10個因素制約RFID在包裝領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用
發(fā)布時間：2024-04-05 點(diǎn)擊：103
rfid，無線電射頻識別技術(shù)，自20世紀(jì)中期奠定了其理論基礎(chǔ)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步不斷地得到豐富和完善。從本世紀(jì)初起，rfid產(chǎn)品，如單芯片電子標(biāo)簽、多功能電子標(biāo)簽識讀、無線可讀可寫、無源電子標(biāo)簽的遠(yuǎn)距離識別、適應(yīng)高速移動物體的rf1d正在成為現(xiàn)實(shí)，在國外發(fā)達(dá)國家中逐漸得到廣泛應(yīng)用。而且，基于rfid技術(shù)的多功能電子標(biāo)簽在包裝領(lǐng)域的優(yōu)勢是顯而易見的，rfid通過自動的方式迅速簡便無誤地獲得關(guān)于產(chǎn)品、地點(diǎn)、時間、交易的信息。不用接觸，看見目標(biāo)，即使物品被牢固包裝或是環(huán)境不適，也不會影響它的識別功能，這是rfid有別于條形碼的一大特點(diǎn)。另外，rfid并不僅僅是代碼，它能夠讀寫數(shù)據(jù)，能夠在處理系統(tǒng)中儲存資料，并可以將其連接到pc或plc網(wǎng)絡(luò)上。rfid能夠提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，貨物管理，資料持久保存等。rfid在供貨鏈中的運(yùn)用能夠提高管理，加強(qiáng)終端對終端的連接。rfid的運(yùn)作不需要人工介入，它無線運(yùn)作，具有讀寫功能，也將是物流管理上的一大革命。
rfid是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，最簡單的rfid系統(tǒng)由標(biāo)簽、讀寫器和天線及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等3個主要部分組成。電子標(biāo)簽由天線和rfid芯片組成，每個芯片都含有唯一的識別碼，用來表示電子標(biāo)簽所附著的物體。讀寫器用來讀寫電子標(biāo)簽中的信息，讀寫器通過網(wǎng)絡(luò)和其他計(jì)算機(jī)或系統(tǒng)通訊，完成對電子標(biāo)簽的信息獲取、解釋以及數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲及管理，可以由簡單的小型數(shù)據(jù)庫擔(dān)當(dāng)，也可以是集成rfid管理模塊的大型erp數(shù)據(jù)庫管理軟件。
rfid工作原理并不復(fù)雜：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號，讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。
rfid標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)應(yīng)該是三層，壓敏型的面紙和電子標(biāo)簽?zāi)K復(fù)合在一起，然后再添加一層剝離層。其中，電子標(biāo)簽?zāi)K包含天線和芯片，它是rfid標(biāo)簽核心的部分。rfid標(biāo)簽大致可以分為幾類：根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫卡、一次寫入多次讀出卡和只讀卡。顧名思義，前2種卡可以識讀器讀取信息，也可以重新改寫信息。而只讀卡在整個流通過程中只能讀取，卡上信息不能被改寫。
電子標(biāo)簽還可分為主動式、半主動式和被動式3種。主動式和半主動式標(biāo)簽本身帶有的射頻能量，識別范圍更大，能記錄某些類型傳感器發(fā)出的信息。被動式標(biāo)簽從識讀器的無線射頻場獲取能量，本身不需要集成能源。
目前電子標(biāo)簽主要還是應(yīng)用于集裝箱或大包裝商品或單品價值較高的商品這個領(lǐng)域，電子標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)⒐?yīng)鏈各環(huán)節(jié)結(jié)為一個有機(jī)的整體，在提高物流效率、降低物流成本，以及在產(chǎn)品質(zhì)量追溯和產(chǎn)品信息加載上具有顯著的優(yōu)勢，已表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。但是，rfid技術(shù)仍未完全成熟，目前仍有許多因素制約其在包裝領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展背景的速度，下列的各種因素均可因?yàn)榭萍嫉倪M(jìn)步而改進(jìn)。這也是本文要重點(diǎn)討論的內(nèi)容。
1 rfid系統(tǒng)成本
rfid系統(tǒng)成本一直是制約著其廣泛應(yīng)用的一關(guān)鍵因素。rfid標(biāo)簽和組件的成本根據(jù)所使用的技術(shù)而有所差異。例如：與可寫入型的相比，只讀型的相對便宜；被動式比主動式相對偏宜。另外，利潤空間、標(biāo)簽結(jié)構(gòu)、訂單大小都影響標(biāo)簽成本。目前，rfid系統(tǒng)成本雖然已下降了許多，在過去的1o年中，一個rfid標(biāo)簽的平均售價已由100美元降到1美元。許多rfid標(biāo)簽專家預(yù)測，未來1～2年內(nèi)，rfid標(biāo)簽的成本能降到15美分左右，5年之內(nèi)降到1o美分。但是，電子標(biāo)簽本身不是唯一要考慮的成本，要使用rfid系統(tǒng)還要相應(yīng)的硬件和軟件投資，這也是一筆數(shù)目巨大的一次性投資。
通過對集成電路、天線和制造工藝的改進(jìn)，集成電路、天線和其它元件的裝配費(fèi)用以及把它們應(yīng)用到產(chǎn)品包裝上的費(fèi)用都將會適當(dāng)?shù)亟迪聛怼ｋm然，還有許多的技術(shù)障礙需要解決，如加強(qiáng)半導(dǎo)體聚合體的性能，以及在印刷分辨力、套準(zhǔn)精度、必要的隔離層和一個干凈的印刷環(huán)境上得到實(shí)質(zhì)性的改善和提高。但是，相信在不久的將來，rfid和其電子標(biāo)簽的制作成本應(yīng)該很快就會降到商家可以普遍接受的價格。
2 材料的因素
包裝產(chǎn)品中有許多是液體或者包裝材料是金屬的，液體會吸收無線電波，金屬會反射無線電波。這就使rfid追蹤包裝有高含量液體的產(chǎn)品、金屬或金屬箔包裝的產(chǎn)品有一定的難度，這也是制約電子標(biāo)簽在包裝領(lǐng)域中應(yīng)用的因素之一。
3 閱讀器的有效范圍
閱讀器的有效范圍很大程度上取決于電子標(biāo)簽所選用的頻率 。標(biāo)簽的方向也影響著閱讀器的有效范圍和準(zhǔn)確性，當(dāng)標(biāo)簽從垂直狀態(tài)變成旋轉(zhuǎn)傾斜狀態(tài)通過閱讀器時，其閱讀范圍將降低。當(dāng)輸送帶上單個標(biāo)簽在閱讀有效范圍內(nèi)通過時，閱讀可靠性和準(zhǔn)確性非常好，多個標(biāo)簽方向各異在傳送帶閱讀的可靠性就不能保證了。標(biāo)簽和閱讀的天線尺寸也是一個重要因素，而手持閱讀器的閱讀距離要大大低于固定閱讀器，所以只適合短距離的電子標(biāo)簽閱讀。[next]
4 無線電波的可靠性和穩(wěn)定性
任何一個使用手機(jī)的人都經(jīng)歷過無線電波在傳送中的不可預(yù)測性，會出現(xiàn)信號變?nèi)趸蛑袛喱F(xiàn)象，而這種狀況也會出現(xiàn)在rfid標(biāo)簽和rfid閱讀器之間的傳送中。當(dāng)無線電波不能穩(wěn)定的情況下，就會使rfid閱讀器收不到rfid標(biāo)簽發(fā)出的信號，這樣就會導(dǎo)致信息的延遲或丟失。這也限制了rfid在包裝領(lǐng)域中的應(yīng)用。
5 電子標(biāo)簽間的相互影響
rfid標(biāo)簽和rfid閱讀器是靠無線電波來相互傳遞信息的，但是如果碰到電磁波和其他rfid標(biāo)簽和rfid閱讀器的影響和干擾時，信息就不會被準(zhǔn)確地傳遞出去。因?yàn)楹苡锌赡懿煌膔fid系統(tǒng)選擇的是不同頻率，所以在同一區(qū)域里，如果有不同頻率的rfid系統(tǒng)存在，那各自的rfid系統(tǒng)就會受到另一rfid系統(tǒng)的干擾。這樣也會使信息丟失和損壞，因此避免rfid系統(tǒng)被干擾也是一個需要完善解決的問題。
6 電磁場的干擾
電磁場的干擾是無處不在的，很多基于無線電的技術(shù)會對rfid系統(tǒng)造成干擾，從而導(dǎo)致許多多問題。環(huán)境中其他因素，如無線電波、手機(jī)、局域網(wǎng)、氖氣燈都會產(chǎn)生電磁場的干擾。這種干擾會影響包裝領(lǐng)域物流管理時，整個供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、修正及更改的準(zhǔn)確性。所以，在選擇rfid技術(shù)的時候，尤其是在考慮電纜和其他通訊設(shè)施的時候，需要重點(diǎn)考慮電磁場的干擾問題。為了找出是否存在這種干擾問題，非常必要實(shí)施一些測試措施并做相應(yīng)解決。 [next]
7 數(shù)據(jù)庫的管理
物理管理中一個完整供應(yīng)鏈，具有潛在的巨大的動態(tài)數(shù)據(jù)和臨時數(shù)據(jù)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前的數(shù)據(jù)庫管理軟件的處理能力。rfid系統(tǒng)的使用必然伴隨大量新的數(shù)據(jù)信息，目前為止，很多供應(yīng)商還沒有建立專門數(shù)據(jù)庫，用以收集和分析這些信息，并根據(jù)分析考慮下一步行動，反饋到供應(yīng)鏈進(jìn)行調(diào)整。所以，這也是限制了rfid在包裝領(lǐng)域中規(guī)模應(yīng)用的一大因素。
8 編碼的兼容性
rfid的編碼標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議(通信接口)構(gòu)成了rfid標(biāo)準(zhǔn)的核心。目前，在rfid技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，已經(jīng)形成了epc global，iso，uid，aim和ip—x五大標(biāo)準(zhǔn)組織，分別代表了國上不同團(tuán)體或者國家的利益。這些標(biāo)準(zhǔn)的不兼容性及與現(xiàn)有的編碼系統(tǒng)不調(diào)和性將制約著rfid被廣泛應(yīng)用。
9 多種無線頻率的特性
rfid標(biāo)簽和閱讀器工作時所使用的頻率稱為rfid工作頻率。目前，rfid使用的頻率跨越低頻(lf)，高頻(hf)，超高頻(uhf)，微波等多個頻段。各種無線頻率有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。rfid頻率的選擇影響信號傳輸?shù)木嚯x和速度等，同時還受到各國法律法規(guī)的限制。
1o 數(shù)據(jù)共享與隱私權(quán)
rfid實(shí)施過程當(dāng)中，隱私權(quán)成為普遍關(guān)注的問題。有很多人對于他們的行動和購買習(xí)慣被自動眼蹤感到很不安，他們認(rèn)為這是事關(guān)個人隱私的問題。當(dāng)然，一個在它的供應(yīng)鏈管理當(dāng)中實(shí)施rfid的公司，絕對不希望它的對手跟蹤它的貨物和庫存情況。如果公眾沒有在隱私權(quán)的保護(hù)上有足夠的安全感，那么rfid的推行將會遇到極大的阻力。
除此之外，還有需要考慮的因素，如rfid的國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性，企業(yè)的內(nèi)部信息的保護(hù)問題，以及在電子標(biāo)簽的印刷方式和制作等。
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rfid是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，最簡單的rfid系統(tǒng)由標(biāo)簽、讀寫器和天線及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等3個主要部分組成。電子標(biāo)簽由天線和rfid芯片組成，每個芯片都含有唯一的識別碼，用來表示電子標(biāo)簽所附著的物體。讀寫器用來讀寫電子標(biāo)簽中的信息，讀寫器通過網(wǎng)絡(luò)和其他計(jì)算機(jī)或系統(tǒng)通訊，完成對電子標(biāo)簽的信息獲取、解釋以及數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲及管理，可以由簡單的小型數(shù)據(jù)庫擔(dān)當(dāng)，也可以是集成rfid管理模塊的大型erp數(shù)據(jù)庫管理軟件。
rfid工作原理并不復(fù)雜：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號，讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。
rfid標(biāo)簽的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)應(yīng)該是三層，壓敏型的面紙和電子標(biāo)簽?zāi)K復(fù)合在一起，然后再添加一層剝離層。其中，電子標(biāo)簽?zāi)K包含天線和芯片，它是rfid標(biāo)簽核心的部分。rfid標(biāo)簽大致可以分為幾類：根據(jù)射頻卡的不同可分成可讀寫卡、一次寫入多次讀出卡和只讀卡。顧名思義，前2種卡可以識讀器讀取信息，也可以重新改寫信息。而只讀卡在整個流通過程中只能讀取，卡上信息不能被改寫。
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目前電子標(biāo)簽主要還是應(yīng)用于集裝箱或大包裝商品或單品價值較高的商品這個領(lǐng)域，電子標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)⒐?yīng)鏈各環(huán)節(jié)結(jié)為一個有機(jī)的整體，在提高物流效率、降低物流成本，以及在產(chǎn)品質(zhì)量追溯和產(chǎn)品信息加載上具有顯著的優(yōu)勢，已表現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭。但是，rfid技術(shù)仍未完全成熟，目前仍有許多因素制約其在包裝領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展背景的速度，下列的各種因素均可因?yàn)榭萍嫉倪M(jìn)步而改進(jìn)。這也是本文要重點(diǎn)討論的內(nèi)容。
1 rfid系統(tǒng)成本
rfid系統(tǒng)成本一直是制約著其廣泛應(yīng)用的一關(guān)鍵因素。rfid標(biāo)簽和組件的成本根據(jù)所使用的技術(shù)而有所差異。例如：與可寫入型的相比，只讀型的相對便宜；被動式比主動式相對偏宜。另外，利潤空間、標(biāo)簽結(jié)構(gòu)、訂單大小都影響標(biāo)簽成本。目前，rfid系統(tǒng)成本雖然已下降了許多，在過去的1o年中，一個rfid標(biāo)簽的平均售價已由100美元降到1美元。許多rfid標(biāo)簽專家預(yù)測，未來1～2年內(nèi)，rfid標(biāo)簽的成本能降到15美分左右，5年之內(nèi)降到1o美分。但是，電子標(biāo)簽本身不是唯一要考慮的成本，要使用rfid系統(tǒng)還要相應(yīng)的硬件和軟件投資，這也是一筆數(shù)目巨大的一次性投資。
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2 材料的因素
包裝產(chǎn)品中有許多是液體或者包裝材料是金屬的，液體會吸收無線電波，金屬會反射無線電波。這就使rfid追蹤包裝有高含量液體的產(chǎn)品、金屬或金屬箔包裝的產(chǎn)品有一定的難度，這也是制約電子標(biāo)簽在包裝領(lǐng)域中應(yīng)用的因素之一。
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閱讀器的有效范圍很大程度上取決于電子標(biāo)簽所選用的頻率 。標(biāo)簽的方向也影響著閱讀器的有效范圍和準(zhǔn)確性，當(dāng)標(biāo)簽從垂直狀態(tài)變成旋轉(zhuǎn)傾斜狀態(tài)通過閱讀器時，其閱讀范圍將降低。當(dāng)輸送帶上單個標(biāo)簽在閱讀有效范圍內(nèi)通過時，閱讀可靠性和準(zhǔn)確性非常好，多個標(biāo)簽方向各異在傳送帶閱讀的可靠性就不能保證了。標(biāo)簽和閱讀的天線尺寸也是一個重要因素，而手持閱讀器的閱讀距離要大大低于固定閱讀器，所以只適合短距離的電子標(biāo)簽閱讀。[next]
4 無線電波的可靠性和穩(wěn)定性
任何一個使用手機(jī)的人都經(jīng)歷過無線電波在傳送中的不可預(yù)測性，會出現(xiàn)信號變?nèi)趸蛑袛喱F(xiàn)象，而這種狀況也會出現(xiàn)在rfid標(biāo)簽和rfid閱讀器之間的傳送中。當(dāng)無線電波不能穩(wěn)定的情況下，就會使rfid閱讀器收不到rfid標(biāo)簽發(fā)出的信號，這樣就會導(dǎo)致信息的延遲或丟失。這也限制了rfid在包裝領(lǐng)域中的應(yīng)用。
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rfid標(biāo)簽和rfid閱讀器是靠無線電波來相互傳遞信息的，但是如果碰到電磁波和其他rfid標(biāo)簽和rfid閱讀器的影響和干擾時，信息就不會被準(zhǔn)確地傳遞出去。因?yàn)楹苡锌赡懿煌膔fid系統(tǒng)選擇的是不同頻率，所以在同一區(qū)域里，如果有不同頻率的rfid系統(tǒng)存在，那各自的rfid系統(tǒng)就會受到另一rfid系統(tǒng)的干擾。這樣也會使信息丟失和損壞，因此避免rfid系統(tǒng)被干擾也是一個需要完善解決的問題。
6 電磁場的干擾
電磁場的干擾是無處不在的，很多基于無線電的技術(shù)會對rfid系統(tǒng)造成干擾，從而導(dǎo)致許多多問題。環(huán)境中其他因素，如無線電波、手機(jī)、局域網(wǎng)、氖氣燈都會產(chǎn)生電磁場的干擾。這種干擾會影響包裝領(lǐng)域物流管理時，整個供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、修正及更改的準(zhǔn)確性。所以，在選擇rfid技術(shù)的時候，尤其是在考慮電纜和其他通訊設(shè)施的時候，需要重點(diǎn)考慮電磁場的干擾問題。為了找出是否存在這種干擾問題，非常必要實(shí)施一些測試措施并做相應(yīng)解決。 [next]
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物理管理中一個完整供應(yīng)鏈，具有潛在的巨大的動態(tài)數(shù)據(jù)和臨時數(shù)據(jù)，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前的數(shù)據(jù)庫管理軟件的處理能力。rfid系統(tǒng)的使用必然伴隨大量新的數(shù)據(jù)信息，目前為止，很多供應(yīng)商還沒有建立專門數(shù)據(jù)庫，用以收集和分析這些信息，并根據(jù)分析考慮下一步行動，反饋到供應(yīng)鏈進(jìn)行調(diào)整。所以，這也是限制了rfid在包裝領(lǐng)域中規(guī)模應(yīng)用的一大因素。
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9 多種無線頻率的特性
rfid標(biāo)簽和閱讀器工作時所使用的頻率稱為rfid工作頻率。目前，rfid使用的頻率跨越低頻(lf)，高頻(hf)，超高頻(uhf)，微波等多個頻段。各種無線頻率有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。rfid頻率的選擇影響信號傳輸?shù)木嚯x和速度等，同時還受到各國法律法規(guī)的限制。
1o 數(shù)據(jù)共享與隱私權(quán)
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除此之外，還有需要考慮的因素，如rfid的國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性，企業(yè)的內(nèi)部信息的保護(hù)問題，以及在電子標(biāo)簽的印刷方式和制作等。
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