一 般来说，这涉及到那些物流过程可以进行简化的领域。假如一家企业考虑引进RFID，那么对做此项目的伙伴的信任，将要采用此项 技术的实际使用价值以及对用户是否友好就将起到重要的作用。

　　Sick公司的新型UHF-RFID系统，无论是阅读器还是天线，都可以迅速而简单地进行安装，而且节省占地。配置采用网页浏览器，同 时还可以把专用的软件也集成安装到阅读器里。

　　RFI641除有4个天线接口以外，还有可编程的数字输入端，该输入端可以连接触发器光栅。为了使RFID系统能够连接到SPS或者叠加 的SCM以及ERP系统上，阅读器的输出侧还装有以太网接口和RS232接口。无论是数据过滤还是对数据输出格式的个性化确定，都可 以在RFI641中实现面临的通信过程。数字开关输出端可以通过RFID进行直接的过程控制，这也适用于对某个道岔或信号装置的激活 。

　　保证系统未来的可用性

　　天线、连接电缆、以太网以及RS232数据导线和应答器可以根据用途在RFI641上进行选择，因而使该系统可以灵活而经济地加以使 用。其次，该系统的投资是有保险的，因为Sick公司提供了可能性，使之利用Firmware-Updates可以按照未来的发展情况进行调整 。

图3 RFID系统正在检查哪些包裹必须输送到专用配货区

　　目前在物流方面有许多成功使用RFID的例子。比如Nagold市一家着名的家俱和建筑五金件以及电子闭锁装置制造商H fele公司中， 专用配货就是采用RFID系统控制的。在这家企业的中心仓库里，利用RFID来检查包裹是否必须输送到专用配货区（图3）。尽管货 包里是金属物，但RFID系统依然表现出很高的读取可靠性。

图4 花束装上插接的应答器，被自动送到各个包装点上

　　瑞士Zberwangen市大型鲜花企业R tishauser公司使用RFID也具有表率意义，这家公司利用RFID对整个鲜花的物流进行控制，从花 畦到培育花房，从配送中心到许多接受供货的花店（图4）。配好的花束装上可以插接的专用RFID-Tag，被放在生产企业的输送设 备上，然后再自动送到各个包装点上。

　　射频识别技术（RFID，Radio Frequency Identification）实际上是自动识别技术（AEI，Automatic Equipment Identification）在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备 （人员、物品） 在不同状态（移动、静止或恶劣环境）下的自动识别和管理。

　　频识别作为一种新兴的自动识别技术，在中国拥有巨大的发展潜力。