物流平台 E P C
技术及其在物流仓储管理中的应用初探王晓华 易 久 北京石油化工学院经济管理学院 纪玉超 青岛理工大学〔摘 要〕 本文简要介绍了EPC技术的基本原理和工作特点, 详细阐述了在物流仓储管理中应用EPC技术的优势和必要 性, 同时指出了EPC技术在当前应用中所存在的问题。 〔关键词〕 EPC 物流管理 仓储管理 一、 引言 随着科学技术和物流管理的不断发展, 仓储管理已成为现代 物流管理中的重要环节。 为使仓储管理能够更有效支持物流管理 上的各个环节, 把最新的高科技技术应用于仓储管理已成为业内 人士所关注的重点。 新近发展起来的产品电子代码EPC技术, 由 于可以克服传统物流仓储管理过程中所使用的商品条形码的许多 缺点, 已经成为国际物流界关注和研究的热点。 因此, 积极探索 和应用基于EPC技术的仓储管理系统, 对提高物流仓储管理的总 体水平具有重要的意义。 二、 EPC技术简介 1999年美国麻省理工学院一位天才教授提出了EPC开放网络 的构想, 在国际条码组织 (EAN.UCC) 宝洁公司、 、 可口可乐、 沃 尔马、 SAP、 SUN、 等全球 83跨国公司的支持下, IBM 开始了这 个发展计划。 并于2003年10月成立了EPC GLOBLE 全球组织, 推 广EPC和物联网的应用。 EPC开放网络系统 (物联网) 是在计算机互联网和射频技术 RFID的基础上, 利用全球统一标识系统编码技术给每一个实体对 象一个惟一的代码, 其最终目标是为每一单品建立全球的、 开放 的标识标准, 构造了一个实现全球
物品信息实时共享的 “Internet of things”它主要由EPC编码体系、 。 射频识别系统和信息网络系 统三部分组成。 1.EPC编码体系 EPC编码是国际条码组织推出的与EAN.UCC 码兼容的新一代 的编码标准。 与原来的产品条码仅是对产品分类的编码所不同的 是, EPC编码可以对每个单品都赋予一个全球惟一编码。 EPC码是 由一个版本号 (标头) 加上另外三段数据 (依次为域名管理者、 物 品对象分类、 序列号) 组成的一组数字。 其中版本号标识EPC的 版本号, 它使得EPC随后的码段可以有不同的长度 域名管理是 ; 描述与此EPC相关的生产厂商的信息 对象分类记录产品精确类 ; 型的信息 序列号则惟一标识货品。如图1所示) ; ( 。 中的EPC代码并将其输入网络信息系统的电子设备。 射频识读器 使用多种方式与
标签交互信息, 近距离读取被动标签中信息最常 用的方法就是电感式耦合。 只要贴近, 盘绕解读器的天线与盘绕 标签的天线之间就形成了一个磁场, 标签就是利用这个磁场发送 电磁波给解读器, 这些返回的电磁波被转换为数据信息, 即标签 的 EPC编码。 3.信息网络系统 信息网络系统的功能是实现物联网中的信息管理和流通。 物 联网的信息网络系统是在全球互联网的基础上, 通过SAVANT管 理软件系统、 对象名称解析服务 (ONS) 和物理标记语言 (PML) 在世界范围内构建出实物互联网。 SAVANT系统需要完成的主要 任务是数据校对、 解读器协调、 数据传送、 数据存储和任务管理。 ONS是一个自动的网络服务系统, 它主要完成的任务是通过将EPC 码与相应产品信息进行匹配来查找相关实物的参考信息。 在EPC 网络系统中所有关于产品有用的信息都用一种新型的标准的计算 机语言——PML所书写, PML提供一种通用的方法来描述自然物 体。 4.EPC编码的识读流程 在由 EPC标签、 识读器、 SAVANT服务器、 INTERNET、 ONS服 务器、 PML服务器以及众多数据库组成的实物互联网中, 识读器 都可以从任何一个贴有射频标签的物品上读取一个EPC码, 并将 信息传送到 SAVANT系统, 由分布式的 SAVANT软件系统处理和 管理所读取的一连串EPC信息。 由于在标签上只有一个EPC码, 计 算机需要知道与该EPC匹配的其他信息, 这就需要ONS来提供一 种自动化的网络数据库服务, SAVANT通过INTERNET将EPC传给 ONS, ONS经过解析得到一个保存着产品文件的PML服务器, 并 指示 SAVANT 到该 PML 服务器查找, 此后, SAVANT 向远程的 PML 服务器发送读取 PML数据的请求, PML服务器返回给 SAVANT它 所请求的PML数据, 再由SAVANT处理新读取的EPC码的内容, 由 此相应的产品信息就能传到供应链上。 5.EPC技术的优点 EPC技术与传统的条码技术相比主要有以下几个方面的优点。 (1) 惟一识别。 传统的条码技术只能识别一类产品, 而EPC码 因为其特殊的编码机制, 使其可以为每一个单品提供惟一的标示。 而产品的惟一识别对于某些产品来说是非常重要的。 (2)是 EAN.UCC 的延续和拓展。 由于 EAN 和 UCC 两大组织 合作,将 EPC 作为 EAN.UCC 系统的继承和发展,并与 EAN.UCC 系统中的GTIN兼容, 同时采用开放型的标准制定和层级管理机 制, 来推广EPC在全球的应用, 使这一物流新技术具有强大的生 命力。 图1 EPC编码结构 2.射频识别系统 EPC射频识别系统是实现EPC代码自动采集的功能模块, 由射 频标签和射频识读器组成。 射频标签是EPC的信息载体, 96位或 者64位EPC码是存储在射频标签中的惟一信息。 射频标签主要由 天线和芯片组成, 附着于可跟踪的物品上, 在全球流通。 射频识读器与信息网络系统相连实现数据交换, 是读取标签 133 《商场现代化》2006年 7 月 (上旬刊) 总第 472期 物流平台(3) 读取方便。 传统的条码采用的是可视传播技术, 即扫描 仪必须对准条码才可以读取。 而EPC系统射频标签与射频识读器 之间利用无线电感应方式进行信息交换, 可实现无接触、 非直视 处理, 只需在一定范围内感应就可以, 此外还可以在运动中读取, 并可以多个标签同时读取。 这大大减少了人的参与, 提高了识别 效率。 (4) 信息共享。 基于INTERNET的EPC开放网络系统给出了一 个物体在供应链中信息共享的解决方案和标准, 使物品信息在有 了更好的共享方案。 三、 EPC技术应用于物流仓储管理的优势和必要性分析 现代物流是一个包括采购、 存储、 生产、 包装、 装卸、 运输、 加工、 配送、 销售和服务活动的系统工程, 特别要求信息获取与 处理的快速与准确。 而仓储管理又是物流管理中的重要环节。 因 此, 利用高新技术提高仓储管理的智能化水平是非常必要的。 由 于EPC技术自身的无接触读取、 远距离读取、 动态读取、 多数量 和多品种读取、 海量存储量等优势, 因此在物流仓储管理系统中 应用EPC技术可以极大提高仓储的物资管理效率。 目前, 仓储中 物资的计算机业务管理系统已广泛推广使用。 应用EPC技术后, 由 于物资进出库都会经过识读器的识别, 数据信息采集效率高且准 确, 根本不需要手工录入数据, 也不需要进行清查库, 能大大地 提高工作效率和速度, 减轻手工 *** 作时的工作强度。 1.应用EPC技术可以极大提高出入库物品信息采集效率和准 确性。 在仓储信息管理中, 每件物品都有许多要标识的信息, 如 编号、 名称、 型号、 出厂日期、 寿命等, 这些信息在计算机管理 时均需手工录入, 录入的工作量大, 不仅周期长, 而且易出错。 采 用EPC技术即可解决这些问题, 另外其采集信息是自动进行的, 不 仅采集的速度快, 而且出错率特别低。 2.应用EPC技术是适应信息流通的需求。 传统的物品信息是 以纸张、 磁盘等介质为载体的, 随着社会信息化水平的不断发展 和网络建设的逐步扩大, 信息利用网络进行传输因其速度快、 费 用低等许多优点而将成为未来信息流通的主要手段。 由于EPC系 统直接接入INTERNET, 由射频识读器获取的信息因此亦可直接在 INTERNET上传输, 这样可以确保物资在仓储管理过程中具有准确 的信息流, 方便地对物资信息进行管理和查询, 并且可以和供应 链上其他环节进行有效的衔接和信息共享。 3.应用EPC技术可以实现自动化的存货和取货。 在整个仓储 管理中,通过将供应链计划系统制定的收货计划、 取货计划、 装运 计划等与EPC技术相结合,能够高效地完成各种业务 *** 作,如指定 堆放区域、 上架/取货与补货等。 这样,增强了作业的准确性和快 捷性,提高了服务质量,降低了成本,节省劳动力(8% ~35% )和 库存空间,同时减少了由于商品误置、 偷窃、 损害和库存、 出货错 误等造成的损耗。 4.应用EPC技术可以提高库存盘点的效率。 EPC技术使商品的 登记自动化,盘点时不需要人工的检查或扫瞄条码,更加快速准确, 并且减少了损耗。 使用射频终端进行商品盘点, 可以避免传统盘 点投入大、 效率低的弊端。 具体步骤是: 终端读取货物的电子标 签, 并实时记录盘点的数量。 现场清点完毕后, 盘点人员确认清 点的数量并上传至后台数据库。 后台数据库根据实时上传的资料 与系统中的资料进行比较, 数量若有差异, 系统将自动生成盘点 清单差异表, 然后将数据提交上级或指示终端重复盘点。 此外, 应用EPC技术的仓储管理系统还可以实现数字化库房 管理, 库存货品真正的网络化管理、 货品动态出入库管理、 在任 何时间及时地显示当前库存状态以及进行实时性信息收集和准确 快捷的信息交流等诸多功能。 因此, 将EPC技术应用于仓储管理 是符合当前经济全球化的时代发展趋势, 并能大大提高物流仓储 管理的信息化水平。 四、 仓储管理系统中应用EPC技术的现存问题 和其他新兴的技术一样, EPC技术本身还存在一些问题, 主要 表现在以下几个方面。 1.标准不统一。 这方面包括EPC码标准和射频标准两个方面。 EPC码格式标准的不统一是制约EPC技术发展的首要因素。 因为如 果EPC码有很多种且互不兼容,那么使用不同编码格式的产品就不 能通用,这对经济全球化下的物品流通是十分不利的。 另外, RFID 的频率标准不统一的问题也是亟待解决的问题。 但是频率的统一 需要国家的协调。 由于国家对无线电频段用途的控制使得射频识 别系统可能面临频率资源的限制。 2.较高的差错率。 尽管EPC技术具备较高的读取效率, 可同 时读取批量物品, 但目前EPC技术读取的差错率还较高, 准确性 还不能有效保证。 3.成本较高。 应用EPC技术的成本体现在两个方面 一方面 : 是电子标签的价格。 因为EPC技术可惟一识别单个物品, 因此电 子标签将贴于每件单品上, 数量巨大, 所以标签的成本及价格将 直接影响到EPC技术的推广范围。 另外一方面, 应用EPC要配备 相应的读取设备, 并引起相应的仓储管理软件的升级, 因为只有 升级和改进了现有的管理系统才能适应EPC技术的特点, 才能最 大发挥EPC技术的优势。 4.安全问题。 EPC技术的优点是可以通过INTERNET实现物流 各环节的信息共享, 但同时也带来了信息安全和个人隐私的问题。 虽然相对于许多已经非常成熟的技术而言, EPC技术目前还存 在许多需要解决的问题, 但是随着EPC技术研究的不断深入以及 EPC技术的日益普及, EPC技术将会逐步完善, 这也是任何一个新 技术从发展到成熟的必经之路。 五、 结束语 EPC技术由于其诸多的优良特性和可实现智能管理的独特特 点, 被认为是21世纪最具发展潜力的技术之一。 虽然目前该技术 还存在一些需要解决的问题, 企业要根据自身情况在高效率和高 成本之间进行权衡, 进行理性的决策。 但是随着全球经济一体化 的发展和EPC技术的不断进步, EPC技术将最终取代传统条码技 术, 仓储管理系统应用EPC技术将势在必行, EPC技术在整个物流 仓储系统中的应用前景也将是无可限量的。物联网的应用实例与效益 摘要 十年前,麻省理工学院在同 EANUCC 组织(全球统一标识系统)共同进行一 个研究项目时,创造了"物联网"一词该项目和全球产品电子代码管理中心的 成立促生了以 RFID 为基础的解决方案, 使供应链发生了革命性的变化 据预测, 到 2005 年,RFID 标识的物体和物联网将会无处不在 物联网的开发是围绕 RFID 的应用进行的,然而依托的技术不仅仅是 RFID物 联网的合理结构是金字塔型的,是根据需要,合理性,局限性和商业应用案例和 效益在身份标识,数据存储和能力上结构分层的,其合理性取决于经济效益,其 特点和行为设计的合理性也取决于实际效益 目录 1 介绍 十年前,麻省理工学院(MIT)与物品编码组织 EANUCC 共同开展了一个研究项 目,创造了物联网一词该项目和全球产品电子代码管理中心的成立促生了以 RFID 为基础的解决方案, 使供应链发生了革命性的变化 采用这种技术和手段, 将使供应链成本降低 10%,还能使我们同家庭中的日常生活物品相互交流在我 们去超市的时候,家里的冰箱会告诉我们缺少些什么,食品自己会告诉我们它们 什么时候过期,商品会自行防盗,我们则不必在超市的收款台前排队这些有说 服力的例子那时让我们预测, 2005 年, 到 RFID 标识的物体和物联网会无处不在 但现在已经 2009 年已经过去了,但我们还在等待会发生些什么为什么我们还 在等待呢物联网的实际效益在哪里呢 从社会经济方面看,保健,环境,合法监听,隐私,安全,技术的获取和包容 以及政府的作用,都将影响到物联网的应用,但未来物联网推广的最重要因素是 商业案例没有商业案例就没有商业 关于物联网的争论,一般是围绕着什么时候技术才会无处不在和遍布各处的问 题进行的,没有考虑如果实现了技术无所不在,那么范围有多大,哪些技术是核 心的问题本文用商业案例推理方法进行讨论,并向一些物联网方面的基本假设 提出了挑战,本文的结论是,物联网的架构实际上与现在的一些假设是不同的, 它更具结构性,更实用,具有金字塔式的通信能力和选择能力,它不是一堆放在 一起通过 RFID 器件互相谈话的物体 2 物联网的概念 MIT1999 年的论文在其网站上已经保留好多年了 所说的"物联网"是"自 MIT 动身份识别中心的愿景", 这个愿景就是创造一个计算机无需人的帮助就能去识 别的全球环境 麦克法兰在上述论文中解释了基于控制的 MIT 自动身份识别的概 念他说: 智能产品是一种物理的,以信息为基础的零售商品,它们 (1)具有独特的身份; (2)能够有效地同周边环境交流; (3)能够保留和存储自己的数据; (4)具有能描述产品特点,生产,使用和处置需求的语言; (5)能持续地参与或决定与产品命运相关的行为 重要的是要注意到,MIT 的研究是针对供应链的,它说的"每个东西都贴上标 签"并不意味着"所有的东西"都贴上标签麦克法兰说的很清楚,它们是以信 息为基础的零售商品花园里的鼹鼠,树上的知更鸟和亚马逊雨林中的树木并不 在这"每样东西"的范畴之内他们所做的切合实际的排除表明,物联网的初始 概念是很清楚的, 是人为限定的, 是有范围的 它只适应于供应链上传送的东西 全球产品电子编码管理中心和 RFID 产业已经认识到, 这种限制会使我们错失良 机,降低物联网的应用范围和影响这与"计算机无需人的帮助就能理解世界" 的概念显然是不相符合的,因为我们不能假定每样东西都是零售商品,这种假定 是不可能的,而且永远不可能现在是根据可能做到的事情重新评价和建立这个 概念的时候了 要建立全面的或局部的物联网,需要有投资,在很多情况下,这种投资的规模 很大只有有了适宜的商业范例,才会有投资而商业范例正是目前所缺少的 3 商业范例假设 物联网不仅是一个学术概念,而且有市场需求,了解这一点是至关重要的 这就是说,物联网是一种真正的颠覆性创新,它能对社会产生巨大影响但物 联网要获得成功, 必须要有实实在在的应用案例, 不能光宣传它如何如何了不起, 或觉得它会带来多大的股票价值 物联网的推广目前还受限于技术,现在可用的技术是 RFID 过去在供应链和其他一些商务模型如资产管理中主要采用一维条形码, 这是 一种综合标识符,不能区分具体的物品两维条形码含有更多的数据,但一旦印 刷上去, 就不能更新 RFID 发射器, 近场通信移动电话, 采用脉冲无线电 (UWB) 通信技术的定位系统, 蓝牙或紫峰无线传感器和其他一些无处不在的计算技术能 持续地从周边环境中采集数据并进行处理, 这些技术可以带来优势的商业应用案 例 虽然物联网的开发是围绕 RFID 的应用进行的, 但构成物联网的是连续和密集的 实时数据流,并不是 RFID 器件本身,物联网是物理世界的反映,同物理世界一 样,物联网用户市场中商务案例的成功是商务推广的先决条件 1999 年开始建立物联网时,MIT 预测,到 2005 年会出现物联网 RFID 标签的无 处不在的应用,到 2006 年,标签的价格会降低到 5 美分学术界的预测总是太 过乐观,从经济学的角度看,这个预测其实是靠不住的 当然,MIT 可以很有道理地指出,今天的标签,比他们当时设想的标签要复杂 多了,但标签设计中任何增加的功能都是用户需要的,没有这样的进步,就没有 投资的效益但价格毕竟决定着设计的合理性,限制着标签的普及应用 如果没人以 MIT 预测的价格大量购买这些标签,就不会有用户应用案例 MIT 所描述的物联网是在超市中无处不在地使用标签,MIT 预计,所有的零售商 品都会贴上标签, 所有的家庭用品和办公用品都会贴上标签, 它们能够相互通信, 至少在询问时能够应答 2003 年,威廉姆斯在《产品标识的未来》一文中指出,当商店中的商品以低于 05 美元的价格促销时,标签的成本无论是 028 美元还是 5 美分,都将是极大 的成本负担,一般会使商品利润低于 10%,在这个价格水平上使用 RFID 标签就 不划算了现在不行,永远都不行把 MIT 所预测的标签价格下降(为达到市场 普及)同预测的标签使用量相比较,可以看出,在很多年内,标签的整体商业价 值很难增长标签厂商投入很大的资金,承担很大的风险,卖出几十亿的标签, 却只能赚到很少的钱标签厂商以现在的价格每年只卖出几百万个标签这种商 业模式是行不通的,而且永远行不通,因为标签制造厂商在目前商业模式的生命 周期内是不会把标签的价格降低到微不足道的水平的 业界预测,聚合物 RFID 标签有可能在 10 年内改变这种状况但是今天你不可 能根据 10 年之后可能发生的事举出商业应用的例子这些实际因素对物联网的 建立和效益的发挥有巨大的影响也就是说,在每件物体上贴上标签,也许只是 一种空想,永远不可能成为现实(我曾经说过,皇帝是没有新衣的) 那么物联网的概念是不是就错了,是不是就一无可取了呢我希望不是尽管人 们提出的物联网的概念和架构有某些缺陷,但它还是有很大的潜在效益的 4 物联网依托的技术不仅仅是 RFID 在可预见的未来建立可行的物联网架构是至关重要的那种认为给遍布各处的 每个物体都贴上 RFID 标签就能形成物联网的观点是经不起实践检验的,是不会 有商业应用实例的在目前阶段,我们必须质疑关于物联网的一些基本假设麦 克法兰提出的物联网概念,至少有两点是站不住脚的,是经不起实践检验的 首先,麦克法兰声称的物联网的目标是"建立一个计算机无需人的帮助就能识 别世界的普遍环境",但他没有从商业应用的角度进行考虑,也就是说,人们为 什么需要这样一种环境我们的问题是,它的应用合理性在哪里难道就因为它 在技术上可行就不去考虑合理和需求吗 如前所述,不是器件,而是连续的,高密度的实时数据流形成了可行的商业应 用案例,赋予了信息系统相关的,实时的,具体的数据,建立了物联网我们必 须清楚地认识到,物联网的商业范例不是 RFID 器件的商业范例,而是合理获取 信息的商业范例,RFID 系统只是一种提供信息的手段,是一种最适宜的,成本 效益最高的技术 第二,对于早先的智能产品概念,麦克法兰虽然提出了 5 个特点,但缺少商业 案例的支持麦克法兰说的 5 个特点是,独特的身份标识,与周边环境交流,存 储数据,使用标准的语言和不断地参与或决定自己生命周期 最后一个特点是要赋予器件智能的原因,其他一些特点是被动存储器件也具有 的,只要它们能被连接 如果你接受这种观点,那么在很多情况下,有效地与周边环境通信,可能就简 单意味着使身份和数据可以被询问, 而这通过被动型的数据存储就能实现 的确, 早期物联网构想中的 RFID 技术,全部是被动型 RFID 标签,这些标签只有在被询 问时才能显示数据,与条形码唯一的不同是,它们的数据存储在集成电路存储器 上,可以被更新,它们不能对自己的命运做出决定所以,麦克法兰的理论不仅 没有清晰的商业案例支持,而且其初始概念在逻辑上就讲不通我们经过思考后 得出的结论是,有些物品需要通信,而另一些物品只需要被询问,有些数据是永 存的,另一些数据是变化的这个结论显然是毋庸置疑的 独特的身份对于物联网来说是非常重要的,但也需要从商业效益的角度考虑问 题多年来,条形码成功地标识了批量身份,但不能标识每个产品的身份把批 量标识扩展到分类标识是必要的,例如标明整批货物中每一件的售出时间但如 果没有必要,如果成本太高,就不需要总是这样做当然在有些情况下,是需要 对每个商品做独特标识的,例如商品的重量,历史等所以,物联网的许多功能 是可以用比较便宜的技术实现的,例如已广泛应用的条形码我们认为,物联网 的合理结构是金字塔型的,是根据需要,合理性,局限性和商业应用案例和效益 在身份标识,数据存储和能力上结构分层的将来许多物品的信息仍然会保存在 条形码上 现在的条形码仅仅是标识类别, 例如某厂商生产的 450 克的烤豌豆 如果用条形码区别标识每件产品, 就不能像现在这样把条形码统一印刷在产品包 装袋上,把这样的产品纳入物联网中,需要确定数量并判断投入的合理性 在每个产品上应用 RFID 技术现在有很好的例子例如,英国著名的玛莎百 货公司用这种技术减少了正品商品退货的欺诈率,在这种情况下,商品价格稍高 一点是合理的另一个例子是在刮脸刀片上安放防盗窃的电子商品监测 EAS/RFID 标签,从商业效益上看也是合理的按日期销售的信息是非常重要的 信息,新鲜食品可以在物联网世界中找到新的市场机会,可以存储在零售商的货 架上, 可以找到潜在的家庭和办公室最终用户, 也可以找出产品的新特点和用途, 让产品销售的压力不全放在既定用户身上,另外还能给冰箱制造商做广告,促进 冰箱的销售在物联网世界中,市场营销也能产生实实在在的效益,消化 RFID 的成本 例如, 葡萄酒和灌装啤酒的厂商由于与销售市场更接近, 可以降低价格, 从而消化标签的成本不过我们必须做出示范例子,才能在物联网中推广 5 物联网的结构 如果你接受现在的观点,那么就会顺理成章地得出这样的结论,即只有需要 通信的东西才会装上通信器件在上述金字塔的顶端,是人与人之间的对等机器 交流,例如我的个人数字助理和你的计算机之间的交流,在采用对等设备成本上 不划算的地方则布置 RFID 标签,因为 RFID 标签是满足基本通信需求的成本最 低的手段, 这是第二个层次, 在这个层次之下, 是被动型的数据存储, 如条形码, 它只能保存数据和身份,在这个层次,很多东西仍然是不可辨认和不可识别的 我们定义的未来的物联网还有一点与麦克法兰的提法不同,麦克法兰认为, 物体"能连续地参与和决定自己的命运",我们则认为,只有在感知物体直接或间 接地发出指令的时候(在金字塔的顶端) ,或智能物体发出指令的时候(在第二 层次) ,才会有通信即便在第二层次,智能物体一般也是由一个感知器件控制 和预先决定的(在物联网中,所有的东西,包括人,都是物体) ,因为只有更高 的层次,才能做出判断效益的决策 所以,物联网是在一个个案例的基础上运行的,由感知物体从成本上逐个判 断,处理代价是否能适合需求,物联网是由这些案例构成和限制的 物联网中的商务案例是靠 RFID 标签,智能标签或智能卡运行的静态信息 如产品身份,重量,售出时间,产地等,可以存储在条形码上,也许是两维条形 码,用移动设备和漫游设备可以阅读条形码 我们不需要给每个物体都装上主动通信的器件, 我们要做的是提高阅读器扫描被 动信息的能力,如扫描条形码,使我们在询问时能获得信息,这样做是因为我们 有应用案例的强大支持我们很多人已在超市使用自我扫描技术付账了,许 多移动电话都能阅读条形码虽然让冰箱通过 RFID 标签自动向超市询问存货和 自动付账听起来很有吸引力, 但其实还有一些更为廉价的方法能达到同样的效果 许多此类物联网可以用手动扫描条形码的方式实现,例如,用扫描器把冰箱 里的食品显示在冰箱上的屏幕上屏幕上还可以显示食品的售出时间,发出过期 报警如果超市的付账柜台上也储存有售出日期的信息,就可以用现在的 Wi-Fi (无线保真)技术把这些信息传送到用户的个人数字助理和电话上,用户的冰箱 上或家庭电脑上,也可以传送到家里各处放置的,不见得放在冰箱里的已购买的 食品上 我们所提出的物联网的架构是这样的,它并不是把世界上所有的物体都以对 等的方式连接在一起,而是给有些物体贴上 RFID 标签,有些物体贴上条形码 在我们的物联网架构中有些物体有询问能力, 还有些物体则仍然处于未连接状态 物联网的主要功能是处理信息,这些信息的获得并不完全靠 RFID 标签当 然 RFID 标签将会发挥作用,但 RFID 提供的信息只是物联网的一个组成部分 在物联网中, 不是简单地给每件物体都做出身份标识 我们把物品分成了若干类, 这种分类构成了前述的金字塔梯级结构, 每个梯级采用的信息获取和发送技术都 是不同的也许我们可以给出这样的梯级结构: A 级:带有一般的固定静态数据的物品(如一听西红柿) B 级:带有分类静态数据的物品(如标有售出日期的生菜) C 级:带有独特的固定静态数据的物品(如标有特别分量,产地和保质期的一片 肉) D 级:带有可变综合静态数据的物品(如带有温度感应器的冷冻食品综合标识包 装) E 级:带有可变分类静态数据的物品(如运载箱装商品的货盘) F 级:带有一般临时静态数据的物品(如卡车载的货) G 级:带有可变独特静态数据的物品(道路通行费标签;带有温度感应器的独特 标识的物品) H 级:带有分类可变数据的物品(如车辆) I 级:带有特殊可变数据的物品(如冰箱,音响系统,中央空调,房间报警系统, 车辆等) J 级:智能物品(如计算机,个人数字助理) K 级:有感知的物体(例如人) 这样的分类,是按本文的思路提出的,并不能算是正式的分类下图所示为 物联网的金字塔架构: 我们并不打算把世界上的每个物体都标识在这个金字塔架构图中世界上的 大多数物体—田野里的树木,沙滩上的躺椅,树上的鸟儿等都是不需要通过物联 网来交流的在可预见的未来,现实世界中的大多数物体都不会连接在一起在 物联网中,我们可以把这些物体称为未标识类物体 从金字塔的底部上行, 我们会发现, 紧邻底层 A 的那几个层次中的物体可以被识 别,但是被动式的,这些物体被询问是可以应答,但不能主动通信B,C,D 层次中的物体一般是用条形码标识的,B 层次是简单的综合标识,例如一听西红 柿C 层次是类似瓜果梨桃一类的物品,它们往往有同样的身份,但售出日期不 同 层次的物品是有单独特点的, D 例如每个产品都有不同的重量 在物联网中, 我们可以把这一层次中的物品叫做被动可标识物品增加的信息都不是特殊的, 产品的重量是不变的这一层次中使用的 RFID 标签都是被动型标签 E 层次的数据来自传感器,传感器是被动的,在询问时可以应答,但如果某 些参数(例如温度)超出了规定的限度,也能主动通信,我们把 E 层次的物品叫 做具有激发通信能力的物品, 当然只有在成本效益合理的情况下才采用这种技术 这些物品的数据可变但也是被动的,不过与 D 层次中的可变被动数据(例如一 公斤香肠)完全不同 D 层次和 G 层次的物品都有组合的数据,D 层次中是综合的可标识物品,G 层次中的是特殊的可标识物品例如,道路通行收费标签可在车辆行程的入口和 出口被读出 这两个层次的物品一般不能通信, 它们往往是被询问时才做出反应, 但不能排除它们具有通信功能我们把这种物品叫做"载有其他物品数据的物品" H 层次的物品则不仅有独特的身份,而且有独特的寻址功能,它们能主动通信, 也能对询问做出反应,可能还可以处理大量的瞬间变化数据智能汽车就是一个 例子我们把这个层次的物品叫做"为其他物品服务的物品" 在金字塔的顶端,是真正的智能器件,如计算机或有感知的物体(例如人) , 这些物体有能力主动通信和主动询问 智能物体和感知物体之间的根本区别在于, 智能物体的运行决定是由感知物体控制的,或者说,智能物体的行为是由感知物 体(例如人)设定的所以,在物联网金字塔的顶端,总是感知物体在控制,不 是物品自己做自己命运的决策这种理解与 MIT 最初的概念是根本不同的我 们认为,只有采用这种梯度层次架构,物联网才能产生合理的实际效益,才能获 得投资 我们当然可以做出不同的分类,分出不同的级别,但问题的关键不在这里 关键是物联网不会,而且永远不会成为和人与人之间的网络一样的,具有自主意 识的网络(采用 RFID) ,物联网将是一个由具有不同特性和能力的物品组成的一 个梯度分层架构;它的性质是由应用案例和实际效益决定的,采用的技术是否合 理也是由实际效益决定的(有时只能用 RFID) 所以,在物联网中采用 RFID 的具体效益是反映在多个结构层次上的,其合 理性取决于济效益,其特点和行为设计的合理性也取决于实际效益(尽管可 能会有额外的下游效益,或以后会发现效益,但这不属于初始的效益) 物联网 中物品能力的合理性也是由具体的效益决定的 物联网本身是不会产生什么奇幻 的济效益的,世界上的许多物品将仍然处于物联网之外 6 结论 为发挥物联网的潜在效益,需要着重注意新型的因特网和已有数据的 *** 控,而 数据的传输技术,虽然很重要,却是次要的考虑因素需要制定物品层次之间交 流的规则,需要开发数据采集/交换/交易的网络服务如果物联网有一天真的出 现了,那么首先要关注的是数据管理,转换和处理的标准,而不是什么特殊的空 间接口总之,尽管 RFID 在物联网中有重要作用,但它毕竟只是物联网中的一 种数据传递技术,要形成商业市场,就要开发产品(软件系统) ,使因特网中的 物品能动起来,我们要更多地关注使物联网具有交流功能的网络服务我们需要 有标准化的服务标准制定组织,如 CEN,ISO,ETSI,应发挥重要作用EPC技术、 RFID技术
1、生产环节
在生产制造环节应用EPC技术可以完成自动化生产线运作,实现在整个生产线上对原材料、零部件、半成品和产成品的识别与跟踪,减少人工识别成本和出错率,提高效率和效。
采用了EPC技术之后,就能通过识别电标签来快速从品类繁多的库存中准确地找出工位所需的原材料和零部件。
EPC技术还能帮助管理人员及时根据生产进度发出补货信息实现流水线均衡、稳步生产,同时也加强了对产品质量的控制与追踪。生产线发料过程中,首先系统进行生产任务自动排产;AGV小车满载按一定规则摆放物料,经过生产线每个工位;安装在每个工位上的RFID读写器实时对经过的AGV小车进行扫描,即可实现自动识别当前工位需要的何种物料、需要多少、是否已经全部到位等,当前工位员工即可根据配备的显示屏的提示,拿取生产物料。
在生产补料过程中,生产工位上的FRID自动识别当前工位物料的剩余情况,实时将物料需求信息传送到发料室,及时做好备料发料工作,保证生产线物料充足、不堆积等;提供现场物料周转率,使现场整洁。
2、运输环节
在运输管理中在途运输的货物和车辆贴上EPC标签,运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置。
因此当货物在运输途中,无论是供应商还是经销商都能很好的了解货物目前所处的位置及预计到达时间。特别对于价值高的物品、危险易泄漏的物品、需要封箱运输的物品等,均可采用主动式RFID技术,将其封装与箱内;如果出现非正常开箱,中央监控系统即可获得物品状况,及时报警,减少危害和损失。
3、存储环节
在仓库里,EPC技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点,它能用来实现自动化的存货和取货等 *** 作。基于EPC的实时盘点和智能货架技术保证了发货退货的正确性以及补货的及时性;而仓储区内商品可以实现自由放置,提高仓储区的空间利用率并能够提供有关库存情况的准确信息;从而降低了库存,增强了作业的准确性和快捷性,提高了服务质量,降低了储存成本,节省了劳动力和库存空间,同时减少了整个物流中由于商品误置、送错、偷窃、损害和库存、出货错误等造成的损耗。
4、零售环节
物联网可以改进零售商的库存管理,实现适时补货。有效跟踪运输与库存,提高效率,减少出错。比如:当贴有标签的物件发生移动时,货架自动识别并向系统报告这些货物的移动。智能货架会扫瞄货架上摆放的商品,若是存货数量降到偏低的水位,或是侦测到有人偷窃,就会通过计算机提醒店员注意。因此,能够实现适时补货,减少库存成本,还能起到货物防盗的作用。智能秤能根据果蔬的表皮特征、外观形状、颜色、大小等自动识别水果和蔬菜的类别,并按该商品来计量、计价和打印小票:在商场出口处,带有射频识别标签的商标由读写器将整车货物一次性扫描,并能从顾客的结算卡上自动扣除相应的金额。 *** 作无需人工参与,节约了大量人工成本,提高了效率,加快了结账流程,同时提高了顾客的满意度。另外EPC标签包含了极其丰富的产信息,例如生产日期、保质期、储存方法以及与其不能共存的商品,可以最大限度的减少商品耗损。
5、配送/分销环节
在配送环节采用EPC技术能大大加快配送的速度,提高拣选与分发过程的效率与准确率,并能减少人工数量、降低配送成本。如果到达配送中心的所有商品都贴有EPC标签在进入配送中心时,装在门上的读写器就会读取盘上所有货箱上的标签内容并存入数据库。系统将这些信息与发货记录进行核对,以检测出可能的错误,然后将EPC标签更新为最新的商品存放地点和状态。这样管理员只需 *** 作电脑就可以轻松了解库存、通过物联网询商品信息及通知供应商商品已到或缺货。
这样就确保了精确的库存控制甚至可确切了解目前有多少货箱处于转运途中、转运地、始发地和目的地,以及预期的到达时间等信息。
6、集装箱、港口、码头、报关报检环节
用无线射频识别(RFID)技术,通过安装在出入境车辆上的RF电子卡(或RFPDA)与分布在口岸监管区域的无线射频基站群的无线信息交互,实现对出入境人、车辆、货物实施电子化管理,从而取代了长期以来依靠司机填写纸质《出入境车辆检验检疫监管簿》申报的管理方式,实现出入境车辆及货物的快进快出、大进大出。集装箱上的电子标签可以记录固定信息,包括序列号、箱号、持箱人、箱型、尺寸等;还可以记录可改写信,如货品信息、运单号、起运港、目的港、船名航次等。
集装箱RFID自动识别系统完成装箱数据输入、集装箱信息实时采集和自动识别;通信系统完成数据无线传输;集装箱信息管理系统完成对集装箱信息的实时处理和管理,能完成数据统计与分析,向客户提供集装箱信息查询服务。而港口集装箱管理系统可以监测、记录经过道口的集装箱、拖运车辆、事件发生时间、 *** 作人员、集装箱堆放位置等信息;具有形象3D集装箱堆场地图和放箱、找功能。
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