论ＲＦＩＤ技术及其应用领域

[摘 要] 随着RFID技术的快速发展，其应用领域已经扩展到了人们工作与生活的各个领域。RFID的应用已经成为科研机构，商业系统，信息产业和国家部委等非常重视的一个重要课题。本文综述了RFID技术的发展现状和应用领域，也展望了未来的趋势和挑战。我们特别地介绍了RFID技术典型应用领域，例如RFID供应链管理、RFID在医院和国防领域中的应用。基于这些，我们也总结了RFID技术在企业中的一个应用框架。
　　[关键词] RFID 标签 阅读器 频率 数据格式 安全性 标准化
　　
　　RFID技术起源于第二次世界大战并已经发展五十多年了。近年来，由于这种技术成本的急剧下降以及功能的提升，使得零售业、服务业、制造业、物流业、信息产业、医疗和国防领域对RFID技术的关注迅速升温。
　　基本的RFID系统由RFID标签、RFID阅读器及应用支撑软件等三部分组成。一个完整的RFID系统还需要物体名称服务(Object Name Service)系统和物理标记语言(Physical Mark-up Language)两个关键部分。用户可以根据工作距离、工作频率、工作环境要求、天线极性、寿命周期、大小及形状、抗干扰能力、安全性和价格等因素选择适合自己应用的RFID系统。
　　RFID的应用领域在逐渐扩宽，已经广泛应用于我们的现实生活与工作中，下面就做一个全面的介绍。
　　一、安全管理
　　安全管理和个人身份识别是RFID的一个主要而广泛的应用领域。我们日常生活当中最常见的就是用来控制人员进出建筑物的门禁卡。许多组织使用内嵌RFID标签的个人身份卡，可以在门禁处对个人身份进行鉴别。
　　类似的，在一些信用卡和别的支付卡中都内嵌了RFID标签。还有一些卡片使用RFID标签自动的缴纳公共交通费用，目前北京地铁和公交系统当中就应用了这种卡片。从本质上来讲，这种内嵌RFID的卡片可以去替代那种在卡片上贴磁条的卡片，因为磁条很容易磨损和受到磁场干扰，而且RFID标签具有比磁条更高的储存能力。
　　二、RFID在供应链管理当中的应用
　　在供应链管理中，RFID标签用于在供应链当中跟踪产品，从原材料供货商供货到仓库储存以及最终销售。新的应用主要是针对用户订单跟踪管理，建立中央数据库记录产品的移动。制造商、零售商以及最终用户都可以利用这个中央数据库来获知产品的实时位置，交付确认信息以及产品损坏情况等信息。在供应链的各个环节当中，RFID技术都可以通过增加信息传输的速度和准确度来节省供应链管理成本，依据可以节省成本的多少对一些行业进行了排序，对RFID可以节省成本的多少进行了排序。
　　可读写的RFID标签可以储存关于周围环境的信息，可以记录它们在供应链当中流动时的时间和位置信息。美国食品和药品监督局就提出了使用RFID来加强对处方药管理的应用方案。在这个系统当中，每一批药品都要贴上一个只读的RFID标签，标签当中储存了惟一的序列号。供货商可以在整个发货过程当中跟踪这些写有序列号的RFID标签，并且让采购商把序列号和收货通知单上面的序列号核对。这样就可以保证药物的来源可靠性以及去向的可靠性。美国食品与药物监督局认识到要想在所有处方药的供应链管理当中实施这样一个计划，将是一个极其庞大的任务，所以他们为了调查RFID这种技术的可行性，提出了一个三年规划，这个计划已于2007年结束，并为FDA采用RFID技术进行处方药管理提供技术的支持。
　　与RFID在供应链领域当中进行应用具有密切联系的，还有在准时出货(Just－in－time product shipment)当中的应用。如果在个零售商店和相关仓库中的所有货物都贴有RFID标签，那这个商店就可以拥有一个具有精确库存信息的数据库来对它的库存进行有效的管理。这样的系统可以提前警告缺货以及库存过多的情况，仓库竹理系统可以根据标签里面的信息自动的定位货物，并月白动的把正确的货物移动到装卸的月台上，并运送到商店。沃尔玛现在就正在实施这样一个系统。
　　由于物流系统是整个供应链当中的核心部分，所以物流领域里面的应用基本上在主导着RFID在供应链中的应用。目前，RFID在成本的计算上与条形码有显著的差别，由此在物流的应用上厂商导入RFID技术时会分成如下四阶段来实施 ：
　　1.集装箱阶段：在货柜上固定RFID进行辨识读取，以追踪辨识集装箱、空运盘柜等。目前应用于国际货柜运送货物上最多，除了有助于在全球化运作时，对货物掌控能力增加之外，通过集装箱、货柜RFID的追踪，对于国家安全，也提供了另一项保证。
　　2.货盘阶段：在货盘上固定RFID进行辨识读取，以追踪辨识物流装载工具如货盘、笼车、配送台车等。提供供货商及时的补货信息，有利于供货商做生产规划；物流中心更可加快收货作业时间，验货与上架的信息化，有效管理存货控制。
　　3.包装容器阶段：单项产品成打或成箱包装，在纸箱或其包箱容器上装置RFID，来追踪及辨识纸箱或容器的形状、位置及交接货物的数量。除了对于需求/供应规划所提供的信息更细致之外，也增加了再包装的可视性，对于整板进货却需要以箱为单位的出货操作而言，比小单位的拣货、包装与出货更为方便。

　　4.单个产品阶段：在每一个产品上以RFID取代商品条形码，每一个RFID上以商品编号加上序号，来识别每一个货品的惟一性，利用这个方式来辨识进行盘点、收货及销售点的收款机作业，由于每一个产品具有惟一的辨别码，可以将所有商品以最小的单位进行管理。由于可以对最小单位的货物进行控制，对于零售端的销售更有利，包括货架上的促销、防窃、消费者行为分析等等均能做个别产品的管理。
　　三、RFID案例分析
　　我们现在来分析三个RFID的应用案例，这三个案例分别来源于沃尔玛公司、医疗服务领域和国防领域。
　　1.沃尔玛公司的RFID应用。在众多己经实施了RFID的公司当中，最受媒体关注的非沃尔玛公司莫属了。这个零售业中的巨人因为有效的供应链管理获取了这个微利行业当中最大的成功。它时刻在全球进行成千上万种商品的采购，沃尔玛在RFID应用上的努力，使得被人冷落己久的RFID技术又回到了聚光灯下，并且成为了供应链IT技术当中的主角。有预测说：沃尔玛全部推行RFID之后，其每年节省的成本将高达83.5亿美元，这个数字比世界500强当中半数以上的公司的年收入还要高。尽管这个数字是板上钉钉的，沃尔玛推行RFID的进程仍然相当的缓慢。2003年7月4日，沃尔玛宣布它将要要求它的前100名供货商在2005年1月份之前在所有的货箱和货盘上面贴上RFID标签。这一举动直接影响到了它的全部供货商，这些供货商都迅速地开始学习RFID以及如何推行RFID的相关知识。沃尔玛和它的供货商在RFID的实施过程当中，很快就发现了很多挑战性问题。比如它们用来作为标准的UHF频率不能穿透很多商店当中销售的常见产品(金属包装的液体产品等)。这迫使沃尔玛把实施的最后日期往后推了。截至2007年1月份，前100名的供货商只有60%把它们的产品贴上了RFID标签。不过，沃尔玛仍然是第一家在整个供应链当中推行RFID技术，并且强迫它的供货商也推行的大型零售企业。沃尔玛的这种举动，使得RFID在业界的推行更加有效 。
　　2.台湾医疗的RFID应用。台湾对RFID的推行从2003年开始，2004年成为全面启动的一年。台湾的“经济部”提出的关于信息技术2008年之前的规划中把RFID的推行也作为一个重点。他们主要在岛内医院的以下几个方面应用RFID技术应用RFID到台湾医疗产业当中，我们总结取得了以下效益：
(1)在取药过程当中，透过即时的警告，提高药品取药和用药的正确性。
　　(2)增加原有的鉴定技术所涵盖的信息，现在可以包含药品剂量/剂型、血袋血型/温度、急救医疗病人位置/急救类型、住院病人的身份确认等。
　　(3)提高在药品、血液、大量病人身份辨识的准确性，住院病人需要急救时即时通报照护人员，强化病人的安全。
　　(4)减少了护士的工作负担、透过血液调拨有效利用珍贵资源、增加急救医疗调度的时效性、对住院病人的护理品质。
　　(5)提高管制药品、血袋流向、急救医疗资源的透明度，管制药品运送授权和实体验证，降低了使用假冒药品的可能。
　　3.美国海军基地的RFID应用。2004年5月份，美国海军结束了它们在给舰船集装箱装载补给中应用被动RFID系统的试运行。这个试运行计划是在维吉尼亚州，诺福克的舰队和工业补给中心进行的，最初的目标是降低装载补给时，因为手工输入或者名义上的自动输入中产生的错误记录。在这次试运行当中，舰队和工业补给中心使用了被动标签技术，在装载过程中让叉车搬运贴上了被动标签的补给物品通过一个装有特定阅读器的入口，来自动获得补给货物的记录。舰队和工业补给中心在这个项目上总共花费了306000美元，或者可以说93美分每批货物。在最后的实施阶段，RFID使得货物的检查程序速度大大提高。尽管试运行的目标不包括得到最优的投资收益，但是最后的报告显示“有多达12名人员可以被安排到其它的任务上”，因为对RFID系统的监控不需要和以前一样多的人手。在试运行过程当中，舰队工业补给中心在应用RFID系统方面收获了很多有价值的经验。
　　四、运用RFID技术的步骤
　　1.确立目标要确立RFID应用的整体目标。在这个阶段，企业需要找到现有流程当中需要改进的地方，做这些时，衡量标准不仅包括经济指标还要包括非经济指标。
　　2.建立初步的模型为了考察一个RFID应用的可行性，企业需要假设一个从制造商到零售商的供应链系统，这个假设的系统可以基本反映目前企业所在供应链的基本特点和重要特征。这样的假设模型可以让企业确定和量化RFID应用能给哪些环节带来效益，还可以让企业了解RFID的应用会对整个供应链中的产品结构带来什么样的全局性影响。同时，这种分析方法还可以在企业把这种分析工作外包给咨询公司的时候，保护企业的数据安全，因为这种假设模型不需要企业的实际运营数据。
　　3.验证假设在建立了假设的系统之后，企业基本上可以使用量化的方法确定哪些环节是可以通过RFID应用带来好处的。如果不能进行量化确认，那么收益可以被归类到未明收益当中。然后就可以通过计算应用RFID所需要的成本，来和被量化的收益进行比较，然后可以得出是否要在企业的供应链管理中应用RFID的结论。

　　4.开发实际商业案例在对成本和收益进行确认的基础上，可以使用一些经济指标来确定RFID应用的可行性。这个经济指标就是现有净价值。因为RFID是一种新技术，所以这个指标需要计算一段相当长的时间。
　　
　　参考文献：
　　[1]辛 鑫 王 东:基于RFID的智能终端导览系统[J]. 微计算机信息, 2008,(14):199～200
　　[2]赵士军 张 锦 刘开元:RFID技术在供应链中的应用[J]. 重庆交通学院学报, 2007, (01)
　　[3]龙 康:以RFID促进物流业发展[J]上海信息化, 2005,(11)
　(1)在取药过程当中，透过即时的警告，提高药品取药和用药的正确性。
　　(2)增加原有的鉴定技术所涵盖的信息，现在可以包含药品剂量/剂型、血袋血型/温度、急救医疗病人位置/急救类型、住院病人的身份确认等。
　　(3)提高在药品、血液、大量病人身份辨识的准确性，住院病人需要急救时即时通报照护人员，强化病人的安全。
　　(4)减少了护士的工作负担、透过血液调拨有效利用珍贵资源、增加急救医疗调度的时效性、对住院病人的护理品质。
　　(5)提高管制药品、血袋流向、急救医疗资源的透明度，管制药品运送授权和实体验证，降低了使用假冒药品的可能。
　　3.美国海军基地的RFID应用。2004年5月份，美国海军结束了它们在给舰船集装箱装载补给中应用被动RFID系统的试运行。这个试运行计划是在维吉尼亚州，诺福克的舰队和工业补给中心进行的，最初的目标是降低装载补给时，因为手工输入或者名义上的自动输入中产生的错误记录。在这次试运行当中，舰队和工业补给中心使用了被动标签技术，在装载过程中让叉车搬运贴上了被动标签的补给物品通过一个装有特定阅读器的入口，来自动获得补给货物的记录。舰队和工业补给中心在这个项目上总共花费了306000美元，或者可以说93美分每批货物。在最后的实施阶段，RFID使得货物的检查程序速度大大提高。尽管试运行的目标不包括得到最优的投资收益，但是最后的报告显示“有多达12名人员可以被安排到其它的任务上”，因为对RFID系统的监控不需要和以前一样多的人手。在试运行过程当中，舰队工业补给中心在应用RFID系统方面收获了很多有价值的经验。
　　四、运用RFID技术的步骤
　　1.确立目标要确立RFID应用的整体目标。在这个阶段，企业需要找到现有流程当中需要改进的地方，做这些时，衡量标准不仅包括经济指标还要包括非经济指标。
　　2.建立初步的模型为了考察一个RFID应用的可行性，企业需要假设一个从制造商到零售商的供应链系统，这个假设的系统可以基本反映目前企业所在供应链的基本特点和重要特征。这样的假设模型可以让企业确定和量化RFID应用能给哪些环节带来效益，还可以让企业了解RFID的应用会对整个供应链中的产品结构带来什么样的全局性影响。同时，这种分析方法还可以在企业把这种分析工作外包给咨询公司的时候，保护企业的数据安全，因为这种假设模型不需要企业的实际运营数据。
　　3.验证假设在建立了假设的系统之后，企业基本上可以使用量化的方法确定哪些环节是可以通过RFID应用带来好处的。如果不能进行量化确认，那么收益可以被归类到未明收益当中。然后就可以通过计算应用RFID所需要的成本，来和被量化的收益进行比较，然后可以得出是否要在企业的供应链管理中应用RFID的结论。
　　4.开发实际商业案例在对成本和收益进行确认的基础上，可以使用一些经济指标来确定RFID应用的可行性。这个经济指标就是现有净价值。因为RFID是一种新技术，所以这个指标需要计算一段相当长的时间。
　　
　　参考文献：
　　[1]辛 鑫 王 东:基于RFID的智能终端导览系统[J]. 微计算机信息, 2008,(14):199～200
　　[2]赵士军 张 锦 刘开元:RFID技术在供应链中的应用[J]. 重庆交通学院学报, 2007, (01)
　　[3]龙 康:以RFID促进物流业发展[J]上海信息化, 2005,(11)