射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification)是自动识别技术的一种,即通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别,也常称为感应式电子晶片或近接卡、感应卡、非接触卡、电子标签、电子条码,等等。是一种通过无线电波传递信息和交换信息的混合技术。一个典型的RFID系统一般由RFID标签(tag)、读写器(reader)、天线(antenna)以及计算机系统等部分组成。如图:
 
其中RFID标签中一般保存有约定格式的编码数据,用以唯一标识标签所附着的物体。与传统的识别方式相比,RFID技术无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理,且操作方便快捷。能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等需要收集和处理数据的应用领域,并被认为是条形码标签的未来替代品。  
RFID系统的工作原理(如下图):读写器通过天线发送出一定频率的射频信号;当RFID标签进入读写器工作场时,其天线产生感应电流,从而RFID标签获得能量被激活并向读写器发送出自身编码等信息;读写器接收到来自标签的载波信号,对接收的信号进行解调和解码后送至计算机主机进行处理;计算机系统根据逻辑运算判断该标签的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号;RFID标签的数据解调部分从接收到的射频脉冲中解调出数据并送到控制逻辑,控制逻辑接收指令完成存储、发送数据或其他操作。
二、RFID技术的特点
众所周知, 现在供应链中普遍应用的是条码技术, 条码就像人类社会的×××一样被广泛的运用于社会经济活动中的方方面面, 可以说现代经济活动的顺利进行已经离不开条码技术。鉴于此, 我们不免会有这样的顾虑, 虽然RFID在零售业界方兴未艾, 被炒得沸沸扬扬, 但它真会象许多人所说的那样在不久的将来成为条码的“终结者”吗?它到底会给我们带来哪些惊喜呢?
与传统的条码技术相比, RFID突破了条形码的许多使用限制, 具有多项优越性:
(1)无屏障读取。传统的条形码数据是通过光学或红外线来读取, 扫描器必须在近距离且没有外物阻挡下, 才可以识读条形码; 而RFID则是以无线电波来远距离传递信息, 即使是被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆, 也可以进行穿透性通讯, 从而大大提高了供应链各个环节的作业效率。
(2)重复使用性。条形码印刷之后无法进行更改;而RFID标签为电子数据, 可以反复地新增、修改、删除或重写标签内存储的数据, 从而方便了信息的更新, 减少了管理成本和人为错误。
(3)高存储量。一维条形码的存储容量只有五十比特, 二维条形码的存储容量也只有两到三千比特;相比之下, RFID的最大存储容量则可达数百万比特,未来物品所需携带的数据量将会愈来愈大, 对此,RFID将应付自如。
(4)耐环境性。条形码需置于物品的外包装上, 且属于易碎标签, 由于物理、化学的原因很容易退色、被撕毁, 因此只能在特定环境使用; RFID标签则是将数据置于芯片当中, 对水、油和药品等物质具有强力的抗污性, 即使是在黑暗或脏污的环境之中, 也可以读取数据, 大大减小了对环境的依赖性。
(5)便捷性。传统的条形码一次只能扫描一个; 而RFID阅读器可同时辨识读取多个RFID标签, 可大大提高自动化作业效率, 节省人工扫描的成本, 提高了对顾客需求的反应速度。
(6)安全可靠性传统的条形码相对来说缺乏可靠性; 而RFID由于承载的是电子信息, 其数据内容可受到加密保护, 难以被伪造, 因此安全可靠程度较高。
三、RFID的应用
(一)RFID的应用范围
 
如今RFID的应用范围主要包括:
1、物流:  物流过程中的货物追踪,信息自动采集,仓储应用,港口应用,邮政,快递;
2、零售:  商品的销售数据实时统计,补货,防盗;           
3、制造业: 生产数据的实时监控,质量追踪,自动化生产; 
4、服装业: 自动化生产,仓储管理,品牌管理,单品管理,渠道管理;
5、医疗:   医疗器械管理,病人身份识别,婴儿防盗;
6、身份识别:电子护照,×××,学生证等各种电子证件;                           
7、防伪:   贵重物品(烟,酒,药品)的防伪,票证的防伪等;                          
8、资产管理:各类资产(贵重的或数量大相似性高的或危险品等);                     
9、交通:    高速不停车,出租车管理,公交车枢纽管理,铁路机车识别等;              
10、食品:   水果,蔬菜,生鲜,食品等保鲜度管理;            
11、动物识别:训养动物,畜牧牲口,宠物等识别管理;               
12、图书馆:  书店,图书馆,出版社等应用;               
13、汽车:  制造,防盗,定位,车钥匙;            
14、航空:   制造,旅客机票,行李包裹追踪;    
15、军事:   弹药,枪支,物资,人员,卡车等识别与追踪。
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、信息和资金的流向,才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。很多大型企业都是借助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。 
(二)RFID在物流方面的应用
  RFID在物流的诸多环节上发挥了重大的作用。其具体应用价值,主要体现在以下几个环节:
一、零售环节。RFID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。同时,智能标签能对某些时效性强的商品的有效期限进行监控;商店还能利用RFID系统在付款台实现自动扫描和计费,从而取代人工收款。RFID标签在供应链终端的销售环节,特别是在超市中,免除了跟踪过程中的人工干预,并能够生成100%准确的业务数据,因而具有巨大的吸引力。
二、存储环节。在仓库里,射频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操作。在整个仓库管理中,将供应链计划系统制定的收货计划、取货计划、装运计划等与射频识别技术相结合,能够高效地完成各种业务操作,如指定堆放区域、上架取货和与补货等。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。RFID技术的另一个好处在于在库存盘点时降低人力。RFID的设计就是要让商品的登记自动化,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。RFID解决方案可提供有关库存情况的准确信息,管理人员可由此快速识别并纠正低效率运作情况,从而实现快速供货,并最大限度地减少储存成本。
三、运输环节。在运输管理中,在途运输的货物和车辆贴上RFID标签,运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置。接收装置收到RFID标签信息后,连同接收地的位置信息上传至通信卫星,再由卫星传送给运输调度中心,送入数据库中。
四、配送/分销环节。在配送环节,采用射频技术能大大加快配送的速度和提高拣选与分发过程的效率与准确率,并能减少人工、降低配送成本。如果到达中央配送中心的所有商品都贴有RFID标签,在进入中央配送中心时,托盘通过一个阅读器,读取托盘上所有货箱上的标签内容。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RFID标签更新为最新的商品存放地点和状态。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、转运的始发地和目的地,以及预期的到达时间等信息。
五、生产环节。在生产制造环节应用RFID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,提高效率和效益。特别是在采用JIT(Just-in-Time)准时制生产方式的流水线上,原材料与零部件必须准时送达到工位上。采用了RFID技术之后,就能通过识别电子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。RFID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,同时也加强了对质量的控制与追踪。
(三)RFID的实际应用及优点
由于RFID标签具有可读写能力,对于需要频繁改变数据内容的场合尤为适用,它发挥的作用是数据采集和系统指令的传达,广泛用于供应链上的仓库管理、运输管理、生产管理、物料跟踪、运载工具和货架识别、商店、特别是超市中商品防盗等场合。

  例如沃尔玛借助RFID强化核心竞争力,其供应商按照配送中心发来的订单分捡好产品,随即交付运送;在沃尔玛配送中心的接货口,商品通过门口时即由RFID阅读器自动完成盘点并输入沃尔玛的数据库;商品被直接送上传送带后,配送中心按照各个门店所需要的商品种类与数量进行配货——无需人工调整商品摆放朝向;商品装车发往各门店的途中,借助GPS定位系统或者沿途设置的RFID监测点,就可以准确地了解商品的位置与完备性,从而准确预知运抵时间;运抵门店后,卡车直接开过接货口安装的RFID阅读器,商品即清点完毕,直接上架出售或暂时保存在门店仓库中,门店数据库中的库存信息也随之更新;随着商品减少,装有RFID阅读器的货架即自动提醒店员进行补货;由于顾客改变了购买决策而随意放置的商品,亦可以通过覆盖了整个门店的RFID阅读器非常容易的找到并由店员归位。顾客选购结束后,只需要推车从安装有RFID阅读器的过道中通过,商品的统计即自动完成;一般顾客可以选择现金、信用卡等传统结算方式,使用带有RFID标签结算卡的顾客则可以选择RFID结帐,即由系统自动扣除款项,排队付款的烦恼就会大幅减少甚至全部消除。而商品一旦进入到RFID阅读器覆盖的各个场所,RFID系统就自动承担起EAS(电子商品监控)的功能,从而有效的防止商品失窃现象。  

这样,从商品的生产完成到零售商再到最终用户,即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、准确地反映在零售商的信息系统中,从此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。通过成功的运用RFID,沃尔玛所获得的好处包括:
1、减少统计差错、即时获得准确的信息流,进一步降低在供应链各个环节上的安全存货量和运营资本,巩固和扩大在该领域的竞争优势。
2、提高物流(配送)的自动化程度与处理效率,减少雇佣员工、降低劳动力成本,巩固和扩大在物流成本上的优势。
3、加大财产与商品监控与管理力度,有效防止盗窃现象和因遗忘等原因造成的商品损耗;强化设备管理,优化配置设备与提高设备的使用率。
4、更加透明和快速地了解各种商品在门店的销售情况,并进一步减少因为货架上缺货而造成的营业额损失,从而对顾客的需求变化做出更加敏捷的反应。
5、加速购物的统计与结算过程,减少排队付款的时间,改善顾客的购物体验,进而获得更高的顾客满意度和忠诚度。
6、获取更大的渠道权力,从而成为整个供应链上无可争议的领导者。
7、树立和巩固技术先锋、行业领头羊的角色,继续打造“光环效应”等等。
(四)RFID在我国的发展特点
(1)市场潜力巨大。当前急需×××、药品、票证、危险品(易爆、易燃、核物质、化学药品)等方面建立起政府的监管平台。尽管第二代×××已经在全国范围内换发,但目前对二代×××的利用只限于目视查看,这种利用程度无异于旧×××。所以真正发挥×××内嵌RFID标签的应有功能还需要较长时间。除此之外,×××还可以大大拓宽其应用范围。例如电子护照、医疗保险、退休证、结婚证等社会方面,凡是具有社会性质的证件都可以利用目前的系统附加在×××里。总之,由于中国是世界上人口最多的国家,总体经济发展最迅速,社会问题较复杂,以新技术开拓商机的心情非常迫切。这些都为RFID的发展提供了最大的市场潜力。
(2)急需RFID来提高我国物流的效率。物流成本占了我国GDP的21%左右,而先进工业国家的这个比率仅在8%左右。要提高物流的效率,使其在GDP中的比值降低到先进工业国家的比率,路途十分艰难。RFID是一种提高物流效率的有力手段。目前中国和有些先进工业国家一样,都在努力尝试RFID在物流业中,特别是供应链和集装箱、托盘等物流容器的应用。只要各国在频段开放、标准统一方面取得一致,那么在这项技术的应用上各国都在同一条起跑线上。
(五)RFID在我国发展存在的问题
(1)地区发展不平衡。上海由于政府的推动,在很多项目上得到日益广泛的应用。北京有众多的系统集成商,在全国范围内积极活动,进行着很多项目。广东智能卡的技术基础较强,产业密集,对卡技术以外的RFID技术非常关注,大有后来者居上的态势。而其他地区则相对比较弱,在产品开发和应用方面还比较落后。
(2)行业发展的不平衡。我国RFID的应用在封闭环境如×××、门禁、交通一卡通普遍较为成功,像北京、上海的市政一卡通,广州的“粤通卡”项目等,效果都很好。但是在开放环境下,比如托盘、集装箱、供应链等方面的应用则相对落后,目前我国在这方面还没有多少比较成功的案例。
(3)在成功应用的一些领域上的技术水平还相当低下。目前我国的“一卡通”虽然开始普及,例如交通领域的电子月票,还有如我们学校里使用的“一卡通”,既可以当饭卡又可以当借书证等,但其它诸如交水电费、煤气费、取暖费等功能尚不具备,没有实现真正的市政一卡通。
(4)在元器件的制造领域的技术水品还十分低下。在目前全球经济的环境下,是否一定要耗巨资研制所谓中国自主知识产权的芯片,我们能否跟得上芯片的升级换代等都是值得探讨的问题。
(5)标准问题。RFID行业标准涉及频段划分、编码规则等问题,目前尚未形成统一的全球化标准,市场呈现多种标准并存的局面。在中国,RFID使用频率没有完全开放,产业整体发展相对谨慎,较小的实际应用规模等因素,在很大程度上与中国的RFID标准制订与实施形成了互相影响的关系。在低频、高频段没有问题,已有很多国际标准可以借鉴,没有争议。但是在超高频段(UHF)尚没有结论。超高频的典型工作频率主要集中在 U H F 频段(902MHz~928MHz)915MHz、2.45GHz、5.8GHz。超高频射频能达到10 m,而且天线短,可以做出面积较小的设备。超高频主要使用在仓储管理、物流配送、集装箱运输及邮政业务等方面,实现物品动态跟踪和信息共享。标准的另外一个方面就是编码格式标准,中国仍然在进行自有编码系统的开发,称为国家产品代码(National ProductCode),这个编码将与EPCglobal的电子产品代码(EPC)竞争。
(6)成本问题。目前很多准备实施RFID系统的单位普遍认为居高不下的成本是阻碍他们导入RFID的关键因素之一。事实上,成本问题不是根本性问题,关键得看投入产出比。况且,成本问题是相对的,只要标签的价格远远低于商品的价值,并且能够得到大规模应用,或者RFID系统的导入能够使得企业的业务流程得到改善,减少人力成本的投入进而提高效率,成本问题就迎刃而解。因此在很长的一段时间,条形码依然会作为RFID的一种补充解决方案存在,在一些单品成本本就很低的产品上面,还是会采用条形码。
(六)推进我国RFID发展的措施
推进中国RFID事业的快速健康发展,必须解决中国目前的实际问题。首先,快出台相关标准,端正对编码是一种公共资源的认识和管理,不能将发行编码交由民间企业或政府外围公司。打破行业垄断,向社会开放标准信息。广而告之,中国制定RFID标准并不是设定技术和贸易上的壁垒,而是本土企业寻求话语权,是中国IT企业走向成熟的表现;其次,我们应该制定RFID的发展战略。比如通过制定符合中国实际的RFID产业规划及相关政策,将RFID产业纳入国家重点发展领域;应该营造良好的投资环境,鼓励企业在RFID领域投资、生产,推动RFID产业基地的形成,支持企业采用RFID技术和产品。建立开放式的技术研发基础平台、支撑RFID技术应用的公共服务平台以及RFID技术测试环境和认证管理机制及质量保障体系;通过政策、法规、经济、行政等多种手段,对RFID制造、基地建设和应用给予扶持和优惠;再次,成立跨行业的RFID技术及产业发展协调机构,从国家层面推动RFID的发展。建立多部委联合的协调机制,通过联合行动等多种组织形式,推动RFID技术、产业和应用的结合和可持续发展。鼓励我国大专院校、科研院所及企业进行具有自主知识产权的技术产品的开发,参与国内、国际RFID技术标准和行业应用标准的制定,尽快形成能够支撑产业发展的标准体系;此外,最后,还应该加强对RFID技术及产业发展的宣传和舆论引导,营造良好的社会氛围。鼓励开展RFID国际技术交流活动,增强与国际企业间的合作。并且可适当采用并购和购买技术专利的方式,来缩短研发周期,走“引进,吸收,创新”的模式。并构建RFID技术培训体系,通过多种教育模式,培养各类专业人员,形成完善的专业人才培训机制。
希望中国社会各个领域的从业者能够切身体会到RFID所带来的优越性,凭借其众多的技术优势,在供应链的各个环节大展拳脚。对供应链各个环节进行实时跟踪,加快供应链对客户的响应速度,提高仓储环节的透明度,保证供应链各环节的合理库存,最终都使顾客满意度提高。然而,RFID在供应链中的成功运作,必须将相关理论与具体实际相结合,需要我国企业信息化水平的进一步提高和我国RFID相关标准的制定和完善,才能使RFID这一先进技术在我国供应链中发挥效用,提升供应链的竞争力。