基于RFID的物流中心流程優(yōu)化研究及應(yīng)用
1 RFID簡(jiǎn)介
RFID[1]誕生于二戰(zhàn)期間,是英文Radio Frequency Identification技術(shù)的縮寫,指利用無線射頻傳輸技術(shù)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和檢索數(shù)據(jù)的過程,是非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種。在歐美、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū),RFID在訪問控制、人的識(shí)別系統(tǒng)、貨物完整性、防盜以及軍事上用途廣泛,很多大型零售企業(yè)更是對(duì)RFID表現(xiàn)出濃厚興趣。國內(nèi)RFID的發(fā)展也方興未艾,不僅有相關(guān)的政府部門和科研院所積極推進(jìn)RFID的標(biāo)準(zhǔn)化和研究工作,同時(shí)RFID的商用前景也吸引了國內(nèi)通信、電子和自動(dòng)化領(lǐng)域的眾多廠商參與,商用化進(jìn)程開始啟動(dòng)。
據(jù)Sanford C. Bernstein咨詢公司統(tǒng)計(jì),2004年全球RFID標(biāo)簽市場(chǎng)規(guī)模達(dá)40億美元,2006 年底有望突破70億美元。今年在上海舉行的RFID研討會(huì)上,專家預(yù)計(jì),2010年全球RFID市場(chǎng)將達(dá)3000億美元。盡管不同機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)的結(jié)果存在差異.但都描繪出了RFID標(biāo)簽的應(yīng)用前景,RFID正向我們快步走來。
1.1 RFID系統(tǒng)組成[2]
一般的RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器和天線三部分組成。
標(biāo)簽(Tag)由耦合元件及芯片組成,每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼,附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象;
閱讀器(Reader)是讀取(有時(shí)還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備,可設(shè)計(jì)為手持式或固定式;
天線(Antenna)在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)。
1.2 RFID標(biāo)簽分類
按照不同的標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)簽有不同的分類。
(1)、按照標(biāo)簽的供電形式,分為有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽。
有源標(biāo)簽,自帶電池,使用標(biāo)簽內(nèi)的電池能量才能工作。無源標(biāo)簽,不含電池,利用耦合的閱讀器發(fā)射的電磁場(chǎng)能量作為自己的能量進(jìn)行工作。
(2)、按照標(biāo)簽的數(shù)據(jù)調(diào)制方式分為主動(dòng)式、被動(dòng)式和半主動(dòng)式。
一般來講,有源標(biāo)簽為主動(dòng)式,無源標(biāo)簽為被動(dòng)式,電池支援式反向散射調(diào)制標(biāo)簽為半主動(dòng)式。主動(dòng)式標(biāo)簽信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn),但使用壽命受到限制;被動(dòng)式標(biāo)簽具有永久的使用期,但識(shí)讀距離近;半主動(dòng)式標(biāo)簽雖本身自帶電池,但只起到對(duì)標(biāo)簽內(nèi)部數(shù)字線路供電的作用,不主動(dòng)發(fā)送能量,只有被“激活”時(shí)才傳送數(shù)據(jù)。
(3)、根據(jù)標(biāo)簽的工作頻率分為低頻、高頻、超高頻和微波系統(tǒng)。
閱讀器發(fā)送無線電信號(hào)時(shí)所使用的頻率被稱為RFID系統(tǒng)的工作頻率,基本上可分為五個(gè)主要范圍:低頻(30KHz~300KHz)、高頻(3MHz~30MHz)和超高頻(300MHz~3GHz)以及微波(2.45GHz以上)。常見的工作頻率有:13.56MHz,、915MHz、2.45 GHz~5 GHz。
(4)、根據(jù)標(biāo)簽的可讀寫性分為只讀、讀寫和一次寫入
多次讀出卡。
根據(jù)射頻標(biāo)簽內(nèi)部使用存儲(chǔ)器類型的不同可分為:只讀卡(Read Only, RO ) ,讀寫卡(Read Write ,RW)和一次寫入多次讀出卡(WORM)。
(5)、根據(jù)標(biāo)簽中存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力分為標(biāo)識(shí)標(biāo)簽與便攜式數(shù)據(jù)文件。
2 RFID在物流供應(yīng)鏈管理中的應(yīng)用
2.1 當(dāng)代物流供應(yīng)鏈管理呼喚RFID
從20世紀(jì)90年代起, 供應(yīng)鏈管理就成為管理者耳熟能詳?shù)脑~匯, 企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到供應(yīng)鏈管理SCM(Supply Chain Management)在降低成本、提高客戶服務(wù)水平、加強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力過程中所起的重要作用。SCM[3]強(qiáng)調(diào)集成的管理思想和方法,把供應(yīng)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合, 實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈整體效率最高的目標(biāo)。供應(yīng)鏈管理從企業(yè)運(yùn)作的各個(gè)方面來看,是如何將企業(yè)內(nèi)部及鏈條上的其他企業(yè)通過一些方法實(shí)現(xiàn)一體化的管理。這就要求企業(yè)內(nèi)必須改變以職能部門為基礎(chǔ)的運(yùn)作模式及傳統(tǒng)的衡量標(biāo)準(zhǔn),并且要求企業(yè)間拋開以往互相封閉、狹隘競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系模式。企業(yè)內(nèi)部有許多優(yōu)勢(shì)部門,供應(yīng)鏈上有許多優(yōu)勢(shì)企業(yè), 一體化的管理是把這些優(yōu)勢(shì)整合起來而不是簡(jiǎn)單的相加。外部競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境的加劇也使許多企業(yè)必須攜手合作以應(yīng)對(duì)更大的挑戰(zhàn),企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)化為供應(yīng)鏈之間的競(jìng)爭(zhēng)。由于供應(yīng)鏈上的企業(yè)在行政上沒有任何的隸屬關(guān)系,地位平等,要實(shí)現(xiàn)高度的合作就必須要求參與者自愿地共享信息和共同規(guī)劃策略。所以必須提供一種運(yùn)作機(jī)制實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上的物流、信息流、資金流無障礙地流動(dòng),使鏈條上的成員業(yè)務(wù)有機(jī)地協(xié)同集成。
信息技術(shù)是供應(yīng)鏈運(yùn)作的支撐平臺(tái)和基礎(chǔ);物品識(shí)別(Material Identification)技術(shù)產(chǎn)品可以作為信息流的載體在整個(gè)供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)流動(dòng),使企業(yè)間的通力合作成為可能。物品識(shí)別技術(shù)近幾十年在全球范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展,如今供應(yīng)鏈物流行業(yè)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是條形碼技術(shù)。條形碼的普及極大地提高了商品的流通效率,可以說,條形碼無處不在。但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,條形碼技術(shù)由于自身的缺陷越來越不能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求,于是RFID技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生了。RFID技術(shù)與條形碼技術(shù)的功能對(duì)比如下表所示[4]:
表1 條形碼與RFID技術(shù)功能對(duì)比
RFID技術(shù)作為一種快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ),通過對(duì)實(shí)體對(duì)象(包括零售商品、物流單元、集裝箱、貨運(yùn)包裝、生產(chǎn)零部件等)的唯一標(biāo)識(shí),被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、零售、物流、交通等行業(yè)。RFID技術(shù)已逐漸成為企業(yè)提高物流供應(yīng)鏈水平,降低成本,實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理信息化,增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力不可缺少的技術(shù)工具和手段。RFID技術(shù)導(dǎo)入供應(yīng)鏈會(huì)對(duì)供應(yīng)鏈管理產(chǎn)生革命性的影響,本文限于篇幅所限,僅研究對(duì)供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)流程的影響,并且以A物流中心為例[5],探討引入RFID技術(shù)前后入庫流程的變化,來說明RFID技術(shù)對(duì)供應(yīng)鏈的影響。
2.2 A物流中心案例分析
2.2.1 現(xiàn)有入庫流程
入庫計(jì)劃錄入:錄入入庫貨物基本信息包括數(shù)量、尺碼、重量、預(yù)計(jì)時(shí)間等,有的還可提供條碼序列;
送貨車輛登記:此環(huán)節(jié)控制進(jìn)入收貨區(qū)的車輛,防止過度擁擠而降低效率;
理貨:清點(diǎn)貨物,記錄具體貨物信息,包括掃描、打托等;
入庫:貨物移入庫內(nèi)存放,需要貨物狀態(tài)、庫位管理、機(jī)械調(diào)度等;
完工:貨物入庫作業(yè)完畢。(入庫流程圖如圖1所示)圖1 導(dǎo)入RFID前的入庫流程圖
2.2.2現(xiàn)有流程的缺陷、導(dǎo)入RFID的基本假設(shè):
從作業(yè)效率來看,數(shù)據(jù)采集效率至關(guān)重要,條碼要一個(gè)一個(gè)掃描,平均掃一個(gè)需要2~3秒鐘,會(huì)大大降低效率;從準(zhǔn)確率上來看,如果在入庫操作之前提前知道相應(yīng)條碼,掃描的時(shí)候就可以進(jìn)行校對(duì),從而降低差錯(cuò)率;為了保證準(zhǔn)確率,在庫門上還應(yīng)進(jìn)一步校驗(yàn)經(jīng)過的貨物是否有相應(yīng)的入庫計(jì)劃,是則放行,否則阻止,從而有效地防止出錯(cuò)。
筆者在調(diào)研時(shí),因?yàn)檫€沒有真正實(shí)施RFID系統(tǒng)的物流中心,因此采用虛擬的方法進(jìn)行分析,所作的基本假設(shè)如下:
建立RFID數(shù)據(jù)庫:在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況下,應(yīng)征求客戶
意見,盡量跟長期穩(wěn)定客戶統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
在貨物上放置RFID標(biāo)簽:最理想的情況是,廠家生產(chǎn)貨物時(shí)提前放置好RFID標(biāo)簽,若沒有可以在貨物數(shù)據(jù)采集時(shí)臨時(shí)貼、掛倉庫自行制作好的RFID標(biāo)簽。
使用智能托盤:塑料托盤的制造是RFID PCB應(yīng)用的一個(gè)很好的例子。在塑料托盤制造周期的超聲焊接階段之前,將PCB置于塑料托盤中。這樣,PCB就把托盤變成了一個(gè)“智能托盤”,在整個(gè)物流鏈中都可以將數(shù)據(jù)讀寫到托盤中。
在庫門安裝RFID讀寫裝置:考慮到作業(yè)效率及作業(yè)環(huán)境,可以采用門形RDID天線讀寫器,這樣貨物進(jìn)庫時(shí)就可以直接進(jìn)入而無需停下掃描,從而提高其效率。
庫管人員配備手持式RFID讀寫器:這樣既可以用來查找貨物,也可以盤點(diǎn)貨物,庫管人員倉庫走一圈,就清楚知道貨物存放情況。
2.2.3 導(dǎo)入RFID技術(shù)后新的入庫流程
入庫計(jì)劃導(dǎo)入:將準(zhǔn)備入庫貨物基本信息包括數(shù)量、尺碼、重量、預(yù)計(jì)時(shí)間,每件貨物的RFID信息、送貨卡車的信息等,直接導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫。
送貨車輛登記:送貨卡車登記,查詢有無入庫計(jì)劃,有則直接調(diào)出。
理貨入庫:利用RFID批量識(shí)別技術(shù)采集到貨物信息,與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的入庫計(jì)劃信息比對(duì),若無異常則將貨物打托入庫,經(jīng)過庫門時(shí),通過門形天線的讀寫器,系統(tǒng)自動(dòng)采集到移動(dòng)中的托盤的RFID信息及放置在該托盤上的每件貨物的RFID信息,實(shí)時(shí)記錄到數(shù)據(jù)庫,入庫完成。
貨物識(shí)別流程:貨物從卡車上卸下后被放置在托盤上,叉車將裝有貨物的托盤運(yùn)至庫門附近時(shí),閱讀器可以批量讀出托盤及其上的貨物的RFID信息,由于托盤與貨物的編碼類別不一樣,可以分辨出哪個(gè)是托盤信息哪些是貨物信息。而閱讀器將采集到的數(shù)據(jù)傳送至信息系統(tǒng)處理單元,判斷該貨物是否有入庫計(jì)劃,若沒有則發(fā)出警報(bào),禁止該貨物入庫。反之放行,讓貨物順利入庫。
完工:貨物入庫作業(yè)完畢。(導(dǎo)入RFID之后的流程圖如圖2所示)
2.2.4 采用RFID技術(shù)后的流程優(yōu)化結(jié)果
變手工錄入計(jì)劃為電子數(shù)據(jù)導(dǎo)入的方式,減少了人工錄入的環(huán)節(jié)。
減少了貨物逐個(gè)掃描的過程,改為RFID批量識(shí)別的方
圖2 導(dǎo)入RFID后的入庫流程圖
式,這種方式特別適合大批量貨物。如果單件入庫的情況,還可以實(shí)現(xiàn)貨物經(jīng)過庫門時(shí)有安裝在庫門的讀寫器自動(dòng)識(shí)別并記錄的方式。
貨物的基本信息包括尺寸、顏色、型號(hào)等等也可以由RFID存儲(chǔ)取得,省掉了倉庫門口檢驗(yàn)的環(huán)節(jié)。
增加了在庫門處檢查的功能,這是以前采用條碼的流程不好處理的問題,因?yàn)橛脳l碼管理若要檢查必須在庫門處停留足夠時(shí)間來掃描核對(duì),而這樣做無疑會(huì)加大作業(yè)時(shí)間并導(dǎo)致作業(yè)效率降低。現(xiàn)在采用RFID系統(tǒng),利用其在運(yùn)動(dòng)中可以識(shí)別的特性,就可以輕松實(shí)現(xiàn)庫門處檢查核對(duì)的目標(biāo)了。
3 總結(jié)和展望
經(jīng)過以上工作得出的優(yōu)化后流程,充分利用了RFID技術(shù)特點(diǎn),從多個(gè)環(huán)節(jié)上起到了提高工作效率和質(zhì)量的目的,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。如果大范圍采用,效果會(huì)更加明顯,整個(gè)行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益會(huì)很可觀。雖然現(xiàn)如今由于成本、安全和隱私,沒有統(tǒng)一的制造應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等問題困擾著RFID [6],使其無法大規(guī)模的應(yīng)用,但是隨著全球基于供應(yīng)鏈競(jìng)爭(zhēng)的加劇, 新技術(shù)的應(yīng)用必然是增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力重要的籌碼。許多國家和一些大公司、大企業(yè)正在建立RFID 研發(fā)、應(yīng)用指導(dǎo)中心, 積極開展制定有關(guān)RFID 應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)市場(chǎng)的大門已經(jīng)打開,我國可以抓住這個(gè)機(jī)會(huì),建立新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn), 使相關(guān)企業(yè)可以擁有自己的核心技術(shù), 使供應(yīng)鏈管理跨上一個(gè)新的臺(tái)階。