RFID 射频技术在物流教学中的运用

吕云鹏

（南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003）

0 引 言

近年来，中国的社会物流业规模在不断地发展壮大，在2022年底达到了347.6万亿元，与2021年同期相比增长了3.7%（如图1所示）。

图1 2018—2022 年社会物流总额

企查查数据显示，2017—2020年我国智慧物流企业注册量快速增加，由2017年的825家迅速增长至2020年的2 339家，2022年我国新增智慧物流企业1 673家。受经济下行的影响，2020—2022年物流企业注册量有所减少，然而，在2023年7月我国智慧物流企业注册量已达到1 219家，行业热度暂时呈现增长趋势，具体情况如图2所示。

图2 2018—2023 年我国智慧物流相关企业注册量

我国智慧物流相关企业的规模不断扩大，也对培养物流人才的高校物流教学提出了新的要求。传统的物流教学往往依赖理论讲授和案例分析，很难让学生真实掌握应用物流管理的具体操作和技术。RFID射频技术作为一种自动识别和追踪技术，为物流管理带来了全新的解决方案和教学实践。RFID射频技术引入教学，可以让学生更深入地理解并运用物流管理的知识和技术，提高其实践能力和问题解决能力。本文深入探讨RFID射频技术在物流教学中的应用，以期为提升物流教育的质量和效果提供借鉴与启示。

刘小英[1]指出在智能物流管理中合理运用RFID技术，能够实现对商品最终销售结果的统一退货处理，对整个生产销售过程实施全方位监控，使企业的生产销售过程更加透明；常悦[2]指出要建设物流实训室，将RFID技术引入实践教学环节中，从而使学生掌握最先进的职业技能；刘艺芃[3]基于RFID技术对仓储物流自动化系统进行了分析；胡江虹[4]指出在物流管理系统中引入RFID射频技术，可以帮助系统管理员清晰明确地了解到仓库的出入情况，全方位掌控货物动态；韩开明[5]指出基于RFID射频技术，RFID标签在整个产品的供应链中得以追溯，包括从原材料的制造到零售终端的消费者全过程。

1 概 述

1.1 RFID 射频技术的定义和作用

RFID射频识别技术由电子标签、读写设备和后台管理系统组成，是一种通过电子标签和读写设备进行无线通信与数据传输的技术，它可以实现对物体的追踪、定位和识别。具体步骤为电子标签通过无线射频信号与读写设备进行通信，将存储在标签中的数据传输给读写设备。RFID技术在物流领域中的应用非常广泛，可以通过电子标签记录货物的位置、状态以及运动轨迹信息等，实现对物流全过程的实时追踪和监控，减少人工操作和时间成本，同时可以优化仓库管理、货物配送和供应链运作，提高物流配送的效率和准确性。此外，该技术还广泛应用于供应链管理、跨境贸易等领域中。

1.2 RFID 射频技术在物流教学中的重要性

第一，RFID技术可以为物流教学提供实践操作的支持。学生可以通过实际操作RFID设备了解并体验物流管理中的实际应用场景，从而提高他们的实践能力和技术操作技能。第二，将RFID技术纳入物流教学内容中可以提供给学生学以致用的机会。学生可以通过学习RFID技术的工作原理、应用场景以及在物流管理中的应用方式，来提高自身对理论知识的应用能力。第三，RFID技术需要学生掌握数据的采集、分析和应用方法与技能来解决实际问题，并做出相应的决策，这有助于发展和增强他们的分析与解决问题的能力。第四，物流行业正处于不断的发展与变革当中，技术的应用成为物流企业提高竞争力的关键。在物流教学中引入RFID技术，可以使学生紧跟物流行业的技术发展趋势，了解物流行业的最新技术应用，从而为日后的职业发展打下坚实的基础。

2 RFID 技术在物流教学中的应用

2.1 物流实践教学

2.1.1 仓库管理：实时库存追踪、定位和管理

在物流实践教学中，RFID技术可应用于仓库管理，提供实时库存追踪、定位和管理等功能。RFID技术要求在每一个货物上都粘贴电子标签，标签中储存着货物的相关信息，然后安装RFID读写设备就可以实时读取和更新货物标签的信息，包括数量、批次、生产日期等，便于仓库管理人员掌握库存动态，及时调整仓库布局和物流计划。RFID技术还有助于精确定位和管理仓库中的货物。通过放置RFID天线或门架，可以实时监控货物的进出和移动情况。当货物经过RFID读写设备时，系统会自动读取货物标签上的信息，并进行相应的记录和管理，实现对货物的精确定位和管理，降低了人工查找和管理的时间成本。RFID技术在仓库管理中的应用可以提高仓库操作的效率和准确性。通过实时追踪库存和货物定位，仓库管理人员可以及时了解货物的位置和状态，避免库存过剩和缺货的情况发生。同时，RFID技术还可以与仓库管理系统和物流系统相结合，实现自动化的库存管理和数据交互，提高仓库管理的数字化和信息化水平。

2.1.2 货物追踪：提供实时货物位置和状态信息

在物流实践教学中，RFID技术可应用于货物追踪，提供实时货物位置和状态信息。每个货物上附着的RFID电子标签都可以通过RFID读写设备进行实时扫描和定位，确定货物的大致位置。在复杂仓库或分布式供应链环境中，该技术的应用可以帮助物流管理人员快速找到货物的准确位置，提高货物追踪的准确性和速度。同时，RFID标签也可以储存货物的相关信息，如温度、湿度、震动等。通过安装与RFID读写设备相连接的传感器，可以实时监控并记录货物的状态变化。物流管理人员可以通过监控系统获取实时的数据，并及时采取相应的措施，以确保货物的安全性和质量。在物流教学中引入RFID技术的货物追踪应用，可以让学生了解并体验现代物流管理中实时监控和追踪技术的便捷性，有助于培养学生的实际应用能力和解决实际问题的能力，为其将来的物流职业发展做好准备。

2.2 物流模拟教学

2.2.1 RFID 模拟系统：模拟真实的物流环境和操作

在物流模拟教学中，可以通过搭建模拟系统模拟真实的物流环境和操作，从而为学生提供实际操作和应用RFID技术的机会。首先，通过搭建RFID读写设备模拟器，可以使学生模拟操作真实的RFID设备，学习如何使用设备进行标签扫描、数据读写等操作，并掌握设备的使用方法和技巧。其次，通过RFID模拟系统提供的开发工具，学生可以学习如何对标签进行编程，设置标签的存储信息、读写权限等。同时，他们还可以模拟标签在物流环节中的应用场景，如货物追踪、库存管理等。物流模拟教学与RFID技术结合应用可以让学生模拟真实的物流环境和操作过程，提高学生的实践操作和问题解决能力，培养其创新思维和团队合作能力，进而为将来的实际工作做好充分准备。

2.2.2 实时数据采集和分析：加强学生对物流运作的理解和分析能力

在物流模拟教学中，RFID技术可以应用于实时数据的采集和分析，以加强学生对物流运作的理解与分析能力。使用RFID技术，可以实时采集物流过程中涉及的各项数据，如货物的位置、运输时间、温湿度等信息。学生可以通过模拟操作RFID设备实时获取数据，并进行记录和分析。此外，通过对采集到的数据进行分析和处理，学生可以深入了解物流过程中的关键因素和变量。学生可以运用数据分析方法和工具，如统计分析、数据挖掘等，对物流运作进行量化和评估，以可视化的方式将数据结果呈现出来，从而更直观地理解和解释物流过程中的规律及问题。基于实时数据采集和分析，学生可以探索并研究如何优化物流运作，他们能够通过模拟实验和决策支持工具，尝试不同的方案和策略，优化物流网络、路径、资源分配等。通过模拟情景的反馈和结果分析，学生可以全面地理解决策和优化对物流运作的影响，以提高其问题解决和决策能力。

2.3 RFID 技术相关课程

在物流教学中，教师可以引入RFID技术相关课程，教授RFID技术的原理和应用，包括介绍RFID技术的基本原理、组成部分和工作原理等，使学生可以了解RFID系统的构成，包括RFID标签、读写器和相关的通信协议等；还可以讲解RFID标签的不同类型和特点，以及不同类型RFID芯片的功能及应用场景，有助于学生了解RFID标签和芯片的制作工艺、性能参数以及选型原则；此外，在课程中加入实际案例，可以让学生了解RFID技术在物流中的应用，如供应链管理、仓储和配送、货物追踪和验证等。通过对RFID技术的原理和应用进行学习，学生可以深入了解RFID技术的工作原理和应用场景，在实际操作中掌握RFID系统的配置和调试技巧，从而增强其实践能力和解决问题的能力。

3 RFID 技术在物流教学中的优势

3.1 实时性和准确性：提供实时的物流信息和数据

实时性和准确性是RFID技术在物流教学中的一大优势。传统的物流教学通常依靠书本知识和理论模型进行教学，难以让学生真实地感受到物流操作的实时性和准确性。然而，通过RFID技术的应用，可以实时地获取并追踪物流过程中的各种信息和数据。一方面，RFID技术可以提供实时的物流信息。每一个附有RFID标签的货物都可以被精确地追踪和记录。使用RFID读写器和天线就可以在物流过程中不间断地扫描和采集货物的位置、状态、数量等信息。学生可以通过RFID技术实时获取货物的运输情况，掌握物流环节中的各种实际操作和数据变化。另一方面，RFID技术可以提供准确的物流数据。在传统的物流教学中，学生在处理案例分析或课堂作业时，往往只能基于一些假设和理论数值来进行计算和分析，而应用RFID技术后，他们就可以从现实物流环境中采集到真实可靠的数据，从而使自身的学习更加实际准确。此外，他们还可以利用这些数据进行统计分析、决策支持、问题解决等，以提高其分析和实践能力。总而言之，RFID技术在物流教学中具有实时性和准确性的优势。通过应用RFID技术，物流教育可以更加贴近实际工作环境，提高学生的实践能力和问题解决能力。

3.2 手动操作减少：自动识别和追踪货物，减少人工操作

在传统的物流过程中，人工操作是主要工作手段，而RFID技术的应用可以实现自动识别和追踪货物，减少对人工的依赖。首先，RFID技术能够自动识别货物。在传统的物流管理中，货物的识别往往需要依靠人工来完成，比如扫描条形码或人工输入信息。RFID技术通过标签上的芯片和读写器之间的无线通信，可以自动识别并读取标签上的信息。学生可以使用RFID技术实现对货物的自动识别，以减少人工操作所耗费的时间和劳动。其次，RFID技术能够自动追踪货物。在传统物流过程中，货物的追踪需要人工查看物流跟踪单或手动记录货物的流转情况。使用RFID技术，学生可以实时了解货物的运输路径和运行情况，无需进行手动追踪和记录，这样一来就减少了人为错误和信息不准确的问题，提高了物流数据的可靠性和追溯性。综上所述，通过自动识别和追踪货物，RFID技术可以减少人工操作的需求，提高物流管理的效率和准确性。学生通过学习RFID技术，可以了解自动化物流操作的原理和方法，强化其自动化管理思维与能力。

3.3 学生参与度提高：通过实践和模拟提高学生的主动参与

通过实践和模拟，RFID技术可以使学生更加主动地参与到物流管理的学习和实践当中。首先，RFID技术可以提供实践机会。传统的物流教学通常只讲解理论知识和案例分析，很难让学难亲身参与物流操作和实践。然而，通过RFID技术的应用，学生可以在虚拟或实际的物流环境中进行实践，亲自操作RFID标签、读写器和系统，跟踪物流过程，记录和分析数据，并进行问题解决和决策支持。这种实践机会使学生能够更加主动地参与到物流管理当中，从而提高他们的理论知识应用能力和实践操作的技能。其次，RFID技术可以提供模拟实验的机会。通过模拟RFID系统，学生可以在虚拟环境中重现并模拟物流操作和场景，例如模拟整个物流过程，从货物的进出、仓储管理、配送流程等方面进行实验。通过进行模拟实验，学生可以体验实际的操作过程和问题，并学习如何解决和应对不同的物流挑战。这种模拟实验为学生带来了更深入地理解和掌握物流管理技能和策略的机会。此外，RFID技术可以促进学生之间的团队合作。在RFID系统的设计和实施过程中，学生通常需要与其他团队成员进行合作，共同解决问题和完成任务。这种团队合作的模式可以培养学生的合作意识、沟通能力和组织协调能力。同时，学生通过与他人合作，可以分享彼此的想法和经验，扩大知识面和视野。总之，RFID技术在物流教学中的优势之一就是提高学生的参与度。这种参与度的提高将使学生能够更好地掌握和应用物流管理知识和技术，为将来的职业发展做好准备。

4 RFID 物流教学仓储模拟系统的建立

4.1 仓储模拟业务流程

建立RFID物流教学的仓储模拟系统，可以帮助学生更好地理解并应用物流管理的知识和技术。基于对物流仓储管理的分析，仓储业务主要分为入库、上架/下架、分拣、包装、发货5个业务模块，这些业务模块相互关联，共同构成了完整的仓储业务流程。其具体内容如表1所示。

表1 仓储业务模块

仓储货物入库流程如图3所示。建立RFID物流教学的仓储模拟系统需要结合实际场景与教学目标，模拟不同的业务流程，包括货物入库、仓库管理、出库操作等。通过在模拟系统中进行操作，学生可以更加深入地理解和应用仓储管理的知识和技术，从而提高其实践能力和问题解决能力。

图3 仓储货物入库流程

4.2 仓储模拟系统的设计

建立RFID物流教学的仓储模拟系统需要考虑学生的学习需求和目标。第一，模拟系统的用户界面应该简洁明了、操作界面直观易用，使学生能够轻松地进行仓库管理、货物追踪等操作。如可以采用图形化界面，包括仓库平面图、货物分布图、库存统计图等，便于学生进行数据分析和决策。第二，功能层中的模拟系统需要模拟RFID标签和读写器的交互过程。系统需要提供虚拟标签和读写器，让学生使用虚拟标签进行读写，模拟货物的入库、出库及追踪过程，使学生可以深刻地了解RFID技术的应用原理和操作方法。同时，模拟系统要能够模拟仓储业务流程中的各个环节，如货物入库、仓库管理、出库操作等，让其尝试各种业务流程的处理过程和结果。模拟系统要具备一定的灵活性，使学生能够自由地调整业务流程和参数，开展不同的模拟实验。第三，模拟系统数据层需要提供报表和分析功能，帮助学生进行数据统计和业务分析。如可以提供实时的库存报表、货物追踪报告等，助力学生了解并分析数据变化和业务效果。同时，系统应提供数据导出和图表展示功能，帮助学生进行数据分析和结果展示。仓储模拟系统结构如图4所示。

图4 仓储模拟系统结构

5 结 论

物流教学是培养学生物流管理能力的重要环节，以往的物流教学通常只依靠理论知识和模拟实验进行教授，缺乏真实且实时的数据支持。RFID射频技术可以为物流教学提供更加真实的学习和实践环境，帮助学生了解物流管理实践中的各种挑战和解决方案。因此，本文对RFID射频技术在物流教学中的应用进行研究，希望可以为物流专业的教学提供相关借鉴。