自动识别技术在物流业的应用.doc

课 程 论 文(Course Paper)自动识别技术应用研究以物流业为例Research on the Application of Automatic Identification Technology in Logistics 作 者： 孙江斌 年 级： 2011级 专 业： 物流工程 研究方向： 供应链风险管理 报告时间： 2012-4-6 指导教师： 魏国辰北 京 物 资 学 院 研 究 生 部1、前言自动识别技术在社会生产和生活中得到了广泛的应用，在物流方面更是取得了巨大的进步，对我国物流业的发展做出了不可估量的作用。因此，本文重在探讨自动识别技术在物流及相关领域的应用，以增进人们的了解，并阐述了其与电子标签和物联网的结合。为了实现物流作业的自动化，除了必要的装卸搬运支持外，自动识别技术是衔接各个作业流程的线，保证的物流作业有序、高效的运行。因此，本文首先从自动识别技术的定义和应用现状进行阐述，接着引出电子标签和物联网，最后对以后的物流业进行展望。以此，希望对人们的认识有一定帮助。关键词：射频识别技术；电子标签；物联网；物流技术Key Word: RFID ；EPC ；Internet of Things ；Logistics Technology2、自动识别技术2、1自动识别技术分类纵观现在应用的识别技术，不外乎以下几种：条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）排成的平行线图案。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到了广泛的应用。磁卡是利用磁性载体记录英文与数字信息，用来标识身份或其它用途的卡片。IC卡是继磁卡之后出现的又一种新型信息工具。IC卡是指集成电路卡，一般用的公交车卡就是IC卡的一种，一般常见的IC卡采用射频技术与IC卡的读卡器进行通讯。IC卡与磁卡是有区别的，IC卡是通过卡里的集成电路存储信息，而磁卡是通过卡内的磁力记录信息。IC卡的成本一般比磁卡高，但保密性更好。非接触式IC卡又称射频卡，成功地解决了无源（卡中无电源）和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统，也应用在门禁管理、身份证明和电子钱包。除了这三种，还有一种自动识别技术就是射频识别技术简称RFID，我们重点介绍这种技术。射频识别即RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，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。它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。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。2.2 RFID的组成及工作原理射频识别系统由电子标签(Tag)、阅读器(Reader)、天线(Antenna)组成。13电子标签(Tag):由耦合元件及芯片组成,每个标签具有惟一的电子编码,附着在物体上标识目标对象。阅读器(Reader):又称为读出装置,可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据,从而达到自动识别物体的目的,有手持式或固定式两种,通常阅读器与电脑相连,所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。天线(Antenna):在标签和阅读器间传递射频信号。RFID技术的基本工作原理并不复杂：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。2、3射频技术的优点自动识别技术是从条码技术一步一步发展的，现在的射频技术是在以往几种技术的基础上开发出来的新技术，其优点是显而易见的。在应用广泛的物资流通领域中，相对于条码技术而言，RFID的优越性非常突出6: （1）RFID是非接触识读，识读距离可以从十厘米到几十米，可以穿透多种材料，而条码则必须“看见”(扫描)才能读取；（2）RFID可以识别高速移动的物体，并能同时识别多个对象；（3）条码标签如果被撕裂、污损或脱落，就无法读取了，而RFID标签识读率非常高，可以适应恶劣环境，使用寿命长，应用领域广泛；（4）RFID标签的内容可以动态改变，数据容量大，而且标签的数据存取有密码保护，安全性更高；（5）体积小型化、形状多样化。RFID在读取上并不受尺寸大小与形状限制，不需为了保证读取精确度而调整纸张的固定尺寸和印刷品质。此外，RFID标签更可王小型化与多样形态发展，以应用于不同产品。最为关键的一点是，条码只能识别产品类别，而RFID可以唯一的标识每个产品，并能够对标签所附着的物体进行跟踪定。综上所述，射频识别技术的最大优点就在于非接触，完成识别工作时无需人工干预，适于实现自动化且不易损坏，可识别高速运动物体，并可同时识别多个射频卡，操作快捷、方便。短距离射频识别卡不怕油渍、灰尘污染等恶劣环境，因此可在这样的环境中替代条码技术。2、4射频技术的应用领域射频识别技术以其独特的优势,现在已经广泛应用于工业自动化、商业自动化和交通运输控制管理等领域。随着大规模集成电路技术的进步以及生产规模的不断扩大,射频识别产品的成本将不断降低,其应用也将越来越广泛。RFID技术的典型应用主要在以下几方面13:（1）在车辆自动识别方面,早在1995年北美铁路系统就采用了射频识别技术的车号自动识别标准,在北美150万辆货车、1400个地点安装了射频识别装置。近年来,澳大利亚开发了用于矿山车辆的识别和管理的射频识别系统。（2）在高速公路收费及智能交通方面,香港“驾易通”采用的就是射频识别技术,装有射频标签的汽车能被自动识别,无须停车缴费,大大提高了行车速度和效率。虽然我国很多地区高速公路都采用了射频卡,但是大部分还是应用人工停车收费的方式。最近,锦山的一条高速公路上应用了射频卡自动收费但是与香港“驾易通”相比,差距明显。（3）在货物的跟踪、管理及监控方面,澳大利亚和英国的西思罗机场将射频识别技术应用于旅客行李管理中,大大提高了分拣效率,降低了出错率。几年前,欧共体就要求从1997年开始生产的新车型必须具有基于射频识别技术的防盗系统。而我国铁路行包自动追踪管理系统还只是在计划推广之中,真正应用还要假以时日。（4）在射频卡应用方面,德国汉莎航空公司则开始试用射频卡作为飞机票,改变了传统的机票购销方式,简化了机场入关的手续。在我国,射频卡主要应用于公共交通、地铁、校园、社会保障等方面。上海、深圳、北京等地陆续采用了射频公交卡。（5）在生产线的自动化及过程控制方面,德国BMW公司为保证汽车在流水线各位置准确地完成装配任务,将射频识别系统应用在汽车装配线上。而Motoro1a公司则采用了射频识别技术的自动识别工序控制系统,满足了半导体生产对于环境的特殊要求,同时提高了生产效率。（6）在动物的跟踪及管理方面,许多发达国家采用射频识别技术,通过对牲畜个别识别,保证牲畜大规模疾病爆发期间对感染者的有效跟踪及对未感染者的隔离控制。（7）在供应链管理方面,美国的沃尔玛率先使用了RFID系统,从而使供应链的透明度大大提高,物品能在供应链的任何地方被实时追踪,同时消除了以往各环节上的人工差错。安装在工厂、配送中心、仓库及商场货架上的阅读器能够自动记录物品从生产线到最终消费者的整个供应链上的流动。RFID不需要人工去识别标签,读卡器每250毫秒就可以从射频标签中读出位置和商品的相关数据。有一些读卡器可以每秒读取200个标签的数据,这比传统扫描方式要快1,000倍以上,节省了货物验收、装运、意外处理等劳动力资源。通过在跨组织界限的共享实施中实现RFID技术,可以最大化其在供应链中的价值。因此，根据现在应用现状和RFID系统完成的功能不同，可以粗略地把它系统的分成四种类型：便携式数据采集系统、EAS（电子商品防盗系统）系统、物流控制系统、定位系统。173、射频技术在物流业中应用射频技术在物流业中的应用有很多，比如仓储管理、生产线物流、供应链物流等。5、7、8（1）仓储管理。将RFID系统用于智能仓库货物管理，有效地解决了仓库里与货物流动有关信息的管理，它不但增加了一天内处理货物的数量，还监督这些货物的一切信息。射频卡贴在货物通过仓库的大门边上，读写器和天线放在叉车上，每件货物均贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中心计算机里，该货物的有关信息都能在计算机里查到。当货物被装走运往别处时，由另一读写器识别并告知计算中心它被放到哪个拖车上。这样管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品，并可自动识别货物，确定货物的位置。（2）生产线自动化。用RFID技术在生产线上实现自动控制和监视，能提高效率、降低成本。在此我们举个例子说明用于汽车装配流水线的情况。德国宝马汽车公司在装配线上应用射频卡以尽可能大量地生产用户订制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的：用户可以从上万种选项中选定自己喜欢的颜色、引擎型号及轮胎式样等，这样一来，装配线上就会配上百种式样的宝马汽车，如果没有一个有高度组织的、复杂的控制系统，是很难完成如此复杂的任务的。宝马公司在其装配流水线上配有RFID系统，他们使用可重复使用的射频卡，该射频卡上带有详细的汽车所需的各种要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置处能毫不出错地完成装配任务。（3）供应链物流流程监控。企业通过RFID对物流体系进行管理，不仅可对产品在供应链中的流通过程进行监督和信息共享，还可对产品在链中各阶段的信息进行分析和预测。企业通过对物流信息进行分析，可了解物流过程的各环节，发现各环节存在的不足，从而提出改进措施。通过对产品当前所处阶段的信息进行预测，估计出未来的趋势或意外发生的概率，从而及时采取补救措施或预警。作为分析和预测的信息来源，RFID数据采集功能在供应链物流中显得尤为重要。4、RFID与EPC、物联网技术1999年麻省理工大学成立将RFID与网络技术结合，提出了EPC概念。EPC是一个复杂全面综合的系统，它在计算机互联网和RFID技术的基础上，利用全球统一标识系统给每个实体对象惟一的代码，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。即物联网(Internet of things)：把所有物品通过射频识别和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。这种表述的核心是RFID技术和互联网的综合应用。这是继条码技术之后在物流配送及产品跟踪管理领域的又一革命性技术。2004年初，全球产品电子代码管理中心授权中国物品编码中心为国内代表机构，负责在中国推广EPC与物联网技术。4月，北京建立了第一个EPC与物联网概念演示中心，58月在北京上海沈阳建立了地方推进工作组和演示中心，6月在北京提出“一个实验平台、一条产业链、几个试点工程”的发展推进思路，710月，惠普公司推动RFID在中国的应用工作。2005年，国家烟草专卖局的卷烟生产经营决策管理系统在2005年上半年实现用RFID出库扫描，下半年实现商业企业到货扫描。许多制造业也开始在自动化物流系统中尝试应用RFID技术。种种迹象表明，物联网系统相关的核心技术RFID已开始在物流系统应用，EPC标准也开始推广，今后几年我国必将掀起物联网应用的热潮。可以预见，物联网必将给现代物流运作和供应链管理带来革命性变化，更会创造无数物流服务新模式，这是所有物流企业必须关注的技术创新，也是时代带给我们的巨大商业机遇。从这些可以看出，射频识别技术的进一步应用诞生了EPC，接着又产生了物联网技术。这样一个承上启下的技术，关键点还是射频识别技术的进步。物联网环境下，采用电子标签对物品进行唯一编码，广泛分布的RFID阅读器对一定范围内携带电子标签的物体进行实时扫描识别和智能处理，实现局域网内部的自动化控制，或者以互联网为纽带与其他位置的RFID局域网进行远程信息交互。17有了RFID的穿针引线，可以真正实现物流管理的高度自动化：货物离开配货中心时，通道口的识读器在读取标签上的信息后，将其传送到处理系统自动生成发货清单；汽车开抵门店后，由接货口的识读器对车上的货物直接扫描，即可迅速完成货物验收与核对；货物进店后，可以直接排上货架，由货架上的识读器将货物信息传送到处理系统，以更新和监控货架上存货数据。虽然射频识别技术能够提供这样方便的服务，但是，仅有RFID还不够，在RFID和互联网的基础上，还要有新一代物品编码体系和一系列开放的、全球性的相关标准才能构成EPC和物联网，才能使物流作业更加高效化、自动化。业内专家概括了EPC技术的四个核心特点6:（1）EPC制4了全球产品的惟一代码。产品惟一代码使物流的跟踪管理更加精细、准确，为电子商务的发展提供了全球统一编码。（2）自动识别功能。自动识别让企业的ERP系统、CRW系统、SCM系统发挥出更大的威力。（3）提供了方便的信息共享技术。信息共享在供应链与企业管理方面是非常重要的。（4）标准化。正是标准化的出现，才可以使价格降低，才能推动大规模的应用，而标准化是RFID所不具备的。毫无疑问，随着RFID技术应用日趋成熟，EPC系统的产生将为供应链和物流管理提供前所未有的、近乎完美的解决方案。以EPC软硬件技术构建的物联网，将使产品的生产、仓储、采购、运输、销售及消费的全过程发生根本性的变化。更为重要的是，它带来的不仅仅是一种新的技术，而且是业务模式的变革，在每个变革后面都存在着很多机会和挑战。参考文献：1文浩,. RFID、EPC与物联网J. 中国电子商情(RFID技术与应用),2009,(5).2Grace Liang. 无线射频识别技术和物联网的发展与应用J. 金卡工程,2004,(10).3蒋皓石,张成