RFID技术在物流周转箱信息化中的应用
发布时间：2012-08-28
RFID作为物联网的核心技术之一进入物流领域，逐步替代商品条形码，对现有的物流领域带来全新的技术应用，其中基于RFID技术的物流周转箱发展并结合信息化网络平台的建设，将实现物流单元从单品到包装组合以及托盘的跟踪，实现供应链全程追踪、追溯管理。为制造业和其产业链相关的各级供应商(尤其是包材企业)在物流方面带来了变革。
周转箱物流介绍大型的制造企业对生产原料的配送要求较高，以电子产品制造业为例，其所需求的原材料大部分都是半成品，因此在其采购的过程中往往要求供应商按照一定的规格比例通过特定的包装容器(周转箱)成套地进行配送。
这类大型制造企业在采购时，除了原材料的供应商，还有提供特定容器的供应商，称之为包材供应商，他们会按照企业的需求制作可重复使用的周转箱。
从周转箱业务链条所涉及的上下游客户与供应商来看，包括制造企业(以下简称A)、制造业的材料供应商(以下简称B1，B2，B3......)、包材(周转箱)供应商(以下简称C1，C2，C3......)及第三方物流等。
其运转流程如下：
●A类企业根据生产需求确定原材料订单，并根据原材料的规格要求附带周转箱的设计需求；
● 由B类企业下单购买周转箱，包材企业收到确认后，根据客户需求，生产并将周转箱运往B类企业指定场地；
●B类企业将装载原材料的周转箱运送到A类企业指定场地；
●A类企业在收到周转箱之后，收取其中的部品，将周转箱做退回B类客户端的操作，在B类客户收到指定数量的周转向后，完成周转箱的一个周转循环的安全旅程。
以下(图1)就是周转箱流通过程，这一典型的物流过程中涉及到制造企业、供应商、包材企业及第三方物流公司，过多的交接环节，使周转箱物流在运营的过程中存在很多困扰企业的问题(尤其是包材企业)：
图1 周转箱运转流程
● 单品损耗高：周转箱的丢失和破损平均在8%/月左右，流转的过程中存在多次交接的操作大大增加了损耗可能性，在没有信息化的追踪追溯管理情况下，导致了在划分损失责任时，无法得到明确的界定，通常由合作中的弱势个体承担。
● 流通周期长：单箱周转流程长、利用率低，由于多方合作，盘点困难，很多周转箱在使用一次后即被闲置，而其他需求方却又不得不再次重新订购，造成了资源的浪费。
● 操作流程乱：不同企业间的操作流程不同，加大了操作成本，尤其在周转箱的盘点管理上。
RFID技术在周转箱物流中的应用
当出现以上问题时，如何通过物联网技术来进行有效的解决？RFID技术的应用是一种出路。
RFID具有的远距离识别、快速的识别反应、信息存储量大及适应环境能力强等特点，使其成为替代二维码进行仓储运输物流管理的有力工具。
在依托互联网的信息系统支持下，RFID能够让物流的日常管理变得动态化、实时化、透明化等。
为了满足整个业务链条快速发展的现实需求，周转箱物流链条的各方希望通过信息化工具，实现对周转箱丢失、快速周转、自动检录进出数量以便统计周转率等业务的全面统一管理。接下来介绍物联网的核心技术之一RFID在周转箱物流中的应用。
RFID技术与周转箱相结合
RFID周转箱整体设计RFID周转箱由电子标签和阅读器两个子系统组成。其中电子标签安装在周转箱上，功能是用于存储周转箱标识信息、周转箱装载货物信息、运单信息等；阅读器则用于读写周转箱上的电子标签。
RFID周转箱的信息处理流程包括指定操作场地信息处理流程，也即是周转箱进出场过程，还包括在途信息处理流程，也即是周转箱运输过程。
防盗：运输车辆车体电子封条，集成门传感器和光传感器，完成周转箱装载车体的入侵监测，满足反恐和防盗要求等；满足安全性要求；监视车辆运输的状态；具备带时间戳的事件记录和存储。
因此，RFID的周转箱必须具备以下三大基本功能：能够在周转箱现场密切监督和自动报告企图非法调用周转箱的任何人的活动，并且正确显示这种活动并未经过任何权威部门的事先批准；能够在法律和现场允许的条件下，向愿意支付有关信息费用的当事人提供其供应链内的动态和具体位置；能直接从周转箱内对外发送有关周转箱的货物、状态和装箱单等有关数据。
周转流程
● 包材企业：由B类企业下单购买周转箱，包材企业收到确认后，根据客户需求，在周转箱上加装RFID电子标签并以手持终端机/固顶终端启动RFID电子标签，写入相关信息，再将周转箱运往B类企业指定场地；
●B类企业端：待周转箱到达B类企业端后，透过RFID读取器实时记录周转箱到达的时间、数量与周转箱的安全状态，并适时将信息传送至管理。周转箱进场信息经过B类客户端的RFID管理系统确认后，周转箱监控作业就开始由RFID监控读取器进行全程监控。当周转箱完成装载部品作业后，B类客户端的RFID读取器记载周转箱装车作业的时间，同时确认该周转箱及箱内部品的安全状态，确保装车的周转箱为安全状态，之后运输车辆即驶往A指定场地；
● 制造业端：周转箱运输车辆进入制造企业指定场地后，经由制造企业端的RFID读取装置，由现场的安全作业人员已手持终端机取得周转箱数量及箱内部品到达的信息，核对无误后进行收货及周转箱状态确认；
● 周转箱从制造业A退回到B类客户端：A类企业在收到周转箱之后，收取其中的部品，将周转箱统一管理并做退回B类客户端的操作，其运输操作由第三方物流公司完成，在B类客户收到指定数量的周转向后，完成周转箱的一个周转循环的安全旅程。
共享信息平台的搭建
单个周转箱在运转的过程中特点是多方交接、多点存储、重复使用，所以仅仅将周转箱与电子标签相结合，是无法实现降低损耗、统一流程、加快周转及提高整体效率的目的。必须通过物联网的传输和应用网络搭建信息化平台(仓储管理系统等)才能更好的管理周转箱的循环流通。
● 信息平台实施目标：以周转箱作为物流的基本单位，对B类企业向C类企业下订单购买周转箱，之后将部品装入周转箱送到A指定仓库，等A把周转箱退回后，再次利用等环节通过RFID标签的读取进行数据采集，采用计算机管理，达到信息共享，从而避免周转箱丢失，提高周转效率，减少劳动环节，节约时间，并对数据进行统计、分析处理，提供管理所需的各种数据，为决策者提供可靠数据资料。
● 信息平台基于RFID设计：采用周转箱和RFID标签结合，对每个周转箱进行编号，箱号和标签关联，并将周转箱相关写入数据库中。在周转箱交接过程中，通过读写器识别到的标签获取箱号，实现周转箱的标准化管理，从而提升生产数据精度。针对上述需求，考虑到周转箱的循环使用会造成数据混乱，在系统中增加了各个环节信息校验，保证了周转箱信息在各个环节信息的唯一性。信息平台对进入下一个环节周转箱的进行合法性校验，关联上一个环节的信息，确保信息的可追溯性，杜绝了周转箱在循环内跨节点流动的情况。
市场推广阻碍分析
基于RFID的周转箱物流系统目前还没有真正广泛应用，但是已经有企业采用了部分基于RFID的周转箱投入实际的运营，在损耗控制、周转效率、流程管理上都得到了显著的提高。如想在行业内推广，还有一些值得进一步考虑的问题。
首先是周转箱改造， 新设备加装，将导致周转箱的单体成本上升，相对于远期的效益而言，整个流通过程中涉及的上下游企业是否愿意承担，而增加的成本又如何分配呢？
其次RFID本身的问题，周转操作过程中容易产生金属屏蔽效应，导致货物信息无法识别，这就需要对现有的操作进行调整，进而避免该问题的发生。
最后技术网络构建， 周转箱的循环过程中涉及到多个合作企业，要想让每一步操作都进行管理，必须要把所有的企业都纳入到公共信息平台上，那么由谁来来搭建平台，其他合作者如何使用平台的问题，需要依据实际情况而定。
基于RFID的周转箱只是单品环节的RFID物流箱的一个典型缩影，随着电子标签的成本已经不像其刚产生时那么高不可攀，使其广泛应用于物流行业的可能性加快。在国际上沃尔玛一直致力于在全球推动RFID的应用标准(就像当年其推行条码技术引起一场信息技术应用的变革一样)，其目的在于通过单个物流单元从单品生产到托盘运输的跟踪，进而实现供应链的全程追踪追溯管理。
RFID技术进入物流领域，逐步替代商品条形码，与物流箱的结合将对数字化物流的推动起到积极的作用，真正实现货物的信息实时透明化管理，提高物流业的效率，进而降低物流成本。
图1 周转箱运转流程
● 单品损耗高：周转箱的丢失和破损平均在8%/月左右，流转的过程中存在多次交接的操作大大增加了损耗可能性，在没有信息化的追踪追溯管理情况下，导致了在划分损失责任时，无法得到明确的界定，通常由合作中的弱势个体承担。
● 流通周期长：单箱周转流程长、利用率低，由于多方合作，盘点困难，很多周转箱在使用一次后即被闲置，而其他需求方却又不得不再次重新订购，造成了资源的浪费。
● 操作流程乱：不同企业间的操作流程不同，加大了操作成本，尤其在周转箱的盘点管理上。
RFID技术在周转箱物流中的应用
当出现以上问题时，如何通过物联网技术来进行有效的解决？RFID技术的应用是一种出路。
RFID具有的远距离识别、快速的识别反应、信息存储量大及适应环境能力强等特点，使其成为替代二维码进行仓储运输物流管理的有力工具。
在依托互联网的信息系统支持下，RFID能够让物流的日常管理变得动态化、实时化、透明化等。
为了满足整个业务链条快速发展的现实需求，周转箱物流链条的各方希望通过信息化工具，实现对周转箱丢失、快速周转、自动检录进出数量以便统计周转率等业务的全面统一管理。接下来介绍物联网的核心技术之一RFID在周转箱物流中的应用。
RFID技术与周转箱相结合
RFID周转箱整体设计RFID周转箱由电子标签和阅读器两个子系统组成。其中电子标签安装在周转箱上，功能是用于存储周转箱标识信息、周转箱装载货物信息、运单信息等；阅读器则用于读写周转箱上的电子标签。
RFID周转箱的信息处理流程包括指定操作场地信息处理流程，也即是周转箱进出场过程，还包括在途信息处理流程，也即是周转箱运输过程。
防盗：运输车辆车体电子封条，集成门传感器和光传感器，完成周转箱装载车体的入侵监测，满足反恐和防盗要求等；满足安全性要求；监视车辆运输的状态；具备带时间戳的事件记录和存储。
因此，RFID的周转箱必须具备以下三大基本功能：能够在周转箱现场密切监督和自动报告企图非法调用周转箱的任何人的活动，并且正确显示这种活动并未经过任何权威部门的事先批准；能够在法律和现场允许的条件下，向愿意支付有关信息费用的当事人提供其供应链内的动态和具体位置；能直接从周转箱内对外发送有关周转箱的货物、状态和装箱单等有关数据。
周转流程
● 包材企业：由B类企业下单购买周转箱，包材企业收到确认后，根据客户需求，在周转箱上加装RFID电子标签并以手持终端机/固顶终端启动RFID电子标签，写入相关信息，再将周转箱运往B类企业指定场地；
●B类企业端：待周转箱到达B类企业端后，透过RFID读取器实时记录周转箱到达的时间、数量与周转箱的安全状态，并适时将信息传送至管理。周转箱进场信息经过B类客户端的RFID管理系统确认后，周转箱监控作业就开始由RFID监控读取器进行全程监控。当周转箱完成装载部品作业后，B类客户端的RFID读取器记载周转箱装车作业的时间，同时确认该周转箱及箱内部品的安全状态，确保装车的周转箱为安全状态，之后运输车辆即驶往A指定场地；
● 制造业端：周转箱运输车辆进入制造企业指定场地后，经由制造企业端的RFID读取装置，由现场的安全作业人员已手持终端机取得周转箱数量及箱内部品到达的信息，核对无误后进行收货及周转箱状态确认；
● 周转箱从制造业A退回到B类客户端：A类企业在收到周转箱之后，收取其中的部品，将周转箱统一管理并做退回B类客户端的操作，其运输操作由第三方物流公司完成，在B类客户收到指定数量的周转向后，完成周转箱的一个周转循环的安全旅程。
共享信息平台的搭建
单个周转箱在运转的过程中特点是多方交接、多点存储、重复使用，所以仅仅将周转箱与电子标签相结合，是无法实现降低损耗、统一流程、加快周转及提高整体效率的目的。必须通过物联网的传输和应用网络搭建信息化平台(仓储管理系统等)才能更好的管理周转箱的循环流通。
● 信息平台实施目标：以周转箱作为物流的基本单位，对B类企业向C类企业下订单购买周转箱，之后将部品装入周转箱送到A指定仓库，等A把周转箱退回后，再次利用等环节通过RFID标签的读取进行数据采集，采用计算机管理，达到信息共享，从而避免周转箱丢失，提高周转效率，减少劳动环节，节约时间，并对数据进行统计、分析处理，提供管理所需的各种数据，为决策者提供可靠数据资料。
● 信息平台基于RFID设计：采用周转箱和RFID标签结合，对每个周转箱进行编号，箱号和标签关联，并将周转箱相关写入数据库中。在周转箱交接过程中，通过读写器识别到的标签获取箱号，实现周转箱的标准化管理，从而提升生产数据精度。针对上述需求，考虑到周转箱的循环使用会造成数据混乱，在系统中增加了各个环节信息校验，保证了周转箱信息在各个环节信息的唯一性。信息平台对进入下一个环节周转箱的进行合法性校验，关联上一个环节的信息，确保信息的可追溯性，杜绝了周转箱在循环内跨节点流动的情况。
市场推广阻碍分析
基于RFID的周转箱物流系统目前还没有真正广泛应用，但是已经有企业采用了部分基于RFID的周转箱投入实际的运营，在损耗控制、周转效率、流程管理上都得到了显著的提高。如想在行业内推广，还有一些值得进一步考虑的问题。
首先是周转箱改造， 新设备加装，将导致周转箱的单体成本上升，相对于远期的效益而言，整个流通过程中涉及的上下游企业是否愿意承担，而增加的成本又如何分配呢？
其次RFID本身的问题，周转操作过程中容易产生金属屏蔽效应，导致货物信息无法识别，这就需要对现有的操作进行调整，进而避免该问题的发生。
最后技术网络构建， 周转箱的循环过程中涉及到多个合作企业，要想让每一步操作都进行管理，必须要把所有的企业都纳入到公共信息平台上，那么由谁来来搭建平台，其他合作者如何使用平台的问题，需要依据实际情况而定。
基于RFID的周转箱只是单品环节的RFID物流箱的一个典型缩影，随着电子标签的成本已经不像其刚产生时那么高不可攀，使其广泛应用于物流行业的可能性加快。在国际上沃尔玛一直致力于在全球推动RFID的应用标准(就像当年其推行条码技术引起一场信息技术应用的变革一样)，其目的在于通过单个物流单元从单品生产到托盘运输的跟踪，进而实现供应链的全程追踪追溯管理。
RFID技术进入物流领域，逐步替代商品条形码，与物流箱的结合将对数字化物流的推动起到积极的作用，真正实现货物的信息实时透明化管理，提高物流业的效率，进而降低物流成本。
