RFID技术在仓储物流中的应用研究详解Word文档格式.docx
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thenintroducestheconceptofRFIDtechnologymachinesusetheprincipleofcompositionintheuseofwarehousingandlogistics;
Finally,analysisofactualcasestofocusontheuseofRFIDtechnologybringspracticalsignificance
Keywords：
RFIDWarehousinglogisticsBarcode
1导论
随着我国现代经济的发展及跟进世界发达国家经济的步伐，自2002年我国加入WTO以后，为了响应世界经济发展格局，不断与世界发达国家接轨，我国在很大程度上作出了重大的决策，当前主要还存在着物流行业方面发展和壮大的问题，主要原因是我国物流业起步比较晚，底子薄，受重视程度还不够，现在为了赶进物流业在我国市场上的发展及与发达国家物流产业争锋，我国在今后几次五年计划中作出了明确的表示，将物流产业作为我国现代产业重点发展方向。
虽然现在世界格局的物流业看起来发展还乐观，并随着物流业与现代科技的同步发展，还存在着很大的问题和现实意义上的差距，无论是物流发展的基础设施建设、软硬件跟进还是各环节的衔接等都存在问题。
现在我国及世界的主要物流业包括公路、水路、铁路、航空、航海、管道等，发展现状还是很顺畅，前景还很乐观，但是在乐观的同时，我们还应该意识到世界科技的发展，要与之相媲美，利用科技的技术含量来实现真正意义上的低成本、高效率物流业，就必须实现这次论文的研讨核心----RFID技术。
RFID技术是现在物流业发展比较热门的话题，世界各国都在发展属于自己的RFID技术以达到目的，RFID技术是基于现代科技，利用无线射频识别技术来识别、收集、记录、分配、管理货物的情况，利用到了RFID技术就可以更精确、更简便、更方便、更先进的管理现代物流的主要存在各环节、各生产、配送、零售企业等。
1.1选题意义
传统仓储物流在很大程度上需要花费大量的人力、物力，现在利用RFID技术就可以很好的管理货物在进出仓库的各个环节，比如：
货物进库、分类、分配货架、出库等的数量、品名、规格、来源地、配送地、生产厂家等详细内容。
并且可以以很少的人力、物力，以最方便快捷的方式得到这些信息。
现在物流广泛运用的是条形码技术，虽然其智能化程度比以前大大提高，但仍需要耗费大量的人力物力投入到仓储物流中。
现在如果将RFID系统与现行的条码系统相结合，可有效解决与仓库及货物流动有关的信息管理，不但可增加一天内处理货物的件数，还可以查看这些货物的一切流动信息。
将条形码与RFID技术相结合，也是RFID在现阶段应用的一种方式。
可以将条形码贴在物品上，射频电子标签贴在存放物品的托盘或叉车上，电子标签存放托盘或叉车上所有物品的信息，阅读器则安置在仓库的进出口。
每当物品进库时，阅读器自动识别电子标签上面的物品信息，并将信息存储到与之相连的管理系统中；
当物品出库时，同样由阅读器自动识别物品信息，并传送到管理系统，由系统对信息进行出库处理。
仓储是物流供应链中非常重要的一个环节,准确而高效的仓储是整个物流供应链整体效率提高的前提和基础,如何提高仓储物流的效率和准确性是当前物流急需解决的一个问题.本次论文就当前兴起的射频识别技术应当如何应用于仓储物流进行了初步探讨,根据现阶段条形码使用的普遍和射频识别技术的不完善,提出了一些合理的建议.
1.2国内外研究现状
在国外RFID技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、军事国防、安保门禁以及交通物流等领域，诸如:
汽车、火车等交通监控，高速公路自动收费系统，物品管理，流水线生产自动化,门禁系统,金融交易，仓储管理，畜牧管理，车辆防盗等。
当前,RFID技术在我国的应用正处于起步阶段。
2001年7月上海市虹桥国际机场组合式电子不停车收费系统（ETC）试验开通，该项目被国家经贸委和交通部确定为“高等级公路电子收费系统技术开发和产业化创新”项目的示范工程。
目前，北京已在其所有的公交、地铁、城铁系统采用IC卡的记票方式；
对2005年大范围更换和推广的中国居民二代身份证，大家也印象颇深。
这些应用都采用了射频识别技术，这只是RFID在目前广泛应用的一小部分。
在物流信息系统中位置管理是一个非常重要的管理，无论是静态的还是动态的位置，通过RFID技术，可对货物的静态位置和动态位置进行很好的管理。
与信息系统及RFID手持终端配合，可以在人库上架环节自动完成库存数量、仓位更新，避免人工错误。
出货时可以判别是否取货、是否拿错货;
在出货验收过程中RFID阅读器可以一次读取多个标签，极大地提高拣选正确率及出货验收速度。
特别可以用在移库移仓、盘点等操作，尤其能避免错误，提高效率。
RFID技术将彻底解决物流管理中信息采集的自动化问题。
贴在单个商品、包装箱或托盘上的RFID标签，可以提供供应链管理中产品流和信息流的双向通信，并通过互联网传输从标签采集到的数据。
同条形码技术相比，RFID技术可以大大削减用来获取产品信息的人工成本，使供应链许多环节操作自动化。
本次论文主要是通过网络查询资料，然后从中精选出十余篇作为最后的参考内容，其中以陈子侠《RFID技术的应用与现代物流》、杜玉梅《射频识别技术（RFID）及其在物流系统中的应用》、喻晓《RFID技术在物流系统中的应用》和庞娟《RFID与仓储管理系统的应用结合》的为主要参考内容，借鉴他们对RFID技术的认识和了解来扩展作者对RFID的看法，可以说他们的观点在很大程度上影响到了作者对RFID的认识，<
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广泛的从中更加深入的认识到RFID对我国乃至全球物流行业带来的真正在仓储管理这一环节所创造的价值。
小小的电子标签就能够让世界物流届在提高效率、降低成本上做得更加专业化、科技化、实用化。
1.3文章结构安排
本次论文主要分四大部分来初步探讨“RFID技术在仓储物流中的作用”这个问题。
第一部分主要介绍仓储物流方面的概述；
第二部分概述仓储物流；
第三部分简述RFID技术及RFID技术运用到仓储物流中的一些操作流程和工作原理；
第三部分通过提出沃尔玛利用RFID技术来更加实际的说明RFID的重要地位。
2仓储物流概述
货物的集散地主要是仓库，它发挥着收集、分配、记录货物的一切信息，可以说仓库是物流环节的一个重要的组成部分，它总是出现在物流各环节的结合部，例如采购与生产之间，生产地初加工与精加工之间，不同运输方式转换之间等等。
准确而高效的仓储是整个物流供应链整体效率提高的前提和基础，如何提高仓储的准确性和效率是当前物流应该急需解决的问题。
2.1仓储管理概述
物流包括仓储、运输、流通加工、装卸搬运、包装、信息处理等环节，其中仓储是物流中不可缺少的一环，在整个物流过程中发挥着重要作用。
仓储是生产中原材料、半成品、成品的缓冲池，为生产的持续稳定进行提供保障，实现生产和运输的经济性。
同时，仓储可以克服生产者和消费者之间的时间和空间差异，支持企业的物流策略，提高客户服务水平，并降低物流成本。
可以说离开了仓库的支持，就不可能有高效率低成本的物流服务。
物流是一个很大的概念，但仓储也是物流中一个很大部分组成，离开了仓储，物流的各环节就不会很好的衔接，当然离开了物流就没有仓储这个概念了，可以说两者是总与分的关系、是整体与局部的关系也可以说是相互连接、相辅相成的。
仓储物流
仓储的一般业务程序包括签订仓储合同、验收货物、办理入库手续、货物保管、货物出库、仓储管理的内容、订货、交货、进货、交货时的检验、仓库内的保管、装卸作业、场所管理、备货作业等。
产品在仓储中的组合、妥善配载和流通包装、成组等活动就是为了提高装卸效率，充分利用运输工具，从而降低运输成本的支出。
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合理和准确的仓储活动会减少商品的换装、流动，减少作业次数，采取机械化和自动化的仓储作业，都有利于降低仓储作业成本。
优良的仓储管理，能对商品实施有效的保管和养护，并进行准确的数量控制，从而大大减少仓储的风险。
2.2仓储管理中的先进技术
现代仓储管理在利用现代科技上主要使用的是条形码、POS技术。
条形码是迄今为止最经济、实用的一种自动识别技术。
它具有输入速度快、可靠性高、采集信息量大、灵活实用等优点，另外条形码标签易于制作，对设备和材料没有特殊要求，识别设备操作容易，不需要特殊培训，且设备也相对便宜。
POS技术也是类似于条形码技术的另一种仓储管理现代先进技术，这两种技术在现代仓储物流中是比较普遍的，但是其具有的缺点也是不容忽视的，就这些缺点引发了RFID技术在现代仓储物流中具有很大潜质的作用。
3RFID简介
上一章综合说明了物流与仓储物流的概念；
并从中引发了RFID这样一个新的即将存在于仓储物流中的技术，众所周知，条形码、POS技术虽然现在很是广泛的使用，但是其缺点是可见的，RFID技术在现在或者即将与科技时代接轨的将来是最终将取代条形码、POS这些落后技术的。
下面就重点介绍RFID技术在现代及将来运用到仓储物流中的各种特征。
3.1RFID基本概念及分类
RFID是RadioFrequencyIdentification的简称,即无线射频标识技术，俗称电子标签。
它是一种非接触式的自动识别技术，它通过由计算机、读写器、天线、电子标签组成。
由计算机控制读写器，自动识别信号，天线发出电磁波，辐射相应范围的电子标签，然后反方向的传输信号，最后记录到计算机中，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。
它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技术的分类方式常见的有下面四种
（1）根据电子标签工作频率的不同通常可分为低频（30kHz～300kHz）、中（3MHz～30MHz）和高频系统（300MHz～3GHz）。
（2）根据电子标签的不同可分为可读写卡（RW）、一次写入多次读出卡（WORM）和只读卡（RO）。
RW卡一般比WORM卡和RO卡贵得多，如电话卡、信用卡等；
WORM卡是用户可以一次性写入的卡，写入后数据不能改变，比RW卡要便宜；
RO卡存有一个唯一的号码，不能逐改，保证了安全性。
（3）根据电子标签的有源和无源又可分为有源的和无源的。
（4）根据电子标签调制方式的不同还可分为主动式和被动式。
3.2RFID射频标识关键技术
1.射频技术：
需要小型高效的天线设计技术。
RFID模块是先进的射频技术和IC卡技术相结合的产物，对射频卡的设计首先需解决无源设计，需由读写器向射频卡发一组固定频率的电磁波，通过卡内电器产生芯片工作所需直流电压；
其次是卡内需有经特殊设计的天线，并埋装在卡内或相应的设备上；
而且必须保
证有良好的抗干扰性能和设有“防冲突”电路。
2.低功耗技术：
无论是有源方式还是无源方式设计的RFID模块，一个最基
本的要求都需要具备低功耗的特点，以提高卡片的寿命和扩大应用场合，可以说降低功耗，同保证一定的有效通信距离是同等的重要。
因此卡内芯片一般都采用非常苛刻的低功耗工艺和高效节能技术，如电路设计中采用“休眠模式”设计技术。
RFID模块采用使用低功耗设计，甚至是无源（不需要外部电源或电池供电），无源工作时的电源能量由卡片读写器天线发送无线电载波信号耦合到卡片上天线而产生电能，一般可达2V以上，在读写器提供的一定磁场强调的作用下，RFID
模块应能够不间断地工作。
3.防冲撞技术：
RFID射频卡，由于采用无线方式进行通信，在读写器有效通信范围内，可能存在多个标签（射频卡）的问题，这就需要读写器具有防冲撞处理的能力。
当有多张RFID射频卡片处在卡片读写器的天线的工作范围之内时，读写器的防冲撞模块的防冲撞功能将被启动。
在防冲撞处理程序的控制下，卡片读写器将会首先与每一张卡进行通信，并取得每一张卡的标签号（UID）。
由于每一张RFID射频卡都具有其惟一的
4.封装技术：
由于RFID射频IC卡中需要埋装天线、芯片和其它特殊部件，为确保卡片的大小、厚度、柔韧性和高温高压工艺中芯片电路的安全性，需要特殊的封装技术和专门设备。
5.安全技术：
由于采用无线射频技术，卡与读写器之间的通信更加方便，但这也对RFID射频卡与RFID读写器之间的通信安全技术提出了更高的要求。
另外在安全性方面，还要提供卡用芯片的物理安全技术和卡片制造的安全技术，这几个方面的技术的实现才能构成RFID卡强大的安全体系。
3.3RFID体统的组成
一个典型的RFID体统由射频电子标签（Tag）、读写器或读写器（Reader）以及应用系统（包括连接线路）三部分组成。
RFID体统的数据传输严格按照“主从原则”进行。
发出指令的方向为应用系统—>
读写器—>
电子标签，返回应答的方向则相反。
电子标签中一般保存有特
定格式的电子数据，再实际应用中，电子标签附着再待识别物体的表面。
阅读器
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，然后通
过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。
3.4RFID体统的工作原理
读写器将要发送的信息，经编码后加载在某一频率的载波信号上经天线向外发送，进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号，卡内芯片中的有关电路对此信号进行调制、解码、解密，然后对命令请求、密码、权限等进行判断。
若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码、调制后通过卡内天线再发送给阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调、解码、解密后送至中央信息系统进行有关数据处理；
若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压，提供擦写EEPROM中的内容进行改写，若经判断其对应的密码和权限不符，则返回出错信息。
图一RFID系统结构示意图
3.5RFID技术在仓储中的运用
3.5.1现行仓储物流形式
现行的仓储物流，大部分采用条形码作为仓储管理智能化的方式，虽然其智能化程度比以前大大提高，但仍需要耗费大量的人力物力投入到仓储物流中。
现代物流主要操作流程是:
1）配送车辆将需要配送的货物集中运送到仓库区，并按照预先定制好的位置摆放，采用“先进先出”的原则进行出入库区；
2）运送车辆开往库区储存区由人工或者叉车等搬运工具卸货，
3）搬运工具将货物运送至提前按规定设置的区域存放，区域划分按照地区、发货公司、订货公司、货物品质、货物类别等不同而堆放
4）取货时任然是普通的搬运工具将零担或托盘货物取出，普通的装车再配送
按以上的操作流程会出现的结果是在仓库中货物可能堆放杂，在存、取时需要人为地分配，寻找相应的地点繁琐，需要花费很大的人力，不智能。
3.5.2基于RFID技术的仓储物流形式
1）在生产商出品时会在相应的包装上粘贴本产品的相关信息，比如品名、规格、发往地、质量，生产日期等信息，将集中需要配送的货物打包装车发往库区；
2）配送车在库区的停放位置需要事先安排并等待开往货物存储库；
3）由叉车下卸货物，当叉车携托盘经过存储口时，由计算机控制的读写器经天线发出的无线电波读取货物中的货物相关信息，反方向的传送至计算机，然后由人工掌握的显示器看出此批货物应该放置的地点然后存放；
4）取货时人工只需要在计算机中查询需要取出的货物，很短的时间就能找到相关的货物，准确、快捷
整体上无论现代仓储物流还是即将普及的结合RFID技术的仓储物流都会遵从“先进先出”原则，在货架或者平面堆放区都会设置好
3.6RFID仓储管理系统
3.6.1仓储管理系统（WMS）
是一个实时的计算机软件系统，它能够按照运作的业务规则和运算法则（algorithms），对信息、资源、行为、存货和分销运作进行更完美地管理，使其最大化满足有效产出和精确性的要求。
这里所称的“仓储”包括生产和供应领域中各种类型的储存仓库和配送中心，当然包括普通仓库,物流仓库以及货代仓库。
其基本有以下模块：
收货处理、上架管理、拣货作业、月台管理、补货管理、库内作业、越库操作、循环盘点、RF操作、加工管理、矩阵式收费。
爱创RF-WMS针对企业仓库或配送中心而设计的，为仓库和配送中心更快、更准确、更精细的管理提供系统支持。
RF-WMS是爱创公司结合自己多年物流行业经验、通过BARCODE等自动识别技术和RF无线射频技术进一步完善的WMS系统，该系统可以在各类企业的仓库、物流、第三方物流及制造部门中运行。
同时提供和上层系统（ERP、EAM等等）和下位系统（WCS）的无缝集成。
虽然RFID技术还没有在仓储管理中普及，但是其能够给仓储管理带来的无限价值是不可估量的，在整个物流体系中所起到的作用也是业界人士所公认的，利用RFID技术能够更加科学化的管理现代仓储物流。
3.6.2物流中心入库流程分析
现有入库流程：
◆入库计划录入：
将即将送入仓库的所有货物的信息，包括数量、标尺、规格、生产商、零售商、分配信息等都记录到计算机中
◆送货车辆登记：
对进入该库区的所有车辆信息进行录入，以更加规范的模式管理车辆
◆理货：
清点货物，记录具体货物信息
◆入库：
货物移入库内存放，需要货物状态、库位管理、机械调度等；
◆完工：
货物入库作业完毕。
图二现有物流货物入库流程图
3.6.3具有RFID体统的物流仓库具体流程
仓库中安装有与计算机及计算机网络相连接的读写器，它将无时无刻的发射出人工调整的无线波段，通过安装天线在特定的区域内接受并读取与之想匹配的能读取信息的电子标签，这些电子标签附着在货物的表面，天线也安装在货物进出地，一般是在仓库的进出门口，这样很好的管理进出仓库的货物。
当有与读写器发出的无线信息想匹配的电子标签经过无线电波区域时，读写
器就会对收取到的电子标签上的信息，将货物的名称、数量、规格、重量、货物编码、接收地、发送地等信息传送到计算机及计算机网络中，由具体操作人员按照相关的信息对货物进行仓库位置的安排。
如果是立体货架，将对其安排与货物放置时间、货物本身状态进行安排等，准确、快捷、适宜的操作可以节省很
大一段时间和提供更多的空间来操作下一批货物。
图三带有RFID货物入库示意图
图四电子标签进入无线区域范围被识别过程示意图
图五标签工作机制示意图
3.6.4传统仓储操作与运用RFID形式改进比较
图六手工录入方式改进
4RFID仓储物流案例分析
上一章已经很具体的介绍了RFID的概念，RFID的工作原理及RFID在仓储物流中的工作流程等，下面为了更深刻的接触本次论文的核心点---RFID技术在仓储物流中的运用，作者将“沃尔玛分析RFID仓储物流准确性”作为一实际的案例来进行分析。
4.1沃尔玛简介
沃尔玛公司由美国零售业的传奇人物山姆·
沃尔顿先生于1962年在阿肯色州成立。
经过四十多年的发展，沃尔玛公司已经成为美国最大的私人雇主和世界上最大的连锁最大零售企业目前，沃尔玛在全球开设了7500家商场，员工总数210万人，分布在全球14个国家。
每周光临沃尔玛的顾客1.75亿人次。
沃尔玛（WAL—MART）是全球。
2001年其销售额突破2000亿美元，2007年达3788亿美元，2008年更创世界纪录实现年销售额4056亿美元，相当于全美所有百货公司之和。
今 1991年，沃尔玛年销售额突破400亿美元，成为全球大型零售企业之一。
据1994年5月美国《财富》杂志公布的全美服务行业分类排行榜，沃尔玛1993年销售额高达673．4亿美元，比上一年增长118亿多，超过了1992年排名第一位的西尔斯（Sears），雄居全美零售业榜首。
1995年沃尔玛销售额持续增长，并创造了零售业的一项世界纪录，实现年销售额936亿美元，在《财富》杂志95美国最大企业排行榜上名列第四。
事实上，沃尔玛的年销售额相当于全美所有百货公司的总和，而且至今仍保持着强劲的发展势头。
至今，沃尔玛己拥有2133家沃尔玛商店，469家山姆会员商店和248家沃尔玛购物广场，遍布美国、墨西哥、加拿大、波多黎各、巴西、阿根廷、南非、中国、印尼等处。
它在短短几十年中有如此迅猛的发展，
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