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物联网示范应用方案
RFID在标准化仓库和物流信息的示范应用
迈普通信技术股份有限公司
20XX-7-17
一、基本现状概述
1.全球RFID技术格局
美国政府是RFID应用的积极推动者，在其推动下美国在RFID标准的建立、相关软硬件技术的开发与应用领域均走在世界前列。
目前，美国、英国、德国、瑞典、瑞士、日本、南非等国家均有较为成熟且先进的RFID产品，RFID被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域，如汽车及火车交通监控、高速公路自动收费系统、停车场管理系统、物品管理、流水线生产自动化、安全出入检查、仓储管理、动物管理、车辆防盗等场合。
随着RFID技术的发展演进以及成本的迅速降低，RFID技术应用领域不断拓展，产业规模正处于高速增长期。
据F&S公司预测，20XX年，全球RFID市场将从20XX年的20亿美元猛增到100亿美元。
从全球产业格局来看，目前RFID产业主要集中在RFID技术应用比较成熟的欧美市场。
飞利浦、西门子、ST、TI等半导体厂商基本垄断了RFID芯片市场；IBM、HP、微软、SAP、Sybase、Sun等国际巨头抢占了RFID中间件、系统集成研究的有利位置；Alien、Intermec、Symbol、Transcore、Matrics、Impinj等公司则提供RFID标签、天线、读写器等产品及设备。
2.我国RFID研发与市场应用格局
在标准制定方面，国家标准委已经联合科技部、信息产业部以及上海标准化研究院等十四个部委，共同进行中国RFID标准的研究，形成《中国RFID发展技术白皮书》。
在芯片设计与制造方面，目前已经有上海华虹、上海复旦微电子、上海贝岭等企业涉足，20XX年8月，中国已经推出了超高频的芯片；在天线设计与制造方面，中国电子科技集团第五十研究所等专业院所正在专门对不同频段的天线进行研究；在读写设备方面，上海华申智能、深圳远望谷都在进行研发，已经开发出了900兆RFID超高频的读写器；在系统集成和数据管理软件平台方面，上海交通大学和AUTO-ID中国实验室已和SAP合作，正在进行电子标签中间件的开发；在应用系统开发方面，上海海鼎对RFID在商业流通领域的应用进行开发，上海通用卫星导航有限公司正在尝试将RFID运用于航空物流管理，上海国际港务正在进行RFID在集装箱管理中的应用测试。
另外，北京维深电子、江苏瑞福和江苏盛科也参与其中。
在RFID测试技术方面，科技部正在联合建设国家的电子标签测试，提供最新的RFID技术测试和应用测试，为行业应用提供示范和服务。
从刚闭幕的“20XX中国国际智能卡与RFID博览会暨第八届中国（北京）RFID与物联网国际峰会”上获悉，我国RFID市场已经呈现高速发展态势，20XX年的市场规模已达85.1亿元，仅次于美国和英国居全球第三位，比上年增长25.9%，预计今年这一数字可以达到120亿元。
RFID市场分析研究报告指出，我国RFID市场的发展前景良好，未来五年将稳步增长。
预计20XX年RFID市场总体会超过82.5亿美元,这意味着未来五年中年复合增长率为14%，市场分析预计今后，RFID开始在零售业中应用，中国RFID市场将会迎来爆炸式的增长年代。
随着应用的逐步推广，高频系统在整个电子标签（RFID）市场规模中的比例将会不断扩大。
3.RFID与现代物流
物流是RFID最大的市场应用空间，相比传统的静态门禁系统，物流的动态属性让RFID的优势充分展现，它极大的提高物流环节的效率，确保安全，并为实现零库存提供技术保障，这也是零售巨头沃尔玛极力推动RFID技术的主要原因，德国麦德龙已经在其超市中采用RFID技术来实现产品识别、反偷窃、实时库存和产品有效期控制，具体应用方向包括仓储管理、物流配送、零售管理、集装箱运输、邮政业务等。
二、项目总体需求分析说明
1.需求分析
如今的仓库作业和库存控制作业已十分复杂且多样化，仅靠人工记忆和手工录入，不但费时费力，而且容易出错，也会带来巨大损失。
目前，许多仓储管理主要是基于相应规范的手工作业及电脑半自动化管理实现的，其弊病显而易见，即需要投入大量人力进行规范物品的放置、定期整理盘点以及出入库登记等工作，这使得仓储管理问题十分繁琐，浪费大量时间。
仓储管理成本高的主要原因有以下几点:
l）仓库空间没有充分利用，造成浪费;
2）仓库作业流程时间长，导致效率地下;
3）仓库区域设置简单、不合理，对仓库作业造成影响;
4）订单信息处理薄弱，货物拣选直接根据订单进行，严重降低拣选效率，准确率低。
2.项目目标
构建智能仓储物流系统。
大幅度提高企业人员在物流作业时的效率；充分利用仓储空间；提高货物在仓储物流工程中安全系数；确保货物信息输入输出准确性。
三、项目方案设计说明
1.设计总体思想
RFID整个产业链包括了标准制定、芯片设计与制造、天线设计与制造、芯片封装、读写设备开发与生产、系统集成和数据管理软件平台以及应用系统开发等7个方面。
应用系统可主要针对后三个方面进行开发，建立完整的仓储物流管理系统。
2.网络拓扑结构
说明：
系统主要由前台RFID标签读写系统、网络系统、数据库管理系统、后台管理系统四部分组成：
前台用户通过使用RFID读写器，通过有线或无线虚拟网传输到后台系统，前端控制台经验证后导入数据库；数据库服务器接入局域网，提供数据存储功能；无线路由接入局域网供无线手持终端接入网络使用。
在货品进出仓库时，门式RFID阅读器可自动读写货品上的RFID标签信息。
3.系统功能
系统具有远距离快速识别、智能控制、高可靠性、高保密性、易操作、易扩展等特点。
可建立安全可靠的产品档案，电子标签附着在货物上，系统可借助于唯一的RFID编号跟踪每件生产线转换货物。
可方便实时查询生产线转换货物过程的相关记录信息，为质量追溯提供依据。
4.系统流程
5.系统优势
仓储物流各环节实施全过程控制管理，对货物进行货位、批次、保质期、配送等RFID电子标签管理，规范化收货、发货、补货等环节，还可以根据客户的需求制作多种合理的统计报表；RFID技术引入仓储物流管理，去掉了手工书写输入的步骤，解决库房信息陈旧滞后的弊病。
RFID技术与信息技术的结合帮助商业企业合理有效地利用仓库空间，以快速、准确、低成本的方式为客户提供最好的服务。
基于RFID自动识别技术的现代化仓库管理系统，能有效地对仓库流程和空间进行管理，实现批次管理、快速出入库和动态盘点；帮助仓库管理人员对库存物品的入库、出库、移动、盘点、配料等操作进行全面的控制和管理，有效的利用仓库存储空间，提高仓库的仓储能力，在物料的使用上实现先进先出，最终提高仓库存储空间的利用率，降低库存成本，提升市场竞争力。
四、应用方向和案例
方向：
RFID在仓储物流上的具体应用方向包括仓储管理、物流配送、零售管理、集装箱运输、邮政业务等。
案例1国纸集团使用RFID管理仓储物流赢利
国际纸业集团在其位于德州Texarkana的造纸厂使用了RFID电子标签和阅读器，这种标签和阅读器不但成功应用在纸卷上，也在其种植基地得到了应用，构成了一个网格系统。
IP在应用RFID系统后，其库存精确度上升了将近20个百分点—从80%上升到了99%;Texarkana工厂的库存周转率提高了5%，提高了产品准时交付率，并且增强了系统预测和追踪能力。
20XX年3月IP创下了装运70，000吨纸的新记录。
RFID系统还带来了更多的改进，比如解放了叉车司机和其它操作员，他们不再需要离开机器去扫描条码，而在IP嘈杂的工厂环境中，这些命令要传达到操作员耳中通常是很困难的。
20XX年，国际纸业集团以其先进的盯ID仓库管理系统赢得年度“物流管理最佳实践”金奖。
案例2为实现从物流配送中心到零售商店的运输过程控制，塔利亚集团决定投资添置RFID智能集装箱以运高效送图书。
从20XX年开始，RFID在Thalia公司开始应用，其物流和仓储供应商Rhenus公司使用了近120，000只标签。
处于流通过程中的60，000个集装箱上，每个都携带了2个符合ISO15693标准的13.56MHZ的无源标签，以确保每个集装箱都能从商店返回至仓库。
为使雇员能更容易的扫描聚丙烯材质的集装箱，每个集装箱上都装有两个标签，分别位于箱上相对的面上，内存相同的唯一的ID号码。
RFID标签封装于纸质材料中，上面以印有条码与人可读文字表示的标签的ID号。
条码用于控制和加速图书的分拣与分类流程，每年要处理的在仓库中存储的图书就达1800万本。
而当图书装在集装箱中离开仓库时、空的集装箱返回仓库时，RFID就开始发挥其作用了。
案例3沃尔玛的“新式武器”
20XX年6月19日，在美国芝加哥召开的“零售业系统展览会”上，沃尔玛宣布将采用RFID的技术以最终取代目前广泛使用的条形码，成为第一个公布正式采用该技术时间表的企业。
如果供应商们在20XX年还达不到这一要求，就可能失去为沃尔玛供货的资格，而沃尔玛的供应商大约有70％来自于中国。
能坐上零售业的头把交椅，沃尔玛的成功宝典上写满了有关搭建高效物流体系的密技，以保证竞争中的成本优势。
可以看出，所有技术无一例外地都是围绕着改善供应链与物流管理这个核心竞争能力展开的。
案例4我国铁路的车辆调度系统是应用RFID最成功的案例。
铁道部在中国铁路车号自动识别系统建设中，推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统。
在20世纪90年代中期，国内有多家研究机构参与了该项技术的研究，在多种实现方案中最终确定了RFID技术为解决“货车自动抄车号”的最佳方案。
过去，国内铁路车头的调度都是靠手工统计、手工进行，费人、费时还不够准确，造成资源极大浪费。
铁道部在采用RFID技术以后，实现了统计的实时化、自动化，降低了管理成本，提高了资源利用率。
据统计，每年的直接经济效益可以达到3亿多元。
这是国内采用RFID惟一的一个全国性网络，但是美中不足的是，这个系统目前还是封闭的，无法和其它系统相连接。
如果这个系统开放，将有利于推动整个物流行业的信息化和标准化，有利于像RFID这样的技术得到更有效地应用，有利于物流全流通的整合。
案例5密歇根州卫生保健提供商采用RFID管理库存和计费系统
密歇根州大急流城卫生保健提供商SpectrumHealth正使用基于RFID的橱柜系统跟踪其库存情况及每年植入病人血管内的数千个支架的支付情况。
该系统由CareFusion提供，叫做PyxisProcedureStation，包括4个橱柜、支架包装上的标签、集成医院库存的基于网络的软件、计费系统和病人系统。
PyxisProcedureStation是RFID技术在该公司的医疗保健库存跟踪方面的应用，称之为PyxisPerioperativeSolutions。
SpectrumHealth的库存控制分析师BobKaram说，由于半年前安装了这些橱柜，该系统将医院的库存管理精确率由原来的大约95%提高到接近100%。
此外，它减少了支架计费的遗漏几率，支架平均每个为2000美元。
Karam说，基于这一成功的经验，医院可能很快再安装一些橱柜跟踪其他高价值物品，例如心脏起搏器和除颤器。
案例6墨西哥百货商店Liverpool采用RFID标签提高效率
拥有76家店面的墨西哥连锁百货商店Liverpool正在扩大RFID贴标的计划，RFID贴标计划在20XX年底推出。
从那时起，这家零售商的超过2300家供应商将贴标的塑料箱里的产品运往Liverpool主要的分销中心，在那里EPCGen2无源超高频（UHF）的标签被读取并对运来的货物进行确认，然后将货物分配给零售商店。
现在，200家接收单次使用的纸箱货物的供应商也正在为他们的货物贴标，从而使Liverpool在分销中心可以充分利用RFID基础设施检验货物。
这家零售商估计，供应商每年可在单次使用的纸箱上使用三百万个EPCGen2RFID标签。
由于Liverpool的供应商运来的货物上贴了RFID标签，Liverpool能够从中获得很大益处，Ortega说。
分销中心现在可以每分钟处理230个箱子的单据。
通过采用RFID技术来验证从分销中心发送到Liverpool的商店的每批货物，错运的商品比例已从0.4﹪降至0.2﹪。
此外，Liverpool正在与其14个供应商把贴标的产品运到分销中心。
在分销中心，当这些箱子准备送到零售店的时候，RFID阅读器可以读取所有箱子里的单品级标签（RFID射频快报注:
也包括箱子上的标签）。
Ortega解释说，这是为确保运往零售商店的单品级贴标的商品100﹪的准确无误。
据Ortega称，单品级贴标实现了99﹪的库存精确率，此外，该公司报告称，使用RFID来清点库存比起手工清点可减少89﹪的时间。
案例7美国研究人员证实RFID可将库存准确率提高27%
随着RFID的研究越来越多，美国一个RFID研究中心也加入到RFID的研究机构当中，开始了RFID技术应用于供应链中的相关研究。
此研究中心属于美国阿肯色大学的SamM.Walton商学院的信息技术研究院（RFID射频快报注：
简称ITRI）的一部分，中心已公布了去年秋天在Bloomingdale的商店进行的为期13周的首次使用单品级标签的结果。
这项研究的作者认为，如果零售商单纯凭借其目前的库存管理系统（RFID射频快报注：
系统显示了基于应收货物量的出货量和库存量），久而久之库存的准确度会下降。
但是，当库存使用RFID计数时，准确率提高了27%。
研究人员还发现，使用RFID技术来识别和计算单个商品比使用条形码来完成相同任务平均要节省96%的时间。
最后，他们发现，使用RFID技术来确定已被盗窃的物品，有助于改善库存的准确性。
零售商投入大量资源来提高库存准确率，原因在于不准确的库存量可能导致商品缺货，进而导致无法销售或库存过剩，结果零售商需要打折来销售过剩的库存。
然而，一些研究表明，零售商的永续盘存计数（RFID射频快报注：
即在任何指定时间里零售商认为他们商店的库存数量）的不准确率超过55%。
Hardgrave说:
“在测试商店中，在计算存货发时使用条码和RFID技术能得到两者准确度的比较，并可与系统计数相比较。
而且它还说明RFID的高效率计算优于条形码。
”虽然RFID与条形码的准确度比较在这项研究中没有公开，但其他的研究已经表明RFID技术的准确率是95%到100%，而条形码的准确率是80%到85%。
案例8沙特珠宝商利用RFID改善库存管理
沙特阿拉伯珠宝商JadeJewellery，在全沙特经营着四家珠宝首饰店，同时又是欧洲珠宝、钻石首饰市场的的专业提供商，其精美的珠宝设计吸引了众多顾客。
去，JadeJewellery也曾因为内部的盗窃行为而蒙受巨大的经济损失——近100万里亚尔（约合26.7万美元）的珠宝首饰被注销，而公司却因缺乏证据无法确认盗贼的身份。
JadeJewellery店主SukainaH.Mackie女士称，自20XX年1月部署了摩托罗拉公司的RFID解决方案后，再也没有出现过内部的盗窃事件，另外，系统带来的投资回报率达到了400％。
在采用DEPCO系统公司的RFID方案之前，经常物品丢失后一两个月之后才发现。
手工盘点所有的库存通常需要2-3个工作日，浪费了公司宝贵的时间和资源。
随着新的RFID系统的投入使用，只需要大约10分钟就可以完成全部的库存清点。
Ø符文参考
应用流程示例一
本系统主要设计了两类RFID节点以及PC端控制管理软件。
如上所述，第一类节点，是安装在货车上的RFID移动节点，负责发送货车位置和货物信息;第二类节点，是安装在仓库大门上的RFID固定节点，负责接受PC机发出的查询或管理命令，查询范围内的货车及货物信息，或对货物信息进行修改;PC端的工作由控制台（服务器端）与客户端所构成，通过控制台安装的仓库管理软件通过WLAN发送指令给PC客户端并从客户端接受信息，PC客户端则起一个中转的作用，作为控制台和读卡器之间通信的中介。
综上，管理人员在控制台中即可观察到自动更新的货车和货物信息，也可以进行人工操作修改货物信息。
此系统的主要功能可以分成两部分，一是货车（或集装箱）的定位，当装载货物的车辆进入仓库一定范围内，其大致行进路径将会被跟踪并一记录;二是进出仓库物资的远程管理，通过控制台的管理系统可以记录，增加，修改并删除货车（或集装箱）内所装载的货物信息。
应用流程示例二
入库流程
（1）RFID收货：
在车辆到达后，搬运货品托盘进入仓库入库区；当货品通过入库区RFID阅读器的时候，阅读器自动从货物包装上的RFID标签信息中读取货品信息，并将所读取的信息返回给管理主机，管理主机系统检查当前货品信息及来源单号，并自动分配上架储位，将储位信息通过RFID阅读器写入每一件货品包装上的RFID中。
（2）收货单：
管理主机系统将入库的货品计数数量信息及对应单号以收货单的形式打印出来。
（3）到货确认：
仓库保管在收货单上签字后交给送货人，表示确认货已收到后。
（4）打印上架指示单：
管理主机系统将入库的货品数量信息及自动分配的上架储位以上架指示单的形式打印出来。
（5）上架作业：
仓库保管按照上架指示单上所指示的储位，把货品从入库区移动到上架储位中。
（6）入库确认：
保管员在完成上架作业后，通过手持终端确认当前入库作业已经完成。
手持终端通过无线网络将入库确认信息发送给管理主机系统。
出库流程
（1）出库指示：
仓库报关员在收到货主的出库指示信息后，通过管理主机系统对货品的拣货储位进行分配,分配规则可根据具体货品需求进行配置，如先进先出、先到期先出、后进先出，等等。
（2）拣货指示单：
管理主机将已分配的出库指示信息以拣货单的形式打印出来，打印顺序按照拣货路线进行排序。
（3）拣货作业；仓库保管员根据拣货指示单到货品储位处拣货，将待出库的货品移到出库区，完成后通过手持终端确认输入已拣货的出库单号。
（4）RFID校验：
将货品从出库区移动到装车月台，当货品通过出库区RFID阅读器的时候，阅读器自动从货物包装上的RFID标签信息中读取货品及货位信息，并将所读取的信息返回给管理主机，管理主机对系统检查当前货品信息并计数处理，并通过RFID阅读器向货品包装上的RFID标签中写入已出库的标记。
在整个托盘出库完成后，自动找寻已完成拣货的出库单中的出库货品及数量与之匹配校验，并返回校验结果信息。
（5）装车指示单：
管理主机系统校验通过后，自动打印装车指示单（一式多联）。
（6）装车确认：
在货品完成装车后，送货司机在装车单上签字，作为出库装车的依据交还仓库保管。
（7）出库确认：
在出库作业完成后，保管员通过手持终端确认当前出库作业已经完成。
手持终端通过无线网络将出库确认信息发送给管理主机系统。
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