基于RFID的制造企业物流系统

1 引言

　　中国已经成为世界制造中心，在城市进入“后工业”阶段后，制造业对物流服务的依赖性更加突出。物流业又是实现物流运作一体化、信息化的新兴产业，其发展水平已成为衡量一个国家和地区现代化程度和综合竞争能力的重要标志之一l。目前，关于制造业物流的研究绝大多数都集中于外部配送、运输等外部物流考察，而企业生产过程中的物流及企业的仓储等内部物流研究则相对较少。内部物流的合理化可以促进生产过程中资源配置的合理化，工艺流程的合理化可以大大提高制造业企业的竞争力。内部物流的水平决定了企业的生产效率和成本的高低，是企业第三利润源泉有待挖掘的重点。

2 物流系统现状分析

　　由于全球经济一体化进程日益加快，企业面临着更加激烈的竞争环境，资源在全球范围内的流动和配置大大加强，世界各国更加重视物流发展对于本国经济发展、国民生活素质和军事实力增强的影响，从而使现代物流呈现出一系列新的发展趋势，但仍存在一些问题，尤其是信息的共享集成。在分析已有内部物流系统的基础上，总结如下不足：

　　(1)信息采集的手段落后。大多数企业采用人工采集的方式，效率比较低下。即便是采用了条码技术，也不可能完全脱离人工作用，所以难以避免会出现一些差错，而且效率极低。

　　(2)采集到的信息有限。一般采集到的信息都是一些“静态”的信息，如现有库存信息、生产厂家信息、具体的销售信息等；对于“动态”的信息则极少涉及，如生产过程、库存变化、销售过程、售后服务等，因此很难进行及时监控。

　　(3)信息不能实现集成和共享。一些企业的信息化建设没有实现真正意义上的集成共享，不能实现业务信息和财务信息的自动传递，也就不能对企业实施实时控制。更有企业仍一定程度上依赖手工操作，企业的效率也就难以提高，无法从根本上降低企业的成本。另外，由于不能实现信息的集成，企业的一些有价值的信息可能不能得到应用，失去信息的功效。

　　(4)不能实现信息的追踪。由于对物流信息缺乏实时的监控，也就不能实现对过程信息的实时追踪，导致信息发布滞后。尤其是对于生产中的信息，如果出现问题，往往为了找到错误源，会花费巨大的人力、物力，影响企业的正常发展，给企业带来巨大的损失。

3 RFID在物流中的应用

　　RFID技术有着其他技术不可比拟的优势，将其与物流管理信息系统相结合，可以打造一个高速运作的供应链，不仅自动化程度高，而且运作过程高度透明化，这对于提高企业的核心竞争力有着重要的作用。

　　RFID在欧美发达国家有着广泛的应用，并且已经表现出了高度的专业性与普及趋势，具有在物流、物料管理、工业自动化和服务业领域广泛应用的前景。除了第三方物流企业之外，更多的制造企业将RFID应用在供应链管理、库存管理、配送等涉及产品流转的各个环节。瑞士德迅集团(K＆N)与德国西门子集团联合在欧美之间的供应链管理运作上率先采用无线射频识~J'J(RFID)系统。TNT也完成了涵盖从进13物流和仓储到跨国分销的供应链流程的RFID计划第一阶段的工作，转入全面推广阶段。美国联合包裹服务公司测试把RFID货运标签放在可重复使用的集装箱和运输车辆上，监控车辆和货物进出工厂。波音公司和空中客车公司合作，要求其2 000多家供应商给飞机和发动机零件安装标签。沃尔玛、Tesco、Metro三家零售企业也大力推动RFID管理货流。

　　RFID在制造企业的应用不仅会带来流通和交易成本的减少以及管理水平的提高，还可能给经济甚至是整个社会活动带来革命性的变化。但是RFID在国内的应用相对比较少，还处在起步阶段，主要有下面几种形式：一是在企业内部，如在自动化立体仓库的托盘上安置射频标签，可以明显提高管理的精细化程度，海尔、深圳白沙集团等都有这样的案例；二是用在一条供应链上，例如香港溢达集团在新疆的棉花采购流程中使用了射频标签，降低了管理成本，提高了产品质量，改善了库存的调度水平；三是在较大范围的网络中应用，典型案例是铁道部的车辆管理调度系统。

4 基于RFID的制造企业物流系统框架

　　在制造企业内部，从原材料的购买到最后成品的售出，都需要信息的详细跟踪、监控和管理。而传统的制造企业物流系统往往不能很好的实现以上功能。RFID技术以其独特的特点，广泛的应用到物流系统中后，能给制造企业带来前所未有的活力。RFID在制造企业内部的运用，主要涉及到原材料的采购、生产装配、销售以及售后的服务等。根据产品的生产过程，将企业的内部物流划分为供应链物流、生产系统物流、分销物流和售后物流。图1主要描述了物流系统框架。

4．1 原材料采购系统

　　RFID在采购领域主要应用于货物的入库工作。具体操作如图2。

　　入库时，通过在货物或者货箱上面安装RFID标签，通过装有RFID的数据管理程序，自动识别标签中的数据，不需要打开货物，便知道里面货物的情况，甚至不需要停留，就可以直接完成验收工作，进行入库管理，大大提高了工作效率。进行入库管理时，读写器会自动识别标签，将此次记录记人中间数据库中，并且将数据传递到应用系统中，修改应用系统中的相关数据，完成物资入库的操作，达到物流和信息流的一致性。入库过程中，RFID数据管理程序会根据货物的体积、大小和类别选定库位。然后把入库信息传递给货位管理，对货物进行入库存放。在存放过程中，会定期对货物进行盘点。由于RFID的使用，库存中的信息比较准确、及时，只要通过RFID手持读写器设备，在仓库中进行货物标签信息的收集，与应用系统中的数据进行核对，即可完成货物的盘点工作。

　　RFID广泛应用在采购系统中，实现动态管理。可以加快货物的存取，提高库存盘点的正确率，高效地完成仓储系统中的各种操作；可以减少库存积压，降低运营成本。

4．2 生产装配系统

　　生产装配系统利用RFID技术的主要方法是根据应用系统中产生的生产任务单设计写入电子标签的数据，如产品的用料情况、完成工位、成品时间、规格型号、检验结果、操作员等生产过程信息和产品信息，在关键的工位安装读写器以读取标签信息，指导整个生产过程。具体描述如图3。

　　生产装配系统中，依据应用系统产生的生产任务单拣货出库。从应用系统中发出拣货指令，拣货验收后出库。出库时通过RFID数据管理程序，根据出库信息自动的修改应用系统中的相关数据，保证物流和信息流的一致性。根据应用系统中数据设计的电子标签，安装在在制物品框架上，进入流程中的工序。此处的工序一般指的是具有成型或半成型的工序，因为在一些炼制的过程中，无法使用标签。在关键工序设置的读写器能够读取标签信息，使工序能严格按照标签中的指示进行，减少错误率。在成品下线时，可以把标签进行回收处理，减少使用成本。也可以保持在成品中，改写其中的数据，为下一步的销售和售后进行服务。

　　使用RFID标签后，工作人员更新生产进度、确认工序是否基本正确完成、落实物料的供应情况更加有效，RFID标签重复使用，可以节省大量成本。并且RFID自身的特点，如自动获取数据、承受恶劣环境和附着位置的任意性，使企业能准确获得相关数据，并能够传送到应用系统对数据进行实时在线分析和处理，实现了对生产的自动实时追踪与有效监控。

4．3 销售系统

　　销售系统中利用RFID技术，主要是物品从仓库售出后到达客户手中的过程。而在制造企业中，主要涉及到的是出库管理的过程。具体描述如图4。

　　销售系统中利用RFID技术，可以节约人工成本，减少错误率，提高效率，适时地改进库存管理，实现适时补货，有效地跟踪运输和库存。同时，电子标签能够对一些特殊的物品进行监控，例如具有有效期限的物品、具有特殊地位的物品等。当货物被售出时，RFID数据管理程序能够及时地报告货物情况，进行数据分析，给应用系统提供指导作用；销售过程中，如果货物数量低于库存下限，则自动给出报警，通知系统适时地补货。同时监控装有RFID标签的货物，动态地调整其位置，记入电子标签中。

4．4 售后服务跟踪

　　在售后服务跟踪中，RFID主要应用在两个方面：售后服务和维修系统。具体描述如图5。

　　货物被购买后，如果客户想要了解其中的内容，可以通过其中的标签内容查询具体的信息。物品在使用过程中如果出现故障，企业就可以根据数据库中的实时数据查找症结，比较快速地找到责任人和出现症状的环节，进行快速修正。

　　在维修环节中，当带有电子标签的物品进入维修部门时，门口的读写器读取其中电子标签的数据信息，并调用数据库中的资料，查询售出物品的客户信息，反馈给维修部门，使维修部门及时地了解物品情况，以便提供个性化服务。维修结束后，将维修记录记入维修数据库中，为下次维修提供方便。售后服务中利用RFID技术，可以提高客户的满意度，提升维修效率，进一步提升个性化服务水平，建立企业良好的信誉。目前在售后服务中运用RFID技术最为突出的是汽车行业 。

5 RFID的应用挑战

　　RFID在制造业的应用虽然具有光辉的前景，但是仍然面临着十分巨大的挑战。RFID本身是一个渐进的模式。只有信息化集中、水平比较高的企业才有实施RFID的可能。RFID只是提升企业效率的手段，并不是企业唯一的选择。

　　首先，在实施的过程中，如何保证每一个标签都能够读到是一个有待解决的问题。目前，RFID的应用主要在托盘和集装箱上，而如果涉及到很多数目的物品，这就成为一个重要的问题。在动态的情况下，以什么样的视角才能达到最好的读取效果，这些都有待进一步的测试。

　　其次，在应用RFID前，需要一个测试的过程。这个过程一般来说比较漫长，如何在保证原有生产的情况下，实施向RFID系统的平滑过渡，这对企业来说是一个很大的挑战。目前不管是RFID的实施还是测试，都是一个花费很大的工程。

　　最后，RFID的应用过程中，需求、成本和标准是影响RFID技术应用的主要因素。需求上，大部分的企业对RFID仍然采用观望的态度。因为RFID的优势是建立在信息的采集以及信息共享上，提升信息共享链条是重中之重。从成本看，标签目前的成本仍然是偏高的，特别是用在制造行业中，什么材料什么工序采用RFID系统也是一个重要的问题。应用过程中，肯定需要RFID标准，但是目前并没有一个统一的标准。

6 结论

　　虽然RFID在中国才刚刚起步，但是其巨大的潜力是有目共睹的。随着RFID技术的发展，其在制造企业内部物流中的应用也将越来越深入。其数据采集处理的优点及动态的控制能力将对物流产生深远积极的影响，全面促进物流业的发展