RFID在智能仓储物流中的应用

2020 年阿里巴巴旗下天猫双十一成交额达到创下新高的 4982亿元，京东双十一成交金额为 2715 亿元。根据物流数据显示，天猫双十一的物流订单突破 22.5 亿单次，几乎等同于 2010 年中国快递量的总和。双十一期间，全国邮政及快递行业总共处理快递件数为 39.65 亿件，再创历史新高。电子商务的发展推动了电商物流的快速发展，对物流仓储技术以及追踪技术的要求也越来越高。

RFID 是一种自动化的远距离自动标签识别技术。相对于其它技术而言，例如条形码，RFID 识别技术是一种不需要进行物理接触就可以进行扫描的非常准确和精确的扫描技术。

RFID 即无线射频识别技术，主要用于对射频信号进行自动化识别。它主要包含读写器、电子标签及天线等部分。RFID 系统组成主要包括应用系统，读写器以及应答系统。RFID 是基于智能卡和条形码技术发展起来的另外一种新型技术。RFID 内部没有中央处理器，且只有极为简单的密码保护，容量也不大。但是 RFID 比智能卡成本低，因此 RFID 技术被广泛应用于物流系统中。

表1 RFID 标签使用指南

RFID 标签使用指南如表 1 所示。

2005 年，瑞典邮政系统测试了嵌入式 RFID 物流包装追踪系统。该系统可以追踪贵重物品在快递过重中的损坏情况。在同一时期，澳大利亚邮政局针对信件的追踪设计及了一个本地邮件服务系统。德国一家物流公司开发了一种高效追踪物流的系统，该系统主要是为了减少快递损坏的风险。西班牙邮局采用被动标签方式，在每个标签内内置天线和阅读器来对快递件进行扫描读写。国内的RFID 应用也相当广泛及快速。根据统计数据显示，RFID 市场规模由 2018 年的规模为 680 亿，而 2020 年 RFID 的市场规模突破 100 亿。当前的物流系统存在着物流信息不对称及通信不及时等特点。

随着全球经济一体化进程的推进。物流系统供应链内部的调度、管理和平衡等各个环节之间的资源变得日益迫切。以 RFID 为核心构建一个及产品生产、运输、仓储、销售等各个环节物流动态监控及RFID 在智能仓储物流中的应用协调管理系统的必要性也是显而易见的。

3 RFID在智能仓储中的应用优势

3.1 实现仓储货物的数字化构建

传统的仓储管理一般由人工进行货物数据的盘点，然后以纸张文件记录或者输入到计算机内进行数据整理。全程基本采用人工目测的方式进行，具有数据记录速度慢、精确度低、耗费的人力资源比较大等劣势。且在货物入库、出库、移库的过程需要人工及时的处理，极易出现数据管理上的问题。

在 RFID 智能仓储过程中，每一个货物或者货物托盘都被分配了 RFID 标签，大大提高了仓库的货物存放精度。仓库管理员不用面对整堆的货物进行分捡，只需要通过配套的专用设备即可方便的在货物仓储管理的各个环节精确的对货物进行跟踪。轻松解决了仓库中的货物分类、货物型号、货物批次难以区分的问题。

另外与传统的条形码相比，RFID 属于一种移动的电子存储媒介，RFID 标签的信息被存与标签之中。在此过程中如出现标签的损坏以及磨损都不影响对标签数据的读取。

3.2 实现流程的自动化，提升可靠性与效率

在 RFID 仓储管理系统中，每个货物都分配有一个 RFID 电子标签，在 RFID 电子标签中记录有对应其状态的信息。通过 RFID读写器，装卸车在拿取货架上的货品时会读取产品上的 RFID 标签，然后同步更新自身 RFID 读写器的数据，实现了装卸车、RFID标签和产品的自动关联。在读取过程中是通过无线电信号的询答机制，通过 RFID 读写器（如：手持式读写器、叉车车载读写器）与RFID 电子标签进行信息交互，识别过程是非常迅速的。

整个中间过程的信息传递和变化都是自动完成的，而没有人为可操作的入口，可以彻底避免中间过程的信息因人工操作可能产生的差错，提高了信息读取的可靠性。RFID 存储的数据为电子数据，存储数据的载体为电子芯片，相比于传统的条形码存储的数据容量大很多。RFID 存储的数据还可以避免直接从系统那里读取数据而大大地提高系统的安全性，还可以通过各种加密方式对存储数据进行加密保护以提高系统的安全性和可靠性。

RFID 相对于传统的方式还可以实现远距离非接触高速识别，通常能达到 5 米的距离。读取的过程使用的是无线信号传办输，无需光学接触式处理，自动读取的过程中还可以做到一次读取多个标签信息，大大提高了处理效率。

RFID 存储的电子数据，作为唯一的货物标识数据。在日常的盘点和理货过程中能方便的配合 WMS 系统提升效率。盘点过程精度大提升，同时能方便的盘点与进出仓业务同时进行，无线联网查询系统单据。理货过程中也可以根据管理的需求，方便的定制处理处理软件完成管理目标。另外还可以方便的定制仓库业务处理前端，方便的与 WMS 系统进行无缝对接。

RFID 还可以应用于人员精细化管理方面，人员上班可以在装卸车上通过 RFID 刷卡来进行上下班打卡，大大提高了监管效率。

4 RFID在智能物流仓储中的应用

4.1 入库管理

如图 1 所示，当货物到达仓库后，仓库人员开始准备接收货物，并且为货物准备空余货位。之后仓库管理人员将已经初始化的RFID 标签置入入库货物上。当装卸车司机将货物经过仓储大门时，门禁上的固定式读写器将读取到货物标签信息，并且同时把货位信息发送给装卸车终端。在装卸车到达指定货位时，装卸车上的固定式读写器读取货位标签信息，并且把货物放在固定货位上。并且更新货物库存信息。

图 1 入库管理

在 RFID 管理货物入库的过程中，装卸车上的固定式读写器识别货物的 RFID 标签，并在数据库中找到相应物品的信息并自动输入到 RFID 的库存管理系统中。还可以根据库存信息，优化货位的选定，给出合理的货位选择。在传统仓储管理中的“经手人员、物品、记录”这些环节都可以做到自动化管理，在大大提升了准确性的同时还大大减少了人员的成本。

4.2 出库管理

如图 2 所示，系统通知仓库管理人员出库，按照先进先出的原则进行出货。系统将自动提示车载电脑显示的货物位置，装卸车操作人员根据行车路径达到对应货架。装卸车车载 RFID 读写设备读取将取货的标签确认时正确货物并且进行拉货。同时对货物库存进行更新。

图 2 出库管理

4.3 库存管理

定期利用系统进行库存检查和管理，通过读写器对固定区域内的货物进行扫描，也可以通过人工的 RFID 手持机对货物进行扫描，通过无线网络传入后台数据库，并与数据库中的信息进行比对。货物移位时也能自动的扫描 RFID 信息，自动的传给后台更新库存信息。利用 RFID 技术进行库存控制，自动录入盘点的数据，减少大量的人力物力，能够实时准确掌握库存信息，降低平均库存，提升库存管理能力。

5 小结

仓储是物流系统中一个非常重要的环节，在从生产到销售的整个供应链中仓储起着承上启下的作用。对整个物流系统而言是，智能仓储物流至关重要。而智能物流仓储系统的自动化及流程化系统的实现对提高整个物流系统的效率有很大的提升。RFID 仓储物流系统采用 RFID 标签进行入库出库及盘点等工作，大大地节约了人力物力。

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基于RFID的物联网技术在物流仓储管理中的应用

作为物联网核心技术的RFID技术，在包括物流仓储管理在内的众多领域得到了广泛应用。文章对RFID的工作原理和发展状况进行了分析，对RFID技术在物流仓储管理中的实际应用进行了探讨。

引言

RFID技术诞生于二战期间，但此后的50多年时间里，其发展一直较为缓慢。近年来，随着其应用技术环境日臻成熟，基于射频识别（RFID）的物联网技术异军突起，吸引了众多行业的关注。随着信息技术的迅猛发展，物流仓储供应链的管理必须与时俱进，向着工业数字化、智能化发展。基于RFID的物联网技术是近年来备受世界瞩目的IT热点。RFID技术在中国已经得到了广泛应用，在物流、第二代身份证、电子售票、高速公路、物业管理和公交等多方面应用突出。基于RFID的物联网技术已经成为物流仓储信息化的着力点与突破点。本文在介绍基于RFID物联网技术内涵的基础上，通过分析物联网技术对物流仓储管理各个层面的影响，初步探究了基于RFID的物联网技术在物流仓储管理中的实际应用。

物联网技术简介

1.物联网的内涵

物联网（IOT，Internet of Things）又叫“传感网”，指的是利用射频识别等各种信息传感设备，把所有物品的信息与互联网实时连接起来，实现智能化管理与识别。物联网为每一个物品分配标识，通过射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等获取物品标识中的信息，从而达到对物品进行识别和供应链实时跟踪的目的。物联网由三个要素组成，一是传感设备，即以二维码、射频标签和传感器来识别“物”，国内以低频RFID为主；二是传输网络，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络或未来的NGN（NextGenerationNetwork）网络，实现数据的传输与计算，如中国移动积极推进的M2M（Machine-To-Machine）业务；三是处理终端，指输入输出的控制终端，手机、电脑、通信基站以及其他移动终端。因此，我们可以给物联网下一个定义，即：通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议， 把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

2.RFID技术

RFID的全称是Radio Frequeney Identification，中文称为无线射频识别，它是一种利用射频信号通过空间藕合(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。RFID技术最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，大多数情况下不到100毫秒，特别在识别唯一物体领域具有其他识别技术无与比拟的优势。

完整的RFID系统包括RFID数据采集端(标签、阅读器、天线)、中间件或者接口、应用系统和管理平台等。RFID应用系统参考架构一般可采取四层结构形式，从下至上依次为阅读器层、边缘层、集成层和应用层。RFID系统的工作原理是：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频查询信号，当电子标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，标签获得能量被激活并自动将自身编码等信息通过卡中内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行调解和解码，然后通过电脑主机、无线PDA或发卡器等设备送到后台管理系统进行相应处理和控制，最终发出指令信号控制阅读器完成不同的读写操作。如图1。

3.RFID与物流仓储管理系统

以简单RFID系统为基础，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的，比Intemet更为庞大的“物联网” (Internet of Things)成为RFID技术发展的趋势。

物流仓储管理系统利用RFID射频识别技术来捕获信息，通过无线数据通信等技术将其与开放的网络系统相连，对供应链中各环节的信息进行自动识别与实时跟踪，从而将庞大的物流系统建成一个高度智能、覆盖仓库上所有物品之间、甚至于物品和人之间的实物互联网。

基于RFID的物联网将在全球物流仓储范围内从根本上改变对物品生产、运输、仓储等各环节流动监控的管理水平。一个带有电子标签的产品，电子标签中有这个产品的唯一编码，当这个带有标签的产品通过一个读写器时，这个产品的信息就会通过互联网传输到指定的计算机内，这是一个全自动的产品流动监测网络。通过物流仓储管理系统，带有电子标签的物品都可以随时随地按需被标识、追踪和监控，从而达到信息的实时共享，便于统筹管理，进而可以更好地促进企业生产能力的生成。

物联网技术在物流仓储管理中的应用

1.采购环节

在采购环节中，企业可以通过RFID技术实现及时采购和快速反应采购。管理部门通过RFID技术能够实时地了解到整个供应链的供应状态，从而更好地把握库存信息、供应和生产需求信息等，及时对采购计划进行制定和管理，并及时生成有效的采购订单。通过应用RFID技术，可以在准确的时间购入准确的物资不会造成库存的积压，又不会因为缺少物资影响生产计划，从而实现“简单购买”向“合理采购”转变，即在合适的时间，选择合适的产品，以合适的价格，按合适的质量，并通过合适的供应商获得。

企业以通过物联网技术集成的信息资源为前提，可以实现采购内部业务和外部运作的信息化，实现采购管理的无纸化，提高信息传递的速度，加快生产决策的反应速度，并且最终达到工作流的统一，即以采购单为源头，对从供应商确认订单、发货、到货、检验、入库等采购订单流转的各个环节进行准确的跟踪，并可进行多种采购流程选择，如订单直接入库，或经过到货质检环节后检验入库等，同时在整个过程中，可以实现对采购存货的计划状态、订单在途状态、到货待检状态等的监控和管理。通过对采购过程中资金流、物流和信息流的统一控制，以达到采购过程总成本和总效率的最优匹配。

2.生产环节

传统企业物流系统的起点在入库或出库,但在基于RFID的物流系统中,所有的物资在生产过程中应该已经开始实现RFID标签(Tag)。由于在一般的商品物流中,大部分的RFID标签都以不干胶标签的形式使用,只需要在物品包装上贴RFID标签就可以。

在企业物资生产环节中最重要的是RFID标签的信息录入，可分为4个步骤完成:

（1）描述相对应的物品信息，包括生产部门、完成时间、生产各工序以及责任人、使用期限、使用目标部门、项目编号、安全级别等，RFID标签全面的信息录入将成为过程追踪的有力支持。

（2）在数据库中将物品的相关信息录入到相对应的RFID标签项中。

（3）将物品与相对应的信息编辑整理,得到物品的原始信息和数据库，这是整个物流系统中的第一步,也是RFID开始介入的第一个环节，需要绝对保证这个环节中的信息和RFID标签的准确性与安全性。

（4）完成信息录入后,使用阅读器进行信息确认，检查RFID标签相对应的信息是否和物品信息一致。同时进行数据录入，显示每一件物品的RFID标签信息录入的完成时间和经手人。为保证RFID标签的唯一性，可将相同产品的信息进行排序编码，方便相同物品的清查。

3.入库环节

传统物流系统的入库有3个基本要素是严格控制的：经手人员、物品、记录。这个过程需要耗费大量的人力、时间，并且一般需要多层多次检查才能确保准确性。在RFID的入库系统中，通过RFID的信息交换系统，这3个环节能够得到高效、准确的控制。在RFID的入库系统中，通过在入库口通道处的阅读器(Reader)，识别物品的RFID标签，并在数据库中找到相应物品的信息并自动输入到RFID的库存管理系统中。系统记录入库信息并进行核实，若合格则录入库存信息，如有错误则提示错误信息，发出警报信号，自动禁止入库。在RFID的库存信息系统中，通过功能扩展，可直接指引叉车、堆垛机的设备上的射频终端，选择空货位并找出最佳途径，抵达空位。阅读器确认货物就位后，随即更新库存信息。物资入库完毕后，可以通过RFID系统打印机打印入库清单,责任人进行确认。

4.库存管理环节

物品入库后还需要利用RFID系统进行库存检查和管理，这个环节包括通过阅读器对分类的物品进行定期的盘查，分析物品库存变化情况；物品出现移位时，通过阅读器自动采集货物的RFID标签，并在数据库中找到相对应的信息，并将信息自动录入库存管理系统中，记录物品的品名、数量、位置等信息，核查是否出现异常情况，在RFID系统的帮助下，大量减少传统库存管理中的人工工作量，实现物品安全、高效的库存管理。由于RFID实现数据录入的自动化，盘点时无需人工检查或扫描条码，可以减少大量的人力物力，使盘点更加快速和准确。利用RFID技术进行库存控制，能够实时准确掌握库存信息，从中了解每种产品的需求模式及时进行补货，改变低效率的运作情况，同时提升库存管理能力，降低平均库存水平，通过动态实时的库存控制有效降低库存成本。

5.出库管理环节

在RFID的出库系统管理中,管理系统按物品的出库订单要求，自动确定提货区及最优提货路径。经扫描货物和货位的RFID标签，确认出库物品，同时更新库存。当物品到达出库口通道时，阅读器将自动读取RFID标签，并在数据库中调出相对应的信息，与定单信息行对比，若正确即可出库，货物的库存量相应减除；若出现异常，仓储管理系统出现提示信息，方便工作人员进行处理。

6.堆场管理环节

物品在出库到货物堆场后需要定期进行检查，而传统的检查办法耗费大量的人力和时间。在RFID系统帮助下，堆场寻物的检查便捷很多。使用UHF的高频射频系统可对方圆10 米的RFID标签进行自动识别，RFID系统的阅读器首先将同批物品的RFID标签进行识别，同时调出数据库相对应的标签信息；然后将这些信息与数据库的进行对比，查看堆场中的各类物品是否存在异常。

结语

时下，“物联网”被看作是推动世界经济复苏的重要动力，其核心技术RFID也备受关注。RFID技术具有非接触、自动识别的优点，在物流管理中具有广泛的应用。然而RFID的发展仍然面临诸多问题，技术标准、实施成本以及信息安全等问题都构成了RFID全面应用的主要障碍。当统一的RFID国际标准被制定出来、RFID的实施成本降低到可以接受的程度、RFID可能导致的信息安全问题得以解决后，RFID将在包括物流在内的众多行业迎来一个全球范围内高速发展的春天。

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