一、 項(xiàng)目概述 

　　1. 背景簡(jiǎn)析 

　　制造業(yè)與物流業(yè)聯(lián)動(dòng)發(fā)展已成為制造業(yè)與物流業(yè)的普遍共識(shí)。隨著信息技術(shù)的日新月異以及制造業(yè)的全球化，制造業(yè)的商流、物流、信息流、資金流的全球協(xié)同越來(lái)越有賴于信息技術(shù)的普遍應(yīng)用。RFID技術(shù)以其非接觸式、遠(yuǎn)距離、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)海量交互物品信息的特點(diǎn)，免除了跟蹤過(guò)程中的人工干預(yù)，使企業(yè)能夠?qū)崟r(shí)、精確、高效的掌握整個(gè)供應(yīng)鏈上的信息的流向和變化，提升企業(yè)信息化程度和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。 

　　目前，低頻無(wú)源RFID應(yīng)用較廣，但低頻技術(shù)決定了其無(wú)法滿足超遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別的要求；而有源電子標(biāo)簽（Active RFID）自身配備電池，可提供全部器件工作的電源，有效閱讀距離也較前者有所增加。但是，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離（幾米至幾百米）讀寫的超高頻標(biāo)簽讀寫器，往往體積笨重、安裝困難、造價(jià)很高，且遠(yuǎn)距離識(shí)別大多是通過(guò)加大讀寫器的發(fā)射功率實(shí)現(xiàn)的，除了對(duì)環(huán)境的電磁污染，也可能對(duì)使用者帶來(lái)潛在危害。簡(jiǎn)而言之，現(xiàn)有的有源電子標(biāo)簽技術(shù)無(wú)法滿足超遠(yuǎn)距離、低發(fā)射功率、標(biāo)簽長(zhǎng)壽命（省電）、高抗碰撞、區(qū)域精確定位、高可靠性等制造業(yè)物流的綜合要求。 

　　2. 項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn) 

　　本項(xiàng)目采用的解決方案，以西谷完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的i3RFID專利技術(shù)體系為基礎(chǔ)，運(yùn)用2.4GHz軍用直序擴(kuò)頻（DSSS）多信道協(xié)同技術(shù)體系，能夠完全滿足制造業(yè)物流對(duì)超遠(yuǎn)距離、精確定位、海量讀寫、靈活省電的特殊要求。 

　　與普通有源標(biāo)簽不同的是，西谷i3RFID標(biāo)簽具有0.1W左右的發(fā)射功率，超過(guò)2000米的讀寫距離，絕大多數(shù)時(shí)間處于深度睡眠狀態(tài)，只有進(jìn)入讀寫定位器工作范圍時(shí)，標(biāo)簽才轉(zhuǎn)換到低功耗監(jiān)聽狀態(tài)；若接到工作指令，標(biāo)簽即在毫秒級(jí)完成工作，而后轉(zhuǎn)入低功耗監(jiān)聽狀態(tài)；工作指令結(jié)束，標(biāo)簽則自動(dòng)進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)；從根本上減少了電池的能量消耗，同時(shí)避免了對(duì)外的環(huán)境電磁污染，避免了多標(biāo)簽的讀寫沖突，同時(shí)保證了信息安全。 

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　　針對(duì)制造業(yè)物流各個(gè)環(huán)節(jié)的特殊要求，西谷i3RFID標(biāo)簽更能夠根據(jù)協(xié)調(diào)器的指令，在25種之多的工作模式間（普通有源卡、監(jiān)聽、區(qū)域定位、精確定位、海量讀寫模式等）按需空中動(dòng)態(tài)或自適應(yīng)轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)采購(gòu)、識(shí)別入庫(kù)、盤點(diǎn)、物料定位、轉(zhuǎn)儲(chǔ)、整車出廠、銷售等多種場(chǎng)合的差異化需要。 

二、 用戶需求 

　　重慶新區(qū)裝配廠物流系統(tǒng)體現(xiàn)了裝配制造業(yè)對(duì)物流信息的多樣化綜合需要，對(duì)RFID系統(tǒng)的技術(shù)水平提出了很高的要求。用戶要求以周轉(zhuǎn)盛具（臺(tái)車、塑料箱、倉(cāng)儲(chǔ)籠等）為管理單位，自采購(gòu)環(huán)節(jié)開始，經(jīng)入庫(kù)、盤點(diǎn)、物料揀選、裝配乃至整車出廠及經(jīng)銷商環(huán)節(jié)，全程實(shí)現(xiàn)對(duì)小至螺母等裝配零件、大至出廠整車成品的自動(dòng)化物流信息協(xié)同管理。 

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　　新區(qū)裝配廠主要包含CKD倉(cāng)庫(kù)、維修車間、制造車間、發(fā)貨倉(cāng)庫(kù)以及連接各區(qū)域的通道等部分。廠區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)能實(shí)時(shí)查詢到各周轉(zhuǎn)盛具目前所處的位置，以及當(dāng)時(shí)盛具內(nèi)零件的類型和數(shù)量： 

　　1. CKD倉(cāng)庫(kù)區(qū)及其通道實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出入庫(kù)識(shí)別，同時(shí)自動(dòng)盤點(diǎn)及查找： 
　　要求入庫(kù)通道全自動(dòng)識(shí)別供應(yīng)商的發(fā)貨（發(fā)貨即以周轉(zhuǎn)盛具將零件裝箱），并在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)分配一個(gè)儲(chǔ)位，同時(shí)通過(guò)物流信息管理系統(tǒng)向供應(yīng)商發(fā)出收貨確認(rèn)；盛具入庫(kù)并進(jìn)入儲(chǔ)位，庫(kù)區(qū)能夠?qū)崟r(shí)定位盛具，并記錄進(jìn)入儲(chǔ)位的確認(rèn)信息；庫(kù)區(qū)全自動(dòng)盤點(diǎn)，無(wú)需人工手持讀寫器掃描； 

　　2. 維修車間、制造車間內(nèi)實(shí)現(xiàn)盛具信息實(shí)時(shí)更新 
　　盛具出入車間采用自動(dòng)識(shí)別記錄。盛具內(nèi)零件經(jīng)揀選后，更新信息能夠及時(shí)記錄在盛具標(biāo)簽內(nèi)，管理人員可實(shí)時(shí)查詢到最新的零件利用信息?？帐⒕叱鲕囬g后，在空盛具區(qū)域自動(dòng)新分配儲(chǔ)位并傳送給盛具標(biāo)簽，同時(shí)提示運(yùn)送人員儲(chǔ)位信息；有剩余零件的盛具應(yīng)發(fā)回原倉(cāng)庫(kù)原儲(chǔ)位，并檢驗(yàn)儲(chǔ)位是否吻合； 

　　3. 發(fā)貨倉(cāng)庫(kù)實(shí)現(xiàn)整車經(jīng)銷信息交互 
　　裝配整車攜帶標(biāo)簽，出廠自動(dòng)識(shí)別掃描；經(jīng)銷商處倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)入庫(kù)掃描并發(fā)回確認(rèn)收貨信息。賣出整車后，標(biāo)簽可收回再利用。 

三、 系統(tǒng)架構(gòu) 

　　1. RFID硬件組成 

　　西谷i3RFID電子標(biāo)簽 
　　西谷i3RFID電子標(biāo)簽作為最基本的硬件單元，主要貼放在周轉(zhuǎn)盛具和大型部件、產(chǎn)品等處的表面，用于記錄盛具內(nèi)部盛放內(nèi)容信息； 

　　西谷i3RFID無(wú)線讀寫定位器/讀寫器： 
　　安裝于通道、倉(cāng)庫(kù)各部分、車間入出口、廠區(qū)出入口等位置，主要用于識(shí)讀或者獲取并修改其工作區(qū)域內(nèi)電子標(biāo)簽內(nèi)信息，并傳遞給中央數(shù)據(jù)采集器； 讀寫距離遠(yuǎn)，網(wǎng)點(diǎn)少，覆蓋面積大，可自動(dòng)進(jìn)行盤庫(kù)和物流監(jiān)控； 

　　西谷i3RFID手持式讀寫器： 
　　用于收貨清點(diǎn)零件，車間零件揀選等必須人工參與的場(chǎng)合，即時(shí)更新周轉(zhuǎn)盛具標(biāo)簽所含的盛放內(nèi)容信息，并無(wú)線上傳至中央數(shù)據(jù)庫(kù)； 

　　西谷i3RFID協(xié)調(diào)器： 
　　根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和需要，動(dòng)態(tài)調(diào)整標(biāo)簽工作模式、工作信道及相關(guān)工作參數(shù)，如在需要區(qū)域定位或精確定位的場(chǎng)合，從默認(rèn)監(jiān)聽模式調(diào)整為定位模式，實(shí)時(shí)定位標(biāo)簽物體，或在大型倉(cāng)庫(kù)內(nèi)采用海量閱讀模式，抗碰撞高速率實(shí)時(shí)監(jiān)控各盛具的運(yùn)送和入儲(chǔ)位匹配信息； 

　　西谷i3RFID中央數(shù)據(jù)采集器： 
　　將讀寫器發(fā)回的信息上傳至控制中心計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)。 

　　2. 信息管理軟件系統(tǒng) 

　　廠區(qū)原有SCM 
　　數(shù)據(jù)交互子系統(tǒng)：分為讀取模塊、寫入模塊、動(dòng)作指令模塊、數(shù)據(jù)傳送接口。系統(tǒng)將信息通過(guò)Webservice發(fā)布XML文件給SCM系統(tǒng)，或者將SCM系統(tǒng)中數(shù)據(jù)解析后傳給RFID系統(tǒng)。 

四、 功能實(shí)現(xiàn) 

　　盡管各車間或各環(huán)節(jié)物流需求各有不同，但發(fā)貨、入廠、維修、整車等多個(gè)環(huán)節(jié)的基本流程比較相似，可劃分為“出入庫(kù)自動(dòng)識(shí)別”、“倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域盤點(diǎn)”、“貨品查找及精確定位”及“零件采購(gòu)揀選”等四個(gè)基本流程。 

　　1. 出入庫(kù)遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別 

　　該流程涵蓋盛具進(jìn)出廠區(qū)、倉(cāng)庫(kù)、通道及各車間的自動(dòng)識(shí)別環(huán)節(jié)，也適用于整車下線、出廠、經(jīng)銷商銷售的入庫(kù)出庫(kù)環(huán)節(jié)。通過(guò)出入庫(kù)自動(dòng)識(shí)別流程，用戶能夠獲知標(biāo)簽物體目前存在于物流的哪個(gè)環(huán)節(jié)，廠區(qū)的哪個(gè)部分。 

　　供貨商確認(rèn)發(fā)貨后，周轉(zhuǎn)盛具的i3RFID標(biāo)簽包含的信息即確定。盛具經(jīng)運(yùn)輸?shù)竭_(dá)廠區(qū)，安裝在廠區(qū)、倉(cāng)庫(kù)進(jìn)出門禁處的協(xié)調(diào)器喚醒周轉(zhuǎn)盛具上的電子標(biāo)簽，使其進(jìn)入與門禁讀寫器通信的狀態(tài)： i3RFID標(biāo)簽發(fā)射自身ID號(hào)以及盛具標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的零部件信息至讀寫器，經(jīng)中央數(shù)據(jù)采集器進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)，標(biāo)簽重新進(jìn)入睡眠狀態(tài)。此時(shí)。SCM系統(tǒng)便可調(diào)出供貨商發(fā)貨清單進(jìn)行比對(duì)。同理，盛具在進(jìn)入各車間及區(qū)域間通道時(shí)，安裝在門口的協(xié)調(diào)器和讀寫器即可以同樣的方式，獲取盛具的信息，并更新該盛具所處的位置及攜帶的零件信息。 

　　其中，西谷i3RFID讀寫器天線沒有方向性的限制，讀寫距離可達(dá)2000米，對(duì)超大型物流倉(cāng)庫(kù)及庫(kù)區(qū)來(lái)說(shuō)，僅需少量布點(diǎn)簡(jiǎn)單施工，即可達(dá)到全區(qū)整體物流信息協(xié)同管理的目的；標(biāo)簽的海量讀寫模式更能適應(yīng)大吞吐量下貨物出入庫(kù)及轉(zhuǎn)儲(chǔ)的信息交互要求。 

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　　2. 全自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)域盤點(diǎn) 

　　倉(cāng)庫(kù)盤點(diǎn)歷來(lái)是通過(guò)倉(cāng)庫(kù)管理人員遍歷所有的貨架，對(duì)貨物進(jìn)行依次清點(diǎn)的。RFID技術(shù)應(yīng)用于物流行業(yè)后，現(xiàn)行的大多數(shù)方法是使用手持讀寫機(jī)對(duì)集裝箱、貨柜、貨品條碼或者電子標(biāo)簽進(jìn)行依次盤點(diǎn)，其遍歷的本質(zhì)并未發(fā)生變化。西谷i3RFID以其遠(yuǎn)距離多信道協(xié)同技術(shù)體系優(yōu)勢(shì)，完全能夠使盤點(diǎn)這一環(huán)節(jié)脫離人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)盤庫(kù)。 

　　具體實(shí)現(xiàn)上，盤點(diǎn)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)區(qū)定點(diǎn)安裝3個(gè)或多個(gè)讀寫器，讀寫器可用無(wú)線或有線連接方式與中心控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。中心計(jì)算機(jī)向協(xié)調(diào)器發(fā)出盤庫(kù)指令，協(xié)調(diào)器按該指令的需要喚醒托盤上的電子標(biāo)簽，標(biāo)簽向讀寫器發(fā)送ID信息，確認(rèn)該貨品在盤點(diǎn)庫(kù)區(qū)的范圍內(nèi)；如果需要，標(biāo)簽也可同時(shí)發(fā)送標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的貨品清單，經(jīng)數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)位存放信息傳送至管理信息系統(tǒng)進(jìn)行比對(duì)。 

　　不僅如此，西谷i3RFID系統(tǒng)也能完全支持傳統(tǒng)的盤庫(kù)方式。用戶可以在叉車上固定讀寫器或盤庫(kù)人員手持讀寫器，經(jīng)一定的巡檢路線對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)電子標(biāo)簽進(jìn)行巡檢，與傳統(tǒng)盤庫(kù)不同的是，叉車司機(jī)或盤庫(kù)人員無(wú)需走近每一個(gè)托盤的標(biāo)簽，而只需已特定的路線巡檢，由于西谷i3RFID具有超遠(yuǎn)讀寫距離，盤庫(kù)時(shí)無(wú)需走過(guò)所有的貨架，只需事先安排特定的簡(jiǎn)單線路，讀寫半徑覆蓋所有貨架即可。 

　　該盤點(diǎn)工作方式除了倉(cāng)庫(kù)區(qū)域，也可用于特定區(qū)域的信息查詢。比如，用戶需要知道某一時(shí)刻某車間或倉(cāng)庫(kù)內(nèi)現(xiàn)有多少盛具，盛具內(nèi)有多少零件，是否有盛具可以調(diào)撥其他環(huán)節(jié)使用，也可通過(guò)盤點(diǎn)的方式，實(shí)時(shí)查詢感興趣區(qū)域的盛具數(shù)量。 

　　3. 貨品查找及精確定位 

　　西谷i3RFID標(biāo)簽和讀寫器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)盛具進(jìn)出廠區(qū)、進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)、進(jìn)出各通道、進(jìn)出各車間的自動(dòng)識(shí)別，而且能讓用戶獲知，感興趣盛具目前存在于車間或倉(cāng)庫(kù)的哪個(gè)庫(kù)位。這樣一來(lái)，揀選零件等精細(xì)查找便可不再依賴數(shù)據(jù)庫(kù)查詢或庫(kù)管人員的尋找。采用西谷i3RTLS實(shí)時(shí)定位專利技術(shù)的RFID系統(tǒng)，能夠以RFID硬件條件，實(shí)現(xiàn)精確定位的功能。查找?guī)煳惶崛×慵r(shí)，協(xié)調(diào)器向目標(biāo)盛具的標(biāo)簽發(fā)送喚醒信號(hào)，標(biāo)簽監(jiān)聽時(shí)收到指令，其自帶的蜂鳴器和二極管指示燈開始工作，提示盛具位置；制造車間內(nèi)，協(xié)調(diào)器命令標(biāo)簽進(jìn)入定位模式，標(biāo)簽與讀寫器協(xié)同工作，實(shí)時(shí)上傳盛具所在位置。

　　4. 零部件采購(gòu)、揀選及運(yùn)送 

　　CKD部件要經(jīng)過(guò)供貨商發(fā)包、廠區(qū)入庫(kù)、揀選分盛具等步驟，最終運(yùn)往制造或維修車間供生產(chǎn)使用。散件均采用條碼或無(wú)源標(biāo)簽標(biāo)示，對(duì)其進(jìn)行掃描需要人工輔助，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出入庫(kù)及查找等功能。 

　　西谷i3RFID標(biāo)簽安裝在散件的盛具上，實(shí)現(xiàn)了從供應(yīng)商環(huán)節(jié)到制造車間散件應(yīng)用一條龍信息傳遞和更新服務(wù)。 

　　采購(gòu)環(huán)節(jié) 
　　供應(yīng)商用廠區(qū)專用的帶標(biāo)簽盛具裝運(yùn)零件，每清點(diǎn)完畢一個(gè)盛具的零件，通過(guò)計(jì)算機(jī)直連的無(wú)線讀寫器或手持讀寫機(jī)，將零件清單寫入標(biāo)簽，清單信息經(jīng)網(wǎng)絡(luò)SCM系統(tǒng)發(fā)往廠區(qū)。 
 
　　入庫(kù)清點(diǎn) 
　　廠區(qū)入庫(kù)時(shí)，同樣采用計(jì)算機(jī)直連的無(wú)線讀寫器或手持讀寫機(jī)，讀取零件清單，打開盛具清點(diǎn)完畢后，更新標(biāo)簽信息，確認(rèn)收貨。 

　　零件分揀 
　　根據(jù)車間需要的零件清單進(jìn)行零件揀選和分放，并采用盛具運(yùn)送，分揀處可用庫(kù)門處的無(wú)線讀寫器或手持讀寫器，對(duì)新盛好的單位標(biāo)簽進(jìn)行寫入，注明接收車間、責(zé)任人等信息。 

　　零件運(yùn)送 
　　新寫入信息的盛具標(biāo)簽隨盛具運(yùn)送至各個(gè)車間，在通道內(nèi)、車間門口處均安裝有無(wú)線讀寫器，實(shí)時(shí)追蹤盛具的位置和更新信息。 

五、 客戶評(píng)價(jià) 

　　重慶新區(qū)裝配廠的RFID物流系統(tǒng)順利實(shí)現(xiàn)了全廠區(qū)各車間、倉(cāng)庫(kù)、通道等全套建筑設(shè)施的全面部署，網(wǎng)點(diǎn)少，成本低，讀寫距離超乎用戶原有想象，識(shí)讀沒有方向性限制，與現(xiàn)有物流管理軟件系統(tǒng)完美對(duì)接，大大扭轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)RFID系統(tǒng)讀寫距離不足、識(shí)讀方向受限、盤庫(kù)仍需人工掃描等不方便的印象，進(jìn)一步提高了制造業(yè)物流信息化管理的水平，是信息技術(shù)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)力的又一高水平示范項(xiàng)目。
 
　　附錄：公司簡(jiǎn)介 

　　西安西谷微功率數(shù)據(jù)技術(shù)有限責(zé)任公司是專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案及產(chǎn)品供應(yīng)商，以自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首顆2.4G超低功耗射頻PSoC(可編程片上系統(tǒng))“唐芯一號(hào)”物聯(lián)網(wǎng)核心引擎為基礎(chǔ)，構(gòu)建了完全自主產(chǎn)權(quán)的多信道協(xié)同架構(gòu)射頻識(shí)別i3RFID技術(shù)體系，是2.4GHz有源RFID國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及2.4G RTLS實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的起草單位。 

　　西安西谷微功率數(shù)據(jù)技術(shù)有限責(zé)任公司 
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