射頻識別技術(shù)在郵政總包處理方面的應(yīng)用

   1 背景  

    中國郵政的郵件處理一般要經(jīng)過支局所收寄、市內(nèi)趟班運輸、原寄中心局分揀、干線運輸、寄達中心局分揀、市內(nèi)趟班運輸、投遞環(huán)節(jié)。其中中心局分揀又包括總包接收、總包開拆、散件分揀、總包封發(fā)、總包分揀、總包裝車發(fā)運若干環(huán)節(jié)。為向客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，中國郵政對內(nèi)部生產(chǎn)作業(yè)制定了著名的“三項基本制度”，即勾挑核對、交接驗收、平衡合攏。因此說，中國郵政的郵件處理具有工藝流程復(fù)雜、作業(yè)時限緊，通信質(zhì)量要求嚴、跟蹤查詢服務(wù)水平要求高的特點。  

    近年來，中國郵政實施“科技興郵”戰(zhàn)略，在郵件處理領(lǐng)域全面實施了條碼技術(shù)，建設(shè)了覆蓋全國的，可以傳輸數(shù)據(jù)、語音、圖像的綜合計算機網(wǎng)，特別是在電子化支局、中心局生產(chǎn)作業(yè)、郵運指揮調(diào)度等應(yīng)用子系統(tǒng)上線運行之后，郵件處理的機械化、自動化、信息化水平有了很大提高。但是，由于條碼識別技術(shù)自身固有的局限性，如識別距離近，識讀效果受光遮蓋、褶皺和污損影響嚴重，需要逐件人工掃描等，因而在總包的交接和分揀過程中還難以實現(xiàn)自動化處理，限制了郵件傳遞速度和業(yè)務(wù)管理水平的進一步提高。而RFID技術(shù)具有遠距離、非“視線”識別、高速、多標簽批量識別、無須人工干預(yù)、信息可擦寫、可工作于各種惡劣環(huán)境等特點，非常適用于郵政生產(chǎn)作業(yè)。因此，在中國郵政第十個“五年計劃”的科技發(fā)展規(guī)劃中，就已將RFID技術(shù)應(yīng)用作為新技術(shù)應(yīng)用的重點之一。2005年年初，國家“863”計劃項目“無線射頻關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)”啟動。在科技部和中國科學(xué)院的支持下，中國郵政以速遞總包處理業(yè)務(wù)為突破口，選擇上海為試點，進行了“射頻識別技術(shù)在上海郵政速遞總包處理中的應(yīng)用”實驗。2005年12月，項目通過初驗，正式投入試運行。  

    2 試驗情況  

    2.1RFID識別系統(tǒng)的構(gòu)成及部署  

    上海郵政速遞總包處理的生產(chǎn)過程主要包括電子化支局的收寄與封發(fā)，市內(nèi)郵路轉(zhuǎn)趟運輸，滬青平速遞處理中心總包接收、郵袋開拆、散件分揀、總包封發(fā)、總包并堆發(fā)運，市內(nèi)駁運，虹橋機場及新客站轉(zhuǎn)運站接收與分揀、干線發(fā)運。RFID識別系統(tǒng)由部署在市內(nèi)速遞郵件匯集點、滬青平處理中心、虹橋航站、新客站等生產(chǎn)場地的手持或固定RFID閱讀器及其上位計算機系統(tǒng)，以及在全市郵政支局所和各生產(chǎn)場地之間流轉(zhuǎn)的射頻袋牌及其調(diào)撥管理系統(tǒng)構(gòu)成。  

    2.2技術(shù)方案  

    2.2.1頻率的選擇  

    速遞總包生產(chǎn)作業(yè)要求識讀距離3～4米，且要求在一定條件下多標簽批量識別。因此選擇超高頻頻段的RFID系統(tǒng)。 

    2.2.2標簽的選擇  

    （1）采用無源標簽，以減少設(shè)備購置成本和維護成本。  

    （2）采用只讀和可讀寫兩種不同功能的標簽。  

    從電子化支局封發(fā)到處理中心開拆前，采用只讀的射頻標簽袋牌，附加綁定6字符條碼信息，通過電子化支局操作時將射頻標簽信息與條碼信息、總包業(yè)務(wù)信息綁定的方式，實現(xiàn)了全市約600個電子化支局原有的基于條碼的信息系統(tǒng)與RFID系統(tǒng)的有效結(jié)合。這樣，在電子化支局，不需配備射頻讀寫器，并可以利用原有的條碼識讀設(shè)備，最大限度的保護和節(jié)省了投資。  

    在處理中心封發(fā)到各轉(zhuǎn)運站的總包處理中采用了可讀寫射頻袋牌，實際記錄郵政業(yè)務(wù)所需要的30位總包信息，與現(xiàn)有條碼袋牌信息完全相同，適應(yīng)郵政干線網(wǎng)信息傳輸要求。  

    2.2.3操作場景的選擇  

    由于種種原因，目前超高頻RFID標簽的批量識別率尚達不到100%。因此，RFID系統(tǒng)的實施應(yīng)與郵政生產(chǎn)的流程組織相結(jié)合，揚長避短，尋找能夠發(fā)揮RFID遠距離、可穿透一般材料、多標簽識讀特點的操作場景。在總包交接中，我們選擇在逐袋卸車過程中進行信息采集；在總包分揀中，選擇在供包工位進行信息采集，最大限度的提高了RFID的識讀率，也最大限度的解放了工人的雙手與頭腦，簡化了操作的復(fù)雜度，從而在保證作業(yè)質(zhì)量的同時提高了效率。  

    2.2.4應(yīng)用信息系統(tǒng)的構(gòu)建  

    充分利用企業(yè)原有的信息網(wǎng)絡(luò)資源，構(gòu)建分布式的應(yīng)用信息系統(tǒng)。在電子化支局，實現(xiàn)分布式條碼數(shù)據(jù)信息采集、射頻標簽ID與業(yè)務(wù)信息的綁定，在速遞處理中心，RFID系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口獲得現(xiàn)有業(yè)務(wù)計算機系統(tǒng)發(fā)來的接收或發(fā)運郵件信息，在系統(tǒng)內(nèi)完成數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并將閱讀的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳遞給相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。從而實現(xiàn)與現(xiàn)有業(yè)務(wù)計算機系統(tǒng)系統(tǒng)的有機整合。RFID應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。  

    2.2.5射頻標簽的回收  

    建立射頻標簽回收管理調(diào)撥機制。通過射頻袋牌回收管理系統(tǒng)，可以剔除失效袋牌，而且通過匯集各個環(huán)節(jié)的RFID數(shù)據(jù)，分析RFID實際運行的效率與效益。 

    2.3生產(chǎn)流程  

    2.3.1支局作業(yè)  

    支局掃描散件條碼，采集郵件收寄信息，自動生成總包特征信息和清單信息；用條碼掃描器掃描射頻袋牌上附加的條碼獲得射頻袋牌ID信息，并與生成的總包特征信息和清單信息綁定；栓掛只讀射頻袋牌，按頻次封發(fā)；封發(fā)完成后，總包ID信息和對應(yīng)的總包全信息、郵件收寄信息、清單信息通過郵政綜合計算機網(wǎng)傳送到上一級匯集點和速遞郵件處理中心。  

    支局封發(fā)的總包郵件由各支局送至匯集點，在各匯集點配置手持便攜式射頻讀寫器，讀取射頻信息完成勾挑核對，交由市內(nèi)趟車運送至滬青平處理中心。  

    2.3.2滬青平處理中心作業(yè)  

    （1)總包接收  

    在處理中心的卸（裝）車站臺上方或卸（裝）車膠帶機上設(shè)置固定式閱讀器。市內(nèi)趟車到達后，在卸車過程中，射頻袋牌ID信息被自動識讀，與從網(wǎng)絡(luò)收到的總包路單信息自動進行勾挑核對，完成快速交接。圖3為滬青平處理中心裝卸站臺實景照片，站臺上方安裝有RFID閱讀器天線。  

    （2)總包開拆  

    保留現(xiàn)有開拆作業(yè)方式。射頻袋牌開拆后統(tǒng)一回收重復(fù)利用。  

    （3)總包封發(fā)  

    開拆出的散件采用交叉帶分揀機分揀。分揀機自動閱讀13位散件ID信息，從信息系統(tǒng)獲取寄達局等信息實現(xiàn)自動分揀，并根據(jù)郵件重量、體積自動請封，生成清單信息和總包30位信息。封發(fā)員人工核對裝袋確認后,打印清單并將其裝入郵袋。同時，RFID讀寫器通過局域網(wǎng)獲得總包30位信息，將其寫入射頻標簽袋牌,封發(fā)員封袋后栓掛射頻標簽袋牌。  

    中心局每一封發(fā)頻次作業(yè)終了，相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)將按規(guī)定及時發(fā)送上網(wǎng)，傳送到信息中心。 

    （4)出口總包發(fā)運交接  

    總包發(fā)運是總包接收的逆過程。在膠帶機上或發(fā)運站臺大門設(shè)置固定式閱讀器，通過RFID掃描通道進行總包發(fā)運，自動識讀射頻袋牌信息，與轉(zhuǎn)運車間路單信息自動進行勾挑核對。  

    2.3.3虹橋航站及其他轉(zhuǎn)運站  

    總包運輸?shù)胶鐦蚝秸竞?，通過交叉帶式總包分揀機上的RFID掃描通道采集總包信息,實現(xiàn)自動勾挑核對，同時實現(xiàn)快速路向分揀。  

    在其他郵件轉(zhuǎn)運站，在站臺交接時通過固定式RFID閱讀器進行自動勾挑核對。  

    以上，通過RFID在速遞總包處理的全過程的應(yīng)用，實現(xiàn)了總包信息的多環(huán)節(jié)自動勾挑核對和自動分揀處理，實現(xiàn)了物流和信息流的全過程的統(tǒng)一。  

    2.4效果   

    裝卸車識讀率99.4％；分揀識讀率100％(初驗測試值）   

    處理中心內(nèi)部速遞作業(yè)和總包分揀處理可提高效率約20％   

    實現(xiàn)了交接時的信息自動核對、分揀時的信息自動采集。速遞部門與郵運部門交接環(huán)節(jié)實現(xiàn)了即交即清   

    實現(xiàn)了各環(huán)節(jié)郵件處理時間信息的自動采集，支撐了物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化   

    完善了速遞總包跟蹤查詢的環(huán)節(jié)，避免了郵件延誤和丟失，方便了質(zhì)量考核，也提高了管理水平  

    此外，RFID在上海速遞應(yīng)用的效益不僅體現(xiàn)在作業(yè)效率和服務(wù)質(zhì)量的提高，而且由于600余個支局所每天可以循環(huán)使用射頻標簽而不再使用一次性的條碼標簽，每年通過節(jié)省一次性條碼標簽的材料、設(shè)備損耗及人工成本可以減支32萬元。