1 引言 
    供應鏈透明管理的課題變得越來越重要。這樣一個國際性課題，可以幫助中國制造業(yè)的用戶和國際航運物流企業(yè)打造新的商業(yè)模式，實現(xiàn)信息流對物流和資金流的有序控制，全面增強企業(yè)的核心競爭力。   

    為了適應這種新的國際供應鏈的競爭環(huán)境，國際航運企業(yè)紛紛向國際物流服務提供商戰(zhàn)略轉移。國際航運是國際物流系統(tǒng)中的鏈路要素之核心要素，是國際供應鏈的一個重要環(huán)節(jié)（如圖1-1所示）。門到門的集裝箱多式聯(lián)運又是國際物流的主要運輸方式和發(fā)展趨勢。而問題的關鍵是，如何采用最先進的信息物流技術，全程自動識別和跟蹤集裝箱，大大降低集裝箱的管理成本，提高運營效率，從而打造透明國際供應鏈。這是國際航運市場的又一次新機遇，是國際航運物流企業(yè)面臨的新挑戰(zhàn)。 

2 集裝箱自動識別系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展方向 
2．1自動識別系統(tǒng)與集裝箱的自動識別 
    自動識別系統(tǒng)（AEI）在發(fā)達國家已應用多年，技術日趨成熟，性能也越來越穩(wěn)定，它的作用和效果已被社會所公認。自動識別系統(tǒng)應用領域日益廣泛，包括自動控制、企事業(yè)組織的自動化管理、商品登記、重要的證照和信用卡等的保密登記管理，在軍事工業(yè)上也有許多應用。 

    交通運輸領域已實現(xiàn)對車輛和集裝箱的自動識別、跟蹤、財務結算、維修等自動化管理，并取得了較為顯著的效果。 

    自動識別系統(tǒng)實現(xiàn)集裝箱的自動識別，離不開現(xiàn)代信息技術的支持和保障?，F(xiàn)代物流又使電子商務與物流日益融合。集裝箱自動識別系統(tǒng)是信息網(wǎng)絡的基礎。在諸多的標準化信息中，例如代碼、報文、單證、通信、安全保密等，只有實現(xiàn)箱體自動識別系統(tǒng)的標準統(tǒng)一，才能使單證標準化。 

自動識別系統(tǒng)有以下幾種主要形式： 
    （1）視頻識別系統(tǒng)。電視識別系統(tǒng)利用安裝在線路或道路旁的攝影設備，傳送車輛、集裝箱的車號和箱號等數(shù)據(jù)信息，用人工方式或自動方式把它記錄下來。這種裝置誤讀率高，可靠性和精確度都很低，目前，采用的國家越來越少。 

    （2）條形碼識別系統(tǒng)。條形碼識別系統(tǒng)通過光學識別系統(tǒng)對條形碼進行識別。這一新的科技成果已被廣泛運用，用激光槍識讀銅箔、銀箔制成的金屬條碼，識讀距離可達 5米。目前能在戶外環(huán)境下長期使用的低成本無源碼板，其主要缺點是抗污性能差，受油污、沙塵等侵蝕后需經(jīng)常擦洗，識讀的可靠性達不到ISO10374國際標準規(guī)定的99.99%。 

    （3）微波反射系統(tǒng)。用微波反射調(diào)制式技術進行識別，在國際上是從上個世紀80年代開始開發(fā)的。它不受雨、雪、霧和噪音、振動等的影響，抗污染性強，已被世界各國廣泛運用在車輛和集裝箱等自動識別系統(tǒng)上。 

    這種形式的識別系統(tǒng)已于1991年被納入ISO10374《集裝箱自動識別》的國際標準。其不足之處在于，裝在集裝箱上的電子碼板是有源的，這種碼板中電池的壽命是有限的。因此，有可能在運用過程中出現(xiàn)更換電池或更換電子碼板的情況。另外，有一種無源碼板也是通過微波反射系統(tǒng)進行識別，但其識別距離短，一般在2米左右。運用在集裝箱上的自動識別系統(tǒng)的碼板，多數(shù)采用有源碼板。  [nextpage]

    以上三種自動識別系統(tǒng)各具優(yōu)缺點。從世界范圍來看，多數(shù)自動識別系統(tǒng)采用微波反射系統(tǒng)識別裝置。這種裝置能適應各種惡劣環(huán)境，而且可靠性、精確性都能達到ISO10374國際標準的要求，誤碼率大于99.99%，精確度達到99.9999%。 

2．2集裝箱的自動識別國際標準 
    集裝箱自動識別國際標準包括中國在內(nèi)的世界各國的港口、車站、公路以及機場集裝箱的流通量越來越大。因此，如何盡快實現(xiàn)世界集裝箱國際聯(lián)運的自動識別，如何實現(xiàn)集裝箱國際聯(lián)網(wǎng)的自動化運營管理，已列入國際標準的議事日程。 

    國際標準化組織ISO/TC104集裝箱技術委員會制定并頒布了ISO10374《集裝箱自動識別》的國際標準，并把自動車輛識別系統(tǒng)的技術條件納入了這項國際標準的附錄，使這項標準更具完整性和可操作性。 

    為了便于實施這項自動識別系統(tǒng)，美國于1991年和1994年還先后制定和修訂了美國鐵道學會AAR-S-918M《設備自動識別標準》，規(guī)定了美國鐵路運輸自動識別設備的各項技術要求，為鐵路運輸自動識別提供了重要的技術依據(jù)。 

    標準頒布后，不少國家開始遵照該項標準的要求，逐漸建立了本國的集裝箱自動識別系統(tǒng)。其中，尤以美國、日本和北歐的一些國家和地區(qū)實施得好，但在實施中也出現(xiàn)了一些問題。問題主要是標準中確定電子碼板信號頻率為850MHZ至950MHZ和2400MHZ至2500MHZ。這些信號頻率在北歐地區(qū)某些國家，正巧與當?shù)孛裼檬謾C和呼機的頻率相覆蓋，造成沖突。我國的民用手機和呼機的頻率范圍也在850MHZ至950MHZ之間，所以需引起注意。 

    ISO/TC104是由美國牽頭，提出的一項集裝箱標記的光學字符識別系統(tǒng)。這一系統(tǒng)已有技術報告和標準草案，將成為正式標準。 

2．3我國集裝箱自動識別系統(tǒng)建設 
    在我國，各有關部門和單位為實現(xiàn)集裝箱自動識別做了不少工作。鐵道部原決定“九五”期間在全路約50萬輛貨車上和1200多個線路點安裝電子碼板和地面識別設備。這一工程涉及380多個大站和40多個編組站。與此同時，鐵道部還考慮建立集裝箱自動識別系統(tǒng)。 

    目前，我國在微波反射調(diào)制的自動識別系統(tǒng)、條形碼型式光學識別系統(tǒng)的研究領域都已取得一定成效，但尚未在集裝箱運輸上實施運用。為趕上國際集裝箱運營管理的先進水平，盡快與國際接軌，提高我國集裝箱的運用效率，當務之急是建立作為國際物流基礎的信息標準化。  

 3 RFID/EPC識別技術及其在集裝箱識別與跟蹤中的應用 
    以條碼為代表的傳統(tǒng)識別技術和方法有其諸多局限性：信息標識是靜態(tài)的；信息識別是接觸式的；信息容量是有限的；不能給每個儲運單元唯一的身份；數(shù)據(jù)存儲、計算是集中的。二維條碼雖然解決了信息標識容量問題，但是條碼只能適用于流通領域（商流和物流的信息管理），不能透明地跟蹤和貫穿供應鏈過程。各環(huán)節(jié)信息的動態(tài)更新和識別，全程透明，則需要新的識別技術。 

3．1 RFID技術概述 
    所謂 RFID，Radio Frequency Identification，即無線射頻識別技術，即利用無線電波對記錄媒體進行讀寫的一種自動識別技術。無線射頻識別的距離從幾厘米到幾十米，且根據(jù)讀寫的方式，可以輸入數(shù)千字節(jié)的信息，同時，還具有極高的保密性和不可偽造性。根據(jù)標簽的作用可以分為標示標簽和跟蹤標簽。 

    典型的RFID應用系統(tǒng)包括RFID識別系統(tǒng)、應用程序接口軟件（Application Interface）和應用系統(tǒng)軟件（Application Software System）三大部分。  [nextpage]

    典型的RFID識別系統(tǒng)包括標簽（Tag）、讀頭（Reader）和天線（Antenna），這幾個部分協(xié)同工作，完成RFID 標簽物品的識別，有時，為了節(jié)省成本和減小體積，也將讀頭和天線集成到一起。對于RFID廠商來講，所要提供的是RFID硬件系統(tǒng)和API。根據(jù)RFID 廠商提供的API，系統(tǒng)集成商可以根據(jù)客戶的不同功能需要開發(fā)出不同功能的應用軟件。 

    有源RFID系統(tǒng)由于標簽需要電池來進行供電，體積較大，壽命有限，而且成本十分昂貴，這就大大限制了RFID系統(tǒng)的應用范圍，但有源RFID系統(tǒng)識別距離較遠，可達30米。無源RFID系統(tǒng)無需電池供電，因而標簽體積非常小，也可以按照用戶的要求進行個性化封裝，無源RFID標簽理論壽命無限，價格低廉，但是識別距離比有源系統(tǒng)要短。因此，我們可以預言，隨著超高頻RFID技術的發(fā)展，無源RFID將會得到更加廣泛的應用。 

    RFID識別系統(tǒng)和其他自動識別技術相比，具有無需接觸、自動化程度高、耐用可靠、識別速度快、適應各種工作環(huán)境、可實現(xiàn)高速和多標簽同時識別等特點，具有比其他識別技術更加廣泛的用途，如供應鏈管理、門禁安防系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、貨物跟蹤系統(tǒng)、電子支付、生產(chǎn)線自動化、物品監(jiān)視、汽車監(jiān)控等?？梢赃@樣說，RFID將是用途最廣泛的自動識別技術。RFID識別技術在供應鏈管理上也得到了非常廣泛得應用。 

3．2 最新的EPC技術及與RFID的關系簡介 
    隨著經(jīng)濟全球化，信息網(wǎng)絡化進程的加快，在技術革新迅猛發(fā)展的背景下，為滿足對單個產(chǎn)品的標識和高效識別，提出了產(chǎn)品電子碼EPC（Electronic Product Code）的概念，并開發(fā)了EPC應用標準、技術和產(chǎn)品。 

    國際物品編碼協(xié)會和美國統(tǒng)一代碼委員會主導，實現(xiàn)了全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)中的GTIN編碼體系與EPC概念的完善結合，將EPC納入了全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)。 

    EPC 系統(tǒng)是一個復雜、全面、綜合的系統(tǒng)，包括EPC編碼、網(wǎng)絡、通信協(xié)議等內(nèi)容。EPC是對RFID技術的重要支持和補充。主持EPC技術開發(fā)和標準制定的 EPCglobal目前雖然只提供了UHF（超高頻）的技術標準，但是EPCglobal正在擬定其他頻段的標準。現(xiàn)行EPC Gen2為UHF頻段的標準特別適合RFID技術在物流等方面的應用領域，它的目標在于使制造商提供低成本的RFID標簽以適應零售等方面的應用。 

    EPC 系統(tǒng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)和射頻技術RFID的基礎上，利用全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)編碼技術給每一個實體對象一個唯一的代碼，構造了一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）。它將成為繼條碼技術之后，再次變革商品零售結算、物流配送及產(chǎn)品跟蹤管理模式的一項新技術。 

    EPC 系統(tǒng)由EPC編碼、EPC標簽、識讀器、EPC中間件(Middleware，Savant)、對象名稱解析服務(ONS，Object Naming Service)和實體標記語言(PML, Physical Markup Language) 組成。EPC代碼＋RFID＋Internet就構成物聯(lián)網(wǎng)。EPC是對條碼和RFID的發(fā)展和創(chuàng)新，作為對RFID技術的重要基石的EPC已經(jīng)成為全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)（EAN.UCC系統(tǒng)）的一個組成部分。 

 EPC是EAN.UCC系統(tǒng)的延續(xù)和拓展，表現(xiàn)在以下兩個方面： 
組織上：EPCglobal通過EAN和UCC在全球各國的編碼組織在其本國推廣實施。 

技術上：EPC結構與現(xiàn)行的EAN.UCC系統(tǒng)中的GTIN（全球貿(mào)易項目編碼）是相兼容的，EPC將成為EAN.UCC系統(tǒng)通用規(guī)范的重要組成部分。[nextpage]

3．3 RFID/EPC技術在集裝箱管理上的應用 
    在RFID/EPC的供應鏈應用中，主要的應用模式是物流的跟蹤應用。技術實現(xiàn)模式是將RFID/EPC標簽貼在托盤、包裝箱或集裝箱上，進行規(guī)格、序列號等信息的自動存儲和傳遞。RFID/EPC標簽能將信息傳遞給相當距離范圍內(nèi)的讀頭上，使倉庫和現(xiàn)場不再需要使用手持條形碼讀卡器對元器件和在制品進行逐個掃描條碼，這在一定程度上減少了遺漏的發(fā)生，并大幅提高了工作效率。 RFID/EPC的倡導者認為，此舉可能大幅削減成本和清理供應鏈中的障礙。該技術正與物流供應鏈緊密聯(lián)系在一起，有望在未來幾年取代條形碼掃描技術。 

    現(xiàn)代供應鏈管理的關鍵是供應鏈中產(chǎn)品、集裝箱、車輛和人員的自動識別，所有的信息都在企業(yè)MIS系統(tǒng)或者ERP系統(tǒng)得到實時的傳遞和反應。 

    超高頻RFID/EPC技術具有識別距離長、識別物體速度高、系統(tǒng)成本低等特點，因此，就成為利用集裝箱和托盤跟蹤的最理想的手段。 

    對于大宗貨物的運輸來講，最理想的運輸方式當然是集裝箱運輸。集裝箱運輸具有運輸私密性好、包裝不破損、運輸成本低、環(huán)境適應性強、裝載密度高、碼垛規(guī)范等特點。 

    一般情況下，集裝箱由專門的集裝箱運輸公司提供給需要運輸?shù)钠髽I(yè)使用，貨物運到后，經(jīng)過掏箱，然后由集裝箱公司回收使用。 

    在集裝箱的運輸和使用過程中，最關鍵的環(huán)節(jié)就是集裝箱的跟蹤管理，以及如何防止集裝箱的丟失、被盜和損壞，提高集裝箱的周轉率，從而提高資源的使用效率。 

    實現(xiàn)以上的目的，集裝箱運營公司需要在整個供應鏈中對其集裝箱進行跟蹤，以進行減少丟失、被盜和損壞，從而最大程度地利用其資源，提高企業(yè)的效益。 

    RFID/EPC識別系統(tǒng)在集裝箱管理上的應用是將標簽粘貼或者鑲嵌在集裝箱或者托盤上，伴隨集裝箱或者托盤走過集裝箱的整個生命周期。 

    通過入口處的懸空讀頭，或者安裝在叉車上的讀頭，或者手持機來讀取標簽，實時信息在顯示器上被顯示或者直接進入數(shù)據(jù)庫。有些集裝箱RFID/EPC識別系統(tǒng)可以同時識別40個托盤和80個塑料集裝箱。

     在集裝箱碼頭和場站管理和貨物管理整個流程的各個環(huán)節(jié)，其邏輯、功能結構和工作流程如圖3-2所示：門禁和車輛管理，海關監(jiān)管與通關，堆場、上船定位操作，內(nèi)陸運輸跟蹤，接貨確認，等等，都可以用RFID/EPC技術進行識別和跟蹤。

 4 結論 
    在供應鏈管理中，最關鍵的技術是貨物的跟蹤，應用RFID/EPC技術進行供應鏈管理，在國外已經(jīng)比較普遍。我們相信，隨著技術和標準的發(fā)展，成本的下降，RFID/EPC供應鏈管理系統(tǒng)在國際航運物流只也會得到越來越廣泛的應用。 

    2004 年年11月上旬，世界500強之首Wal-Mart向其前100位的供貨商發(fā)出了實際上是最后通牒的“忠告”，這就是到2005年應用RFID/EPC技術為其供貨條件。盡管過了這個期限，Wal-Mart尚不能用對“違反者”發(fā)動制裁，但這一“忠告”反映出它的導入RFID技術的決心和意志。美國國防部也規(guī)定在2005年1月之前，所有的供應商在所供應的產(chǎn)品或者裝箱中，都需要使用被動式RFID/EPC標簽。這項規(guī)定適用于除了沙土、碎石、溶液等以體積計算的散料和液料之外的所有物品。 

    可以預見，RFID/EPC自動識別技術將帶來國際航運物流和環(huán)球供應鏈的一場革命，RFID/EPC系統(tǒng)能夠打造國際航運物流的透明供應鏈，提高航運企業(yè)的核心競爭力，同時為貨主、制造企業(yè)和消費者提供更及時、可靠的物流增值服務。