基于RFID的托盘共用系统

浏览次数:74905/10/2016  

摘要:托盘是物流业中重要的搬运工具,广泛应用于各个领域。但托盘的循环利用问题成为我国物流发展的瓶颈。本文首先分析了托盘循环利用的经济价值。然后,针对托盘的三种运营模式,提出了基于RFID技术之上的托盘循环利用方案。最后,建立了托盘租赁系统的模型,有效解决了托盘循环利用难的问题。

关键词:RFID; 托盘共用系统;租赁

Pallet exchange system based on RFID

Abstract:Pallet is isan importanttransportationtool inthe logistics industry,widely used in variousfields. However,therecycling ofpalletsbecomes the bottleneckof China's logistics development. This paper analyzes the economic value of pallet recycling. Then for the three operating patterns of the pallet, the recycling program is proposed based on the RFID technology. Finally, a model pallet rental system, an effective solution to the difficult problem of pallet recycling is build.

Key words:RFID; pallet shares system; rental

一、绪论

1、研究背景——托盘流通现状及存在的问题

托盘是物流业中最基本的集装单元和搬运工具,现已广泛应用于生产、运输、仓储和流通等领域,被认为是20世纪物流产业中两大关键性创新之一。随着我国物流行业的持续发展,托盘使用数量越来越多、使用范围越来越广。

但是托盘在企业间循环利用问题开始成为我国物流发展的瓶颈。在托盘的流通机制方面,我国与国际水平相差甚远。目前,我国尚未形成一个有效的托盘循环利用机制。托盘的使用范围仅限于仓库内部和运输环节之间的搬运作业,即便是从事物流服务的企业,托盘也仅限于企业内部周转。由于产品从生产商、分销商、零售商到最终用户的供应链过程中要更换数次托盘来实现运输和存储,极大地降低了运作效率,使产品附加成本大为增加。我国托盘使用过程中的一个突出矛盾是,用于产品流通的托盘,大部分随着产品归属权的转移便结束了其使用寿命,基本上都是一次性的,这就造成了许多生产企业每年不得不重新启动大量资金用于托盘的制造、购买和使用,这部分费用附加在所承载的商品价值上,商品成本大大提高。另一方面导致一次性木质托盘使用比例过高,既浪费森林资源,产生物流垃圾,也不利于保护生态环境。还使得货物利用托盘集装、实现一贯化作业的优势难以发挥,严重制约了我国物流产业的健康发展。

2、研究意义

企业物流系统采用RFID托盘共用系统的收益将来自三个方面:1、库存量减少,一次性节省现金额约合总库存额的5%;2、每年减少仓储和仓库劳动力成本7.5%;3、交易费用的减少,由于RFID所带来的业务流程的再造,在零售商终端的年度销售中,每10亿美元将产生连续性收益70万美元。

在供应链管理时代,通过利用RFID技术这一托盘电子信息化的管理手段,将为供应链管理提供强有力的支持。实现托盘电子信息化是对供应链物流系统进行及时、便捷、准确管理和有效监督与控制的重要手段。对提高物流管理水平和降低物流成本具有十分重要的意义。

3、国内外研究现状

Riabtsev在《RFID的通用性》一文中指出尽管RFID技术具有许多应用优势,但其应用中的一些技术和管理问题也不能忽视,这些问题包括数据的可靠性,识别范围,实施成本和EPC标准,对RFID技术在物流领域中的应用来说,RFID标签可以分为货物电子标签,和托盘电子标签,由于一个RFID电子标签的单价还是很高,所以企业很少采用货物电子标签形式,基于这个原因,RFID技术当前主要应用于可回收的托盘中,这样在托盘中货物的种类就不能够清楚的表现出来。为了促进更多的RFID技术应用于物流领域,有必要研究RFID托盘项目实施的成本和受益,并且研究其成功的案例。

Tuttle在《传统和新兴技术在RFID产业的应用》指出条形码技术被广泛运用于物流活动中,用来检查商品的品类和数量。使用者通过使用条形码阅读器来识别商品的种类和数量,当物品很多时,就很花费时间,但是,当带有RFID电子标签的货物或者托盘穿过指定的区域的时候,RFID阅读器就能够自动阅读电子标签上的信号。RFID技术还可以用于查找商品储存或配送过程中的位置,供应链中商品的数量,以及将信息快速传输到支持决策系统中。通过供应链中的信息整合和协作平台。RF ID可以无线缝的整合物流和信息流。

Smith在《挖掘RFID技术对企业系统的影响》一文中指出物流信息的实时响应可以使得上游制造商抓住客户的真实需求,有利于防止过度生产或者出现库存不足的情况。物流信息整合的关键点是配送信息的实时获取和辨认,区别于传统的数据和辨别方法(手工输入或条形码),RFID技术能够自动获取数据,并进行辨别以及对信息整合,此外,RFID技术还能够高效的完成商品追踪,产品存储,以及配送数据的收集和分析,满足制造商对信息及时性的

需求。

吴清一呼吁我国尽快建立托盘共用系统,他认为:托盘作业及托盘一贯化是提高物流系统效率的有效途径。托盘共用系统是实行托盘作业一贯化的组织保障。他还提出:提高托盘利用率的有效手段就是电子信息化管理,而RFID技术是托盘电子化管理的优选实施技术。

李太平提出在我国建立物流托盘共用系统,托盘共用系统是指负责托盘租赁、回收、维护与更新的服务系统。他认为在国内建立托盘共用系统可以加速托盘在生产企业、物流企业和销售企业之间循环,促进托盘联运和机械化作业,提高物流效率,缩短供货时间,大大降低物流成本的社会服务网络。

金寿松等人分析了中国托盘联营公司及其建设策略,其中提出了在中国建立一个类似于银行的托盘租赁公司即托盘银行。托盘租赁公司负责托盘市场的租赁和回收业务,而托盘用户交纳一定的托盘押金就可以享受托盘服务。

二、托盘共用系统简介

1、托盘共用系统概念

托盘共用系统是指负责托盘租赁、回收、维护与更新的服务系统。它是在政府的规范和引导下,由托盘生产企业和物流企业牵头,或由物流产业各相关利益主体共同参与组建的,或由政府引导民间资本投资的,在国内各主要港口、码头、机场、共铁路货运站、大中型的批零中心和主要交通要道口,建立负责托盘回收、租赁、维护和更新的服务站点,加速托盘在生产企业、物流企业和销售企业之间循环,促进托盘联运和机械化作业,提高物流效率,缩短供货时间,大大降低物流成本的社会服务网络。

长期的实践表明,实行托盘作业一贯化,如果只依靠一个企业自身的力量来解决托盘回收问题是不实际的。要使托盘能够顺利回收并循环使用,必须要建立一种在企业间行之有效的合作机制,同时依靠社会力量来构建托盘共同回收系统,解决托盘回收的有效途径就是共同回收策略。在这样的策略,发货者就不需要自己回收托盘,而是由多个发货者共同使用一个托盘系统,货物运输完的空托盘不用再送回到发货地,而是按照一定的操作规范就地在此系统内投入到下一个托盘循环的周转活动中。原货主也不需要等待空托盘的返回,如需再发货时可以随时通过此系统得到其所需要数量的托盘来使用。这种支持托盘作业一贯化、实现托盘使用社会化的系统就是托盘共用系统。

2、建立托盘共用系统的经济价值

托盘的共用系统使托盘在供应链主体之间有序流通,从而产生广泛的经济价值,主要体现在:

1、经过托盘集装的产品在各环节之间以托盘作为运输、存储、装卸、搬运和计量单元,全程实现托盘一贯化作业,能够有效避免在货物在交割环节上反复倒换托盘的现象,减少无效劳动。

2、货物在各环节装卸可以实现机械化作业,避免人工野蛮装卸,减少商品损耗和降低产品包装强度,节约商品包装成本。

3、可以实行立体化存储,有效利用物流设备和设施,大大提高存储效率,降低物流成本。

4、可以提高装卸效率,有效利用装卸场地,减少运载工具的装卸等候时间,增强供应能力。

5、清点货物的盘数比清点货物的件数来得容易,可以避免货物在交割环节上的计数差错,提高服务效率。

6、可以效仿欧美物流的普遍做法,在产品一下生产线就集装在标准化托盘上,采用托盘专用包装机对托盘上的货物用塑料薄膜进行封装,封装以后的货物在存储、运输过程中一旦开封,就难以复原,很容易识别,可以有效解决中国物流落后的第一大问题,“商品的损毁、丢失,铁路、公路运输中存在许多人工操作而经常出现货物堆放错误、损毁和被盗”,有效改善我国物流服务质量,而且商品在供应商、批发商、零售商或用户之间流通,不再需要雇佣押运人员全程监管货物,可以有效降低物流成本。

三、RFID技术简介

无线射频识别(Radio Frequency Identification, RFID) 技术作为一种非接触式的自动识别技术,可通过射频信号自动识别目标对象从而获得相关数据,可识别高速运动物体及同时识别多个标签,并且无需人工干预,操作快捷方便。

托盘共用系统的管理一个重要的方面就是托盘的回收管理,而托盘共用系统使用的托盘数量巨大,若只通过人工作业管理(如人工盘点、人工录入信息),这必将是一个耗时、耗力的工程,还会引起管理上的混乱,不利于托盘共用系统运行效率的提高。此外,托盘管理系统中各方对信息的管理自成系统,没有实现信息共享,对托盘的跟踪管理困难,阻碍了供应链一体化发展。因此,把RFID技术应用到托盘共用系统,在托盘和货物的管理体系中建立一条基于RFID的自动识别技术的高效通道,可实现托盘及货物发货的自动记录、阅读和查证的有效管理,提高托盘共用系统的效率。

四、建立基于RFID的托盘共用系统

要建立托盘共用系统就要实现托盘电子信息化。而在现阶段,托盘电子信息化主要依靠的是条形码和RFID这两种技术。相比条形码,RFID技术可以实现远间隔读写,不受外部环境影响,可以对储存的信息进行修改并反复使用,无疑更能满足供应链物流提出的安全、高效、低能耗等基本要求。在托盘共用系统中,托盘可以重复使用,电子标签也随之一起被反复读写,大大降低了成本。托盘上的电子标签记载着托盘的物品编码,并且通过网络把托盘所载货物的品名、数量、体积、重量、发货、收货等相关的重要信息都存进数据库。从出发地直至目的地的运输过程中,可以通过RFID读写器读取托盘标签,随时检索需要的信息。由此可以看出,RFID技术和托盘共用系统的结合,除了方便对托盘本身的流通与使用(例

如租赁、回收、维修、保管等)进行实时追踪管理之外,还实现了对托盘载货的可视化监控,从而大大促进了物流管理中信息采集的自动化水平,保证了货物在运输过程中的安全,提高了物流效率并降低成本。

在托盘的循环利用中,RFID可以为每一个托盘建立全球的、开放的、唯一的标识标准。通过建立循环利用流程并结合因特网将托盘信息连接成一个巨大的“物联网”,从而实现对多个托盘的同时识别跟踪和循环利用。

国际上目前有三种托盘运营模式:及时交换模式、租赁运营模式和联营模式。其中租赁运营模式是最为流行的模式。针对不同的托盘运营模式,在实施RFID技术进行循环再利用时.可以采取不同的应用方案。

(一)及时交换模式。

生产商根据订单,将货物和托盘进行组装,并将托盘信息写入RFID标签。托盘在经过出库口时,读写器读取托盘上的RFID标签信息,并将信息反馈到后台数据库进行核对;核对无误,生产商安排承运商进行运输。承运商接收到货物和托盘后,用读写器读取RFID标签中的信息,并与发货单进行核对;核对无误,将信息反馈给生产商,同时将相同规格数量的空托盘返还给生产商。收货人接收到货物后,读取托盘上的RFID标签信息,并与收货单进行核对;核对无误之后,将信息反馈给承运商,同时将相同规格数量的空托盘返还给承运商。

(二)租赁运营模式。

生产商根据订单,将货物和托盘进行组装,并将托盘信息写入RFID标签。托盘在经过出库口时.读写器读取托盘上的RFID标签信息,并将信息反馈到后台数据库进行核对。核对无误之后。进行发货;同时将发货数据和托盘信息通过Internet发送给分销中心。货物到达后,分销商用读写器读取托盘上的RFID标签和货物信息;并根据下级客户订单将货物和

托盘进行组装。组装完毕,分销商将定量的空闲托盘送达到托盘代收商,并将处理信息反馈给生产商和后台数据库。分销商将组装的托盘货物单元送达零售商后,零售商进行托盘和货

物分离;在读取托盘上的RFID标签完毕之后,根据获得信息将定量的空闲托盘送达到托盘代收商,并将处理信息反馈给分销商和数据库。托盘代收商收到分销商与零售商送达的托盘后。读取托盘上的RFID标签进行核对,并将托盘存放入库。当空闲托盘达到与生产商额定的时间和数量时。托盘代收商将空闲托盘返还给生产商。

(三)联营模式。

生产商根据订单,将货物和托盘进行组装,并将托盘信息写入RFID标签。托盘在经过出库口时,读写器读取托盘上的RFID标签信息,并将信息反馈到后台数据库进行核对;核对无误,安排承运商进行运输。承运商接收到货物和托盘后,用读写器读取RFID标签中的信息,并与发货单进行核对;核对无误,将信息反馈给生产商。当承运商没有足够相同规格数量的空托盘返还给生产商时.可以向当地的托盘租赁商上进行租赁:当承运商的相同规格数量的空托盘超过生产商的需求量时,承运商可以将多余的空托盘租赁给当地的托盘租赁商。

收货人收到货物后,读取RFID标签中的托盘信息并与收货单进行核对;核对无误之后,将信息反馈给承运商。当收货人没有足够相同规格数量的空托盘返还给承运商时,可以向当地的托盘租赁商上进行租赁;当收货人的相同规格数量的空托盘超过承运商的需求量时.承运商可以将多余的空托盘租赁给当地的托盘租赁商。

五、基于RFID的托盘租赁系统模型

       在托盘运营模式中,最流行的是托盘租赁运营模式。下面建立基于RFID的托盘租赁系统模型。

RFID技术在托盘租赁系统中主要应用于三个方面,即托盘的租赁、回收和实时追踪。托盘的租赁是指托盘使用者(生产商、中间商、物流公司等)向托盘租赁公司租赁托盘并支付押金和托盘使用费用的过程;托盘的回收是指托盘使用者定时、定量的将空闲托盘就近送还托盘租赁网点,托盘租赁商根据托盘使用情况返还一定押金的过程;托盘的实时追踪是指在整个托盘租赁过程中,所有参与者都可以通过互联网共享托盘信息,托盘租赁商可以通过数据共享实现对托盘的日常管理,托盘使用者也可以通过数据共享实现对货物的追踪。

1、托盘的租赁

生产商根据订货需求量向当地托盘租赁商租赁托盘并支付一定的托盘使用费和押金。托盘租赁商根据订单要求准备好托盘,并将托盘的规格、型号、租赁押金及租赁时间等信息都写入托盘的EPC标签中。在托盘出库时经读写器扫描,标签的信息会自动传输到卡车司机的PDA(Personal Digital Assistant,个人数据处理器)上,同时公共服务管理系统通过GPRS将订单信息传输到配送托盘卡车司机的PDA上与阅读器读到的信息进行核对,若达到订单所需求的数量,PDA 指示器就会用绿色来显示,司机就可以将相应的托盘运输给相应的托盘租赁者.完成托盘出库工作的同时也要将托盘信息反馈到公共服务平台和托盘租赁商的上一级管理机构,便于管理者对托盘租赁网点的统一调配和管理。托盘出库流程图如图1所示。

2、托盘的回收

托盘回收过程是指托盘使用者定时、定量的将空闲的托盘就近送还托盘租赁商,并收回押金的过程。在对托盘进行回收时需根据托盘的质量状况加以区分,进行分别扫描,将需要维修或是不能再次投入使用的托盘单独取出,将完好无损的托盘入库,有质量问题的托盘送维修机构维修,不能修复的托盘送到托盘制造公司进行材料循环利用。同时将回收托盘的信息反馈给公共服务管理系统和托盘租赁商的上一级管理机构。托盘租赁商根据托盘质量状况及托盘使用时间返还一定押金(图2)。

3、托盘的实时追踪

托盘租赁商向外出租托盘时,将托盘的信息和有关租赁的信息一并写入到EPC标签中,通过出库时对托盘进行扫描,可以实现托盘信息同订单的核对,并把信息反馈到公共服务平台和上一级托盘管理机构,实现托盘信息共享;托盘的使用者(生产商、批发商、零售商和最终消费者)在托盘未到之前可以通过Internet方式登入到公共服务平台查询对应的每一个托盘的到达信息.在托盘到达后也会通过读卡器对托盘进行扫描,一方面对托盘信息进行核对验证,另一方面可以记录托盘的有关信息,以便于及时将信息反馈给托盘租赁商,方便托盘租赁商对托盘的追踪定位。托盘使用者在托盘入库后会按照订单要求将托盘和货物进行组装,出库时也同样对托盘进行扫描,一方面以托盘为单位核对货物的数量,另一方面可以记录托盘和货物的信息,将发货信息发送到公共服务平台,托盘租赁商可以通过Internet登人到公用服务器对每一个托盘进行追踪查询,进一步了解托盘的使用和损坏情况,以及租赁延误时间等信息,以便于掌握托盘的实时动态和制定合理的违约租赁费用,追踪过程如图3所示。

图3 托盘实时追踪流程图

       4、托盘租赁公司采用RFID技术的优势与劣势

托盘租赁公司采用RFID技术的优势主要体现在以下几点:第一、因托盘租赁采用了RFID技术加快了托盘租赁信息处理能力和效率,简化了操作程序。第二、提高了托盘租赁效率,为租赁公司带来了可观的经济收益。第三、RFID技术应用于托盘的租赁管理,提高了托盘租赁服务质量。托盘用户将获得更多的增值服务,能够降低托盘租赁费用。第四、租赁公司大量租赁标准化RFID托盘,能够促进企业对标准化托盘的使用,从而加快我国的托盘标准化进程。

托盘租赁公司采用RFID技术的不足之处:首先,托盘租赁公司采用RFID技术会给租赁公司带来巨大的投资成本,如果托盘租赁公司没有深厚的经济实力将难以维护RFID托盘租赁系统。其次、托盘租赁公司出租RFID托盘给客户仅仅是为了获得租金,而RFID托盘的巨大经济利用价值没有得到足够的开发。客户如果没有用好RFID托盘的信息收集优势,这无疑是浪费。最后、托盘租赁公司对RFID技术的使用是一件公益的经济行为,如果不能得到政府和用户的支持其技术生命周期不会长久。

六、总结

随着我国经济的不断发展,托盘越来越广泛应用于各个行业。但托盘的严重浪费和生产成本也越发成为制约企业发展的瓶颈。本文针对托盘的三种运营模式,提出了基于RFID技术之上的托盘循环利用方案。尤其是托盘租赁系统的模型,有效解决了托盘循环利用难的问题。但是在理论和技术的阐述上还有一些不足之处,有待进一步加强。