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物联网示范应用方案
RFID在原则化仓库和物流信息示范应用

迈普通信技术股份有限公司
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一、基本现状概述
1.全球RFID技术格局
美国政府是RFID应用积极推动者，在其推动下美国在RFID原则建立、有关软硬件技术开发与应用领域均走在世界前列。当前，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RFID产品，RFID被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运送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技术发展演进以及成本迅速减少，RFID技术应用领域不断拓展，产业规模正处在高速增长期。据F&S公司预测，，全球RFID市场将从20亿美元猛增到100亿美元。 
    从全球产业格局来看，当前RFID产业重要集中在RFID技术应用比较成熟欧美市场。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.国内RFID研发与市场应用格局
在原则制定方面，国标委已经联合科技部、信息产业部以及上海原则化研究院等十四个部委，共同进行中华人民共和国RFID原则研究，形成《中华人民共和国RFID发展技术白皮书》。在芯片设计与制造方面，当前已有上海华虹、上海复旦微电子、上海贝岭等公司涉足，8月，中华人民共和国已经推出了超高频芯片；在天线设计与制造方面，中华人民共和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中华人民共和国实验室已和SAP合伙，正在进行电子标签中间件开发；在应用系统开发方面，上海海鼎对RFID在商业流通领域应用进行开发，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在集装箱管理中应用测试。此外，北京维深电子、江苏瑞福和江苏盛科也参加其中。在RFID测试技术方面，科技部正在联合建设国家电子标签测试，提供最新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“中华人民共和国国际智能卡与RFID博览会暨第八届中华人民共和国(北京)RFID与物联网国际峰会”上获悉，国内RFID市场已经呈现高速发展态势，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%，预测今年这一数字可以达到120亿元。
RFID市场分析研究报告指出，国内RFID市场发展前景良好，将来五年将稳步增长。预测RFID市场总体会超过82.5亿美元，这意味着将来五年中年复合增长率为14%，市场分析预测此后，RFID开始在零售业中应用，中华人民共和国RFID市场将会迎来爆炸式增长年代。随着应用逐渐推广，高频系统在整个电子标签(RFID)市场规模中比例将会不断扩大。
3.RFID与当代物流
物流是RFID最大市场应用空间，相比老式静态门禁系统，物流动态属性让RFID优势充分呈现，它极大提高物流环节效率，保证安全，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技术重要因素，德国麦德龙已经在其超市中采用RFID技术来实现产品辨认、反盗窃、实时库存和产品有效期控制，详细应用方向涉及仓储管理、物流配送、零售管理、集装箱运送、邮政业务等。
二、项目总体需求分析阐明
1. 需求分析
如今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，并且容易出错，也会带来巨大损失。当前，许多仓储管理重要是基于相应规范手工作业及电脑半自动化管理实现，其弊病显而易见，即需要投入大量人力进行规范物品放置、定期整顿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，挥霍大量时间。
仓储管理成本高重要因素有如下几点:
l)仓库空间没有充分运用，导致挥霍;
2)仓库作业流程时间长，导致效率地下;
3)仓库区域设立简朴、不合理，对仓库作业导致影响;
4)订单信息解决薄弱，货品拣选直接依照订单进行，严重减少拣选效率，精确率低。
2.项目目的
构建智能仓储物流系统。大幅度提高公司人员在物流作业时效率；充分运用仓储空间；提高货品在仓储物流工程中安全系数；保证货品信息输入输出精确性。
三、项目方案设计阐明
1.设计总体思想
RFID整个产业链涉及了原则制定、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。应用系统可重要针对后三个方面进行开发，建立完整仓储物流管理系统。
2. 网络拓扑构造

阐明：系统重要由前台RFID标签读写系统、网络系统、数据库管理系统、后台管理系统四某些构成：前台顾客通过使用RFID读写器，通过有线或无线虚拟网传播到后台系统，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RFID标签信息。
3.系统功能
系统具备远距离迅速辨认、智能控制、高可靠性、高保密性、易操作、易扩展等特点。可建立安全可靠产品档案，电子标签附着在货品上，系统可借助于唯一RFID编号跟踪每件生产线转换货品。可以便实时查询生产线转换货品过程有关记录信息，为质量追溯提供根据。
4.系统流程

5.系统优势
仓储物流各环节实行全过程控制管理，对货品进行货位、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，还可以依照客户需求制作各种合理记录报表；RFID技术引入仓储物流管理，去掉了手工书写输入环节，解决库房信息陈旧滞后弊病。RFID 技术与信息技术结合协助商业公司合理有效地运用仓库空间，以迅速、精确、低成本方式为客户提供最佳服务。
基于RFID 自动辨认技术当代化仓库管理系统，能有效地对仓库流程和空间进行管理，实现批次管理、迅速出入库和动态盘点；协助仓库管理人员对库存物品入库、出库、移动、盘点、配料等操作进行全面控制和管理，有效运用仓库存储空间，提高仓库仓储能力，在物料使用上实现先进先出，最后提高仓库存储空间运用率，减少库存成本，提高市场竞争力。
四、应用方向和案例
方向：RFID在仓储物流上详细应用方向涉及仓储管理、物流配送、零售管理、集装箱运送、邮政业务等。
案例1 国纸集团使用RFID管理仓储物流获利
国际纸业集团在其位于德州Texarkana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，构成了一种网格系统。IP在应用RFID系统后，其库存精准度上升了将近20个百分点—从80%上升到了99%;Texarkana工厂库存周转率提高了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。3月IP创下了装运70，000吨纸新记录。RFID系统还带来了更多改进，例如解放了叉车司机和其他操作员，她们不再需要离开机器去扫描条码，而在IP嘈杂工厂环境中，这些命令要传达到操作员耳中普通是很困难。，国际纸业集团以其先进盯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运送过程控制，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。处在流通过程中60，000个集装箱上，每个都携带了2个符合ISO15693原则13.56MHZ无源标签，以保证每个集装箱都能从商店返回至仓库。为使雇员能更容易扫描聚丙烯材质集装箱，每个集装箱上都装有两个标签，分别位于箱上相对面上，内存相似唯一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达标签ID号。
条码用于控制和加速图书分拣与分类流程，每年要解决在仓库中存储图书就达1800万本。而当图书装在集装箱中离开仓库时、空集装箱返回仓库时，RFID就开始发挥其作用了。
案例3 沃尔玛“新式武器”
　　6月19日，在美国芝加哥召开“零售业系统展览会”上，沃尔玛宣布将采用RFID技术以最后取代当前广泛使用条形码，成为第一种发布正式采用该技术时间表公司。如果供应商们在还达不到这一规定，就也许失去为沃尔玛供货资格，而沃尔玛供应商大概有70％来自于中华人民共和国。
　　能坐上零售业头把交椅，沃尔玛成功宝典上写满了关于搭建高效物流体系密技，以保证竞争中成本优势。可以看出，所有技术无一例外地都是环绕着改进供应链与物流管理这个核心竞争能力展开。
案例4 国内铁路车辆调度系统是应用RFID最成功案例。铁道部在中华人民共和国铁路车号自动辨认系统建设中，推出了完全拥有自主知识产权远距离自动辨认系统。
　　在20世纪90年代中期，国内有多家研究机构参加了该项技术研究，在各种实现方案中最后拟定了RFID技术为解决“货车自动抄车号”最佳方案。
　　过去，国内铁路车头调度都是靠手工记录、手工进行，费人、费时还不够精确，导致资源极大挥霍。
　　铁道部在采用RFID技术后来，实现了记录实时化、自动化，减少了管理成本，提高了资源运用率。据记录，每年直接经济效益可以达到3亿多元。
　　这是国内采用RFID惟一一种全国性网络，但是美中局限性是，这个系统当前还是封闭，无法和其他系统相连接。如果这个系统开放，将有助于推动整个物流行业信息化和原则化，有助于像RFID这样技术得到更有效地应用，有助于物流全流通整合。
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Spectrum Health正使用基于RFID橱柜系统跟踪其库存状况及每年植入病人血管内数千个支架支付状况。该系统由CareFusion提供，叫做Pyxis ProcedureStation，涉及4个橱柜、支架包装上标签、集成医院库存基于网络软件、计费系统和病人系统。Pyxis ProcedureStation是RFID技术在该公司医疗保健库存跟踪方面应用，称之为Pyxis Perioperative Solutions。
Spectrum Health库存控制分析师Bob Karam说，由于半年前安装了这些橱柜，该系统将医院库存管理精准率由本来大概95%提高到接近100%。此外，它减少了支架计费漏掉几率，支架平均每个为美元。Karam说，基于这一成功经验，医院也许不久再安装某些橱柜跟踪其她高价值物品，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家店面墨西哥连锁百货商店Liverpool正在扩大RFID贴标筹划，RFID贴标筹划在底推出。从那时起，这家零售商超过2300家供应商将贴标塑料箱里产品运往Liverpool重要分销中心，在那里EPC Gen 2 无源超高频 (UHF)标签被读取并对运来货品进行确认，然后将货品分派给零售商店。当前，200家接受单次使用纸箱货品供应商也正在为她们货品贴标，从而使Liverpool在分销中心可以充分运用RFID基本设施检查货品。这家零售商预计，供应商每年可在单次使用纸箱上使用三百万个EPC Gen 2 RFID标签。
由于Liverpool供应商运来货品上贴了RFID标签， Liverpool可以从中获得很大益处， Ortega说。 分销中心当前可以每分钟解决230个箱子单据。通过采用RFID技术来验证从分销中心发送到Liverpool商店每批货品，错运商品比例已从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时候，RFID阅读器可以读取所有箱子里单品级标签（RFID射频快报注：也涉及箱子上标签）。Ortega解释说，这是为保证运往零售商店单品级贴标商品100﹪精确无误。
据Ortega称，单品级贴标实现了99﹪库存精准率，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﹪时间。
案例7 美国研究人员证明RFID可将库存精确率提高27%
随着RFID研究越来越多，美国一种RFID研究中心也加入到RFID研究机构当中，开始了RFID技术应用于供应链中有关研究。此研究中心属于美国阿肯色大学Sam M. Walton商学院信息技术研究院（RFID射频快报注：简称ITRI）一某些，中心已发布了去年秋天在Bloomingdale商店进行为期13周初次使用单品级标签成果。 这项研究作者以为，如果零售商单纯凭借其当前库存管理系统（RFID射频快报注：系统显示了基于应收货品量出货量和库存量），久而久之库存精确度会下降。 但是，当库存使用RFID计数时，精确率提高了27%。 研究人员还发现，使用RFID技术来辨认和计算单个商品比使用条形码来完毕相似任务平均要节约96%时间。 最后，她们发现，使用RFID技术来拟定已被盗窃物品，有助于改进库存精确性。
零售商投入大量资源来提高库存精确率，因素在于不精确库存量也许导致商品缺货，进而导致无法销售或库存过剩，成果零售商需要打折来销售过剩库存。 然而，某些研究表白，零售商永续盘存计数（RFID射频快报注：即在任何指定期间里零售商以为她们商店库存数量）不精确率超过55%。
Hardgrave说:“在测试商店中，在计算存货发时使用条码和RFID技术能得到两者精确度比较，并可与系记录数相比较。并且它还阐明RFID高效率计算优于条形码。”虽然RFID与条形码精确度比较在这项研究中没有公开，但其她研究已经表白RFID技术精确率是95%到100%，而条形码精确率是80%到85%。
案例8 沙特珠宝商运用RFID改进库存管理
沙特阿拉伯珠宝商Jade Jewellery，在全沙特经营着四家珠宝首饰店，同步又是欧洲珠宝、钻石首饰市场专业提供商，其精美珠宝设计吸引了众多顾客。
去，Jade Jewellery也曾由于内部盗窃行为而蒙受巨大经济损失——近100万里亚尔（约合26.7万美元）珠宝首饰被注销，而公司却因缺少证据无法确认盗贼身份。
Jade Jewellery店主Sukaina H. Mackie女士称，自1月布置了摩托罗拉公司RFID解决方案后，再也没有浮现过内部盗窃事件，此外，系统带来投资回报率达到了400％。在采用DEPCO系统公司RFID方案之前，经常物品丢失后一两个月之后才发现。手工盘点所有库存普通需要2-3个工作日，挥霍了公司宝贵时间和资源。随着新RFID系统投入使用，只需要大概10分钟就可以完毕所有库存清点。
Ø 符文参照
应用流程示例一

本系统重要设计了两类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RFID移动节点，负责发送货车位置和货品信息;第二类节点，是安装在仓库大门上RFID固定节点，负责接受PC机发出查询或管理命令，查询范畴内货车及货品信息，或对货品信息进行修改;PC端工作由控制台(服务器端)与客户端所构成，通过控制台安装仓库管理软件通过WLAN发送指令给PC客户端并从客户端接受信息，PC客户端则起一种中转作用，作为控制台和读卡器之间通信中介。综上，管理人员在控制台中即可观测到自动更新货车和货品信息，也可以进行人工操作修改货品信息。
此系统重要功能可以提成两某些，一是货车(或集装箱)定位，当装载货品车辆进入仓库一定范畴内，其大体行进途径将会被跟踪并一记录;二是进出仓库物资远程管理，通过控制台管理系统可以记录，增长，修改并删除货车(或集装箱)内所装载货品信息。
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 阅读器时候， 阅读器自动从货品包装上RFID 标签信息中读取货品信息， 并将所读取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， 并自动分派上架储位， 将储位信息通过RFID 阅读器写入每一件货品包装上RFID 中。
（2） 收货单： 管理主机系统将入库货品计数数量信息及相应单号以收货单形式打印出来。
（3） 到货确认： 仓库保管在收货单上签字后交给送货人， 表达确认货已收到后。
（4） 打印上架批示单： 管理主机系统将入库货品数量信息及自动分派上架储位以上架批示单形式打印出来。
（5） 上架作业： 仓库保管按照上架批示单上所批示储位， 把货品从入库区移动到上架储位中。
（6） 入库确认： 保管员在完毕上架作业后， 通过手持终端确认当前入库作业已经完毕。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） 出库批示： 仓库报关员在收到货主出库批示信息后， 通过管理主机系统对货品拣货储位进行分派,分派规则可依照详细货品需求进行配备， 如先进先出、先到期先出、后进先出， 等等。
（2） 拣货批示单： 管理主机将已分派出库批示信息以拣货单形式打印出来， 打印顺序按照拣货路线进行排序。
（3） 拣货作业； 仓库保管员依照拣货批示单到货品储位处拣货， 将待出库货品移到出库区， 完毕后通过手持终端确认输入已拣货出库单号。
（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 阅读器时候， 阅读器自动从货品包装上RFID 标签信息中读取货品及货位信息， 并将所读取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解决， 并通过RFID 阅读器向货品包装上RFID 标签中写入已出库标记。在整个托盘出库完毕后， 自动找寻已完毕拣货出库单中出库货品及数量与之匹配校验， 并返回校验成果信息。
（5） 装车批示单： 管理主机系统校验通过后， 自动打印装车批示单（一式多联）。
（6） 装车确认： 在货品完毕装车后， 送货司机在装车单上签字， 作为出库装车根据交还仓库保管。
（7） 出库确认： 在出库作业完毕后， 保管员通过手持终端确认当前出库作业已经完毕。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。