供應鏈環(huán)境中RFID語義事件模型
1、引言
在供應鏈環(huán)境中,RFID技術(shù)通常用于對粘貼有電子標簽的物品(如元器件、托盤、包裝箱等)從原材料采購、生產(chǎn)加工、包裝、庫存存貨、運輸、倉儲及銷售等流通過程進行全程自動跟蹤和追溯?;赗FID的追溯系統(tǒng)與其它追溯系統(tǒng)的一個重要區(qū)別是,它是將與追蹤相關(guān)的信息及數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模為事件,如將RFID對象的位置變化(企業(yè)內(nèi)移動、企業(yè)間移動)、狀態(tài)轉(zhuǎn)化(原材料加工為新產(chǎn)品)和包裝關(guān)系變化(從一包裝箱拆分到另一包裝箱)都視為事件發(fā)生,這樣做的優(yōu)點是各分布組織可在遵循統(tǒng)一RFID標準(如EPCIS標準)和事件處理框架下對RFID對象進行實時監(jiān)控和追蹤。而且,來自讀寫器的原始事件必須轉(zhuǎn)化為具有高層語義的復雜事件才能真正發(fā)揮作用。因此,需為其建立統(tǒng)一高效的RFID事件處理框架及事件模型。
早期基于RFID的應用系統(tǒng)是以為數(shù)據(jù)為中心進行處理[1~3],雖然以數(shù)據(jù)為中心的處理方式不需重新建立數(shù)據(jù)庫,但是它們只考慮了RFID對象的某些特征,而且由于RFID數(shù)據(jù)具有高速、海量、實時等特點,上述方法處理效率已不能滿足需求。而以事件為中心的處理方式則是直接在數(shù)據(jù)流上對事件進行建模,與以數(shù)據(jù)為中心的方式相比,該方式可節(jié)約時間,故處理效率高。已有一些研究針對不同應用場景提出了不同RFID事件建模方法[4~7],雖然這些事件模型對RFID事件進行了描述和定義,但存在的共同問題是事件語義表達能力不足。因此,本文利用RDF的豐富語義性,運用RDF模型有效表達供應鏈中的RFID事件的語義信息。
2、供應鏈事件建模需求及分類
提高現(xiàn)代供應鏈管理效率的關(guān)鍵是對供應鏈環(huán)境中需要監(jiān)控的對象(如產(chǎn)品、集裝箱、車輛和人員等)進行自動識別,并將這些信息在企業(yè)MIS系統(tǒng)或ERP系統(tǒng)得到實時傳遞和反映。圖1為典型供應鏈系統(tǒng)流通過程,包括原料運輸、產(chǎn)品加工、包裝及存儲、產(chǎn)品出庫及運輸、卸貨及入庫、包裝拆分、零售等環(huán)節(jié)。
一個完整供應鏈通常包括供貨商、生產(chǎn)商、運輸商、分銷商、零售商等基本流通環(huán)節(jié)。不同環(huán)節(jié)在供應鏈中所扮演的角色不同,因此關(guān)注的內(nèi)容也就不同。為滿足單品(item)級追溯和批次(batch)級追溯需要,供應鏈中的事件可分為以下八種類型:
(1)轉(zhuǎn)換事件(Transform Events):指物品經(jīng)過加工處理產(chǎn)生新物品事件,包括事件發(fā)生時間,觀測地點,業(yè)務環(huán)節(jié)(生產(chǎn)),業(yè)務位置,轉(zhuǎn)換前對象標識,轉(zhuǎn)換后對象標識等。
(2)聚合事件(Aggregation Events):指產(chǎn)品通過包裝形成更高級別的產(chǎn)品事件,包括事件發(fā)生時間,觀測地點,業(yè)務環(huán)節(jié)(包裝),業(yè)務位置,聚合體包含的全部對象標識,聚合后生成新對象標識等。
(3)分解事件(Division Events):指包裝箱拆箱后形成更多的小級別包裝事件,包括事件發(fā)生時間,觀測地點,業(yè)務環(huán)節(jié)(拆卸),業(yè)務位置,分解時前對象標識,分解后對象標識等。
(4)移動事件(Move Events):指企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)品位置發(fā)生變化事件,包括事件發(fā)生時間,移動對象標識,移動前觀測地點,移動后觀測地點等。
(5)運輸事件(Shipping Events):指根據(jù)訂單發(fā)生的貨物裝箱及運輸事件,包括貨物標識,開始時間,最新狀態(tài),最新位置,出發(fā)地,目的地,產(chǎn)品屬性,業(yè)務步驟等。
(6)交付事件(Delivery Events):指發(fā)送方將商品交付給購買者事件,包括貨物標識,交付時間,供應商,購買者,交付地點等;
(7)接受事件(Receive Events):指接收方接收訂單中的商品事件,包括貨物標識,接受時間,購買者,供應商,接受地點等;
(8)預警事件(Warning Events): 指事先設定的預警提示事件,如商品被盜、商品過期或環(huán)境條件發(fā)生變化等事件,包括事件類型,貨物標識,觀測地點,業(yè)務位置等。
3、基于RDF的RFID事件描述
資源描述框架(Resource Description Framework,縮寫 RDF),是萬維網(wǎng)聯(lián)盟(W3C)提出的一組標記語言的技術(shù)標準,它使用XML語法和RDF Schema(RDFS)來將元數(shù)據(jù)描述成為數(shù)據(jù)模型,能豐富地描述和表達網(wǎng)絡資源的內(nèi)容與結(jié)構(gòu)。本文以轉(zhuǎn)換事件(Transform Event)為例分別采用XML語句及RDF圖表達供應鏈中RFID事件。
轉(zhuǎn)化事件的屬性包括業(yè)務環(huán)節(jié)(bizStep)、業(yè)務位置(bizLocation)、發(fā)生時間(eventTime)及觀測地點(readPoint)。轉(zhuǎn)換前EPC對象為I1、I2、IN,轉(zhuǎn)換后的EPC對象為IX。對每個轉(zhuǎn)換事件,在圖中相應矩形框中給出了具體值,如XXX標識制造商名稱,YYYY-MM-DD和HH-MM-SS表示觀測事件的年-月-日和時-分-秒。圖2為轉(zhuǎn)換事件的RDF圖表示(如圖2)。
基于該RDF圖所示轉(zhuǎn)換事件的XML描述如下:
4、總結(jié)及展望
RFID在供應鏈環(huán)境的應用越來越廣泛,設計支持有效追溯的RFID事件模型顯得尤為迫切。本文基于典型供應鏈流通過程,分析了各基本環(huán)節(jié)的RFID事件建模需求,給出了較為完整的事件分類方法,包括轉(zhuǎn)換事件,分解事件,聚合事件,移動事件,運輸事件,交付事件,接受事件和預警事件。而且,運用RDF模型對所給出的事件采用RDF圖和XML語言分別進行建模和描述,具有較強語義表達能力。下一步工作是在該模型基礎(chǔ)上采用支持RDF模型的SPARQL語言及查詢機制實現(xiàn)供應鏈各種追溯查詢,包括位置追溯查詢及包裝關(guān)系追溯查詢。