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【专栏】智能包装与“无收银”超市

作者:厉俊

2017-2-15 16:01:01

  前一段微信圈里流传一个关于未来超市的视频。消费者到超市货架上拿商品,然后推着小车出门。在经过门口的读写器装置时,消费者的购物卡和小车里购买的商品信息全部被读出,后台进行自动结算并从绑定的消费者银行卡上扣除相应款项。在这个过程中,消费者无需排队等待结算,从而大大提高了购物体验。另一方面,超市减少了“收银员”的数量,减少了人力成本,提高了运营效率。要实现这个未来“无收银”超市的远景,智能包装是不可或缺的一环。

  每个商品都需要包装。传统的产品包装通常会印上品牌标识和产品的基本信息,比如产地、有效期、成份等等,便于消费者了解这个产品。有些产品的包装经过精心设计,能够体现出产品的特色,促使消费者下单购买。随着智能手机等个人智能化电子产品的普及,“万物智能”的趋势越来越明显,产品包装正变得越来越智能化,智能包装已经悄悄地进入人们的日常生活,并逐渐为消费者所接受和喜爱。

  目前业已出现的智能包装主要是借助材料创新、电子创新或其他技术创新手段,让产品包装与消费者的沟通更为方便、提供的信息量更大,同时实现许多传统包装无法实现的功能,比如防伪、原产地追溯、判断包装内产品的质量状况、在物流过程中实时追踪、甚至在产品包装上提供娱乐功能等等。

  射频标签技术突破带来智能包装的普及

  智能包装的种类很多。比较早出现的带有一定智能化功能的包装,是在包装上印条形码。条形码除了含有商品信息外,其主要功能是在超市结帐时让收银员扫码进行快速结算,以提高超市的结帐效率。而后,条形码的升级换代产品——二维码渐渐普及。二维码是把产品信息转化为黑白相间的图像,可以印刷在产品包装上,其含有的信息量比一般条形码大。相关产品的信息还可以放在网上,消费者可以使用安装了二维码识别软件的智能手机扫码登录产品供应商的网站,查询相关产品的原产地等信息。另外,二维码还具有一定的加密功能,可以在一定程度上起到防伪的作用。

  比二维码更进一步的智能包装技术就是射频标签(RFID)。射频标签包含一个极小的射频芯片和印刷在标签上的天线。它可以贴在产品外包装或者标牌上,也可以镶嵌在瓶塞或包装的内部。一般产品上使用的射频标签都是“被动标签”,也就是不会主动发射射频信号。只有当读写器接近射频标签时,读写器发射的电磁波被射频标签的天线接收,并形成微小的电流,以此驱动射频标签的芯片发射信号。与条形码和二维码等必须贴近照射才能阅读的标签相比,射频标签发射的信号可以在几厘米到上百厘米较长的距离被读写器捕捉到,而且读写器还可以一次识别上百个射频标签发射的信号,从而大大提高了标签识别的效率。

  射频标签从上世纪九十年代开始出现,当时的射频标签主要是低频标签(125KHz频率),其价格较高、读写距离短、且不具有加密功能。2000年代初,高频标签(13.56MHz频率)开始出现。到了2000年代中期,随着射频标签技术的进一步提高,价格更便宜、读写距离更远的超高频标签(800-900MHz频率)进入商业应用市场,直接导致了射频标签在产品包装上的大规模使用。2006年,沃尔玛超市率先在全球推行射频标签计划,规定在服装和其他一些产品品类,沃尔玛的供应商必须在他们的产品包装上使用射频标签,这导致射频标签在巨大体量的沃尔玛供应商体系内迅速普及,并带动射频标签在其他商业企业和物流领域的大规模应用。

  对比条形码和二维码,射频标签可以储存更多信息。对于商家来说,使用射频标签可以大大提高产品物流的效率。商品在物流过程中、进入仓库时都可以用读写器一次性大量读出并登记商品批次、货号等信息,从而快速实现物流过程中对每件商品的实时追踪,其效率比拿着条形码或者二维码读写器去照射一个一个商品快了很多倍。对于消费者来说,在购买商品时可以使用射频标签读写器或者带有相关功能的智能手机直接读出标签上的产品原产地、保质期等信息。由于射频标签含有比较复杂的加密算法,其复制的难度比较大,因此其防伪功能比二维码更为强大。

  其他智能包装技术正在崛起

  除了射频标签外,其他基于电子创新和材料创新的智能包装技术正在崛起。在电子智能标签领域,时间与温度显示器(TTI)在疫苗、药品和其他一些需要冷链运输的产品外包装上的使用越来越普及。这种可以被镶嵌在外包装上的显示器能够实时记录产品从出库到目的地全程的温度变化状况,以确保需要冷藏的商品不会在物流过程中由于温度过高而失效。另外,有的产品外包装还配有印刷电池和电路,主要用来达成广告或者娱乐的效果。比如用印刷在包装表面的电池驱动镶嵌在包装表面的LED 灯珠发光,起到引人注目的效果。还有商家在玩具、儿童食品等产品的外包装上印上简单的电子游戏,让小孩爱不释手。

  在基于材料创新的智能标签领域,比较常见的是在包装上嵌入气敏、压敏、湿敏等材料。这些材料主要用于探知包装内气压、湿度和溢出气体的变化,从而判断包装内的产品是否已经变质。还有一种含有微生物指示剂的生物材料,可以探知包装内的商品,如牛奶内部微生物数量的变化,通过数量导致的颜色变化来指示包装内牛奶的新鲜程度、是否变质等等。另外,含有抗菌、抗氧化成份的包装材料可以抑制细菌生成,起到保鲜功能。

  技术和成本瓶颈还需突破

  虽然智能包装的应用越来越广泛,但是离“无收银超市”这种境界还有一定的距离,其主要瓶颈在于这些技术本身的可靠性和其他能力还有待突破。以目前已经大批量出货的射频标签为例,其读出精度还不能达到百分之百。对于大规模物流过程来讲,哪怕千分之一的误读率都会带来不小的麻烦。另外,智能包装的成本也是一个阻碍因素。目前,一个射频标签的价格大约可以低至人民币0.25元左右。虽然已经很低,但和直接印刷在包装上的二维码相比成本还是高了。对于很多微利的低档商品而言,使用射频标签还不现实。

  综上所述,由智能包装引发的产品包装的变革已经开始发生。智能标签能更好地与消费者沟通,提供更多的产品信息、指示包装内产品的质量和新鲜度,并具有产品防伪、追溯等功能。对于商家而言,射频标签等智能包装技术的应用能大大提高物流效率和商店运营效率,降低成本。可以想见,随着智能标签和其他智能包装技术的进一步发展,“无收银超市”和其他更智慧的生活方式可能已经近在眼前了。