制約RFID在包裝領(lǐng)域的規(guī)模應(yīng)用的障礙盤點

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2016-09-13 22:17:41

摘自:中國中部印刷網(wǎng)

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)簽的遠距離識別、適應(yīng)高速移動物體的RF1D正在成為現(xiàn)實,在國外發(fā)達國家中逐漸得到廣泛應(yīng)用。

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)簽的遠距離識別、適應(yīng)高速移動物體的RF1D正在成為現(xiàn)實,在國外發(fā)達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、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。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在供貨鏈中的運用能夠提高管理,加強終端對終端的連接。RFID的運作不需要人工介入,它無線運作,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)和其他計算機或系統(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。隨著計算機技術(shù)發(fā)展背景的速度,下列的各種因素均可因為科技的進步而改進。這也是本文要重點討論的內(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。另外,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,集成電路、天線和其它元件的裝配費用以及把它們應(yīng)用到產(chǎn)品包裝上的費用都將會適當(dāng)?shù)亟迪聛?。雖然,還有許多的技術(shù)障礙需要解決,如加強半導(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。

4、無線電波的可靠性和穩(wěn)定性

任何一個使用手機的人都經(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。因為很有可能不同的RFID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、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,非常必要實施一些測試措施并做相應(yīng)解決。

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),這遠遠超過了目前的數(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)展進程中,已經(jīng)形成了EPCglobal,ISO,UID,AIM和IP—x五大標(biāo)準(zhǔn)組織,分別代表了國上不同團體或者國家的利益。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。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)部信息的保護問題,以及在電子標(biāo)簽的印刷方式和制作等。

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