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。物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义,物联网就是“物物相连的互联网”。
1、引言
以物联网为核心的信息技术发展被誉为第三次信息技术革命,2010年以来中国政府对物联网的发展极为重视,一系列物联网发展的产业政策及规划相继出台,物联网已经上升为国家战略。
我们认为,物联网的发展并不是一个突变的过场,而是一个从信息自动提取、信息整合、物品局域联网、局部系统的智能服务与管控等向全网融合逐步深化的过程。物联网的理念最初是基于RFID/EPC的技术而提出的,后来物联网的理念又是随着各种感知技术与网络技术的突破而提升和完善。
当1999年世界上首先提出基于RFID/EPC的物联网技术的时候,物流行业被寄予厚望,仓储业由于其在物流行业核心的地位,也最早开展了物联网技术应用的探索。从2003年底开始中国仓储业开始探索基于RFID/EPC的物联网技术应用,在2004年-2006年也曾经历过一波物联网应用的炒作。目前RFID等物联网技术在仓储业已有很多成功案例,但大都局限于智能仓储管理与自动化作业层面。
2、目前仓储业应用的主要物联网技术
物联网是“物物相连的互联网”,是通过各类传感装置、RFID技术、视频识别技术、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,根据需要实现物品互联互通的网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的智能网络系统。
物联网主要有三层架构:即:感知层、网络层和应用层,根据这一物联网架构,物联网主要有三大技术体系,一是感知技术体系;二是通信与网络技术体系;三是智能技术体系。
在仓储行业目前最常用的物联网感知技术主要有:RFID技术、GPS技术、传感器技术、视频识别与监控技术、激光技术、红外技术、蓝牙技术等;在以仓储为核心的物联网网络技术,常采用企业内部局域网直接相连的网络技术,并留有与互联网、无线网扩展的接口;在不方便布线的地方,常采用无线局域网技术;
现代仓储系统内部不仅物品复杂、形态各异和性能各异,而且作业流程复杂:既有存储、又有移动;既有分拣;也有组合。因此仓储为核心的智能物流中心,常采用的智能技术有:自动控制技术、智能机器人堆码跺技术、智能信息管理系统技术、移动计算技术、数据挖掘技术等等;
3、物联网技术在仓储业应用状况分析
感知技术应用情况:
根据华夏物联网研究中心调查了解,目前在中国仓储业应用最普遍的物联网感知技术就是RFID技术,在一些先进的仓储配送中心,RFID标签及智能手持RF终端产品有比较广泛的应用。这是因为RFID技术与托盘系统结合,在仓储配送中心闭环应用,可以有效降低成本;此外,基于RFID技术的只能手持拣选终端,可以提升拣选效率和速度。2010年随着物联网技术的发展,RFID技术在仓储业应用也获得了快速发展,增长速度预计在18%以上。
在普通的仓储系统中,除了基于条码自动识别等技术具有最广泛应用外,“电子标签辅助拣选系统”也有普遍的应用。这里所谓的电子标签指的不是RFID标签,而是指采用电子指示标签进行拣选作业的系统。利用这一系统,将出入库订单经计算机系统分解,传输到货架个货位,用电子手段显示拣选的数量的辅助拣选系统。这一系统简洁实用,应用较广。近两年出现了采用无线网络技术传输拣选数据,不用现场布线搭建系统,大大方便了技术的应用。
在先进的仓储配送系统中,全自动输送分拣系统也常用激光、红外等技术进行物品感知、定位与计数,进行全自动的快速分拣。此外为了使仓储作业做到可视化,对仓库实行视频监控,部分仓储系统采用了视频感知监控系统,取得了良好的效果。
2010年,一种基于辅助语音拣选的系统也开始在国内得到应用。这一系统由仓储信息系统将出入库的订单进行分解处理,形成语音提示信息,借助无线网络和戴在拣货员头上的耳机,向拣货员发出拣货指令,完成拣选作业。
此外,随着物联网技术的发展,2010年在无锡粮食物流中心、济宁物联网大蒜冷库基地,均采用了温度、湿度等传感器感知技术,将传感器技术与其他感知技术集成,实时感知物品的温度、湿度等物理信息,使感知技术得到更深入应用。
智能仓储的网络与传输技术应用情况
现代物流的最大趋势就是网络化与智能化。在制造业企业内部,现代仓储配送中心往往是与企业生产系统相融合,仓储系统作为生产系统的一部分,在企业生产管理中起着非常重要的作用。企业内部系统系统的网络架构,往往都是以企业内部局域网为主体建设的独立的网络系统。
物流公司面对大范围的物流网络,各地仓储网络化的信息管理往往是借助于互联网系统与企业局域网相结合。物流中心与门店和配送点的
信息传输也往往借助于互联网技术。2010年以来,基于无线局域网的技术在仓储业物联网系统也得到了较多应用。
智能仓储作业与管控技术
根据对相关资料的统计分析,目前仓储业智能终端技术有机器人技术、RF手持终端、语音提示终端、视频监控终端、无人搬运车等技术。借助这些技术,实现了物品的自动搬运、机器人自动堆码跺、物品自动识别、智能辅助人工拣选等作业。在智能仓储管控系统中,物联网技术与WMS技术相结合,实现了仓储也智能化与自动化。能够实现对物流过程智能控制与管理的还不多,物联网及物流信息化还仅仅停留在对物品自动识别、自动感知、自动定位、过程追溯、在线追踪、在线调度等一般的应用。专家系统、数据挖掘、网络融合与信息共享优化、智能调度与线路自动化调整管理等智能管理技术应用还有很大差距。
目前只是在企业物流系统中,部分物流系统还可以做到与企业生产管理系统无缝结合,智能运作;在部分全智能化和自动化的物流中心的物流信息系统,可以做到全自动化与智能化物流作业。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。
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