魏風(fēng)軍 趙云博

在各種新型技術(shù)出現(xiàn)革命性發(fā)展的今天，各種應(yīng)用智能化技術(shù)的案例層出不窮。基于智能化的物流運輸包裝也隨之出現(xiàn)，并帶來了行業(yè)的極大革新與發(fā)展?，F(xiàn)如今，一種產(chǎn)品的成本中，生產(chǎn)成本所占的比例越來越少，反而是產(chǎn)品流通過程中的成本和其他管理成本所占比例不斷提高。傳統(tǒng)的物流過程存在信息不夠?qū)ΨQ，同時也得不到及時反饋的弊端，無法針對物流運輸環(huán)節(jié)中的實時信息作出有效反饋，也難以實現(xiàn)相關(guān)環(huán)節(jié)的實時協(xié)同和調(diào)節(jié)?；诖?，AIDC技術(shù)應(yīng)運而生。運用AIDC技術(shù)，通過傳感器、條碼和商標(biāo)信息系統(tǒng)，可以將標(biāo)記過程和檢測流程統(tǒng)一起來，實時檢測商品的狀態(tài)。智能化包裝通過物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，將物流運輸供應(yīng)鏈的相關(guān)信息數(shù)據(jù)自動采集并實時反饋到數(shù)據(jù)中心，通過進(jìn)一步對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和分析，以及其他相應(yīng)的專業(yè)化處理和價值挖掘，對物流業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型發(fā)展起到了相當(dāng)大的推動作用。物流運輸包裝中，主要是應(yīng)用AIDC技術(shù)將環(huán)境變化及包裝內(nèi)的產(chǎn)品是否產(chǎn)生質(zhì)量狀態(tài)的改變這些參數(shù)，通過一些內(nèi)置的傳感器以及其他智能硬件進(jìn)行指示的智能標(biāo)簽?；诖?，本文主要針對AIDC技術(shù)在智能化物流運輸包裝中的應(yīng)用予以探析。

當(dāng)前AIDC技術(shù)在智能化物流運輸包裝中的應(yīng)用

AIDC，即Auto Identification and Data Collection（自動標(biāo)識與數(shù)據(jù)采集）技術(shù)，是物流運輸包裝進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級的重要手段，它利用一系列無須直接接觸就可以進(jìn)行相應(yīng)信息和數(shù)據(jù)的采集與處理的技術(shù)手段，實現(xiàn)整個流程的自動化。AIDC主要解決了物流運輸過程中實物與信息之間相匹配的問題。通過AIDC，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動化輸入和采集，并及時反饋到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，因此可以極大地降低信息數(shù)字化、互聯(lián)化、智能化的成本。此外，基于以上數(shù)據(jù)還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的編碼和進(jìn)一步的處理并實現(xiàn)實時跟蹤功能，從而為物流運輸相關(guān)環(huán)節(jié)提供一系列深入的數(shù)據(jù)服務(wù)?；贏IDC可以開發(fā)出更加智能化的物流運輸系統(tǒng)，例如產(chǎn)品流通過程中的質(zhì)量監(jiān)測、庫存管理、機械化自動堆碼、自動分發(fā)等環(huán)節(jié)都可以利用AIDC技術(shù)更好地解決。當(dāng)前階段，AIDC技術(shù)在智能化物流運輸包裝中的應(yīng)用所面臨的最大問題是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不夠統(tǒng)一，兼容性問題亟需解決。目前，用在智能化物流運輸包裝中的AIDC技術(shù)主要是RFID和TTI等電子智能標(biāo)簽。

RFID技術(shù)在智能化物流運輸包裝中的應(yīng)用

RFID，即Radio Frequency Identification（無線射頻識別）技術(shù)，這是一種非接觸式的自動識別系統(tǒng)，它通過無線電信號進(jìn)行數(shù)據(jù)性相關(guān)交流，同時利用無線射頻方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫信息，并連接數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，從而達(dá)到識別對象和進(jìn)行數(shù)據(jù)的深入交流的目的。在識別需要進(jìn)行識別的目標(biāo)和對象的過程中，它不需要進(jìn)行過多的人工干預(yù)，即使在一些對工作人員不夠友好的環(huán)境下也可以代替人工連續(xù)工作而不失其準(zhǔn)確性，這一點是傳統(tǒng)識別方式無法達(dá)到的。鑒于RFID技術(shù)的優(yōu)越性，它被廣泛應(yīng)用在物流和包裝的相關(guān)監(jiān)視場景中，數(shù)據(jù)采集的時候，以及一些需要進(jìn)行識別和防偽的功能的系統(tǒng)等方面。相比前輩“條形碼”，射頻識別技術(shù)的適用性使其可以在各種惡劣條件下工作而不失效，具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，而且RFID標(biāo)簽可以存儲的信息量要大得多，可以滿足大量信息存儲的需求。此外，正是由于其非接觸式通信識別的特性，可以通過一定的物理措施保護(hù)使其擁有更長的使用壽命。運用RFID技術(shù)的智能包裝可以在物流產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)環(huán)節(jié)提供更現(xiàn)代化、更便捷的運作模式。目前，RFID技術(shù)的研究方向趨向于高頻化、小型化、網(wǎng)絡(luò)化和多功能化。隨著標(biāo)準(zhǔn)的不斷制定與完善，RFID技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也會變得更加多元和廣泛，識別系統(tǒng)的更加高頻化、小型化的標(biāo)簽和閱讀器，網(wǎng)絡(luò)化的RFID系統(tǒng)和多功能、多模塊的新型應(yīng)用形態(tài)將會成為技術(shù)新的前進(jìn)方向。

1.RFID在集裝箱運輸智能管理中的應(yīng)用

王小斌分析了RFID在集裝箱運輸智能管理中的應(yīng)用。全球90%的國際化的物流運輸都是靠船舶進(jìn)行運輸?shù)模b箱又是其中運用的最多、最主要的運輸工具。因此如果可以將RFID技術(shù)運用在集裝箱上，具有非常大的意義。在集裝箱運輸管理中，在運輸途中的大型集裝箱貨物一般都貼有RFID標(biāo)簽，這些標(biāo)簽是用來進(jìn)行對包裝件的跟蹤與控制的。RFID的接收轉(zhuǎn)發(fā)裝置通常安裝在運輸路線中的關(guān)鍵地點。RFID的標(biāo)簽信息傳遞給這些安裝在節(jié)點的接收設(shè)備后，這些信息將迅速上傳到數(shù)據(jù)中心，送入數(shù)據(jù)庫中。整個過程中用到的關(guān)鍵技術(shù)包括：中心系統(tǒng)和出入廠監(jiān)控系統(tǒng)，以及關(guān)于集裝箱的調(diào)配管理系統(tǒng)。此外，基于RFID的現(xiàn)代集裝箱還需要電子標(biāo)簽和電子封條?；赗FID的集裝箱運輸管理具有很多優(yōu)勢，如減少集裝箱的誤放、錯箱、漏箱，甚至丟失現(xiàn)象，加快集裝箱通關(guān)速度，同時又能保證相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性，記錄集裝箱的開啟時間和次數(shù)。然而目前RFlD在集裝箱運輸管理應(yīng)用中仍有一些瓶頸問題，如標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、成本偏高、電子標(biāo)簽易被攻擊不夠安全、數(shù)據(jù)沖突和冗余等。

2.RFID技術(shù)在冷鏈物流智能監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳宇錚等研究了RFID技術(shù)在冷鏈物流監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用。其利用 RFID技術(shù)設(shè)計了一種關(guān)于食品的追蹤、檢測和管理的溫度監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)把含有各種傳感器的RFID Tag卷標(biāo)放置到產(chǎn)品的包裝和冷鏈環(huán)節(jié)的專業(yè)倉儲庫內(nèi)，這些卷標(biāo)在食物的物流運輸過程中實時記錄不同時間段的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以通過目視也可以通過閱讀器查閱，以便于及時偵測出發(fā)生異狀的貨物。當(dāng)貨物運輸?shù)侥康牡睾螅€可以把這些數(shù)據(jù)記錄報表呈遞給客戶簽收。在數(shù)據(jù)庫中，每個包裝件都有一個專門的數(shù)據(jù)表，這個表是用來記錄溫度變化的。在發(fā)貨時，將這些帶有可以監(jiān)測溫度的RFID標(biāo)簽貼在包裝上，設(shè)定好預(yù)置程序，自動記錄溫度并將數(shù)據(jù)存儲在標(biāo)簽中。當(dāng)產(chǎn)品運輸?shù)侥康牡睾螅惭b在目的地的讀取器就會自動掃描識別標(biāo)簽中的溫度數(shù)據(jù)，然后上傳到后臺數(shù)據(jù)中心。每完成一次必要的讀取操作之后，標(biāo)簽內(nèi)的這些數(shù)據(jù)就會被刪除，這樣做是為了防止芯片存儲容量太小而數(shù)據(jù)量太大導(dǎo)致的儲存空間不足的問題。

3.RFID技術(shù)在乳制品冷鏈智能物流中的應(yīng)用

王東東等研究了RFID技術(shù)在乳制品冷鏈物流中的應(yīng)用。其實驗和研究表明采用RFID技術(shù)可以幫助乳制品企業(yè)升級換代其供應(yīng)鏈管理，在整個運輸環(huán)節(jié)中的各個小階段，都能比原來優(yōu)化不少。由于乳制品保鮮期短，容易腐敗變質(zhì)，因此對乳制品的操作處理應(yīng)該盡量減少無關(guān)的繁雜流程以縮短正常的專業(yè)操作時間。在冷鏈配送的過程中，我們可以人為地將這些帶有特殊功能的RFID標(biāo)簽貼在乳制品的包裝上，在配送過程中的關(guān)鍵節(jié)點處安裝RFID閱讀器，無須接觸即可自動采集流通過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，而且可以同時采集多個標(biāo)簽的數(shù)據(jù)，無須搬運，直接進(jìn)行接收貨物、驗收貨物、進(jìn)入倉庫、挑揀貨物、移出倉庫這些操作，操作速度大大提升，作業(yè)效率也得到了巨大的提高。由于RFID系統(tǒng)的特性和優(yōu)勢可以減少人工審核操作，對物流運輸?shù)母鱾€環(huán)節(jié)進(jìn)行實時的自動化、信息化管理，企業(yè)的管理成本也就大大減少了。

4.RFID在周轉(zhuǎn)包裝管理中的應(yīng)用

徐斌等研究了RFID在周轉(zhuǎn)包裝管理中的應(yīng)用。他們分析了某汽車制造公司現(xiàn)有的運輸模式，基于他們的分析結(jié)果設(shè)計了一個基于RFID技術(shù)的周轉(zhuǎn)包裝庫存管理系統(tǒng)。考慮到這個公司現(xiàn)有的周轉(zhuǎn)包裝類型和物流路徑，他們選用的是超高頻的抗金屬標(biāo)簽，這種標(biāo)簽擁有64bit的UID位數(shù)，閱讀距離可達(dá)4～7米，屬于只讀型ROM，無須電源消耗。在標(biāo)簽的安裝方式上也跟據(jù)不同包裝的特性設(shè)計了不同的安裝方式：金屬箱安裝在側(cè)面離底面一掌高的地方;塑料箱安裝在離地一掌寬的地方或采用一些特殊的方式嵌入到塑料內(nèi)部;托盤則是安裝在離底面兩指的地方。閱讀器選用的標(biāo)準(zhǔn)是必須要每次能讀取的信息量超過100個標(biāo)簽信息。將這些閱讀器完美的安裝在各個關(guān)鍵的必經(jīng)之地的出入口處，采集標(biāo)簽信息后傳遞到周轉(zhuǎn)箱管理中心，這些信息經(jīng)過處理進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，以便于使用時調(diào)用。

5.基于RFID和EPC物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)品智能供應(yīng)鏈可追溯平臺

顏波等研究了基于RFID和EPC物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)品供應(yīng)鏈可追溯平臺。這個平臺一共有4個非常厲害的組成部分。把RFID電子標(biāo)簽和養(yǎng)殖環(huán)境實時關(guān)聯(lián)，利用ZigBee等信息技術(shù)進(jìn)行全方位管理和檢測。這些信息被保存在自身的EPCIS服務(wù)器，再上傳到ONS服務(wù)器。這樣就構(gòu)建了一套完整的數(shù)據(jù)庫，可以實現(xiàn)追溯。

6.射頻識別技術(shù)在醫(yī)藥智能物流中的應(yīng)用

王偉研究了射頻識別技術(shù)在醫(yī)藥物流中的應(yīng)用。針對目前我國醫(yī)藥物流的現(xiàn)狀和主要問題，RFID技術(shù)需要結(jié)合的技術(shù)不僅包括醫(yī)藥產(chǎn)品識別編碼技術(shù)同時還要考慮到EPC編碼技術(shù)，運用這些技術(shù)對現(xiàn)有物流環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。生產(chǎn)過程中在每一樣產(chǎn)品上貼上一個經(jīng)過特殊優(yōu)化以便于實現(xiàn)所需功能的電子標(biāo)簽，其具有唯一的、無法復(fù)制的產(chǎn)品編碼，生產(chǎn)完成后再將早就準(zhǔn)備好的生產(chǎn)批準(zhǔn)號寫入產(chǎn)品的電子標(biāo)簽里，這樣這批醫(yī)藥產(chǎn)品就可以在此后的物流鏈中實時追蹤。

TTI標(biāo)簽在智能化物流運輸包裝中的應(yīng)用

TTI是一種活性智能標(biāo)簽，它可以感覺到的環(huán)境變化并把這些變化反映出來。記錄時間和溫度的累積效應(yīng)，并通過顏色或結(jié)構(gòu)變化，顯示出累積效果，從而反映出環(huán)境的溫度變化過程。因此，TTI具備與商品產(chǎn)生同步質(zhì)量變化反應(yīng)的特點。冷鏈中使用的TTI標(biāo)簽根據(jù)工作原理大致可分為基于酶、基于聚合物和基于擴散3類。崔慶斌研究了TTI（Time-Temperature Indicator）在冷鏈包裝中的應(yīng)用。他根據(jù)TTI和食品系統(tǒng)模型將TTI的響應(yīng)和產(chǎn)品質(zhì)量狀況結(jié)合，通過保質(zhì)期的建模和測定建立基于TTI的監(jiān)控和管理系統(tǒng)。這個系統(tǒng)可以覆蓋需要不同檢測時間的易腐食品，適合大多數(shù)的產(chǎn)品。TTI的應(yīng)用還需要考慮易讀取性、適用性、穩(wěn)定性和成本。TTI是否方便讀取取決于響應(yīng)信號的參數(shù)，目前市場上的TTI響應(yīng)大多基于顏色變化，易于通過視覺讀取和理解。目前適用性和穩(wěn)定性都有相應(yīng)的解決方案，但是由于TTI的生產(chǎn)量不夠大，無法進(jìn)行有效的成本核算，據(jù)估計，成本范圍是0.1～1.2元。除了以上三大類TTI應(yīng)用較多以外，Brizio將OnVn?這種基于光色固態(tài)反應(yīng)原理的可印刷的智能標(biāo)簽應(yīng)用于冷凍雞肉的存儲運輸中，并實現(xiàn)了對冷凍雞肉的質(zhì)量監(jiān)控。

人工智能時代的序幕已徐徐拉開，高端智能化物流系統(tǒng)將迎來快速發(fā)展?；谥悄芑夹g(shù)的物流運輸包裝在時代的浪潮下也將迎來新一輪發(fā)展契機?！吨袊圃?025》發(fā)展綱要中提出的發(fā)展要求與智能化物流運輸包裝的要求不謀而合。隨著物聯(lián)網(wǎng)的高速迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)包裝必將向智能化方向發(fā)展。AIDC技術(shù)作為智能化物流運輸包裝的關(guān)鍵技術(shù)也將快速發(fā)展。

作者單位：河南科技大學(xué)包裝工程系

責(zé)任編輯：王蕾 wl@cprint.cn