基于RFID的物流信息系统设计.docx
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基于RFID的物流信息系统设计
内容摘要
射频识别（RadioFrequencyIdentificationRFID）技术，是一种利用射频通信实现的非接式自动识别技术（以下通称RFID技术）。
RFID技术与互联网、通讯、计算机信息技术等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。
RFID技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运作效率，降低成本。
随着相关技术的不断完善和成熟，RFID产业将成为一个新兴的高技术产业群，成为国民经济新的增长点。
论文首先对现代物流信息系统的相关理论进行了概述，对其发展的现状进行了分析，并对比了国内外物流信息系统的发展状况。
在此基础上，论文就现有的物流采集技术做了简要介绍，提出了基于RFID构建现代物流信息系统的思路。
其次论文通过对物流信息系统目标设定，结合无线射频识别技术（RFID）在数据采集数据传递等方面具有的独到优势，对基于RFID的物流信息系统的体系结构进行了论述，并定义了系统中的各个模块的功能。
同时也对该系统中的核心业务逻辑和关键技术了进行了阐述。
最后论文以酒类防伪物流为例，对采取RFID技术作为信息传递载体所构建的现代物流信息系统进行了研究。
关键词:
RFID物流物流信息系统流程
RFID-basedlogisticsinformationsystemdesign
Abstract
RFID（RadioFrequencyIdentification,RFID）isatechnologyutilizingRFCommunicationstorealizenon-contactautomaticidentification（hereinafterreferredtoasRFIDtechnology）.WorkingwithtechnologiessuchasInternet,telecommunications,computerinformationandsoon,RFIDtechnologycanrealizetrackingofobjectsandinformationsharinginaglobalscale.EmploymentofRFIDtechnologyinlogistics,manufacturing,publicinformationserviceindustriescangreatlyenhancethemanagementandoperationalefficiencyandreducecosts.Withrelatedtechnologiescontinuingtoimproveandmature,RFIDindustrywillbecomeanemerginghigh-techindustryandbecomenewpointsofeconomicgrowth.
Thisthesisfirstgivesanintroductionofrelatedtheoreticalideasofmodernlogisticsinformationsystem.Itthenanalyzesthedevelopmentofinternationallogisticsinformationsystemandcomparesitsdevelopmentatdomesticwiththedevelopmentabroad.Onthisbasis,thepaperbriefstheexistinglogisticsacquisition,technologiesandproposessomeideasonbuildingamodernlogisticsinformationsystembasedonRFIDtechnology.Secondly,bydefiningthegoalsthesystemisaimedtoachieve,thethesisdiscussestheuniqueadvantagesoftheRFIDtechnologyintermsofdatacollectionanddatatransmissionandintroducesthearchitectureofRFID-basedlogisticsinformationsystem.Italsoprovidesdefinitionoffunctionmodulesofthesystem.Atthesametime,itexplainscorebusinesslogicsandkeytechnologiesofthesystem.Inthefinalpart,thepaper.takeslogisticsofanti-faketechnologyinthealcoholindustryasexamplestoprovideananalysisofthemodernlogisticsinformationsystemwhichemploysRFIDtechnologyasitstransmissioncarrier.
Keywords:
RFIDLogisticsLogisticsInformationSystemProcesses
序言
现代物流涉及大量纷繁复杂的产品，其供应链结构极其复杂，经常有较大的地域跨度，因此对信息的准确性和及时性要求非常高。
MITAuto-IDCenter对一个消费品公司的调查显示，一个配送中心每年花在人工清点货物和扫描条形码上的时间达11000小时[1]。
同时，大规模的工业化生产活动也迫切需要更高智能、更高速度的识别方式，在这种情况下传统的条码技术已难以适应新的需求。
如何建立有效的管理信息系统为供应链管理提供即时数据成为现在学者们研究的热点问题。
无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentificationSystem），简称RFID是利用智能电子标签来标识各种物品的一种非接触式的自动识别技术。
它在生产、零售、物流、交通等行业有着广阔的应用前景，是企业降低成本、提高物流供应链管理水平和参与国际经济大循环过程中不可缺少的技术工具和手段。
RFID技术最早的应用可追溯到第二次世界大战中飞机的敌我目标识别，但是由于技术和成本原因，一直没有得到广泛应用。
近年来，随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展，RFID技术进入商业化应用阶段。
由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID技术显示出巨大的发展潜力与应用空间，被认为是21世纪的最有发展前途的信息技术之一。
RFID技术克服了条形码的这些缺陷，将该过程自动化，为供应链提供即时数据。
ForresterResearch零售业分析师认为，若采用RFID，沃尔玛每年可以节省83.5亿美元，其中大部分是扫描条码的人力成本。
此外，RFID可解决零售业物品脱销、盗窃及供应链被搅乱带来的损耗，而沃尔玛每年因盗窃带来的损失达20亿美元。
另外，也存在物流过程中物流信息不对称、得不到及时的信息等弊端，难以实现及时的调节和协同。
因此，随着全球经济一体化进程的推进，调度、管理和平衡供应链各环节（跨区、跨国）之间的资源变得日益迫切，以产品电子代码（EPC码）和RFID为核心在互联网之上构造“物联网”，将在全球范围从根本上改变对产品生产、运输、仓储、销售各环节物品流动监控和动态协调的管理水平。
从全球贸易的角度看，仅沃尔玛每年就有120亿美元的采购量来自中国。
从全球供应链形成的角度看，作为制造业大国的中国是世界制造中心，是全球贸易的重要组成部分，必须与国际接轨，这是形成RFID应用的推动力。
目前我国众多的行业发展势头迅猛，越来越多的参与到国际大宗贸易当中，摆在国内众多企业面前的一个很严峻的问题是让自己的产品在技术方面与世界先进国家水平差距缩小的同时，如何将自己的产品融入到全球供应链当中去。
十分现实的一个事实是，国际贸易当中越来越多的环节上的条形码等传统技术被RFID技术所代替。
我国相关行业如果希望更快更高效的参与其中，必然要求其更新相关环节的技术，而其中声势最为浩大的当属RFID技术。
但我国多数企业处于观望等待状态，他们不愿意作为早期这项技术的接受者。
RFID技术在物流信息系统的应用非常广泛并且极具前景，中国已经将RFID技术应用在铁路车号识别、身份证和票证管理、动物标识、特种设备和危险品管理、公共交通、物流以及生产过程管理等多个领域。
本文从介绍RFID技术开始，探究基于RFID的物流信息系统的模块设计，进行了相关案例分析，并对中国防伪识别领域的应用做进一步探索。
一、RFID技术及国内外研究应用现状
（一）RFID技术简介
1.RFID技术概述
RFID（射频识别，RadioFrequencyIdentification）是一种非接触式的自动识别技术。
典型的RFID系统由标签（Tag）、阅读器（Reader）和天线（Antenna）三部分组成，但在实际应用中还需要其他硬件和软件系统的支持。
附着在待识别物体表面的标签进入识别区域后，接收到阅读器发出的射频信号，无源标签或被动标签（PassiveTag）就会凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的一定格式的产品信息，而有源标签或主动标签（ActiveTag）则主动发送某一频率的信号，阅读器读取信息并解码后，将信息送到中央信息系统实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能。
2.RFID技术应用领域
尽管RFID技术已经应用于多个领域，但是其应用是局限在某一封闭市场内，因此其市场规模受到了极大的限制。
但是随着RFID技术的发展演进以及成本的降低，未来几年内RFID技术主要以供应链的应用为赢利的主体，全球开放的市场将为RFID带来巨大的商机。
简单来讲，从采购、仓储、生产、包装、卸载、流通加工、配送、销售到服务，这些是供应链上的业务流程和环节。
在供应链运转时，企业必须随时实地、精确的掌握供应链上的商流、物流、信息和资金的流，才一能够使企业发挥出最大的效率和效益。
但实际上，物体在流动的过程中各种环节处于松散的状况，商流、物流、信息和资金常常随着时间和位置的变化而变化，使企业对这四种流的控制能力大大下降，从而产生失误造成不必要的损失。
RFID技术正是有效解决供应链上各项业务运作资料的输入与输出、业务过程的控制与跟踪，以及减少出错率等难题的一种技术。
例如，最近香港工业工程师学会及香港生产力促进局就开展了一项名为“提升制造及工业工程师应用无线标签来实施供应链管理”的项目。
该项目主要是为香港制造及工业工程师设计，项目包括一系列的工业及技术专题研讨会等。
港府正是借助RFID技术在产品供应链上的每个环节发挥的效用，实现物料供应、生产、贮存、包装，以及物流、货运出境、船务运输，存货控制及零售等各个环节的管理，帮助企业加快物流速度，改善生产效率，促进贸易活动。
3.RFID技术对现代物流管理的影响
现代物流是传统物流发展的高级阶段，以先进的信息技术为基础，注重服务、人员、技术、信息与管理的综合集成，是现代生产方式、现代经营管理方式、现代信息技术相结合在物流领域的体现。
它强调物流的标准化和高效化，以相对较低的成本提供较高的客户服务水平。
快速、实时、准确的信息采集和处理是实现物流标准化和高效化的重要基础。
RFID技术在现代物流管理中的应用将对其产生重大影响。
（1）增加供应链的可视性，提高供应链的适应性能力
通过在供应链全过程中使用RFID技术，从商品的生产完成到零售商再到最终用户，商品在整个供应链上的分布情况以及商品本身的信息，都完全可以实时、准确地反映在企业的信息系统中，大大增加了企业供应链的可视性，使得企业的整个供应链和物流管理过程都将变成一个完全透明的体系。
快速、实时、准确的信息使得企业乃至整个供应链能够在最短的时间内对复杂多变的市场做出快速的反应，提高供应链对市场变化的适应能力。
（2）降低库存水平，提高库存管理能力
现代物流管理以降低成本和提高服务水平为主要目的。
库存成本是物流成本的重要组成部分，因此降低库存水平成为现代物流管理的一项核心内容。
将RFID技术应用于库存管理中，企业能够实时掌握商品的库存信息，从中了解每种商品的需求模式及时进行补货，结合自动补货系统以及供应商管理库存（VMI）解决方案，提高库存管理能力，降低库存水平。
（3）有助于企业资产实现可视化管理
在企业资产管理中使用RFID技术，对叉车、运输车辆等设备的生产运作过程都通过标签化的方式进行实时的追踪，便可以实时地监控这些设备的使用情况，实现对企业资产的可视化管理，有助于企业对其整体资产进行合理的规划应用。
（4）加快企业信息化进程，提高客户服务水平
信息化是现代物流的主要特征及其发展趋势。
RFID技术的使用，能大大加快企业信息化进程，促进企业内部各部门间的信息共享，使得企业能够更有效地整合其业务流程，提高对市场变化的快速反应能力。
与此同时，企业能够为客户提供准确、实时的物流信息，并能降低运营成本，实现为客户提供个性化服务，大大提高了企业的客户服务水平。
4.RFID在物流信息系统中应用的优点
RFID在现代物流中的主要应用之一是对货物的跟踪。
RFID主要任务是通过自动化增加生产力并限制人工干涉，避免人为错误；获得快速的后勤管理，取得即时的供应链动态资料，实现供应链的完全可视化，加速物流的运送并改善对运送的控制；减少多余的资料录入并且提高资料的正确性。
由于RFID标签可以唯一的标识商品，通过计算机技术、网络技术、数据库等技术结合构建的物流信息系统可在物流的各个环节上跟踪货物，实时的掌握商品处于物流的哪个节点上。
应用该项技术，可以实现如下目标，获得预期的经济效益:
（1）缩短作业流程。
对于配送中心，出入库在平时作业中占很大的比例，将托盘上和包装箱上贴上RFID标签，在配送中心出入库口处安放阅读器，这样出入库时，利用叉车将货物送入（出），在出入口处无需停止进行扫描，在流程中捕获数据，阅读器可以远距离的动态的一次性识别多个标签，计算机根据所阅读到的信息，对数据库进行访问，并进行相应的数据记录，大大节省了出入库的作业时间。
（2）改善盘点作业质量。
由于每个包装箱和托盘上都贴有RFID标签，进行盘点作业时，只需要利用手持式RFID阅读器经过所有货架，阅读器就自动获取所有标签上的信息，利用PC机进行盘点记录。
利用RFID技术将大大减少传统盘点作业中所出现和遗漏等差错，增强了信息的准确发生、可靠性。
（3）增大配送中心的吞吐量。
当配送中心的主要作业效率提高以后，配送中心对货物的处理能力将大大提高，这样就可以增加配送中心每日的货物吞吐量，为配送中心获得更大的经济效益。
（4）降低运转费用。
由于RFID技术可以动态的同时识别多个数据且识别距离较大的特点。
在出入库作业过程中，验收和出入库几乎是同时完成，无需再同以往的先将货物堆放在收货区等待和扫描，而直接可以接货后验货入库和拣货后验货出库。
这样大大减少了货物在配送中心内的运送次数。
降低了搬运所带来的设备费用和人工费用。
（5）物流跟踪。
RFID技术的核心是标签上的EPC（产品电子代码）提供对物理对象的唯一标识，利用EPC可以实现货物整个供应链上的物流跟踪和供应链的自动化管理，增加供应链管理的透明化程度。
（6）信息的传送更加迅速、准确。
由于远距离、动态的自动识别、一次识别多个标签等优势，RFID技术将使信息的传递更加迅速和准确，大大减少了错误和遗漏的发生。
特别是盘点作业，遗漏和错误的产生一直是盘点作业的一大难题。
（二）RFID技术在国内外的应用现状
1.国外研究及应用情况
Unipart公司是欧洲先进的物流配置公司，近期采用RFID技术的物流模拟中心投入运行。
这是全球首家，目的是改善流通环节业务处理。
该中心位于英国牛津的Unipart公司的配送基地，占地百万平方英尺。
RFID在流通环节应用的优点很多，其中之一就是可以减少运输里程。
原理是在货品上面加贴标签，标签上面有计算机可以读取的代码。
车载货品的标签会告诉车载计算机货品应该去什么地方、应该何时到达。
这样就使货品输送更加有效，从而可以节省金钱和燃油[2]。
此外，IBM，Intel及Microsoft等业界巨头厂商也纷纷宣布发展RFID技术；国际上的许多相关组织机构以及各国政府也积极制定相关的标准和政策。
这些似乎一致表明，RFID技术的商业应用已经进入了实用化、快速发展的阶段。
同样，在军事物流领域中也出现了RFID技术的身影。
在军队信息化建设中，军事物流信息化是一个重要的组成部分。
军事物流信息化离不开高科技手段的应用，这些高新技术主要包括:
射频识别系统（RFID）、电子数据交换系统（EDI）、全球定位系统、卫星通讯系统等。
美军在伊拉克能够获得军事上的胜利，得力于美军的“全球资产可视系统”，在该系统中采用RFID技术，使数万部队的输送、数亿元的开支，以及几十万种不同型号、规格的装备物资流动得以顺利进行，因为时间紧迫、路线遥远而复杂，军事物流系统必须快速、准确、安全，以保障伊拉克战争的胜利。
2.国内研究及应用情况
在我国，RFID技术已在一些行业开始应用，高速公路的收费站口使用RFID可以不停车收费，铁路系统使用RFID纪录货车车厢编号，一些物流公司将RFID用于物流管理。
还有一些行业也在应用探索中，如档案图书管理、博物馆文物防盗、校园一卡通、展会门票、出租车防伪营运证等领域，这些应用还基本是小范围，小批量。
目前，RFID技术在中国的应用主要集中在交通运输行业，比较成熟的应用有:
全国铁路车号识别系统、上海城铁明珠线控制系统、大连港集装箱管理。
此外，在门禁、车场管理及高速公路收费管理等方面的应用也初具规模。
2010年世博会在上海举办，对主办者、参展者、参观者、志愿者等各类人群有大量的信息服务需求，包括人流疏导、交通管理、信息查询等，RFID系统正是满足这些需求的有效手段之一。
世博会的主办者关心门票的防伪。
参展者比较关心究竟有哪些参观者参观过自己的展台，关心内容和产品是什么以及参观者的个人信息。
参观者想迅速获得自己所要的信息，找到所关心的展示内容。
而志愿者需要了解全局，去帮助需要帮助的人。
这些需求通过RFID技术能够轻而易举的实现。
参观者凭借嵌入RFID标签的门票入场，并且随身携带。
每个展台附近都部署有RFID读取器，这样对参展者来说，参观者在展会中走过哪些地方，在哪里驻足时间较长，参观者的基本信息是什么等就了然于胸了，当参观者走近时，可以更精确地提供服务。
同时，主办者可以在会展上部署带有RFID读取器的多媒体查询终端，参观者可以通过终端知道自己当前的位置及所在展区的信息，还能通过查询终端追踪到走失的同伴信息。
RFID作为一种新兴的自动识别技术，在中国处于刚刚起步的阶段，但是它的发展潜力是巨大的，应用不仅仅限制在物流控制方面，它作为对现实世界物体标识与信息传播相结合的一种手段将对社会各个方面产生重要作用，如工业生产控制、个人身份识别、活动目标监测等等。
我国物流企业的基础条件和信息化手段参差不齐，因此，在未来相当一段时间内，RFID技术仍将与传统条形码技术共存。
如何在现有信息系统的基础上，完成对企业流程管理的改造，实现条码系统与RFID技术的集成应用是每一个物流企业所关心的问题。
物流系统是一个纵横交错的、庞大的社会性系统，需要深入研究并建立面全国物流体系的RFID应用架构。
二、物流信息系统概述
（一）物流信息系统的概念及其功能
1.物流信息系统定义
物流信息系统（logisticsinformationsystem）以下简称（LIS）是由人员、计算机硬件、软件、网络通信设备及其它办公设备组成的人机交互系统。
现代物流是涉及到社会经济生活各个方面的错综复杂的社会大系统，它涉及到原材料供应商、生产制造商、批发商、零售商以及最终消费者，也即市场流通的全过程。
现代物流必须完成几个使命:
一是商品的流动，即商流；二是信息的流动，即信息流；三是资金的流动，即资金流。
商品的流动要达到准确、快速地满足消费者需求，离不开前期的信息流动，资金的及时回笼也离不开相关信息的及时反馈。
在现代物流中，信息起着非常重要的作用，信息系统构建了现代物流的中枢神经，通过信息在物流系统中快速、准确和实时的流动，可使企业能迅速地对市场做出及时的反应，从而实现商流、信息流、资金流的良陛循环。
现代物流作为一个相当复杂的社会大系统工程，其运作的前提是要有一个与之相适应的物流信息系统。
它的运作流程是，输入社会需求文件信息和供应商货源文件信息，形成产品生产计划、生产能力计划、送货计划和订货进货计划、运输计划、仓储计划、物流能力计划，并进行成本核算。
2.物流信息系统的功能
现代物流信息在物流活动中所起的类似于神经系统的作用，主要通过它的几项基本功能来实现，包括:
（1）市场交易活动功能。
交易活动主要记录接货内容、安排储存任务、作业程序选择、制定价格及相关人员查询等。
物流信息的交易作用就是记录物流活动的基本内容。
主要特征是:
程序化、规范化、交互式，强调整个信息系统的效率性和集成性。
（2）业务控制功能。
物流服务的水平和质量以及现有管理个体和资源的管理，要有信息系统做相关的控制，应该建立完善的考核指标体系来对作业计划和绩效进行评价和鉴别，这里强调了信息系统作为控制工作和加强控制力度的作用。
（3）工作协调功能。
在物流运作中，加强信息的集成与流通，有利于工作的时效性，有利于提高工作的质量与效率，有利于减少劳动强度系数。
物流信息系统在工作协调中可以发挥极其重要作用。
（4）支持决策和战略功能。
物流信息管理协调工作人员和管理层进行活动评估和成本一收益分析，从而更好地进行决策。
突出强调了物流信息管理系统的支持决策和战略定位作用。
图2-1说明了在信息功能各层次上的现代物流活动和决策。
正是由于物流信息有这么重要的作用，因此对物流进行信息化管理，随着物流行业的发展壮大日益为从业者和管理信息系统（ManagementInformationSystem,MIS）提供商所重视。
在欧美等发达国家，物流的产值已经占到国民生产总值相当大的部分。
其中物流信息系统对此行业的贡献不容忽视，所以中国要成为东亚乃至环亚太地区的物流中心，构筑现代物流信息管理系统也是重中之重。
图2-1物流信息的功能结构
（二）物流信息系统的主要结构和类型
物流信息系统对物流信息进行收集、整理、存储传播和利用，也就是将物流信息从分散到集中，从无序到有序，从产生、传播到利用。
同时对涉及物流信息活动的各种要素，包括人员、技术、工具等进行管理，实现资源的合理配置。
在这个意义上，物流信息系统将硬件和软件结合在一起，对物流活动进行管理、控制和衡量。
图2-2对物流信息系统的结构和流程类型进行
图示如下:
图2-2物流信息系统结构
从物流信息系统结构图中可以看到，整个物流信息系统的工作流程分为协调流程和作业流程。
协调流程主要是完成物流宏观逻辑的流转、操控、协调、调配。
而作业流程主要完成具体微观实物的运转。
其中协调流程主要指导作业流的具体调度。
现代物流是一系列繁杂而精密的活动，要计划、组织、控制和协调这一活动，离不开物流信息系统的支持。
物流信息系统的支持与决策作用主要表现在几个方面:
1.为物流战略规划提供决策依据；
2.为建立以顾客为中心的服务战略提供实施依据，确立正
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