ＲＦＩＤ在物流管理中的战略价值与挑战

姬鸿恩

摘要:射频识别是物流行业中的数据采集技术之一,能为物流和供应链管理提供大量准确和实时数据,为提高供应链敏捷性、透明度提供潜在的解决方案。但RFID技术的大规模应用取决于RFID系统能否与企业内外物流信息系统有效集成,企业能否分析数量巨大的数据,以及是否顺利实施和RFID技术采纳相关的组织流程和文化的重新设计。

关键词:射频识别;物流管理;供应链;战略价值

中图分类号:F716 文献标识码:A

Abstract: Radio Frequency Identification, which is the one of data collection technologies in logistics management, can be used to provide a lot of aureate and real-time data for logistics and supply chain management. The adoption of RFID could provide potential solutions to enhance supply chain agility and transparency. However, the large-scale successful application of RFID technology in logistics management depends on whether RFID systems was effective integrated with enterprise logistics information systems, and whether the large quantities of data was analyzed by enterprise, and whether the organizational processes and culture reengineering associated with the adoption of RFID were successful implementation.

Key words: radio frequency identification; logistics management; supply chain; strategic values

0引言

随着市场全球化和竞争的加剧,企业日益认识到企业之间的竞争最终是供应链之间的竞争。整个业务活动的透明度(Visibility),从需求预测到原材料采购,制造到发送,对供应链竞争都非常关键。客户不再容忍在反应时间上的拖延,供应链中的利益相关者需要及时信息来计划、组织和控制供应链活动。因此,最有效的供应链网络在实质上是动态的,在结构上是分布式的,同时充分利用实时分析。

信息技术在支持供应链竞争中起着关键作用,对管理者而言,最重要的是如何利用新兴技术获得竞争优势。射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)在物流中的应用,为解决困扰过去供应链中项目/货物透明度问题提供潜在的解决方案。RFID不仅能够识别单个的货盘、集装箱和货物,同时包括物体与物体之间、各组织之间以及空间和时间的关系。因此,RFID技术应用在物品流通环节,能实现物品跟踪与信息共享,彻底改变传统的供应链管理模式,提高企业的运行效率[1]。

1RFID系统概述

RFID技术有助于改善企业物流及供应链管理能力,因此成功的RFID技术和其它移动服务能够显著地影响企业向消费者提供产品和服务的能力[2]。同时,RFID在其他领域也有很大的应用潜力,例如,制造、售后服务支持和整个产品生命周期管理

等[3]。RFID系统可以用来识别各种类型的对象,例如制成品、动物以及人等。同时,RFID技术支持广泛的应用,包括:资产管理和跟踪,产品制造,客户服务,访问控制和自动支付等[4]。

每个RFID系统有不同的组成部分和定制化特征,以便支持企业特定业务流程。依据其应用的行业和企业,RFID系统可能非常复杂,具体实现也可能存在很大差别。从概念上来说,RFID系统有三个子系统组成(见图1)[1,5]:(1)射频(Radio Frequency,RF)子系统。应用无线通讯技术进行识别和相关的处理,采集数据。(2)中间件(Middleware)。提供自动识别技术和应用系统软件之间的通讯接口,将RF子系统采集的数据转换成应用系统软件可以识别和利用的信息。(3)企业子系统。包括各种应用系统软件和网络基础设施,可以存储和分析采集的数据,将数据转换成为支持业务流程的有用信息。

1.1RF子系统。RF子系统由标签和读写器组成。

RFID电子标签中植有IC芯片,保存有约定格式的电子数据。在实际应用中,标签一般附着在待识别物体的表面,或者嵌入物体内部。每个标签有一个唯一的标识符,并可能具有其他功能,如存储更多数据的内存、环境传感器和安全机制等。

读写器是RFID系统中核心部件,在规定的技术条件和标准下,读写器和标签之间通过天线进行无线通信。在有效读写区域内,识别各个物体上的标签,读出标签的信息和时间。

RF系统能够识别高速运动物体,同时具有抗恶劣环境、可同时识别多个对象、保密性强和标签具有可读写能力等突出特点。

1.2中间件。RFID系统的中间件负责为企业子系统整理从RF子系统中收集的数据,从而直接支持业务流程,实现RFID硬件及应用系统之间信息的交互和管理。中间件在RFID系统中起到一个中介的作用,它屏蔽RF子系统的复杂性和实施细节,这可以让企业应用系统的开发者好用户将精力集中在RFID数据的业务意义上,而不是复杂的无线通信。

中间件的作用主要包括两个方面:(1)系统管理者用中间件监控和管理读写器。操纵和控制读写器按预定的方式工作,保证不同读写设备之间的协调配合。(2)数据过滤。中间件筛选过滤来自读写器的重复、不完整和错误数据,将真正有效数据传送给应用系统。中间件的过滤功能在大量标签非常接近、具有条件性射频环境中非常重要。

RFID系统中的中间件能为企业带来如下几方面的益处[1]:(1)实施RFID的企业,不需要进行重复代码开发便可完成RFID数据导入,能够极大缩短企业实施RFID项目的周期。(2)当企业数据库或应用系统发生更改时,对于RFID项目而言,只需改变中间件的相关设置即可将RFID数据导入新的企业应用系统。(3)当RFID项目的规模扩大时,例如增加读写器的数量,或其他类型的读写器,或者新增企业仓库,只需对中间件进行相应的设置,便可完成RFID数据导入,而不必进行程序代码开发。

1.3企业子系统。企业子系统可以存储和分析采集的数据,将数据转换成为支持业务流程的有用信息。企业子系统包括企业分析应用和网络基础设施。

企业分析应用由数据库、数据处理软件和Web服务组成,基于业务需求和用户指导处理中间件输出的数据,包括所支持的每个业务流程的业务逻辑。例如,RFID系统中的分析应用对物流的支持可能包括自动化库存管理、采购、运输、接受和账单等。

网路基础设施使得RF子系统、中间件和企业子系统之间的相互通信成为可能,重要的网络基础设施包括网络的物理和逻辑拓扑和数据通信协议等。

2RFID现代物流系统中的应用

在供应链运转时,企业必须实时掌握链上的商流、物流、信息和资金的流向,才能使企业实现最大的效率和效力。在物体跨组织流动过程中,采购、仓储、生产、包装、装卸、流通加工、配送、销售到服务的各个环节处于松散的状况,商流、物流、信息和资金随时间和位置的变化而变化[6]。RFID技术可以有效解决供应链上各项业务运作资料的输入与输出、业务过程的控制与跟踪,同时实现信息的实时共享。

RFID技术区别于传统条形码各项技术特征,将物料的精细化管理触角深入到物流管理每个环节,无论是质量控制、自动化管理、产品的生命周期管理,或是装箱销售、出口验证、到港分发、零售上架等各个物流环节都将带来难以置信的便利和高效。RFID技术在现代物流管理过程的应用类型包括[5]:

(1)资产管理(Asset Management)。基于RFID的资产管理是指管理库存的任何可标签的物品,相比条形码技术有显著的优势。RFID系统能够几乎同时非接触识别多个物体,增加一般资产管理的速度,从而提高运营效率和效益。

例如RFID可以用于智能货架和智能机柜,通过跟踪物品的进出,自动保持持续的库存物品,当库存水平低时实现自动订货。自动货架还可用于防盗,当许多高价值货物在同一时间被取走时,可以提醒工作人员或者启动摄像设备记录这一事件。

(2)跟踪(Tracking)。跟踪用来确定一个物品的位置,更准确的说是最后一个探测到存在标签的读写器的位置。多数的跟踪应用是资产管理系统的一部分。跟踪系统需要多个读写器,中央系统可以集合和关联来自各个读写器的信息。

(3)真实性验证(Authenticity Verification)。在真实性验证应用中,标签提供被标签物品来源的证据,真实性验证经常和跟踪应用结合。原始来源在标签中创建一个初始交易记录,无论是在标签中还是在企业子系统的数据库中。当读写器随后通过标签查询时,就可以确定它是否来自真确的来源。对于真是验证系统,为了提供适当水平保险系数,通常结合加密技术和机制以防止克隆。

(4)匹配(Matching)。在匹配应用中,两个标签物品相互比较,当一个物体之后搭配了错误的标签物品时触发信号。例如可以讲航空乘客和托运行李匹配,从而防止盗窃和无意的错误。

(5)流程控制(Process Control)。流程控制是指利用与标签相关的信息使得业务流程采取定制行为,通常流程控制在制造流程中可以为产品设计的变化提供便利。例如在制造工厂中,装配线上的产品框架可以贴上标签,标签带有最终产品的设计特征。在装配流程的每个位置,读写器读出标签信息并采取适当的行为,例如装配特殊的部件或者喷涂特殊颜色。在另一典型应用中,和标签相连的传感器可以测量一些环境因素,例如温度、湿度或者震动等。传感器信息可以用来做出和标签物品有关的决定,例如,易腐烂产品如果暴露在室温环境超过极限时间可能要丢弃。

和上述其它应用不同,标签之外的额外信息通常与每个标签相关,从而增加了系统的复杂程度。实施组织在设计中需要考虑更多问题,例如要准确决定什么信息需要记录,如何保存这些信息,同时如何保护客户的隐私。

(6)访问控制(Access Control)。访问控制系统可以自动检查个人是否授权访问某一设施或者访问某一信息系统。通常访问控制系统可以分为两类:一类是在线系统。在线系统中读写器和中央计算机相连,每个识别卡属于特定个人,读写器通过中央计算机提供个人可以访问相应区域的支持。因为这一系统是联网的,中央计算机可以为每个读写器提供最新的访问控制列表。另一类是离线系统,离线系统是不联网的。

(7)自动支付(Automated Control)。RFID技术可以自动化各种财务活动,例如收费的公共交通系统、信用卡的零售支付、燃油费等。和其他支付方式相比,其最大优势在于速度和便利,当然也不需要支付者交换现金或信用卡。

物流管理通常需要同时使用多种上述RFID应用类型,例如资产管理、跟踪、流程控制、真实性检验和支付系统等。物流管理系统的一个重要特征是跨越多个组织,每个组织使用的RFID技术能和其他组织互操作。理想情况下,产品在制造流程某一阶段附上标签,因而产品在供应链每个阶段的信息都能被记录。当产品在供应链中运输到最终用户,直至售后服务,每个供应链参与者都将标签指向特定物品。另外,供应链系统还可以使用主动式标签跟踪大型对象,例如集装箱,这些集装箱上的标签能存储每个集装箱的载货单,当集装箱货物变化时载货单可以自动更新。

物流RFID系统的信息收集能带来许多收益,更准确的说,跟踪产品的整个生命周期,整个供应链的参与者能够实现订单速度和准确改善、自动发票和支付、减少供应短缺和库存水平、减少货物损失。此外,基于RFID物流管理能够给供应链提供更好的透明度,从而确定流程瓶颈,有针对性的召回,以及准确的市场调研等。

3RFID实施的战略价值和挑战

企业在开发、采纳和实施RFID系统时,RFID技术的有效使用面对诸多挑战,诸如标准不统一、抗干扰问题、信息安全问题、成本问题以及应用环境问题,这些问题在许多文献中有详细的论述[3-6]。

Hau L. Lee认为Wal-Mart、DELL和Amazon获得竞争优势不是由于供应链更有效率,只有当供应链具有敏捷性、适应性和协作性时,才能为企业带来持续的竞争优势[7]。RFID技术支持的物流和供应链管理战略价值的实现,依赖于对下述应用挑战的应对[8]:

(1)实现RFID系统价值一个重要因素是与企业内外系统的集成。RFID系统和其他系统的集成面临两个问题:跨应用集成和跨平台的中间件连接。跨应用集成的程度意味着今天的系统处理RFID系统产生的庞大数据流的新的实时能力,新的信息中介基础上的系统集成和分析软件带来的四溢数据洪水成为关注的焦点。RFID影响的许多系统的遗留系统方面也需要同时解决,但没有第三方RFID中间件帮助减少基础设施转型困难,以及使新旧系统协同工作,过大的变革和更新成本将使企业难以承受。

(2)围绕RFID技术新兴能力重新设计组织流程。RFID技术的采纳和使用,对组织首要的积极影响是组织拥有丰富的与业务流程控制和完善相关信息,因此,企业如果希望充分利用RFID投资,需要提供使这些数据有意义的新的系统能力。

(3)使用以流程为中心的分析软件,将数据转化为管理上有用的信息。RFID系统产生的大量信息,信息过载又成为数据分析的机遇和挑战。研究表明,一些新的技术例如数据挖掘技术和管理大规模数据的数据仓库技术,能够帮助组织利用巨大的数据收集能力。决策科学帮助管理者了解如何做出实时决策,客户导向的RFID应用收集的数据分析产生的商业智慧可以更好的服务客户。

4结论

尽管处于应用和推广的初级阶段,但射频识别(RFID)系统的价值已经得到零售商、制造商、医药界和政府机构的广泛认同。通过分析RFID数据,可以帮助企业减少不确定因素,提高物流和供应链运行效率,充分利用企业资源,提高客户服务水平,更全面掌握企业和供应链的运营状况。综合上述分析,RFID技术在物流和供应链领域应用具有潜在的战略价值。然而,RFID技术的有效应用也存在着极大的挑战。采纳RFID技术的企业,必须建立相关的战略规划,处理和RFID相关的组织流程的再设计和改善,集成RFID系统和企业应用系统(如供应链管理系统、ERP、运输管理系统、仓库管理系统等),集成、组织和分析RFID数据、企业内外部的供应链数据和ERP数据。

参考文献:

[1] 宁焕生,王炳辉. RFID重大工程与国家物联网[M]. 北京:机械工业出版社,2009:186.

[2]Clarke I. Emerging value propositions for m-commerce[J]. Journal of Business Strategies, 2001,18:133-148.

[3]Lee H., O. Ozer. Unlocking the Value of RFID[J]. Production and Operations Management, 2007,16(1):40-64.

[4]Asghar Sabbaghi, Ganesh Vaidyanathan. Effectiveness and Efficiency of RFID technology in Supply Chain Management: Strategic values and Challenges[J]. Journal of Theoretical and Applied Electronic Commerce Research. 2008,3(2):71-81.

[5]Karygiannis T.B., G. Eydt, L.B. Barber. Guidelines for securing radio frequency identification(RFID)systems: Recommendations of the National Institute of Standards and Technology[R]. Information Technology Laboratory, National Institute of Standards and Technology, 2007.

[6] 陈宏武. RFID技术在现代物流环节的应用分析[J]. 佛山科学技术学院学报,2008,26(6):15-19.

[7]Hau L. Lee. The Three Triple-A Supply Chain[J]. Harvard Business Review, 2005,82(10):1-12.

[8]Curtin, J., Kauffman, R. J., Riggins, F. J. Making the ‘most Out of RFID Technology: A Research Agenda for the Study of the Adoption, Usage and Impact of RFID[J]. Information Technology and Management, 2007,8(2):87-110.

[9]Lefebvre L. et al. RFID as an enabler of B-to-B e-Commerce and its impact on business processes: a pilot study of a supply chain in the retail industry[J]. Proceedings of the 39th Annual Hawaii International Conference on System Sciences, Hawaii, 2006(5):1-10.