让食品饮料生产更加“智能”的标签

作者:本网编辑 文章来源:《现代包装》 发布时间:2010-07-14


 

在智能标签和高智能标签方面的最新科学成效为食品和饮料的生产、分销和零售环节提供了巨大的发展潜力,减少了食品和饮料的浪费,保证了食品的新鲜和质量,还为用户提供了使用指南,改善了供应链的管理措施,也降低了成本。

近年来,对任何品牌的厂商而言,无论是私有标签,还是自有品牌标签,无论产品是放在食品/饮料零售店里销售,还是放在超级市场里销售,其存放的货架环境都在发生着巨大的变化。因此,所有相关环节都在想方设法地探索改善供应链管理的解决方案,以便加强或进行库存控制、减少缺货情况的发生、将产品浪费降到最低,以及减少因产品即将到期而不得不降低价销售的情况,从而为消费者提供更新鲜的食品。而事实上,为了改善包装或标签的功能(目前只能用于品牌保护、展示产品和传递信息),人们正在千方百计地探求能让它们具有更多智能的方法。

毫无疑问,在这个瞬息万变的世界,一切都在变化发展,到处都充满需求。无线射频识别标签(RFID)只是这些需求中的一个重要解决方案,并激发更多需求。RFID标签对于品牌所有者、零售商、物流和产品制造环节来说,具有明显的潜在利益,通过使用智能标签,这些环节就能将存货和库存量降到最低,该类标签还能跟踪产品的整个供应链,以保证产品的安全和质量,减少检验时的扫描时间,如果引入和使用“智能货架”技术,还能防盗和防止库存“缩水”,提高品牌保护功能。

随着市场上最新技术的出现,RFID标签和其它一些智能解决方案,例如“智能主动”和“高智能”标签将根据产品的新鲜程度、温度、气味、光暴露等情况,可以帮助监控或改善许多产品(尤其是对新鲜度有要求的产品)的保存质量。

依据BCC Research的最新研究报告《RFID:技术、应用和市场潜力》,RFID硬件、中间件和IT市场的全球市场在2005年达到了6.4亿美元。在2006年,全球市场增长到7.13亿美元以上,预计截止到2011年将达到10亿美元,平均年增长率为8 %。零售RFID目前只占RFID总体市场的不到27%,而供应链管理(SCM)应用,当与仓库和运输分开考虑时,占RFID总体市场的15%略多一点。

零售应用和供应链管理应用正分别以相当快的速度增长着。零售细分市场由沃尔马、Target和Metro之类的零售巨头在推动实施。因为库存管理所关心的主要是财务问题,所以对该行业投资回报的关注要比其他行业更为明显。

目前,这几个主要零售集团正在为积极推动寻找整个货盘或单位包装的RFID标签解决方案而努力着。这种标签将有充分的理由来替代条形码,提供单位产品信息,或被监控状态下的食品或饮料的全部历史信息。这种标签能够承载比条形码还要多的信息,无须使用电磁波,就能阅读上面的信息。

RFID标签成本,已不是问题

一般情况下,人们将外置或内嵌式的RFID标签——由薄膜上的一个天线和一个集成电路组成——放在一个自粘性标签基层上就行。在过去的几年里,RFID标签的标准、结构、性能和成本都发生了很大变化。为了满足由EPCglobal制定的第二代(Gen2)标准,外置或内嵌式RFID标签已经进入市场,这种标签的有效阅读率能达到98%,而每个标签的价格只有10美分。

当前,伴随全球标准的提高,产品质量的提高,以及成本降低,智能标签生产商将大批量地生产RFID标签——对于零售商、食品和饮料行业来说,为了实现质量和服务的更高标准,他们必须在智能标签上投资;而智能标签也不会仅仅停留在应用于货盘和单位包装这样的范围内,还可以应用于服装、制药、酒类、保健产品、数字产品和制造业等领域中。

毋庸质疑,品牌所有者和零售集团在降低RFID标签的成本方面仍然任重而道远。智能标签成本主要来自于标签加工过程(主要原因是目前仍未能实现批量生产),而且目前生产智能标签并致力于开发千变万化的智能标签市场的生产商数量并不多,竞争相对要少,所以智能标签成本的降低还需要一个较长时间的过程。

无论如何,内嵌式整合设备生产商们早就开始推出效率越来越高的设备,而一些印刷企业已经开发出内嵌式打印和加工系统,这些系统能够使用可传导墨水在卷筒纸表面和反面打印线路,将微芯片(在一个托盘上)用粘胶粘在线路上,然后将该结构压在一个衬垫上,最后检测一下卷筒形式的RFID标签——这样一切就OK了! 相信通过这些项目的开发,未来一到两年内市场将会出现更多优质低价的RFID标签。

总之,再过几年,我们应该可以看到,由于芯片生产商、内嵌系统生产商、设备供应商、系统供应商和标签生产商在各自领域内的专业化的加强,成本的降低,以及更有效地控制所有流程的质量和产量,提高生产效率,这些都会使RFID标签的成本逐步降低。归根结底,这一切也是食品和饮料生产商和零售商的需求,而需求量的增加又反过来能提高生产效率。

解决RFID的棘手问题

尽管有许多零售商要求甚至倾向于RFID,但是采用该项技术会使供应商密切关注起码的投资回报。随着要求更多的制造商符合沃尔马的要求,正在试验更多的想法,其中包括射频识别,并且越来越多的试验正从试验模式转向全面实施,虽然并未按照一些专家预计的速度,但正在发生,制造商和供应商也正在关注供应链管理以外的创新方法,以使用射频识别数据创造投资回报,如促销管理。

三年前,马萨诸塞州的研究公司ARC Advisory Group列出了HF标签的平均单价为0.91美元,UHF标签的平均单价为0.57美元。该公司预计截止到2008年,单价将降到HF标签每个约0.30美元,UHF标签平均0.16美元。成本继续下降,但仍未达到制造商和供应商所希望的速度。

如同任何开始成熟的技术一样,要对被视为“标准”的技术进行创新。马萨诸塞州Tagsys USA公司宣布推出AK系列UHF(超高频)第二代标签,这种标签采用了“包装即是标签”的集成包装方法,用于物品层面。这种标签号称为世界第一个自适应EPC第二代系列标签,包括两部分:转换为包装的通用低成本超小型超高频“核心”模块以及定制内置于物品包装内并且还极其接近AK标签模块放置的自适应天线。

据该公司所言,自适应天线使标签成为包装的组成部分。可完全按客户包装形状、材料和尺寸以及包装内货物性质改变标签。还可完全按客户的工业环境、工艺组织、读取距离和条件、隐私要求以及使用地区改变标签。

标签能够定制,因而具有了规模经济和更低的成本,同时通过使用按不同形状因数交付的天线以及使用导电墨水、铝或铜等材料,使客户能够布置标签,以满足其具体需要。

RFID饮料解决方案

饮料的液体性质可能为准确可靠地进行射频识别造成了麻烦。饮料和饮料包装的射频吸收和反射特性对标签放置和标签读取问题提出了更大的挑战。

“即使使用Gen2功能提高读取速度,超高频射频信号仍易于被液体吸收”,Manhattan Associates的McGrath如是说,“金属罐和包装产生射频反射和‘无效点’,因而降低了贴标产品的总体可读性。无源标签超高频Gen2技术适用于饮料包装。如果最恰当地放置标签和阅读器,对于单盒产品,在传送装置环境下,读取速度可能非常快”。

对于沃尔马的供应商来说,饮料和其他液体产品的可读性问题尤其成为问题,因为公司的RFID要求是依据受水和金属影响的频率范围确定的。这一缺陷构成了与制造过程中标签放置和贴附相关的问题。“需要解决标签放置和产品营销形象之间的冲突,以便为双方找到可行的解决办法”,ITW公司贴标部门产品开发经理Steven M.Dods如是说,“好消息是有许多方法可使标签在此类产品上使用。市场上有许多先进的软件程序,用于为给定产品确定标签的最佳位置,比较可行的简单经验法则:在用盒子或盘子组件装运的大多数基于液体的产品,通常在产品之间在容器顶部有一个空隙位置可以放置标签。该位置通常有最佳的接收效果,供标签向阅读器传递信息”。

但是仍有与读取货盘上装载的一组标签相关的问题,因为最内部的产品容器被周围液体遮住,致使阅读器无法读取信息。“在这些情况下,只可通过卸载货盘或专用天线配置标签读取”,Dods如是说,“后者增大了标签成本,超出了通常0.10至0.14美元的范围,甚至增大了两倍,所以需要有针对液体产品的解决方案。”

Dods指出,在盘子组件和盒子层面的饮料包装可以使用与基于非液体的产品相同的被广泛应用的RFID标签技术。这些标签通常是短双偶极子天线标签,其尺寸小至4x0.5英寸。“这类标签由业内四家顶级供应商提供,数量少时价格约0.14美元”,他说,“这种标签有空白区域,用于打印信息,如人可辨认的EPC编号或产品名称标识。标签可置于尺寸更大的标签内,如4x2英寸或4x6英寸。有备用标签天线配置,可增大天线面积并可供在如液体和金属等类的难处理产品上更好地接收信号,但成本通常是标准“间距”标签的两倍。通常情况下,如果产品容器中有可用空隙,标准标签就能很好地完成此任务。”

除了液体引起的问题以外,饮料生产线以非常高的速度运行,而目前,大多RFID系统跟不上这一需求。为应对这一问题, Markem公司研制了800系列的高速RFID贴标机,该机可按每分钟超过100盒的速度给盒子贴上标签,采用了取得专利的标签弹出反馈系统,并具有设计用于无需转换即可贴附Alien “Squiggle”和Avery Dennison “Strip”等间距标签的贴标配置——所有这些都允许灵活放置标签,降低了标签成本。

饮料制造商另外可选的办法,还包括安装在叉车上的射频识别阅读器,这种办法非常适用于提高货盘装运、接收和通常仓库搬运的速度和准确度以及盒子的一些拾取和质量控制操作。LXE出产的RX2 叉车装RFID阅读器满足了易于安装、车载射频识别阅读器的需要,供给基于标准射频识别的铲车货盘的应用,如装运、接收和拾取。另外,它可用于在采用EPC射频识别技术识别货盘货物和位置的环境下备用。RX2的安装不要求永久改装叉车,也不需要为安装而让叉车停机。该机装运时即随时可工作,配有Windows CE操作系统和802.11无线电,可使用自己的电池或铲车的电力,并可读取EPC 0类、1类和CIG2 (Gen2)标签。

迄今为止,RFID市场一直都在增长,但没有最初预计的速度那么快,Markem公司解决方案营销经理Michael Putnam的看法是,这是仍旧急速增长的细分市场。“请记住,条形码在用了25年后才真正被确立下来”,他说,“与此相比,RFID的实施正在快速发展着。只是技术和标准的成熟以及供应商和客户等建立按要求工作的系统尚需要一些时间”。

高智能标签,RFID的替补?

但是,并不是只有RFID标签才能使食品和饮料行业的品牌所有者和零售商们受益。最近又出现了新一代的高智能标签,它们能够主动应对触发事件(例如压力或气体的充满或释放,暴露在紫外线或潮湿条件下),或主动接通或切断标签对内部和外部条件的反应。这些新一代标签能够根据活动或条件来感知、行动、反应和发出信号。迄今为止,这些标签的一些重要功能已经能够应用在食品供应和零售环节中了。

今天的智能标签解决方案能使由于发现库存产品不新鲜而扔掉的情况减少到最小,确保容易腐烂的产品被妥善地包装,并在最佳状况下到达最终用户手里,或者告诉消费者储存或饮用饮料(例如葡萄酒)或食品的最佳温度。

其它类型的智能标签也能提供生产流程控制信息、指示产品的污染情况、或指示包装或商品在运输过程中的损坏情况,例如最近上市的用于新鲜禽肉产品包装的UPM Raflatac公司生产的硫化氢指示标签。这是一种可视的指示器,能够指示由于包装泄漏而导致氧气浓度上升的程度和随之而来的受控气体损失情况。

简要地说,高智能标签解决方案能够帮助食品和饮料生产商、分销商和零售商减少成本、增加产品或服务价值,减少损失。

对于食品行业来说,尤其是这个行业需要许多特殊的标签解决方案,例如用于满足高温(例如灭菌装置)和低温(例如冷藏柜)指示功能的温度指示标签,新一代延长食品保鲜期的标签——抗菌标签、氧气吸收和清除标签(延长保鲜期、防止发霉和其它损坏)以及吸湿标签——和指示食品变质情况的标签,例如检漏计、时间/温度指示器和微生物增长指示器。

新技术的开发甚至使终端消费者能够直接使用智能标签,例如最新的Timestrip智能标签正在被整合进一个一流的欧洲冰箱品牌。这种多功能、低成本的标签能够准确地测量耗用时间,因此在它将被充分应用在一种仪器上后,这种仪器能够帮助家用冰箱里的水果和蔬菜的保存期实现最大化。

很明显,新型标签技术——其中一些是基于新的纳米涂层技术而开发出来的——能够为食品生产者和零售商提供的利益正在迅速增加,目前每个月都有新产品通过媒体或新闻发布会正式上市。

此外,许多品牌所有者和生产商也把他们的包装和分销业务外包出去。利用快速增长的包装服务业,为产品提供“智能”和其它一些附加值解决方案,这样就打开一扇机会的大门,使更多人参与到这场席卷品牌生产和零售环节的新革命中。

今天,越来越多的食品生产商、酒类分销商、食品分销商以及食品和饮料零售商开始受惠于智能标签、智能标签解决方案,这无疑会对行业的未来产生深远影响——尤其是在减少食品浪费、加强供应链管理、改善食品新鲜程度、为消费者提供饮用和食用建议、降低成本等方面。那么,为什么不紧随这一发展趋势,成为新一代智能标签的用户呢?

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