摘要：RFID技术是较条形码技术更为先进的自动识别技术，RFID技术应用在物流和供应链管理中，可以提高效率和准确度，改善信息共享。本文在介绍RFID技术概念的基础上，以一个世界500强企业在中国的生产工厂及其外围仓库的运作为案例，结合作者对RFID技术的理解，提出一种应用RFID技术管理生产用原材料的方案，并探讨这种方案中RFID为企业带来的业务流程改善。
关键词：射频识别、RFID系统、物流和供应链管理、外围仓库
1．前言
近两年，射频识别（Radio Frequency Identification）技术成为了人们关注的焦点。研究机构Forrester Research 认为RFID技术是2004 年四大IT 趋势之一，由RFID技术所构建的“物联网”将为世界带来革命性的变化。2004年，在RFID技术的各种用途中，RFID技术用于物流和供应链管理的比例占到29%，高于用于门禁控制的20%，更是远高于其它用途。在未来，RFID技术应用于物流和供应链管理，将是物流业的发展趋势。
目前包括沃尔玛、麦德龙、TARGET、TESCO在内的多家零售巨头都希望他们的供应商能够尽早采用RFID技术，而中国作为重要的全球采购中心，自然不能回避这个问题。此外，部分世界500强企业已经开始在美国和欧洲的生产运作中使用RFID技术对其原材料和产成品进行管理，同时他们非常希望中国的供应商、分销商及第三方物流公司能够尽快在此技术的使用上跟进。来自国际市场的多种需求给RFID 技术在中国物流业的应用与发展带来了契机，对于RFID在中国物流业的发展，从政府、企业到科研结构、学者都给予了极大的关注，RFID技术的应用已成为中国物流信息化和标准化的一个重要内容。
2．RFID技术及RFID系统简介
2.1 RFID技术简介
其实RFID技术并不是什么新事物，早在二次大战中这项技术就被应用于军事通讯，到上世纪七八十年代开始应用于一些无法使用条形码的特殊场合，比如汽车目标定位、动物跟踪等。后来又开始用于资产管理、门禁控制、身份确认等场合。近几年以来，射频识别技术开始受到重视，应用的范围也更广，包括药品管理、食品跟踪及物流管理。
RFID具有数据存储量大、可擦写、读写速度快、距离远等特点，最重要的是利用这种技术可以一次完成对多个目标的读写，因此读写效率远高于其他技术。由于具有这些特点，RFID技术与现在物流业中普遍使用的条形码技术相比，能够更加快速和实时的采集与处理信息，提高物流运作效率。
2.2 RFID系统简介
一套完整的能够用于物流管理的RFID系统应该包括以下三个部分：
2.2.1硬件
(1)应答器：即所谓的电子标签，放置在要识别的物体上，里面包含该物体的EPC(Electronic Product Code)码属性信息。通常应答器没有自己的供电电源，只是在阅读器的响应范围之内应答器才是有源的，应答器工作所需能量通过其自带的耦合元件获得。
(2)阅读器：又称扫描器，扫描应答器获取电子标签数据，取决于所使用的结构和技术，可以是读或者写/ 读装置，可分为固定阅读器和手持阅读器
(3)天线：天线是应答器和阅读器的耦合元件，阅读器通过天线发射和接收电磁波信息。为了确保处于不同角度的标签都能够被阅读器扫描到，通常一个阅读器可以接多个天线。
(4)其它设备：如扫描结果提示装置，此装置可以以发声或灯光显示提示扫描结果正确与否，方便管理人员及时对扫描结果进行判断，比如如果该装置绿灯显示说明扫描结果无误，如果显示红灯则表示结果有误；标签打印机，用于在电子标签表面打印所需要的文字和条码，有时可能仍然需要对此条码进行扫描。
2.2.2中间件
连接硬件与应用系统的软件。可以对系统连接的硬件设备进行管理，对阅读器扫描的事件进行采集，建立事件过滤规则，将事件信息分派到数据库或者web上，并且还负责驱动扫描结果提示装置。
2.2.3应用系统
管理收集来的数据，进行各种查询，并支持企业决策。这些软件可以是市面上现有的商业数据库和各种支持RFID技术的供应链系统、仓库管理系统等应用系统，也可以是面向特定行业的高度专业化的库存数据库或者是把射频识别（RFID）系统当作整个企业ERP的一部分。
3．目前存在的问题
尽管RFID 技术在物流领域有着良好的应用前景，但目前还是有许多因素制约着RFID 技术在物流应用中的快速发展：
    3.1 成本问题
    包括购买RFID系统中的硬件及中间件的成本，应用信息系统更新换代的成本，操作人员的培训成本，还可能发生一些BPR和系统实施产生的潜在的成本。目前美国一个电子标签的价格在20 美分左右，射频识别技术阅读器的价格大都在1000 美元以上，而一般的企业动辄就需要几十万甚至上百万个电子标签，安装数十台甚至上百台类似的阅读装备、打印设备，再加上购买或委托开发应用信息系统和培训费用，这显然不能适用于制造单件价格较低产品的企业。但是这种情况是暂时的，有权威机构预测，随着需求的增加，技术的进步，电子标签将会实现大规模生产，因此在未来几年内电子标签的价格有望下降到4美分以下，其它配套设备的价格也会大幅下降。
    3.2 标准问题
标准问题是制约射频识别技术推广的另一重要因素。当前世界上主要存在着两套射频识别标准：一套是Auto-ID提出的96位电子产品编码和专用协议，另一套是日本制订的128位编码及专用协议。此外，还有一些国家也在考虑制定自己的编码标准。标准不统一严重制约着“物联网”这一跨地区跨国家的全球统一的网络构建。如果各国厂家推出的RFID 产品互不兼容，那么对当前经济全球化背景下的物品流通将是十分不利的。
    3.3 安全问题
当前使用的RFID系统仍然缺乏足够可靠安全机制，如果在电子标签中存放敏感的信息而被非法窃取并使用的话，可能会带来无法估量的损失。
4．现阶段RFID技术在物流中的应用
4.1 RFID技术应用于管理产成品
目前大多数国内外专家对RFID在物流中应用的研究集中在如何管理和监控产成品方面，即产品从生产商到配送中心再到零售商这个流程，这是由于产成品包装比较规范，单位价值较高，且产成品所位于的价值链相对较长。在管理产成品方面，现阶段将会是一个RFID系统与传统条形码系统并存的阶段，将RFID 系统与条码系统结合,将电子标签的EPC码与条码关联起来，可用于智能仓库货物管理,有效地解决与仓库及货物流动有关的信息管理,不但可增加仓库单位时间的吞吐能力,还能够监控每一件产品的流动情况，提高供应链透明度。
4.2 RFID技术应用于管理原材料
其实在现代制造业的生产物流中，对原材料的管理是一个非常重要但却容易被忽视的环节。在一些行业，如制药和化工，对原材料的精确度要求是极其严格，某一种原材料出现错误将会导致全天甚至几天所生产的产品报废，但是某些原材料在外表包装上很难区分品种和精确的批号，即使贴有标签，凭肉眼判断也存在速度慢、容易出错的问题。RFID技术通过其非接触一次性快速读写多个目标的特点同样可以应用于对企业生产所需的原材料的管理上，在这一环节上发挥至关重要作用。
4.3 利用RFID技术管理原材料的优势
(1) 不存在上下游协调问题
RFID技术需要价值链上的多个企业共同实施才能充分体现出其提高运作效率及实时监控产品的价值，而目前的情况是虽然全球已经掀起了一股RFID热潮，RFID技术引起了各方面的密切关注，但是开始使用RFID设备甚至相关的信息系统的企业可谓少之又少，尤其在中国，很多业内领先的企业虽然有了对RFID技术的初步了解，但都还处于观望状态。在这种情况下，要联合供应链上的几家企业一起实施RFID项目不是一件容易的事。但是如果企业实施了VMI（Vendor Manage Inventory），多家供应商提前将原材料发运到指定仓库，或者企业租用一个仓库作为配送中心来存储供应商提供的原材料，那么企业可以不考虑上游供应商，只在外围仓库与生产工厂之间使用RFID技术，可以更好地管理库存和增强对原材料的监控。
(2) 标签可重复利用
标签成本问题对于任何一个准备实施RFID技术的中国企业来说都是一个至关重要的问题。如果使用RFID技术对原材料进行管理，那么对于原材料来说，生产工厂已是供应链的末端，在使用原材料进行生产前取下的电子标签自然可以送回外围仓库再利用（当然前提是标签采取一种可以摘除的粘贴方式）。这样，在现阶段实施RFID技术的成本就比实际小得多，达到一个企业可接受的水平。采用这种标签重复利用方式，将RFID技术用于管理由仓库到生产工厂之间的运输频率很高的原材料在现阶段就显得比较可行。
(3)不需要国际统一的标准
由于只在生产工厂与外围仓库之间使用RFID技术，不需要将产品信息通过Internet注册到物联网，也不需要将标签信息提供给其他企业或个人使用，因此就不需要考虑到目前国际上标准多样性的问题，只需要在购买设备时，选取一种国际上较为通行的标准，比如购买采用Auto-ID提出的96位电子产品编码和专用协议的标签，购买920MHz左右频段的阅读器即可。
(4)不存在安全问题
利用RFID技术管理生产用的原材料，EPC电子标签内可以只有标准的EPC编码而不包括任何与货物有关的具体信息，如果需要了解某个EPC码背后的产品信息，必须进入应用信息系统进行查询，而与EPC码有关的操作并不涉及到其他企业，因此就不存在信息被窃取的安全问题。
此外，另一个不可忽视的好处是通过这种仓库和工厂之间使用RFID技术的尝试，中国的企业可以早一步积累使用RFID系统的经验，在时机成熟时再向供应链的上下端分别延伸，更全面的应用RFID技术。
5．一个应用RFID技术管理原材料的实例
笔者有幸在一家世界500强企业的外围仓库中进行了较长时间的调研，凭借自身对其工厂和外围仓库的生产运作情况的理解，并结合正在开发的支持RFID技术的仓库管理系统，在本文中以该公司为案例提出一种使用RFID技术管理生产用原材料的方法。正如企业实施ERP系统一样，实施RFID系统往往也需要进行业务流程再造(Business Process Reengineering)，经过再造的业务流程配合RFID技术和支持RFID技术的信息系统，才能体现出技术本身的优势，因此笔者没有完全照搬该公司现有运作流程，而是根据RFID系统的要求进行了一些小小的修改，希望能给大家一些启示。
5.1 工厂、外围仓库、供应商三方关系
由于不方便透露公司名称，我们暂将其称为P公司，P公司的原材料由上千家供应商提供，其中很大部分是进口原料，单位价值较高，并且包装基本均为桶装或包装的化工产品，标准化程度较高。P公司会根据自己的产品需求预测信息向供应商发出采购订单，供应商在接到P公司的采购订单后会将货物直接发往P公司的外围仓库，外围仓库使用立体货架管理这些原材料，并按照生产工厂的生产计划每天将仓库内的原材料发往P工厂。
5.2 RFID系统选择
(1)由于可重复写入的标签价格较为昂贵，因此我们在此方案中选择一次写入重复读取的电子标签，配备阅读器，可以没有写入设备；同时由于标签需要重复利用，因此我们不在标签上打印任何信息，所以可以不配备标签打印机；需要配备一个扫描结果提示装置。
(2)关于中间件的选择，目前Oracle、SAP、IBM都有自己的中间件产品，此外其它一些公司和科研单位也在开发自己的中间件产品，目前各公司往往将中间件与RFID的应用系统配套销售。
(3)应用系统可选择自己开发一个RFID应用系统，然后与现有的WMS对接，除此之外也可以购买ORACLE、SAP等公司支持RFID设备的应用系统产品。数据库的选择包括SQL Server、ORACLE、DB2等，通常使用企业现有数据库就可以了。
值得一提的是目前只有ORACLE公司能够提供完整的从中间件到应用系统、数据库的集成化软件解决方案。
5.3应用RFID技术后的场景描述
使用RFID技术后，外围仓库的出入库场景和生产工厂的场景分别如图3、4、5所示，图中表明了外围仓库和生产工厂的区域分布以及硬件安装情况。
5.5此案例采取的RFID解决方案
(1)入库时将EPC码与订单号关联
导入或录入系统的订单有订单号、材料编码、材料名称、供应商、生产批号等信息，这样就可以实现货物EPC码与产品信息的关联。
(2)入库时货物EPC码与托盘EPC码关联
    入库扫描时，系统会将每次扫描到的一个托盘标签和若干个货物标签的EPC码进行关联，这样只要对托盘分配货位就等于为货物分配了在仓库内的货位。
(3)入库时生成提货批号
生成提货批号的原则是按照订单号和供应商批号，由于这两个编号可以确定货物生产的时间先后和入库的时间先后，因此提货批号的好处是工厂根据提货批号提货可以保证先生产的和先入库的原材料先使用。
(4)入库的货物的信息通过集成的系统接口发送到工厂的信息系统
工厂可以获得入库情况，包括出入库的订单号、货物编号、提货批号等信息，以便按照生产计划提货。
(5)出库时系统自动确定需要出库货物的货位
由于对货物的管理已经精确到每一个托盘，因此只要在系统中选择要出货的托盘，就可以在仓库相应的位置找到货物。
(6)出库时阅读器扫描，无须人工核对
拣货完成后即可出库，通过库门时通过阅读器扫描核对货物是不是应该出库的货物，在出库量大时极大提高了出库的效率。
(7)出库的货物的信息和EPC码通过集成的系统接口发往工厂
工厂提前可以按照EPC码为每一件货物分配将要送往的车间和生产线。
(8)进入工厂后通过阅读器扫描货物电子标签
工厂可以按提前分配的EPC码信息，将货物送往屏幕显示的车间和生产线，如果系统内没有货物的EPC码信息，则提示出错。此方案可以精确的管理每一件原材料，即使生产后发现有原材料存在质量问题，可以判断出使用该原材料的生产线，进而判断出问题产品。
5.6采用RFID系统后对原有流程的改善
(1) 提高运作的可见性。
由于使用电子标签管理货物，因此每一件入库、出库、及到达生产工厂的货物都可以高效率的利用阅读器识别，这样就可以监控到每一件货物所处的状态。而原有的条码则不能够提供这种高效率的识别能力，因此在频繁的出入库运作中使用条形码扫描来监控每件货物是不现实的。
(2) 增加库存精确性
同样是由于使用电子标签管理货物，EPC码是每件货物的唯一标识，通过应用系统我们可以清楚地知道每件货物存放于哪一个托盘，仓库的哪一个具体货位，还可以知道仓库的哪些货位处于闲置状态。
(3) 更快和更佳的拣货流程
托盘和货位是一一对应的，当外围仓库的管理员接到提货通知时，可以在系统内按照提货批号自动选择要发出的货物和托盘所在的库位，然后叉车司机根据这些货位拣货。这样就不会出现仓库中经常发生的货位无货，或者实际货物所在货位有偏差的现象。
(4) 减少人为错误
由于整个过程几乎是无纸化作业，只有个别非正式单据，而且完全不需要人工核对货物的正确性，也不需要人工查找货物，因此出错的几率很低。
(5) 提高运作效率
当仓库中货物出入量较小时，使用RFID技术对运作效率的提升并不明显，但当货物进出频繁时，虽然只在入库时增加了粘贴标签和系统内信息关联的步骤，却能大大提高了出库时的运作效率。
(6) 节约人力成本
在此方案中，整个运作流程需要的人工大为减少。虽然目前中国的劳动力成本依然很低，但是经济的发展无可避免的会抬高人力成本，而且如果工厂尤其是仓库中的人员过多，很容易造成管理混乱，笔者在调研期间就曾有仓库的管理员抱怨过人员太多，工作任务分配不均等问题。
6.结束语
    作为世界的“制造中心”与“消费中心”，中国是一个潜力巨大的物流市场，中国对RFID 技术的理解和运用，将对RFID技术在国际供应链的应用起到革命性的意义。从某种程度上讲，中国越早介入，越有助于引导世界R F I D 技术的发展方向，同时还能培育出一批生产RFID硬件和软件设备的本土企业。因此希望中国物流和制造企业能够抓住机遇，尽早进行RFID技术方面的尝试，争取能在RFID技术的应用方面走在世界前列。