魏风军 赵云博

在各种新型技术出现革命性发展的今天，各种应用智能化技术的案例层出不穷。基于智能化的物流运输包装也随之出现，并带来了行业的极大革新与发展。现如今，一种产品的成本中，生产成本所占的比例越来越少，反而是产品流通过程中的成本和其他管理成本所占比例不断提高。传统的物流过程存在信息不够对称，同时也得不到及时反馈的弊端，无法针对物流运输环节中的实时信息作出有效反馈，也难以实现相关环节的实时协同和调节。基于此，AIDC技术应运而生。运用AIDC技术，通过传感器、条码和商标信息系统，可以将标记过程和检测流程统一起来，实时检测商品的状态。智能化包装通过物联网和大数据，将物流运输供应链的相关信息数据自动采集并实时反馈到数据中心，通过进一步对这些数据进行监控和分析，以及其他相应的专业化处理和价值挖掘，对物流业现代化转型发展起到了相当大的推动作用。物流运输包装中，主要是应用AIDC技术将环境变化及包装内的产品是否产生质量状态的改变这些参数，通过一些内置的传感器以及其他智能硬件进行指示的智能标签。基于此，本文主要针对AIDC技术在智能化物流运输包装中的应用予以探析。

当前AIDC技术在智能化物流运输包装中的应用

AIDC，即Auto Identification and Data Collection（自动标识与数据采集）技术，是物流運输包装进行产业升级的重要手段，它利用一系列无须直接接触就可以进行相应信息和数据的采集与处理的技术手段，实现整个流程的自动化。AIDC主要解决了物流运输过程中实物与信息之间相匹配的问题。通过AIDC，可以实现数据的自动化输入和采集，并及时反馈到数据网络中，因此可以极大地降低信息数字化、互联化、智能化的成本。此外，基于以上数据还可以进行数据的编码和进一步的处理并实现实时跟踪功能，从而为物流运输相关环节提供一系列深入的数据服务。基于AIDC可以开发出更加智能化的物流运输系统，例如产品流通过程中的质量监测、库存管理、机械化自动堆码、自动分发等环节都可以利用AIDC技术更好地解决。当前阶段，AIDC技术在智能化物流运输包装中的应用所面临的最大问题是相关标准不够统一，兼容性问题亟需解决。目前，用在智能化物流运输包装中的AIDC技术主要是RFID和TTI等电子智能标签。

RFID技术在智能化物流运输包装中的应用

RFID，即Radio Frequency Identification（无线射频识别）技术，这是一种非接触式的自动识别系统，它通过无线电信号进行数据性相关交流，同时利用无线射频方式进行数据的读写信息，并连接数据库系统，从而达到识别对象和进行数据的深入交流的目的。在识别需要进行识别的目标和对象的过程中，它不需要进行过多的人工干预，即使在一些对工作人员不够友好的环境下也可以代替人工连续工作而不失其准确性，这一点是传统识别方式无法达到的。鉴于RFID技术的优越性，它被广泛应用在物流和包装的相关监视场景中，数据采集的时候，以及一些需要进行识别和防伪的功能的系统等方面。相比前辈“条形码”，射频识别技术的适用性使其可以在各种恶劣条件下工作而不失效，具有相当的稳定性，而且RFID标签可以存储的信息量要大得多，可以满足大量信息存储的需求。此外，正是由于其非接触式通信识别的特性，可以通过一定的物理措施保护使其拥有更长的使用寿命。运用RFID技术的智能包装可以在物流产业链的相关环节提供更现代化、更便捷的运作模式。目前，RFID技术的研究方向趋向于高频化、小型化、网络化和多功能化。随着标准的不断制定与完善，RFID技术的应用领域也会变得更加多元和广泛，识别系统的更加高频化、小型化的标签和阅读器，网络化的RFID系统和多功能、多模块的新型应用形态将会成为技术新的前进方向。

1.RFID在集装箱运输智能管理中的应用

王小斌分析了RFID在集装箱运输智能管理中的应用。全球90%的国际化的物流运输都是靠船舶进行运输的，而集装箱又是其中运用的最多、最主要的运输工具。因此如果可以将RFID技术运用在集装箱上，具有非常大的意义。在集装箱运输管理中，在运输途中的大型集装箱货物一般都贴有RFID标签，这些标签是用来进行对包装件的跟踪与控制的。RFID的接收转发装置通常安装在运输路线中的关键地点。RFID的标签信息传递给这些安装在节点的接收设备后，这些信息将迅速上传到数据中心，送入数据库中。整个过程中用到的关键技术包括：中心系统和出入厂监控系统，以及关于集装箱的调配管理系统。此外，基于RFID的现代集装箱还需要电子标签和电子封条。基于RFID的集装箱运输管理具有很多优势，如减少集装箱的误放、错箱、漏箱，甚至丢失现象，加快集装箱通关速度，同时又能保证相当的准确性，记录集装箱的开启时间和次数。然而目前RFlD在集装箱运输管理应用中仍有一些瓶颈问题，如标准不统一、成本偏高、电子标签易被攻击不够安全、数据冲突和冗余等。

2.RFID技术在冷链物流智能监测系统中的应用

陈宇铮等研究了RFID技术在冷链物流监测系统中的应用。其利用 RFID技术设计了一种关于食品的追踪、检测和管理的温度监测系统。该系统把含有各种传感器的RFID Tag卷标放置到产品的包装和冷链环节的专业仓储库内，这些卷标在食物的物流运输过程中实时记录不同时间段的环境温度数据，这些数据可以通过目视也可以通过阅读器查阅，以便于及时侦测出发生异状的货物。当货物运输到目的地后，还可以把这些数据记录报表呈递给客户签收。在数据库中，每个包装件都有一个专门的数据表，这个表是用来记录温度变化的。在发货时，将这些带有可以监测温度的RFID标签贴在包装上，设定好预置程序，自动记录温度并将数据存储在标签中。当产品运输到目的地后，安装在目的地的读取器就会自动扫描识别标签中的温度数据，然后上传到后台数据中心。每完成一次必要的读取操作之后，标签内的这些数据就会被删除，这样做是为了防止芯片存储容量太小而数据量太大导致的储存空间不足的问题。

3.RFID技术在乳制品冷链智能物流中的应用

王东东等研究了RFID技术在乳制品冷链物流中的应用。其实验和研究表明采用RFID技术可以帮助乳制品企业升级换代其供应链管理，在整个运输环节中的各个小阶段，都能比原来优化不少。由于乳制品保鲜期短，容易腐败变质，因此对乳制品的操作处理应该尽量减少无关的繁杂流程以缩短正常的专业操作时间。在冷链配送的过程中，我们可以人为地将这些带有特殊功能的RFID标签贴在乳制品的包装上，在配送过程中的关键节点处安装RFID阅读器，无须接触即可自动采集流通过程中产生的数据，而且可以同时采集多个标签的数据，无须搬运，直接进行接收货物、验收货物、进入仓库、挑拣货物、移出仓库这些操作，操作速度大大提升，作业效率也得到了巨大的提高。由于RFID系统的特性和优势可以减少人工审核操作，对物流运输的各个环节进行实时的自动化、信息化管理，企业的管理成本也就大大减少了。

4.RFID在周转包装管理中的应用

徐斌等研究了RFID在周转包装管理中的应用。他們分析了某汽车制造公司现有的运输模式，基于他们的分析结果设计了一个基于RFID技术的周转包装库存管理系统。考虑到这个公司现有的周转包装类型和物流路径，他们选用的是超高频的抗金属标签，这种标签拥有64bit的UID位数，阅读距离可达4～7米，属于只读型ROM，无须电源消耗。在标签的安装方式上也跟据不同包装的特性设计了不同的安装方式：金属箱安装在侧面离底面一掌高的地方;塑料箱安装在离地一掌宽的地方或采用一些特殊的方式嵌入到塑料内部;托盘则是安装在离底面两指的地方。阅读器选用的标准是必须要每次能读取的信息量超过100个标签信息。将这些阅读器完美的安装在各个关键的必经之地的出入口处，采集标签信息后传递到周转箱管理中心，这些信息经过处理进入数据库，以便于使用时调用。

5.基于RFID和EPC物联网的水产品智能供应链可追溯平台

颜波等研究了基于RFID和EPC物联网的水产品供应链可追溯平台。这个平台一共有4个非常厉害的组成部分。把RFID电子标签和养殖环境实时关联，利用ZigBee等信息技术进行全方位管理和检测。这些信息被保存在自身的EPCIS服务器，再上传到ONS服务器。这样就构建了一套完整的数据库，可以实现追溯。

6.射频识别技术在医药智能物流中的应用

王伟研究了射频识别技术在医药物流中的应用。针对目前我国医药物流的现状和主要问题，RFID技术需要结合的技术不仅包括医药产品识别编码技术同时还要考虑到EPC编码技术，运用这些技术对现有物流环节进行优化。生产过程中在每一样产品上贴上一个经过特殊优化以便于实现所需功能的电子标签，其具有唯一的、无法复制的产品编码，生产完成后再将早就准备好的生产批准号写入产品的电子标签里，这样这批医药产品就可以在此后的物流链中实时追踪。

TTI标签在智能化物流运输包装中的应用

TTI是一种活性智能标签，它可以感觉到的环境变化并把这些变化反映出来。记录时间和温度的累积效应，并通过颜色或结构变化，显示出累积效果，从而反映出环境的温度变化过程。因此，TTI具备与商品产生同步质量变化反应的特点。冷链中使用的TTI标签根据工作原理大致可分为基于酶、基于聚合物和基于扩散3类。崔庆斌研究了TTI（Time-Temperature Indicator）在冷链包装中的应用。他根据TTI和食品系统模型将TTI的响应和产品质量状况结合，通过保质期的建模和测定建立基于TTI的监控和管理系统。这个系统可以覆盖需要不同检测时间的易腐食品，适合大多数的产品。TTI的应用还需要考虑易读取性、适用性、稳定性和成本。TTI是否方便读取取决于响应信号的参数，目前市场上的TTI响应大多基于颜色变化，易于通过视觉读取和理解。目前适用性和稳定性都有相应的解决方案，但是由于TTI的生产量不够大，无法进行有效的成本核算，据估计，成本范围是0.1～1.2元。除了以上三大类TTI应用较多以外，Brizio将OnVn?这种基于光色固态反应原理的可印刷的智能标签应用于冷冻鸡肉的存储运输中，并实现了对冷冻鸡肉的质量监控。

人工智能时代的序幕已徐徐拉开，高端智能化物流系统将迎来快速发展。基于智能化技术的物流运输包装在时代的浪潮下也将迎来新一轮发展契机。《中国制造2025》发展纲要中提出的发展要求与智能化物流运输包装的要求不谋而合。随着物联网的高速迅猛发展，传统包装必将向智能化方向发展。AIDC技术作为智能化物流运输包装的关键技术也将快速发展。

作者单位：河南科技大学包装工程系

责任编辑：王蕾 wl@cprint.cn