RFID技術(shù)在冷鏈物流信息系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

西安職業(yè)技術(shù)學(xué)院 張薇

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷向前發(fā)展，人民生活水平進(jìn)一步提高，人們對(duì)日常生活中的食品安全問題關(guān)注度越來越高，一些易腐和生鮮商品在物流過程中發(fā)生腐敗和變質(zhì)繼而引發(fā)安全問題的現(xiàn)狀不容樂觀。建設(shè)并完善我國冷鏈物流系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)商品在生產(chǎn)、倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、銷售等過程中的情況是保證食品安全的重要手段。冷鏈物流是以冷凍工藝學(xué)為基礎(chǔ)、以制冷技術(shù)為手段的低溫物流過程，可以保證敏感性食品在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售到消費(fèi)前的各個(gè)環(huán)節(jié)始終處于規(guī)定的低溫環(huán)境下，從而達(dá)到保證食品質(zhì)量、減少食品損耗[1]。冷鏈物流工程是優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)要素配置的重要?jiǎng)恿?，是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的有效途徑[2]。它是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。

2 我國冷鏈物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

2005年法國葡萄酒進(jìn)口商在品嘗由澳大利亞出口的葡萄酒時(shí)覺得酒的口感偏酸，由于葡萄酒對(duì)儲(chǔ)存溫度有比較嚴(yán)格的要求，因此法國人堅(jiān)持認(rèn)為澳大利亞出口的葡萄酒質(zhì)量存在問題。自信的澳大利亞人為了證明自己的葡萄酒在質(zhì)量上絕對(duì)過硬，在之后的葡萄酒運(yùn)輸中運(yùn)用了RFID技術(shù)對(duì)葡萄酒運(yùn)輸過程中的溫度進(jìn)行了全程監(jiān)控，最終發(fā)現(xiàn)是運(yùn)輸葡萄酒的貨輪在經(jīng)過赤道地區(qū)時(shí)有一段時(shí)間儲(chǔ)存溫度超過了30℃，至此也厘清了葡萄酒變質(zhì)的責(zé)任。這在冷鏈物流行業(yè)已經(jīng)成為了一個(gè)經(jīng)典案例，從目前來看發(fā)達(dá)國家冷鏈物流體系已經(jīng)趨于成熟，主要表現(xiàn)為政府在建設(shè)過程中能夠充分發(fā)揮調(diào)控作用，有關(guān)的法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)較為完善，冷鏈物流的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平與行業(yè)需求相適應(yīng)，冷鏈物流的信息化平臺(tái)具有先進(jìn)的技術(shù)手段來支撐等[3]。我國始于上世紀(jì)50年代的冷鏈物流經(jīng)過30年的發(fā)展雖取得了一定進(jìn)步，但與國外的冷鏈物流體系相比還存在較大差距。

隨著消費(fèi)者對(duì)商品質(zhì)量要求的不斷提高，我國對(duì)冷鏈物流的需求也越來越大，行業(yè)中的很多矛盾也逐步顯現(xiàn)出來?？偟膩碚f，我國的冷鏈物流產(chǎn)業(yè)目前還存在以下亟待解決的問題。

2.1 冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施的配套問題

冷庫和冷藏車是冷鏈物流發(fā)展的基礎(chǔ)，冷庫和冷藏車的質(zhì)量對(duì)冷鏈物流系統(tǒng)的溫度控制至關(guān)重要。但我國大多城市的冷庫都是上世紀(jì)50年代到80年代修建的，衛(wèi)生條件不達(dá)標(biāo)，冷庫使用的制冷技術(shù)、保溫技術(shù)和溫度監(jiān)測(cè)技術(shù)都較為落后[4]，冷庫的貨物進(jìn)出和儲(chǔ)存缺乏先進(jìn)技術(shù)的支撐，無法滿足現(xiàn)代化物流的要求。冷藏車是冷鏈運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ撸\(yùn)輸過程是商品質(zhì)量問題高發(fā)的時(shí)段，我國冷藏車的人均占有量和質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美、日等發(fā)達(dá)國家。

2.2 冷鏈系統(tǒng)的信息化水平有待提高

在冷鏈物流系統(tǒng)中負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)的后臺(tái)管理信息系統(tǒng)責(zé)任重大，利用RFID技術(shù)從冷鏈物流前端(如冷藏車和冷庫等)采集的底層信息都將通過GPS或無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)傳輸?shù)胶笈_(tái)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷鏈物流全過程的密切監(jiān)控。但是由于我國地域廣闊，存在冷鏈物流需求的地域相對(duì)分散，因此，在冷鏈系統(tǒng)的信息采集和傳輸中都存在信息遺漏、傳輸不及時(shí)等情況，錯(cuò)過了商品質(zhì)量控制的最佳時(shí)機(jī)，最終帶來巨額經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)每年我國包括鮮肉、水果、蔬菜、水產(chǎn)品等在內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品在流通過程中損耗率達(dá)15%～30%，經(jīng)濟(jì)損失更高達(dá)1000億元[4]。

2.3 冷鏈物流的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)不夠完善

由于冷鏈物流是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中的一個(gè)特殊組成部分，因此相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該根據(jù)冷鏈物流的具體情況進(jìn)行整體規(guī)劃和制定，而我國冷鏈物流的起步本身較晚，因此在這方面還有很大的提升空間。

2.4 其他問題

冷鏈物流作為一個(gè)系統(tǒng)化工程單靠一個(gè)或幾個(gè)企業(yè)不但無法形成規(guī)模，也無法保證物流的質(zhì)量。把更多的冷鏈物流領(lǐng)軍企業(yè)集合起來形成強(qiáng)大的行業(yè)聯(lián)盟，保證冷鏈物流的高質(zhì)量和高效率是未來的主要發(fā)展方向，同時(shí)還應(yīng)該加快培養(yǎng)專業(yè)物流人才的步伐，這樣才能做到“硬件和軟件”的高度配套。

3 冷鏈物流信息系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用

冷鏈物流信息系統(tǒng)是處理物流數(shù)據(jù)的重要平臺(tái)，主要負(fù)責(zé)收集物流系統(tǒng)前端采集的底層信息并進(jìn)行分析、監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題還能及時(shí)地把反饋信息傳輸給基層工作人員，最大限度地減少商品在生產(chǎn)到消費(fèi)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的質(zhì)量問題及由此引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失。由此可以看出，要提高冷鏈物流系統(tǒng)的工作質(zhì)量和效率，就要運(yùn)用適合的、先進(jìn)的技術(shù)是關(guān)鍵，本文就介紹了一種利用RFID技術(shù)的信息采集，通過冷鏈物流信息系統(tǒng)后臺(tái)的數(shù)據(jù)分析對(duì)冷鏈物流過程實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控的系統(tǒng)。

3.1 RFID技術(shù)簡(jiǎn)介

RFID技術(shù)即射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identi fication)，是一種可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信息采集的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。一般來說一個(gè)RFID系統(tǒng)包括電子標(biāo)簽、天線和讀寫器三個(gè)部分[5]。它的工作原理是當(dāng)帶有豐富商品信息(產(chǎn)地、出品時(shí)間、加工者等)的電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的工作半徑后，就能夠主動(dòng)或被動(dòng)地將電子標(biāo)簽儲(chǔ)存器中攜帶的最新信息通過天線發(fā)送到讀寫器上，讀寫器解碼后再傳輸?shù)较到y(tǒng)后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和分析。

與至今還在物流中有所應(yīng)用的條形碼技術(shù)相比，RFID技術(shù)具有讀寫距離遠(yuǎn)，讀寫信息快，讀寫過程和結(jié)果基本不受商品儲(chǔ)存環(huán)境影響等特點(diǎn)，特別適合運(yùn)用在需要對(duì)物流數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)不間斷的監(jiān)測(cè)情況中。

3.2 以生鮮產(chǎn)品為對(duì)象冷鏈物流信息系統(tǒng)應(yīng)用

要徹底解決冷鏈物流過程中存在的商品變質(zhì)、腐敗等問題，需要對(duì)冷鏈物流全過程的質(zhì)量實(shí)施嚴(yán)格記錄和嚴(yán)密監(jiān)控。RFID技術(shù)的應(yīng)用很好的解決了這一問題。

以生鮮產(chǎn)品為對(duì)象設(shè)計(jì)的冷鏈物流信息系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)控制中心的服務(wù)器采用具有固定IP的模式，生產(chǎn)、庫房采用有線連接方式將電子標(biāo)簽、溫度、濕度等信息通過有線網(wǎng)絡(luò)傳輸給控制中心的服務(wù)器，運(yùn)輸車輛通過有線方式將車內(nèi)標(biāo)簽、溫度、濕度信息傳輸給駕駛臺(tái)，并通過GPS無線網(wǎng)絡(luò)將車內(nèi)標(biāo)簽、溫度、濕度及地理位置實(shí)時(shí)發(fā)送給服務(wù)器。

物資電子標(biāo)簽分為帶存儲(chǔ)器和不帶存儲(chǔ)器的兩種，若標(biāo)簽帶有存儲(chǔ)器，在物流環(huán)節(jié)中可將各種信息利用讀卡器寫入標(biāo)簽，若不帶有存儲(chǔ)器，就要將實(shí)時(shí)采集的信息發(fā)到服務(wù)器進(jìn)行信息保存，查看時(shí)需要調(diào)出服務(wù)器上的數(shù)據(jù)。

圖1 冷鏈物流系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

3.2.1 生產(chǎn)源頭和銷售環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制

任何產(chǎn)品的生產(chǎn)源頭是起點(diǎn)，銷售環(huán)節(jié)是終點(diǎn)，也是質(zhì)量監(jiān)控不可少的兩個(gè)方面。在產(chǎn)品下線后將基于RFID技術(shù)的、帶有存儲(chǔ)功能和溫度傳感器的電子標(biāo)簽貼于產(chǎn)品之上，作為該產(chǎn)品由起點(diǎn)到終點(diǎn)的唯一身份標(biāo)識(shí)，并且將整個(gè)過程中的物流和相關(guān)重要信息記錄在內(nèi)，完整地實(shí)現(xiàn)對(duì)該產(chǎn)品的質(zhì)量把關(guān)。有些特殊行業(yè)如養(yǎng)殖業(yè)甚至可以利用電子標(biāo)簽記錄整個(gè)養(yǎng)殖過程，從存儲(chǔ)器上查到相關(guān)的疫苗注射、飼料喂養(yǎng)和使用記錄。等產(chǎn)品進(jìn)入銷售環(huán)節(jié)之前，可以將電子標(biāo)簽內(nèi)的信息轉(zhuǎn)化為二維碼的形式，使顧客在超市等地購買產(chǎn)品時(shí)可以通過掃描二維碼對(duì)商品的生產(chǎn)過程進(jìn)行全方位的了解，在日本超市里銷售的一個(gè)橙子你都能夠通過二維碼查出在果園里到底是哪一個(gè)工人把它摘下來的。

在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中附在產(chǎn)品上的電子標(biāo)簽主要是錄入和存儲(chǔ)以下信息(以生鮮產(chǎn)品為例)：產(chǎn)品的來源、產(chǎn)品的下線時(shí)間，產(chǎn)品的預(yù)冷信息、產(chǎn)品的重量、部位、通過溫度傳感器感知的實(shí)時(shí)溫度信息(信息感知和采集時(shí)間按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間為準(zhǔn))等。

3.2.2 產(chǎn)品冷鏈物流過程的質(zhì)量控制

生鮮產(chǎn)品的冷鏈物流過程主要包括倉儲(chǔ)、運(yùn)輸和配送。生鮮產(chǎn)品在倉儲(chǔ)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，在運(yùn)輸和配送過程中處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，無論在哪個(gè)狀態(tài)中都需要對(duì)生鮮產(chǎn)品的溫度進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，使其在進(jìn)入銷售環(huán)節(jié)前都能保證商品質(zhì)量。

生鮮產(chǎn)品從生產(chǎn)線下線并進(jìn)行預(yù)冷后不是進(jìn)庫冷藏就是進(jìn)入到冷藏車的運(yùn)輸配送環(huán)節(jié)，這時(shí)附在產(chǎn)品上的電子標(biāo)簽繼續(xù)發(fā)揮作用。

產(chǎn)品的入庫、在庫及出庫操作：產(chǎn)品進(jìn)入冷庫時(shí)，安裝在倉庫門口的讀寫器會(huì)在產(chǎn)品進(jìn)庫時(shí)讀取電子標(biāo)簽上的信息并錄入信息系統(tǒng)，同時(shí)讀寫器將事先安排好的這個(gè)產(chǎn)品的入庫位置(包括貨架號(hào)、貨位號(hào)等)寫入電子標(biāo)簽，此時(shí)電子標(biāo)簽的信息實(shí)現(xiàn)更新；此后電子標(biāo)簽上的溫度傳感器會(huì)定時(shí)將該產(chǎn)品的溫度信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給信息系統(tǒng)，倉庫保管員可以坐在電腦前就準(zhǔn)確的了解倉庫中各個(gè)貨物的溫度情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常就可及時(shí)排查隱患解決問題，最大程度地降低損失；當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)行出庫作業(yè)時(shí)，電子標(biāo)簽上關(guān)于產(chǎn)品的在庫信息又會(huì)再次發(fā)送至讀寫器并傳輸至信息系統(tǒng)，此時(shí)信息系統(tǒng)可以及時(shí)更新倉庫的貨位空出信息，電子標(biāo)簽同時(shí)記錄下商品的出庫和運(yùn)輸時(shí)間。

產(chǎn)品的運(yùn)輸和配送操作：產(chǎn)品由冷庫出庫之后便進(jìn)入到運(yùn)輸環(huán)節(jié)，利用冷藏車運(yùn)輸是冷鏈物流中最容易發(fā)生質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)，因此對(duì)溫度的監(jiān)控尤為重要。產(chǎn)品身上帶著豐富信息的電子標(biāo)簽在運(yùn)輸環(huán)節(jié)的主要功能是溫度傳感器對(duì)實(shí)時(shí)溫度的偵測(cè)，按照系統(tǒng)中設(shè)定的合理的溫度采集時(shí)間，電子標(biāo)簽上的溫度傳感器會(huì)定時(shí)測(cè)量冷藏車的溫度，甚至可以根據(jù)產(chǎn)品在冷藏車內(nèi)的不同位置感知溫度的差異，之后通過安裝在冷藏車駕駛室內(nèi)的讀寫器定時(shí)將采集到的信息傳回信息系統(tǒng)后臺(tái)并更新電子標(biāo)簽內(nèi)的存儲(chǔ)信息，這樣在產(chǎn)品運(yùn)輸和配送的全過程都實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的溫度監(jiān)控。

上述整個(gè)過程完成后，經(jīng)過數(shù)次的信息錄入和更新，產(chǎn)品的電子標(biāo)簽和信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中都存儲(chǔ)了與該產(chǎn)品冷鏈過程物流相關(guān)的所有信息，徹底解決了冷鏈物流中物流信息更新慢、信息滯后而導(dǎo)致的商品質(zhì)量問題及損失，實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品源頭到銷售末端的整體質(zhì)量控制。

3.3 RFID技術(shù)在生鮮產(chǎn)品冷鏈物流中的應(yīng)用效果分析

在充分分析了冷鏈物流的特點(diǎn)后，將RFID技術(shù)應(yīng)用到冷鏈物流系統(tǒng)中，效果有目共睹。除了簡(jiǎn)化產(chǎn)品出入庫的人工操作過程，減少產(chǎn)品在庫的作業(yè)量，對(duì)運(yùn)輸及配送過程的溫度控制進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)等，還對(duì)產(chǎn)品的流向、產(chǎn)品的防偽等有重大意義，同時(shí)利用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的信息采集和傳輸加快了物流進(jìn)程，對(duì)提高冷鏈物流的效率和質(zhì)量起到了重要作用。

4 結(jié)語

RFID技術(shù)與傳感器技術(shù)的結(jié)合，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)生鮮產(chǎn)品在整個(gè)供應(yīng)鏈上的溫度、濕度等監(jiān)測(cè)，通過對(duì)此類信息進(jìn)行傳輸和分析可以對(duì)整個(gè)過程實(shí)施跟蹤，對(duì)于在此鏈條上發(fā)生的一切情況都可以隨時(shí)預(yù)警、反饋、解決，最大限度地保障生鮮產(chǎn)品從源頭到餐桌的食品安全。

[1] 姚麗霞.RFID技術(shù)在食品冷鏈物流追溯中的應(yīng)用[J].物流工程與管理,2013,35(8).

[2] 陳宇錚,湯仲喆,倪云峰,范聰玲,陳慶章.基于RFID的冷鏈物流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2013,30(2).

[3] 陳通,李思聰.中外農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流體系比較[J].北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),2013,28(2).

[4] 張松.我國冷鏈物流現(xiàn)狀問題分析[J].管理觀察,2013(6).

[5] 潘浩.RFID技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中的應(yīng)用探究[J].電子測(cè)試,2014(3).