基于RFID的物流中心流程優(yōu)化研究及應用
1 RFID簡介
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)來存儲數(shù)據(jù)和檢索數(shù)據(jù)的過程,是非接觸式自動識別技術(shù)的一種。在歐美、日本等發(fā)達國家和地區(qū),RFID在訪問控制、人的識別系統(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,不僅有相關的政府部門和科研院所積極推進RFID的標準化和研究工作,同時RFID的商用前景也吸引了國內(nèi)通信、電子和自動化領域的眾多廠商參與,商用化進程開始啟動。
據(jù)Sanford C. Bernstein咨詢公司統(tǒng)計,2004年全球RFID標簽市場規(guī)模達40億美元,2006 年底有望突破70億美元。今年在上海舉行的RFID研討會上,專家預計,2010年全球RFID市場將達3000億美元。盡管不同機構(gòu)預測的結(jié)果存在差異.但都描繪出了RFID標簽的應用前景,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)由標簽、閱讀器和天線三部分組成。
標簽(Tag)由耦合元件及芯片組成,每個標簽具有唯一的電子編碼,附著在物體上標識目標對象;
閱讀器(Reader)是讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備,可設計為手持式或固定式;
天線(Antenna)在標簽和閱讀器間傳遞射頻信號。
1.2 RFID標簽分類
按照不同的標準,標簽有不同的分類。
(1)、按照標簽的供電形式,分為有源標簽和無源標簽。
有源標簽,自帶電池,使用標簽內(nèi)的電池能量才能工作。無源標簽,不含電池,利用耦合的閱讀器發(fā)射的電磁場能量作為自己的能量進行工作。
(2)、按照標簽的數(shù)據(jù)調(diào)制方式分為主動式、被動式和半主動式。
一般來講,有源標簽為主動式,無源標簽為被動式,電池支援式反向散射調(diào)制標簽為半主動式。主動式標簽信號傳輸距離遠,但使用壽命受到限制;被動式標簽具有永久的使用期,但識讀距離近;半主動式標簽雖本身自帶電池,但只起到對標簽內(nèi)部數(shù)字線路供電的作用,不主動發(fā)送能量,只有被“激活”時才傳送數(shù)據(jù)。
(3)、根據(jù)標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)送無線電信號時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)射頻標簽內(nèi)部使用存儲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)標簽中存儲器數(shù)據(jù)存儲能力分為標識標簽與便攜式數(shù)據(jù)文件。
2 RFID在物流供應鏈管理中的應用
2.1 當代物流供應鏈管理呼喚RFID
從20世紀90年代起, 供應鏈管理就成為管理者耳熟能詳?shù)脑~匯, 企業(yè)已經(jīng)認識到供應鏈管理SCM(Supply Chain Management)在降低成本、提高客戶服務水平、加強企業(yè)競爭力過程中所起的重要作用。SCM[3]強調(diào)集成的管理思想和方法,把供應鏈上的各個環(huán)節(jié)有機地結(jié)合, 實現(xiàn)供應鏈整體效率最高的目標。供應鏈管理從企業(yè)運作的各個方面來看,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的運作模式及傳統(tǒng)的衡量標準,并且要求企業(yè)間拋開以往互相封閉、狹隘競爭的關系模式。企業(yè)內(nèi)部有許多優(yōu)勢部門,供應鏈上有許多優(yōu)勢企業(yè), 一體化的管理是把這些優(yōu)勢整合起來而不是簡單的相加。外部競爭環(huán)境的加劇也使許多企業(yè)必須攜手合作以應對更大的挑戰(zhàn),企業(yè)間的競爭轉(zhuǎn)化為供應鏈之間的競爭。由于供應鏈上的企業(yè)在行政上沒有任何的隸屬關系,地位平等,要實現(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作機制實現(xiàn)供應鏈上的物流、信息流、資金流無障礙地流動,使鏈條上的成員業(yè)務有機地協(xié)同集成。
信息技術(shù)是供應鏈運作的支撐平臺和基礎;物品識別(Material Identification)技術(shù)產(chǎn)品可以作為信息流的載體在整個供應鏈環(huán)節(jié)流動,使企業(yè)間的通力合作成為可能。物品識別技術(shù)近幾十年在全球范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展,如今供應鏈物流行業(yè)內(nèi)應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。但是隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,條形碼技術(shù)由于自身的缺陷越來越不能適應當前社會經(jīng)濟的發(fā)展要求,于是RFID技術(shù)便應運而生了。RFID技術(shù)與條形碼技術(shù)的功能對比如下表所示[4]:
表1 條形碼與RFID技術(shù)功能對比
RFID技術(shù)作為一種快速、實時、準確采集與處理信息的高新技術(shù)和信息標準化的基礎,通過對實體對象(包括零售商品、物流單元、集裝箱、貨運包裝、生產(chǎn)零部件等)的唯一標識,被廣泛應用于生產(chǎn)、零售、物流、交通等行業(yè)。RFID技術(shù)已逐漸成為企業(yè)提高物流供應鏈水平,降低成本,實現(xiàn)企業(yè)管理信息化,增強企業(yè)核心競爭力不可缺少的技術(shù)工具和手段。RFID技術(shù)導入供應鏈會對供應鏈管理產(chǎn)生革命性的影響,本文限于篇幅所限,僅研究對供應鏈業(yè)務流程的影響,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)對供應鏈的影響。
2.2 A物流中心案例分析
2.2.1 現(xiàn)有入庫流程
入庫計劃錄入:錄入入庫貨物基本信息包括數(shù)量、尺碼、重量、預計時間等,有的還可提供條碼序列;
送貨車輛登記:此環(huán)節(jié)控制進入收貨區(qū)的車輛,防止過度擁擠而降低效率;
理貨:清點貨物,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 導入RFID前的入庫流程圖
2.2.2現(xiàn)有流程的缺陷、導入RFID的基本假設:
從作業(yè)效率來看,數(shù)據(jù)采集效率至關重要,條碼要一個一個掃描,平均掃一個需要2~3秒鐘,會大大降低效率;從準確率上來看,如果在入庫操作之前提前知道相應條碼,掃描的時候就可以進行校對,從而降低差錯率;為了保證準確率,在庫門上還應進一步校驗經(jīng)過的貨物是否有相應的入庫計劃,是則放行,否則阻止,從而有效地防止出錯。
筆者在調(diào)研時,因為還沒有真正實施RFID系統(tǒng)的物流中心,因此采用虛擬的方法進行分析,所作的基本假設如下:
建立RFID數(shù)據(jù)庫:在標準不統(tǒng)一的情況下,應征求客戶
意見,盡量跟長期穩(wěn)定客戶統(tǒng)一標準。
在貨物上放置RFID標簽:最理想的情況是,廠家生產(chǎn)貨物時提前放置好RFID標簽,若沒有可以在貨物數(shù)據(jù)采集時臨時貼、掛倉庫自行制作好的RFID標簽。
使用智能托盤:塑料托盤的制造是RFID PCB應用的一個很好的例子。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“智能托盤”,在整個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,這樣貨物進庫時就可以直接進入而無需停下掃描,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 導入RFID技術(shù)后新的入庫流程
入庫計劃導入:將準備入庫貨物基本信息包括數(shù)量、尺碼、重量、預計時間,每件貨物的RFID信息、送貨卡車的信息等,直接導入數(shù)據(jù)庫。
送貨車輛登記:送貨卡車登記,查詢有無入庫計劃,有則直接調(diào)出。
理貨入庫:利用RFID批量識別技術(shù)采集到貨物信息,與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的入庫計劃信息比對,若無異常則將貨物打托入庫,經(jīng)過庫門時,通過門形天線的讀寫器,系統(tǒng)自動采集到移動中的托盤的RFID信息及放置在該托盤上的每件貨物的RFID信息,實時記錄到數(shù)據(jù)庫,入庫完成。
貨物識別流程: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至庫門附近時,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劃,若沒有則發(fā)出警報,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
變手工錄入計劃為電子數(shù)據(jù)導入的方式,減少了人工錄入的環(huán)節(jié)。
減少了貨物逐個掃描的過程,改為RFID批量識別的方
圖2 導入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,還可以實現(xiàn)貨物經(jīng)過庫門時有安裝在庫門的讀寫器自動識別并記錄的方式。
貨物的基本信息包括尺寸、顏色、型號等等也可以由RFID存儲取得,省掉了倉庫門口檢驗的環(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,因為用條碼管理若要檢查必須在庫門處停留足夠時間來掃描核對,而這樣做無疑會加大作業(yè)時間并導致作業(yè)效率降低?,F(xiàn)在采用RFID系統(tǒng),利用其在運動中可以識別的特性,就可以輕松實現(xiàn)庫門處檢查核對的目標了。
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,從多個環(huán)節(jié)上起到了提高工作效率和質(zhì)量的目的,達到了預期目標。如果大范圍采用,效果會更加明顯,整個行業(yè)經(jīng)濟效益會很可觀。雖然現(xiàn)如今由于成本、安全和隱私,沒有統(tǒng)一的制造應用標準等問題困擾著RFID [6],使其無法大規(guī)模的應用,但是隨著全球基于供應鏈競爭的加劇, 新技術(shù)的應用必然是增強核心競爭力重要的籌碼。許多國家和一些大公司、大企業(yè)正在建立RFID 研發(fā)、應用指導中心, 積極開展制定有關RFID 應用的標準,這個市場的大門已經(jīng)打開,我國可以抓住這個機會,建立新的經(jīng)濟增長點, 使相關企業(yè)可以擁有自己的核心技術(shù), 使供應鏈管理跨上一個新的臺階。