物聯(lián)網示范應用方案(終稿)

1、物聯(lián)網示范應用方案RFID在標準化倉庫和物流信息的示范應用邁普通信技術股份有限公司2010-7-17一、基本現(xiàn)狀概述1.全球RFID技術格局美國政府是RFID應用的積極推動者，在其推動下美國在RFID標準的建立、相關軟硬件技術的開發(fā)與應用領域均走在世界前列。目前，美國、英國、德國、瑞典、瑞士、日本、南非等國家均有較為成熟且先進的RFID產品，RFID被廣泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領域，如汽車及火車交通監(jiān)控、高速公路自動收費系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)、物品管理、流水線生產自動化、安全出入檢查、倉儲管理、動物管理、車輛防盜等場合。隨著RFID技術的發(fā)展演進以及成本的迅速降低，

2、RFID技術應用領域不斷拓展，產業(yè)規(guī)模正處于高速增長期。據(jù)F&S公司預測，2009年，全球RFID市場將從2003年的20億美元猛增到100億美元。      從全球產業(yè)格局來看，目前RFID產業(yè)主要集中在RFID技術應用比較成熟的歐美市場。飛利浦、西門子、ST、TI等半導體廠商基本壟斷了RFID芯片市場；IBM、HP、微軟、SAP、Sybase、Sun等國際巨頭搶占了RFID中間件、系統(tǒng)集成研究的有利位置；Alien、Intermec、Symbol、Transcore、Matrics、Impinj等公司則提供RFID標簽、天線、讀寫器

3、等產品及設備。2.我國RFID研發(fā)與市場應用格局在標準制定方面，國家標準委已經聯(lián)合科技部、信息產業(yè)部以及上海標準化研究院等十四個部委，共同進行中國RFID標準的研究，形成中國RFID發(fā)展技術白皮書。在芯片設計與制造方面，目前已經有上海華虹、上海復旦微電子、上海貝嶺等企業(yè)涉足，2004年8月，中國已經推出了超高頻的芯片；在天線設計與制造方面，中國電子科技集團第五十研究所等專業(yè)院所正在專門對不同頻段的天線進行研究；在讀寫設備方面，上海華申智能、深圳遠望谷都在進行研發(fā)，已經開發(fā)出了900兆RFID超高頻的讀寫器；在系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)管理軟件平臺方面，上海交通大學和AUTO-ID中國實驗室已和SAP合作，

4、正在進行電子標簽中間件的開發(fā)；在應用系統(tǒng)開發(fā)方面，上海海鼎對RFID在商業(yè)流通領域的應用進行開發(fā)，上海通用衛(wèi)星導航有限公司正在嘗試將RFID運用于航空物流管理，上海國際港務正在進行RFID在集裝箱管理中的應用測試。另外，北京維深電子、江蘇瑞福和江蘇盛科也參與其中。在RFID測試技術方面，科技部正在聯(lián)合建設國家的電子標簽測試，提供最新的RFID技術測試和應用測試，為行業(yè)應用提供示范和服務。從剛閉幕的“2010中國國際智能卡與RFID博覽會暨第八屆中國(北京)RFID與物聯(lián)網國際峰會”上獲悉，我國RFID市場已經呈現(xiàn)高速發(fā)展態(tài)勢，2009年的市場規(guī)模已達85.1億元，僅次于美國和英國居全球第三位，

5、比上年增長25.9%，預計今年這一數(shù)字可以達到120億元。RFID市場分析研究報告指出，我國RFID市場的發(fā)展前景良好，未來五年將穩(wěn)步增長。預計2014年RFID市場總體會超過82.5億美元, 這意味著未來五年中年復合增長率為14%，市場分析預計今后，RFID開始在零售業(yè)中應用，中國RFID市場將會迎來爆炸式的增長年代。隨著應用的逐步推廣，高頻系統(tǒng)在整個電子標簽(RFID)市場規(guī)模中的比例將會不斷擴大。3.RFID與現(xiàn)代物流物流是RFID最大的市場應用空間，相比傳統(tǒng)的靜態(tài)門禁系統(tǒng)，物流的動態(tài)屬性讓RFID的優(yōu)勢充分展現(xiàn)，它極大的提高物流環(huán)節(jié)的效率，確保安全，并為實現(xiàn)零庫存提供技術保障，這也是零

6、售巨頭沃爾瑪極力推動RFID技術的主要原因，德國麥德龍已經在其超市中采用RFID技術來實現(xiàn)產品識別、反偷竊、實時庫存和產品有效期控制，具體應用方向包括倉儲管理、物流配送、零售管理、集裝箱運輸、郵政業(yè)務等。二、項目總體需求分析說明1. 需求分析如今的倉庫作業(yè)和庫存控制作業(yè)已十分復雜且多樣化，僅靠人工記憶和手工錄入，不但費時費力，而且容易出錯，也會帶來巨大損失。目前，許多倉儲管理主要是基于相應規(guī)范的手工作業(yè)及電腦半自動化管理實現(xiàn)的，其弊病顯而易見，即需要投入大量人力進行規(guī)范物品的放置、定期整理盤點以及出入庫登記等工作，這使得倉儲管理問題十分繁瑣，浪費大量時間。倉儲管理成本高的主要原因有以下幾點:l

7、)倉庫空間沒有充分利用，造成浪費;2)倉庫作業(yè)流程時間長，導致效率地下;3)倉庫區(qū)域設置簡單、不合理，對倉庫作業(yè)造成影響;4)訂單信息處理薄弱，貨物揀選直接根據(jù)訂單進行，嚴重降低揀選效率，準確率低。2.項目目標構建智能倉儲物流系統(tǒng)。大幅度提高企業(yè)人員在物流作業(yè)時的效率；充分利用倉儲空間；提高貨物在倉儲物流工程中安全系數(shù)；確保貨物信息輸入輸出準確性。三、項目方案設計說明1.設計總體思想RFID整個產業(yè)鏈包括了標準制定、芯片設計與制造、天線設計與制造、芯片封裝、讀寫設備開發(fā)與生產、系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)管理軟件平臺以及應用系統(tǒng)開發(fā)等7個方面。應用系統(tǒng)可主要針對后三個方面進行開發(fā)，建立完整的倉儲物流管理系統(tǒng)

8、。2. 網絡拓撲結構說明：系統(tǒng)主要由前臺RFID標簽讀寫系統(tǒng)、網絡系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、后臺管理系統(tǒng)四部分組成：前臺用戶通過使用RFID讀寫器，通過有線或無線虛擬網傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)，前端控制臺經驗證后導入數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)庫服務器接入局域網， 提供數(shù)據(jù)存儲功能； 無線路由接入局域網供無線手持終端接入網絡使用。在貨品進出倉庫時，門式RFID閱讀器可自動讀寫貨品上的RFID標簽信息。3.系統(tǒng)功能系統(tǒng)具有遠距離快速識別、智能控制、高可靠性、高保密性、易操作、易擴展等特點?？山踩煽康漠a品檔案，電子標簽附著在貨物上，系統(tǒng)可借助于唯一的RFID編號跟蹤每件生產線轉換貨物?？煞奖銓崟r查詢生產線轉換貨物過程的相

9、關記錄信息，為質量追溯提供依據(jù)。4.系統(tǒng)流程5.系統(tǒng)優(yōu)勢倉儲物流各環(huán)節(jié)實施全過程控制管理，對貨物進行貨位、批次、保質期、配送等RFID電子標簽管理，規(guī)范化收貨、發(fā)貨、補貨等環(huán)節(jié)，還可以根據(jù)客戶的需求制作多種合理的統(tǒng)計報表；RFID技術引入倉儲物流管理，去掉了手工書寫輸入的步驟，解決庫房信息陳舊滯后的弊病。RFID 技術與信息技術的結合幫助商業(yè)企業(yè)合理有效地利用倉庫空間，以快速、準確、低成本的方式為客戶提供最好的服務?；赗FID 自動識別技術的現(xiàn)代化倉庫管理系統(tǒng)，能有效地對倉庫流程和空間進行管理，實現(xiàn)批次管理、快速出入庫和動態(tài)盤點；幫助倉庫管理人員對庫存物品的入庫、出庫、移動、盤點、配料等操作

10、進行全面的控制和管理，有效的利用倉庫存儲空間，提高倉庫的倉儲能力，在物料的使用上實現(xiàn)先進先出，最終提高倉庫存儲空間的利用率，降低庫存成本，提升市場競爭力。四、應用方向和案例方向：RFID在倉儲物流上的具體應用方向包括倉儲管理、物流配送、零售管理、集裝箱運輸、郵政業(yè)務等。案例1 國紙集團使用RFID管理倉儲物流贏利國際紙業(yè)集團在其位于德州Texarkana的造紙廠使用了RFID電子標簽和閱讀器，這種標簽和閱讀器不但成功應用在紙卷上，也在其種植基地得到了應用，構成了一個網格系統(tǒng)。IP在應用RFID系統(tǒng)后，其庫存精確度上升了將近20個百分點從80%上升到了99%;Texarkana工廠的庫存周轉率提

11、高了5%，提高了產品準時交付率，并且增強了系統(tǒng)預測和追蹤能力。2004年3月IP創(chuàng)下了裝運70，000噸紙的新記錄。RFID系統(tǒng)還帶來了更多的改進，比如解放了叉車司機和其它操作員，他們不再需要離開機器去掃描條碼，而在IP嘈雜的工廠環(huán)境中，這些命令要傳達到操作員耳中通常是很困難的。2004年，國際紙業(yè)集團以其先進的盯ID倉庫管理系統(tǒng)贏得年度“物流管理最佳實踐”金獎。案例2 為實現(xiàn)從物流配送中心到零售商店的運輸過程控制，塔利亞集團決定投資添置RFID智能集裝箱以運高效送圖書。從2004年開始，RFID在Thalia公司開始應用，其物流和倉儲供應商Rhenus公司使用了近120，000只標簽。處于流

12、通過程中的60，000個集裝箱上，每個都攜帶了2個符合ISO15693標準的13.56MHZ的無源標簽，以確保每個集裝箱都能從商店返回至倉庫。為使雇員能更容易的掃描聚丙烯材質的集裝箱，每個集裝箱上都裝有兩個標簽，分別位于箱上相對的面上，內存相同的唯一的ID號碼。RFID標簽封裝于紙質材料中，上面以印有條碼與人可讀文字表示的標簽的ID號。條碼用于控制和加速圖書的分揀與分類流程，每年要處理的在倉庫中存儲的圖書就達1800萬本。而當圖書裝在集裝箱中離開倉庫時、空的集裝箱返回倉庫時，RFID就開始發(fā)揮其作用了。案例3 沃爾瑪?shù)摹靶率轿淦鳌?003年6月19日，在美國芝加哥召開的“零售業(yè)系統(tǒng)展覽會”上，

13、沃爾瑪宣布將采用RFID的技術以最終取代目前廣泛使用的條形碼，成為第一個公布正式采用該技術時間表的企業(yè)。如果供應商們在2008年還達不到這一要求，就可能失去為沃爾瑪供貨的資格，而沃爾瑪?shù)墓檀蠹s有70來自于中國。能坐上零售業(yè)的頭把交椅，沃爾瑪?shù)某晒毜渖蠈憹M了有關搭建高效物流體系的密技，以保證競爭中的成本優(yōu)勢?？梢钥闯?，所有技術無一例外地都是圍繞著改善供應鏈與物流管理這個核心競爭能力展開的。案例4 我國鐵路的車輛調度系統(tǒng)是應用RFID最成功的案例。鐵道部在中國鐵路車號自動識別系統(tǒng)建設中，推出了完全擁有自主知識產權的遠距離自動識別系統(tǒng)。在20世紀90年代中期，國內有多家研究機構參與了該項技術的

14、研究，在多種實現(xiàn)方案中最終確定了RFID技術為解決“貨車自動抄車號”的最佳方案。過去，國內鐵路車頭的調度都是靠手工統(tǒng)計、手工進行，費人、費時還不夠準確，造成資源極大浪費。鐵道部在采用RFID技術以后，實現(xiàn)了統(tǒng)計的實時化、自動化，降低了管理成本，提高了資源利用率。據(jù)統(tǒng)計，每年的直接經濟效益可以達到3億多元。這是國內采用RFID惟一的一個全國性網絡，但是美中不足的是，這個系統(tǒng)目前還是封閉的，無法和其它系統(tǒng)相連接。如果這個系統(tǒng)開放，將有利于推動整個物流行業(yè)的信息化和標準化，有利于像RFID這樣的技術得到更有效地應用，有利于物流全流通的整合。案例5 密歇根州衛(wèi)生保健提供商采用RFID管理庫存和計費系統(tǒng)

15、密歇根州大急流城衛(wèi)生保健提供商Spectrum Health正使用基于RFID的櫥柜系統(tǒng)跟蹤其庫存情況及每年植入病人血管內的數(shù)千個支架的支付情況。該系統(tǒng)由CareFusion提供，叫做Pyxis ProcedureStation，包括4個櫥柜、支架包裝上的標簽、集成醫(yī)院庫存的基于網絡的軟件、計費系統(tǒng)和病人系統(tǒng)。Pyxis ProcedureStation是RFID技術在該公司的醫(yī)療保健庫存跟蹤方面的應用，稱之為Pyxis Perioperative Solutions。Spectrum Health的庫存控制分析師Bob Karam說，由于半年前安裝了這些櫥柜，該系統(tǒng)將醫(yī)院的庫存管理精確率由原

16、來的大約95%提高到接近100%。此外，它減少了支架計費的遺漏幾率，支架平均每個為2000美元。Karam說，基于這一成功的經驗，醫(yī)院可能很快再安裝一些櫥柜跟蹤其他高價值物品，例如心臟起搏器和除顫器。 案例6 墨西哥百貨商店Liverpool采用RFID標簽提高效率擁有76家店面的墨西哥連鎖百貨商店Liverpool正在擴大RFID貼標的計劃，RFID貼標計劃在2007年底推出。從那時起，這家零售商的超過2300家供應商將貼標的塑料箱里的產品運往Liverpool主要的分銷中心，在那里EPC Gen 2 無源超高頻 (UHF)的標簽被讀取并對運來的貨物進行確認，然后將貨物分配給零售商店。現(xiàn)在，

17、200家接收單次使用的紙箱貨物的供應商也正在為他們的貨物貼標，從而使Liverpool在分銷中心可以充分利用RFID基礎設施檢驗貨物。這家零售商估計，供應商每年可在單次使用的紙箱上使用三百萬個EPC Gen 2 RFID標簽。由于Liverpool的供應商運來的貨物上貼了RFID標簽， Liverpool能夠從中獲得很大益處， Ortega說。 分銷中心現(xiàn)在可以每分鐘處理230個箱子的單據(jù)。通過采用RFID技術來驗證從分銷中心發(fā)送到Liverpool的商店的每批貨物，錯運的商品比例已從0. 4降至0.2。 此外，Liverpool正在與其14個供應商把貼標的產品運到分銷中心。在分銷中心，當這些

18、箱子準備送到零售店的時候，RFID閱讀器可以讀取所有箱子里的單品級標簽（RFID射頻快報注: 也包括箱子上的標簽）。Ortega解釋說，這是為確保運往零售商店的單品級貼標的商品100的準確無誤。 據(jù)Ortega稱，單品級貼標實現(xiàn)了99的庫存精確率，此外，該公司報告稱，使用RFID來清點庫存比起手工清點可減少89的時間。 案例7 美國研究人員證實RFID可將庫存準確率提高27%隨著RFID的研究越來越多，美國一個RFID研究中心也加入到RFID的研究機構當中，開始了RFID技術應用于供應鏈中的相關研究。此研究中心屬于美國阿肯色大學的Sam M. Walton商學院的信息技術研究院（RFID射頻快

19、報注：簡稱ITRI）的一部分，中心已公布了去年秋天在Bloomingdale的商店進行的為期13周的首次使用單品級標簽的結果。 這項研究的作者認為，如果零售商單純憑借其目前的庫存管理系統(tǒng)（RFID射頻快報注：系統(tǒng)顯示了基于應收貨物量的出貨量和庫存量），久而久之庫存的準確度會下降。 但是，當庫存使用RFID計數(shù)時，準確率提高了27%。 研究人員還發(fā)現(xiàn)，使用RFID技術來識別和計算單個商品比使用條形碼來完成相同任務平均要節(jié)省96%的時間。 最后，他們發(fā)現(xiàn)，使用RFID技術來確定已被盜竊的物品，有助于改善庫存的準確性。零售商投入大量資源來提高庫存準確率，原因在于不準確的庫存量可能導致商品缺貨，進而導

20、致無法銷售或庫存過剩，結果零售商需要打折來銷售過剩的庫存。 然而，一些研究表明，零售商的永續(xù)盤存計數(shù)（RFID射頻快報注：即在任何指定時間里零售商認為他們商店的庫存數(shù)量）的不準確率超過55%。 Hardgrave說:“在測試商店中，在計算存貨發(fā)時使用條碼和RFID技術能得到兩者準確度的比較，并可與系統(tǒng)計數(shù)相比較。而且它還說明RFID的高效率計算優(yōu)于條形碼?！彪m然RFID與條形碼的準確度比較在這項研究中沒有公開，但其他的研究已經表明RFID技術的準確率是95%到100%，而條形碼的準確率是80%到85%。 案例8 沙特珠寶商利用RFID改善庫存管理沙特阿拉伯珠寶商Jade Jewellery，在

21、全沙特經營著四家珠寶首飾店，同時又是歐洲珠寶、鉆石首飾市場的的專業(yè)提供商，其精美的珠寶設計吸引了眾多顧客。去，Jade Jewellery也曾因為內部的盜竊行為而蒙受巨大的經濟損失近100萬里亞爾（約合26.7萬美元）的珠寶首飾被注銷，而公司卻因缺乏證據(jù)無法確認盜賊的身份。Jade Jewellery店主Sukaina H. Mackie女士稱，自2008年1月部署了摩托羅拉公司的RFID解決方案后，再也沒有出現(xiàn)過內部的盜竊事件，另外，系統(tǒng)帶來的投資回報率達到了400。在采用DEPCO系統(tǒng)公司的RFID方案之前，經常物品丟失后一兩個月之后才發(fā)現(xiàn)。手工盤點所有的庫存通常需要2-3個工作日，浪費了

22、公司寶貴的時間和資源。隨著新的RFID系統(tǒng)的投入使用，只需要大約10分鐘就可以完成全部的庫存清點。Ø 符文參考應用流程示例一本系統(tǒng)主要設計了兩類RFID節(jié)點以及PC端控制管理軟件。如上所述，第一類節(jié)點，是安裝在貨車上的RFID移動節(jié)點，負責發(fā)送貨車位置和貨物信息;第二類節(jié)點，是安裝在倉庫大門上的RFID固定節(jié)點，負責接受PC機發(fā)出的查詢或管理命令，查詢范圍內的貨車及貨物信息，或對貨物信息進行修改;PC端的工作由控制臺(服務器端)與客戶端所構成，通過控制臺安裝的倉庫管理軟件通過WLAN發(fā)送指令給PC客戶端并從客戶端接受信息，PC客戶端則起一個中轉的作用，作為控制臺和讀卡器之間通信的中介

23、。綜上，管理人員在控制臺中即可觀察到自動更新的貨車和貨物信息，也可以進行人工操作修改貨物信息。此系統(tǒng)的主要功能可以分成兩部分，一是貨車(或集裝箱)的定位，當裝載貨物的車輛進入倉庫一定范圍內，其大致行進路徑將會被跟蹤并一記錄;二是進出倉庫物資的遠程管理，通過控制臺的管理系統(tǒng)可以記錄，增加，修改并刪除貨車(或集裝箱)內所裝載的貨物信息。應用流程示例二入庫流程（1） RFID 收貨： 在車輛到達后， 搬運貨品托盤進入倉庫入庫區(qū)； 當貨品通過入庫區(qū)RFID 閱讀器的時候， 閱讀器自動從貨物包裝上的RFID 標簽信息中讀取貨品信息， 并將所讀取的信息返回給管理主機， 管理主機系統(tǒng)檢查當前貨品信息及來源單號， 并自動分配上架儲位， 將儲位信息通過RFID 閱讀器寫入每一件貨品包裝上的RFID 中。（2） 收貨單： 管理主機系統(tǒng)將入庫的貨品計數(shù)數(shù)量信息及對應單號以收貨單的形式打印出來。（3） 到貨確認： 倉庫保