射頻識別技術在郵政總包處理方面的應用

   1 背景  

    中國郵政的郵件處理一般要經過支局所收寄、市內趟班運輸、原寄中心局分揀、干線運輸、寄達中心局分揀、市內趟班運輸、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)質服務，中國郵政對內部生產作業(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雜、作業(yè)時限緊，通信質量要求嚴、跟蹤查詢服務水平要求高的特點。  

    近年來，中國郵政實施“科技興郵”戰(zhàn)略，在郵件處理領域全面實施了條碼技術，建設了覆蓋全國的，可以傳輸數據、語音、圖像的綜合計算機網，特別是在電子化支局、中心局生產作業(yè)、郵運指揮調度等應用子系統(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自動化處理，限制了郵件傳遞速度和業(yè)務管理水平的進一步提高。而RFID技術具有遠距離、非“視線”識別、高速、多標簽批量識別、無須人工干預、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技術應用作為新技術應用的重點之一。2005年年初，國家“863”計劃項目“無線射頻關鍵技術研究與開發(fā)”啟動。在科技部和中國科學院的支持下，中國郵政以速遞總包處理業(yè)務為突破口，選擇上海為試點，進行了“射頻識別技術在上海郵政速遞總包處理中的應用”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)的構成及部署  

    上海郵政速遞總包處理的生產過程主要包括電子化支局的收寄與封發(fā)，市內郵路轉趟運輸，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，市內駁運，虹橋機場及新客站轉運站接收與分揀、干線發(fā)運。RFID識別系統(tǒng)由部署在市內速遞郵件匯集點、滬青平處理中心、虹橋航站、新客站等生產場地的手持或固定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場地之間流轉的射頻袋牌及其調撥管理系統(tǒng)構成。  

    2.2技術方案  

    2.2.1頻率的選擇  

    速遞總包生產作業(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)務信息綁定的方式，實現了全市約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)務所需要的30位總包信息，與現有條碼袋牌信息完全相同，適應郵政干線網信息傳輸要求。  

    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)的實施應與郵政生產的流程組織相結合，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，簡化了操作的復雜度，從而在保證作業(yè)質量的同時提高了效率。  

    2.2.4應用信息系統(tǒng)的構建  

    充分利用企業(yè)原有的信息網絡資源，構建分布式的應用信息系統(tǒng)。在電子化支局，實現分布式條碼數據信息采集、射頻標簽ID與業(yè)務信息的綁定，在速遞處理中心，RFID系統(tǒng)通過數據接口獲得現有業(yè)務計算機系統(tǒng)發(fā)來的接收或發(fā)運郵件信息，在系統(tǒng)內完成數據的采集和數據轉換，并將閱讀的業(yè)務數據傳遞給相關的業(yè)務系統(tǒng)。從而實現與現有業(yè)務計算機系統(tǒng)系統(tǒng)的有機整合。RFID應用系統(tǒng)的網絡結構如圖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數據，分析RFID實際運行的效率與效益。 

    2.3生產流程  

    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）車膠帶機上設置固定式閱讀器。市內趟車到達后，在卸車過程中，射頻袋牌ID信息被自動識讀，與從網絡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  

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

    （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自動分揀，并根據郵件重量、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，相關業(yè)務數據將按規(guī)定及時發(fā)送上網，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虹橋航站及其他轉運站  

    總包運輸到虹橋航站后，通過交叉帶式總包分揀機上的RFID掃描通道采集總包信息,實現自動勾挑核對，同時實現快速路向分揀。  

    在其他郵件轉運站，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用，實現了總包信息的多環(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）   

    處理中心內部速遞作業(yè)和總包分揀處理可提高效率約20％   

    實現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)實現了即交即清   

    實現了各環(huán)節(jié)郵件處理時間信息的自動采集，支撐了物流網絡優(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，方便了質量考核，也提高了管理水平  

    此外，RFID在上海速遞應用的效益不僅體現在作業(yè)效率和服務質量的提高，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、設備損耗及人工成本可以減支32萬元。