RFID在煙草物流中的應用

     隨著流通領域的市場競爭日趨激烈，各地煙草流通企業紛紛提高管理水平，優化業務流程，注重客戶資源管理，優化企業內外部資源，增強企業的競爭力和應變能力。在這個過程中，電子信息化將成為提高煙草行業物流建設水平的必經之路，而RFID技術以其所具有的優越性必將得到廣泛應用，進而在煙草物流建設中發揮巨大的作用。  

一、煙草物流應用自動識別技術概述  

    隨著煙草行業改革和發展的不斷深入，信息系統的重新規劃與整合成為企業提高效率的重要措施之一，但多數企業的系統整合一直停留于信息系統本身。煙草行業物流建設在此次集團化進程中也面臨著巨大的挑戰，如何實現集團化物流管理，優化業務流程，提高信息化及自動化作業能力，是我們面臨的新挑戰。  

    目前，在煙草行業物流建設中，主要應用的技術是條碼技術和RFID技術。  

    1．條碼技術簡介  

    條碼是指由一組規則排列的條紋、空格及其對應字符組成的標識，用以表示一定的商品信息的符號。其中條紋為深色、空格為淺色，用于條形碼識讀設備的掃描識讀。其對應字符由一組阿拉伯數字組成，供人們直接識讀或通過鍵盤向計算機輸入數據使用。通過條碼的掃描設備，可將這種由條紋的粗細以及間隔的大小組成的碼讀入計算機中，經過譯碼，可以得到其所代表的數碼，再根據數碼得到相應的產品信息。由于條碼的外觀酷似斑馬的條紋，所以有一家研發條碼技術的公司起名為“斑馬（Zebra）”。  

    2．RFID技術簡介  

    RFID是無線射頻識別技術（Radio Frequency Identification）的簡稱，是一種通過電磁感應或電磁傳播方式，使用讀寫設備非接觸地對電子標簽進行寫入或讀取ID信息的技術。RFID技術與條碼的不同之處首先在于RFID技術不是利用條碼那種光學的方法對標簽進行識讀，而是通過電波的方式對標簽進行非接觸式的雙向數據通信的新型自動識別技術。它就像手機通信一樣是以問答形式進行的，所以可以在不需要直射和反射光的環境下對標簽的內容進行查詢甚至改寫，并且可以同時與多個標簽進行“對話”。RFID技術不僅具有非接觸性、穿透能力強、識讀距離遠、環境適應性好、可多標簽同時識讀的特點，而且信息存儲量大、數據可改寫。這種技術開始得到普遍關注是網絡通信技術開始普及的20世紀90年代，與條碼技術一樣是為了進一步改善和提高零售業中的結算自動化和快速化，甚至使這個物流供應鏈的管理實現透明化的目的而受到關注的。  

    在條碼技術剛剛開始使用了20多年之后，自動識別的另一項技術——RFID技術便開始受到重視。其原因在于，在這20年中，計算機技術已從單臺發揮作用的時代發展到通過網絡實現互通互聯的時代，而且為了加強對商品的管理，生產者與零售商從以品種為單位升級到以單品為單位，商品的標簽已不再僅僅用來控制價格，而是用來控制供應鏈。電子商務的信息化水平因此邁上了新臺階，一臺電腦可以在其所管轄的局部領域內使多臺條碼掃描機同時按照事先設定好的條件進行工作。可以說，網絡的發展為整個供應鏈共享產品信息提供了條件。于是，對物品數據的掌控已經不限于單個商店的環境，從產品被生產出來開始，在運送、倉儲、銷售的整個供應鏈上都可以共享產品信息，RFID技術在整個供應鏈上開始起著至關重要的作用。我們可以理解條碼技術是基于光學和計算技術的識讀手段，而RFID技術是基于移動和網絡技術的識讀手段。另外，條碼的編碼信息量太少，而且只適用于某類產品。相比之下RFID技術的編碼信息量大，可以為每件單品編碼，例如條碼技術只能為某種雞蛋編碼，而RFID技術可以為每個雞蛋編碼。  

    既然RFID技術作為一項優于條碼的技術為現代信息社會所關注，所以要求RFID技術在應用上比條碼更方便、更快速、更準確。條碼時代可實現的性能，RFID技術不但可以實現，而且更能發揮其特點和長處。例如，條碼的數據可以實現在一臺計算機控制下的多臺掃描機共享。RFID技術要在更加廣泛的領域內共享數據，這種共享不是靠標簽自身，而是要靠網絡。條碼技術已經不是通過標簽本身傳遞信息，RFID技術就更不要靠標簽本身。盡管電子標簽可以做到容量很大，除了與條碼類似的編碼之外，甚至可以把編碼所表示的內容載入，但是，如果這樣理解和使用電子標簽的話，就使得代表商品的編碼失去了存在價值，延長了讀取電子標簽的時間，背離了使用條碼技術和RFID技術的初衷。也就是說，電子標簽可以做到大存儲量，但是切不要把這種優勢應用于物流的電子標簽上。那種所謂“前臺式”的電子標簽可以不依賴網絡，適用于身份證或是一卡通，但不適用于物流用途的電子標簽。價格高、識讀速度慢、保密性差等缺點決定了這種標簽在物流環境下不適用。  

    目前，在大量電子標簽存在并且要求讀取速度很快的條件下，人們認為RFID技術的缺點在于識讀率達不到百分之百。實際上條碼技術在這種條件下的性能更差。在同等條件下，RFID技術的識讀應該比條碼技術更加準確，RFID技術的識讀率可達到95%。對于讀取率，任何技術都不能做到絕對準確，在使用RFID技術時可以采用輔助手段或改善環境來提高識讀率，使得RFID技術更加符合實際要求。有工程實例表明，RFID技術的識讀率有可能達到99.9%以上。使用“后臺式”標簽，可以減少讀取電子標簽傳送數據的時間和誤差，并提高識讀率。  

    網絡的建設和運行是一件比提高識讀率更為簡單的工作，這是因為網絡對數字的傳送比電子標簽與讀頭之間的無線通信要安定得多的緣故。只要電子標簽的ID得到準確識讀，剩下的工作就簡單得多。網絡是RFID技術的生命線，沒有網絡，RFID技術不可能發揮它相對于其他ID識別技術的優勢。  

    3．EPC技術簡介  

    EPC（Electronic Product Code）技術是由EPC編碼、RFID空中接口協議以及利用網絡傳遞編碼及存儲和檢索相關產品信息的一項現代技術。其中編碼體系是新一代的編碼標準，它是全球統一標識系統的延伸和拓展，是全球統一標識系統的重要組成部分，也是EPC系統的核心與關鍵。前面我們提到為了加強對商品的管理，生產者與零售商從以品種為單位升級到以單品為單位，這種升級的條件就是EPC技術提供的物品編碼具有條碼不曾有的巨大數據空間以及電子標簽對這種編碼的存儲能力。  

    RFID技術是一種獲取物品編碼的手段，是通過應答器（電子標簽）和讀寫器的信息互換得到的，而網絡則為這些信息的存儲、傳遞和檢索提供了手段。RFID技術是60年以前就開發出的技術，但直到網絡技術開始普及的上個世紀90年代才得到廣泛關注，原因就在于網絡激活了RFID技術，或者說網絡給予RFID技術以新的生命力。所以在有些領域，諸如在煙草行業物流領域，如果單純利用RFID技術的信息采集手段，而不利用網絡——數據庫——中間件這樣的數據分析、傳送、檢索手段，將使RFID技術的應用價值大打折扣。因此，以RFID技術和網絡為基礎的EPC技術才是具有現實意義的RFID技術。  

二、RFID技術在煙草物流中的應用  

    RFID技術在煙草物流中的應用從作業項目上講主要有原材料管理和運送、卷煙出廠、出入庫、在庫管理與盤點、運輸、配送。從目前的發展情況來看，最令人關注的有倉庫管理、托盤運輸管理以及供應鏈管理。  

    1．倉庫管理  

    實現RFID倉庫管理主要是為了提高貨物出入庫、存放位置及數量的統計、貨物位置檢索的自動化，以便于管理人員提高物流效率。  

    現代物流的管理是倉庫不是用來存放貨物的，而是用來中轉貨物的，出入庫的效率關乎到物流的效率。入庫時，自動識讀貨物上的電子標簽，把貨物放在指定位置上并自動存入倉庫管理用的數據庫中。出庫時，通過計算機檢索數據庫，從指定位置上取貨，并由電子標簽的信息確認貨品的種類和數量，做到準確無誤。實踐表明，無論是新型立體倉庫還是舊式平面倉庫，RFID技術都不同程度地提高了出入庫效率，減少了人工費用，降低了成本。  

    2．托盤運輸管理  

    （1）托盤運輸簡介  

    托盤是物流產業中最為基本的集裝單元，它隨著產品在生產企業、物流企業、零售企業和用戶之間流通，它與產品生產線、產品包裝、叉車、貨架、公路鐵路運輸車輛、輪船、集裝箱和倉儲設施等方面均有較為嚴格的尺寸匹配關系。因此，托盤標準是物流產業最為基礎的標準，托盤的標準化直接決定了物流標準化進程和現代物流產業的運作成本。  

    （2）RFID技術在托盤運輸中的應用  

    RFID技術可以在托盤的下述作業環節中得到應用：成品貨箱入庫、倉儲環節進行托盤貨箱變更或零散貨箱拼裝、托盤出庫、配送中心接收。RFID電子標簽設置在托盤上，通過讀寫裝置便可以獲得托盤以及載貨的信息，節省了人力，提高了出入庫和裝卸效率，降低了人為誤差。  

    3．供應鏈管理  

    到目前為止，RFID技術在某些局部范圍內得到應用，并有了一定的成功經驗，但是在整個供應鏈管理（SCM）上尚沒有多少成功的案例。  

    在任何一個生產直至銷售的過程中，高效的供應鏈管理是提高效率與降低成本的重要因素。供應鏈管理的關鍵是能夠依靠ERP系統提供的信息，對整個供應鏈商品有整體的可見性。但是，整體可見性依賴于良好、準確的數據。除了近幾年開始普及的RFID技術之外，還有很多標簽信息的捕獲方法。從自動化條形碼掃描或手持式條形碼掃描，到光學字符識別(OCR)和手寫碼。而RFID技術，首先是一種符合自動數據捕捉的方法。一個RFID標記符，就像是一串電報字符，對光線等自然、氣候條件幾乎沒有需求，它可以在移動狀態下更新和傳輸數據。  

    卷煙從離開生產線時起就根據需要在煙盒、煙條、煙箱或煙垛上設置電子標簽，并將與該單位產品的相應數據對標簽的編碼進行賦值。這以后的出廠、運輸、入庫、在庫管理、出庫、配送、銷售等整個過程都要使用這個電子標簽，并隨時通過網絡檢索產品信息進行商品管理。另外，利用RFID技術可以在商店里及時掌握存貨和銷售信息，并及時通過訂貨中心將缺貨信息反饋給工廠，工廠可以根據需求進行生產，迅速彌補商店的不足。因此這種應用了RFID技術和網絡技術的供應鏈管理是一種透明的管理，是條碼技術或其他技術遠遠不能比擬的。  

    總之，RFID技術在供應鏈管理當中具有很大的優勢和發展空間，它消除了貨箱里或托盤上卷煙成品的混淆現象；保證將正確的產品送達正確的地點；實現了自動分揀操作，免除了人工操作；可以做到產品資料的全線跟蹤，使產品供求更為合理、迅速。  

三、標準問題  

    1．RFID技術標準  

    我們知道，在煙草行業中，RFID技術的應用主要是“物流”和“防偽”，這兩方面所適用的電子標簽的頻率分別為高頻（HF）和超高頻（UHF）。對于HF，目前從執行情況而言，國際標準ISO/IEC14443使用較為普遍。而在UHF上，標準甚多，不好統一。在UHF上，世界上主要有EPCglobal、ISO/IEC、AMIglobal、UID、IP-X等制定了協議或制定協議的動向。一般來說，協議的范圍較窄，約束力較小，而標準往往是在協議的基礎上綜合制定各方的意見制定出來的、為大家所接受的共同行為準則，所以其約束力強、應用范圍廣。在國際RFID標準組織紛紛推出各自標準的同時，國家標準化管理局、科技部、信息產業部等也正在籌備建立我國的RFID-UHF標準。  

    UHF為很多國家和企業認可的標準有ISO/IEC18000-6B和ISO/IEC18000-6C。前者是由飛利浦，后者是由EPCglobal推出并經修改和協商后納入國際標準的，這兩個標準各有優缺點。  

    ISO18000-6B標準定位于通用標準，應用比較成熟，產品性能相對穩定，數據格式和標準相對簡單。主要特點包括：標準成熟、產品穩定、應用廣泛；ID號全球惟一；先讀ID號，后讀數據區；1024（1k）bits或2048（2k）bits的大容量；98Bytes或216Bytes的大用戶數據區；多標簽同時讀取，最多可同時讀取數十個標簽；數據讀取速度為40kbps。符合ISO18000-6B標準的電子標簽主要適用于資產管理等領域。  

    ISO18000-6B標準的不足之處在于：近幾年發展停滯，有被6C取代的趨勢；用戶數據的軟件固化技術還不成熟，但這種情況可以通過芯片廠家將用戶數據嵌入來彌補。  

    ISO18000-6C標準的特點是：速度快，數據速率可達40kbps～640kbps；可以同時讀取的標簽數量多，理論上能讀到1000多個標簽；首先讀EPC號碼，標簽的ID號需要用讀數據的方式讀取；功能強，具有多種寫保護方式，安全性強；區域多，分為EPC區（96bits，可擴展到512bits）、ID區（64bit或8Bytes）、用戶區(224bit或28Bytes)、密碼區(32bits或4Bytes)，但有的廠商提供的標簽沒有用戶數據區，如美國Impinj公司的標簽。這種標準主要適用于物流領域中大量貨物的識別。  

    這種標準是由EPC的C1G2演變過來的，其標準具有通用性強、符合EPC規則、產品價格低、兼容性好等優點。這種標準的電子標簽定位于通用性標簽，由于眾多高科技企業的支持和改良，這種標準在環境適用性、使用壽命、實行多標簽同時讀取等方面得到不斷提高。  

    目前，國內有些地方在選用電子標簽的時候往往使用ISO18000-6B的標準。原因主要有兩個：一是ISO18000-6B的標準較早形成國際標準而得到認可。二是6C是建立在網絡基礎上的，國內很多地方的網絡尚不健全，所以在此環境下推行6C有一定的難度。  

    2．托盤標準  

    托盤標準化是物流托盤化的核心，是物流托盤化的前提和基礎，沒有托盤標準化，就不可能實現物流托盤化，也就沒有快速、高效、低成本的現代物流。  

    物流托盤化包括托盤尺寸規格標準化，托盤制造材料標準化，各種材質托盤質量標準化，托盤檢測方法及鑒定技術標準化，托盤作業標準化，托盤集裝單元化和托盤作業一貫化，托盤國內、國際共用化和托盤與物流設施、設備、運輸車輛、集裝箱等尺寸協調合理化等內容。  

    我國已成立了中國物流標準化技術委員會和中國物流與采購聯合會托盤專業委員會(以下簡稱兩會)。兩會成立后，制定了若干物流國家標準，如《數碼倉庫應用系統規范》、《物流企業分類與評價指標》等，還與國際托盤使用大國，特別是與日本、韓國進行了深入的交流與合作，為我國托盤事業發展做了大量工作。但目前兩會還沒有制訂出適用于我國的托盤國家標準，而是套用ISO／TC51制訂的國際標準。我國目前在社會上流通使用的托盤規格有幾十種，包括1100mm×1100mm、1200mm×1000mm兩種規格。  

    煙草業使用的托盤如果執行我國統一標準的話，就要改變目前業內所適用的托盤。首先就是尺寸，與托盤尺寸有關的是運貨車車廂以及煙箱的尺寸。  

    煙草行業的物流采用的是業內物流的方式。這種方式的特點是不容易發生被調包和盜竊等現象。缺點是從煙廠送往配送中心或客戶時可以做到整車，但回程時容易空車，從而產生運輸效率低下的問題。  

    在運送煙草時是否使用托盤的問題上，主要存在容積率和托盤回收的矛盾。使用托盤運輸可以大大提高進出庫效率，減少人工費用，對提高自動化程度有積極意義，但由于采用了托盤，而不是直接將煙箱裝入車廂內，將使容積率下降30%。對于近距離運輸，影響也許不大，但對于遠距離運輸則影響較大。  

    煙草行業物流建設中多將電子標簽用于托盤，并取得了階段性成功。如果因容積率的因素不使用托盤，而以煙箱為單位，則務必對煙箱進行電子標簽的管理。然而，我國尚缺少對煙箱實施電子信息管理的經驗，這也是在煙草行業實現以煙箱為單位的物流管理的難題。事實上，對煙箱和托盤的雙重管理是理想的管理方式。在這一課題面前，還要進行許多嘗試和努力。此外，將來煙草行業的物流管理單位（托盤還是煙包）也存在標準化的問題。  

四、如何提高RFID技術在煙草行業的應用水平  

    對于如何提高我國煙草行業的物流水平，在把RFID技術應用于煙草物流時，還存在以下亟需解決的問題：  

    1．RFID技術在煙草行業現代物流建設中有著廣闊的應用前景。由于這還是一個新課題，所以要加強領導對RFID技術的重視，并且要對操作人員進行技術培訓，提高操作人員的認識水平和技能水平。  

    2．RFID技術是在網絡社會中對物品信息進行采集的手段，所以與其通過對物品所有信息直接進行采集并存儲在電子標簽內，不如只將煙箱或托盤的編碼信息存在電子標簽內，再通過網絡進行檢索。所以，要加強我國各地區的網絡建設，為RFID技術的高效利用營造良好的環境。  

    3．在RFID、托盤、物流的各項標準上盡量采用國際和國家標準，盡量避免行業內的標準。  

    4．開始應用RFID技術的單位要避免標準和技術陷阱，不要進入誤區，以免造成人力和財力的浪費。  

    5．在閉環試驗取得成功之后，要積極推行開環使用，打通供應鏈上下游之間的各個環節，最終實現RFID技術在互聯網的應用。  

    6．要強化成本和環境意識，堅持科學發展觀，實現可持續發展。