RFID在整車物流管理中是如何應(yīng)用的

根據(jù)RFID標(biāo)簽的具體應(yīng)用場(chǎng)景，可以將RFID系統(tǒng)的應(yīng)用分為兩種應(yīng)用模式。對(duì)于應(yīng)用模式的選擇，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景環(huán)境以及擁有的技術(shù)條件，因地制宜的選擇其中的一種。本文主要介紹了RFID標(biāo)簽在整車物流的應(yīng)用模式和設(shè)備選型。

RFID的應(yīng)用模式

與目前使用范圍較廣的條形碼技術(shù)相比，RFID技術(shù)除了可以省去人工操作，還具有防磁防水、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)和識(shí)別距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)。此外，由于標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)信息可以加密并且可以修改，因此使用起來(lái)也更加方便。RFID的普及和應(yīng)用將為物流等產(chǎn)業(yè)帶來(lái)革命性變化。

由于RFID技術(shù)的特殊性，RFID在實(shí)際應(yīng)用中的模式主要體現(xiàn)為電子標(biāo)簽的應(yīng)用模式。一般表現(xiàn)為兩種模式，一種為“工具型”應(yīng)用模式;另一種為“資源型“應(yīng)用模式。

在工具型應(yīng)用模式中，是將RFID電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)成一種專業(yè)工具，該工具支持“應(yīng)用系統(tǒng)”能夠提供數(shù)據(jù)的功能服務(wù)。由于具備“自動(dòng)識(shí)別”功能，這種應(yīng)用中RFID的基本價(jià)值在于自動(dòng)采集工具，在完成被標(biāo)識(shí)物的自動(dòng)識(shí)別之后其價(jià)值就體現(xiàn)完畢。這種工具型模式的應(yīng)用系統(tǒng)，一般適用于單一的閉環(huán)作業(yè)環(huán)境，其運(yùn)行運(yùn)營(yíng)方式一般為業(yè)主“自建、自營(yíng)、自用”。工具型應(yīng)用系統(tǒng)提供的服務(wù)主要表現(xiàn)為“功能服務(wù)“，對(duì)外部的關(guān)聯(lián)采用后臺(tái)或者數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)的互聯(lián)互通關(guān)聯(lián)方式，前端RFID標(biāo)簽與讀寫器設(shè)備并不對(duì)外開放，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)系統(tǒng)是一種“閉環(huán)系統(tǒng)”。工具型應(yīng)用案例最早出現(xiàn)于西方發(fā)達(dá)國(guó)家的“電子錢包”、“電子門禁”、“身份識(shí)別”、“產(chǎn)品標(biāo)識(shí)“、“電子通行卡’’等，近年來(lái)在我國(guó)各行各業(yè)中的也有了廣泛的應(yīng)用，但是大部分都是根據(jù)國(guó)外的發(fā)明以及形成的范例和運(yùn)作模式移植而形成的市場(chǎng)應(yīng)用，以閉環(huán)式工具型應(yīng)用為主體。但近年來(lái)RFID標(biāo)簽應(yīng)用中價(jià)格敏感度在逐步上升，成本問(wèn)題越來(lái)越受到應(yīng)用業(yè)主的關(guān)注，單純依靠單個(gè)應(yīng)用主體承擔(dān)全部費(fèi)用。在此情況下，要實(shí)現(xiàn)這種閉環(huán)式工具型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的發(fā)展和應(yīng)用，重點(diǎn)需要突破RFID標(biāo)簽低成本瓶頸，以達(dá)到人們預(yù)期目標(biāo)一一相對(duì)較低的價(jià)格，至少與目前廣泛使用的條形碼價(jià)格相似。

隨著RFID在我國(guó)制造業(yè)的廣泛應(yīng)用，RFID在制造業(yè)中應(yīng)用模式也受到了人們的關(guān)注，人們?cè)噲D以制造業(yè)為突破口，同時(shí)將RFID在應(yīng)用領(lǐng)域中的“模式”形成一種“范式”加以推廣，使得該模式能夠復(fù)制或者移植到其他行業(yè)中去。文獻(xiàn)［7］和［16］將RFID在制造業(yè)中的應(yīng)用分為水平分布式應(yīng)用（沿著物理的、企業(yè)范圍內(nèi)的空間）和垂直分布式應(yīng)用（沿著信息層次）兩種方式（模式），在水平分布式應(yīng)用模式中，系統(tǒng)部署有三個(gè)選擇層次，即集中實(shí)現(xiàn)、單元級(jí)分布以及PLC設(shè)備級(jí)分布，實(shí)現(xiàn)RFID信息在控制高層MES客戶端的集成：在垂直分布式應(yīng)用中，RFID信息只在需要被使用的控制層中得到利用，數(shù)據(jù)不需要貫穿整個(gè)系統(tǒng)層次路徑。從根本上來(lái)看，無(wú)論是水平分布式應(yīng)用還是垂直分布式應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)的是RFID系統(tǒng)的部署方法或者模式，RFID的應(yīng)用場(chǎng)景，仍然只限于單個(gè)企業(yè)，RFID所充當(dāng)?shù)慕巧?，依然是一個(gè)信息采集手段，所采集到的信息并沒(méi)有在作為產(chǎn)品整個(gè)生命周期的一種信源信息，因此從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，這兩種應(yīng)用仍然屬于閉環(huán)式工具型的應(yīng)用。

資源性應(yīng)用模式是把RFID電子標(biāo)簽的設(shè)計(jì)開發(fā)為“信源’’，將電子標(biāo)簽作為被標(biāo)識(shí)物的“身份特征信息”和“管理基礎(chǔ)信息”，為被標(biāo)識(shí)物建立“電子鏡像”并映射在基于RFID技術(shù)所建立的“數(shù)字化虛擬環(huán)境“中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被標(biāo)識(shí)物實(shí)景的信息描述，支持面向被標(biāo)識(shí)物的“信息資源”開發(fā)利用。這種“資源型”的應(yīng)用系統(tǒng)，提供的主要是“信息服務(wù)”，與后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密切相關(guān)。資源型應(yīng)用系統(tǒng)的核心是“信息公共服務(wù)平臺(tái)”，需要一種商業(yè)化的運(yùn)作模式，需要多個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)同合作，對(duì)外提供的是“社會(huì)化服務(wù)“。在這種模式下，打破了原有的單一型應(yīng)用主體的界限，涉及的價(jià)值鏈長(zhǎng)、服務(wù)節(jié)點(diǎn)多、服務(wù)面廣、服務(wù)內(nèi)容豐富，因此其應(yīng)用成本在眾多的服務(wù)環(huán)節(jié)被分解，由多個(gè)應(yīng)用主體共同分擔(dān)費(fèi)用成本，因而系統(tǒng)整體“性價(jià)比”高。這種資源型模式的應(yīng)用系統(tǒng)，一般適用于開環(huán)作業(yè)環(huán)境。就RFID國(guó)際應(yīng)用情況來(lái)看，這種開放式的應(yīng)用還沒(méi)有得到普及。特別要強(qiáng)調(diào)的是“資源型應(yīng)用“使RFID技術(shù)成為了一種特殊的信息資源開發(fā)應(yīng)用技術(shù)，而不僅僅是作為一種“標(biāo)識(shí)”技術(shù)和“識(shí)別”技術(shù)，它注重的是跨平臺(tái)的RFID信息服務(wù)體系和跨平臺(tái)的交換技術(shù)的建設(shè)，并建立廣泛的RFID信息采集體系和共享體系，對(duì)所有的環(huán)節(jié)采集的信息進(jìn)行分散存儲(chǔ)和統(tǒng)一交換，建設(shè)成行業(yè)、區(qū)域的RFID應(yīng)用信息的社會(huì)化公共平臺(tái)。在資源型應(yīng)用模式下，從RFID技術(shù)核心價(jià)值出發(fā)，可以從兩個(gè)方向構(gòu)建系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值：前端方向和后端方向。前端方向著重對(duì)作為被標(biāo)識(shí)物信源的RFID標(biāo)簽的開發(fā)，通過(guò)對(duì)標(biāo)簽的多環(huán)節(jié)、多用途、多服務(wù)對(duì)象的設(shè)計(jì)，構(gòu)建以標(biāo)準(zhǔn)信源為基礎(chǔ)的價(jià)值鏈。后端方向體現(xiàn)于RFID應(yīng)用系統(tǒng)的后臺(tái)，通過(guò)采集被標(biāo)識(shí)物的各種信息形成資源數(shù)據(jù)庫(kù)，然后再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，形成“服務(wù)信息”。雖然前端方向的價(jià)值鏈構(gòu)建模式是一種理想的、技術(shù)核心價(jià)值發(fā)揮最充分的應(yīng)用模式，但對(duì)于RFID的應(yīng)用技術(shù)要求高，實(shí)現(xiàn)難度大。同時(shí)，由于后臺(tái)系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘、分析技術(shù)相對(duì)成熟，對(duì)各種不同格式數(shù)據(jù)的編碼和解碼也相對(duì)容易。

應(yīng)用模式選擇

就整車物流管理而言，當(dāng)前業(yè)務(wù)中由于人工介入過(guò)多而造成的效率地下、頻頻出錯(cuò)現(xiàn)象，在很大程度上是由于缺乏信息管理手段，前文已經(jīng)分析過(guò)，現(xiàn)有流程中一個(gè)明顯的弊端在于缺失適合的信息采集與管理平臺(tái)。而RFID的出現(xiàn)正好可以彌補(bǔ)這一信息采集手段的缺位，盡管在現(xiàn)有的整車物流管理中引入RFID成本后會(huì)帶來(lái)相關(guān)成本的增加，但是如果能夠?qū)FID應(yīng)用帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)惠及到各個(gè)相關(guān)管理領(lǐng)域，即除了整車物流管理外，還包括處于供應(yīng)鏈上游的制造過(guò)程中的產(chǎn)品管理以及公路運(yùn)政管理、口岸通關(guān)管理、停車場(chǎng)管理、小區(qū)管理等領(lǐng)域，那么RFID的應(yīng)用價(jià)值將會(huì)得到進(jìn)一步提升，RFID應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益將會(huì)大大增加。在這種情況下，RFID的應(yīng)用成本被眾多環(huán)節(jié)稀釋，自然而然的分?jǐn)偟秸囄锪鞴芾碣M(fèi)用將會(huì)顯著降低。

在整車生命周期中，整車從下生產(chǎn)線出廠到最終報(bào)廢，期間經(jīng)歷許多的管理環(huán)節(jié)，產(chǎn)生眾多的管理信息，有從汽車制造廠商角度來(lái)看的有關(guān)整車的生產(chǎn)信息，有從物流企業(yè)角度來(lái)看的有關(guān)整車的運(yùn)輸信息，有從倉(cāng)庫(kù)管理角度來(lái)看的整車倉(cāng)儲(chǔ)信息，有從車輛交通管理部門角度來(lái)看的交管信息，還有從消費(fèi)者角度來(lái)看的整車使用信息（維修狀況、計(jì)費(fèi)狀況等）等，在這一系列管理過(guò)程中，如果每個(gè)管理過(guò)程對(duì)RFID的應(yīng)用都各自為政，將會(huì)造成RFID的使用形成“RFID信息孤島’’的局面，不但會(huì)增加單個(gè)管理領(lǐng)域的成本，而且會(huì)大大降低了RFID的整體經(jīng)濟(jì)效益。閉環(huán)式工具型的應(yīng)用雖然部署簡(jiǎn)單，后臺(tái)系統(tǒng)的開發(fā)工作量也相對(duì)較小，但從各個(gè)行業(yè)各個(gè)企業(yè)整體來(lái)看，不利于對(duì)信息資源的深度開發(fā)利用，從而在一定程度上影響到國(guó)家整體的信息化進(jìn)程。因此，伴隨著整車物流管理領(lǐng)域?qū)FID應(yīng)用的實(shí)際需求，對(duì)RFID的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)著眼于宏觀汽車產(chǎn)業(yè)鏈，除了要發(fā)展RFID標(biāo)識(shí)應(yīng)用的同時(shí)，還要推進(jìn)系統(tǒng)化的應(yīng)用;在發(fā)展RFID產(chǎn)品制造業(yè)、物流業(yè)的同時(shí)，著力推進(jìn)開環(huán)應(yīng)用模式;促進(jìn)“功能服務(wù)”向“信息服務(wù)”轉(zhuǎn)化，使得作為信源的同一個(gè)電子標(biāo)簽，在各個(gè)管理領(lǐng)域采集到的信息能夠進(jìn)行綜合開發(fā)，為各應(yīng)用主體提供不同的信息服務(wù)。從這方面來(lái)說(shuō)，作為出廠后汽車生命周期首個(gè)管理環(huán)節(jié)，對(duì)于RFID的應(yīng)用需求，發(fā)源于整車物流管理，但又不僅僅局限于物流管理。當(dāng)然這種開環(huán)式資源型應(yīng)用模式，需要?jiǎng)?chuàng)新商業(yè)模式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)，也需要政府的引導(dǎo)和信息運(yùn)營(yíng)商推動(dòng)?；谏鲜隹紤]，為使RFID價(jià)值和效益的最大化，在整車物流管理中，嘗試性的選取資源型應(yīng)用模式，并且基于該模式下的價(jià)值鏈的構(gòu)建方式為一應(yīng)用后臺(tái)為基礎(chǔ)的價(jià)值鏈。盡管本文研究的是RFID在整車物流中的應(yīng)用方面，但是就RFID采集到有關(guān)整車信息，卻不僅僅只限于整車物流管理中的應(yīng)用，其服務(wù)對(duì)象還可以拓展到經(jīng)銷商、消費(fèi)者甚至交管部門。整車物流管理中RFID核心價(jià)值鏈可以采用后端方向上的以應(yīng)用系統(tǒng)后臺(tái)為基礎(chǔ)的價(jià)值鏈，如圖一所示。

圖一 以應(yīng)用后臺(tái)為基礎(chǔ)的價(jià)值鏈

圖中，以RFID系統(tǒng)采集到的被標(biāo)識(shí)物的信息首先被存儲(chǔ)到統(tǒng)一的信息資源庫(kù)中，然后，各個(gè)對(duì)象的服務(wù)通過(guò)信息資源庫(kù)的信息挖掘等手段獲得服務(wù)。其顯著特點(diǎn)是以采集到的信息為基礎(chǔ)，依靠挖掘等數(shù)據(jù)開發(fā)技術(shù)，面對(duì)多元服務(wù)。在整車物流管理的各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，分布在不同空間的RFID信息采集系統(tǒng)將整車信息采集到一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)中，整車的信息經(jīng)過(guò)處理后，可以得到較為統(tǒng)一的運(yùn)輸信息（訂單用戶和經(jīng)銷商所關(guān)注的）、倉(cāng)儲(chǔ)信息（物流公司所關(guān)注的）等。

RFID系統(tǒng)設(shè)備選型

確定應(yīng)用模式后，接下來(lái)就是進(jìn)行有關(guān)RFID設(shè)備的選型工作了。應(yīng)當(dāng)在充分弄清RFID技術(shù)特性原理的基礎(chǔ)上結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)備的選擇。

（1）影響選型的因素

對(duì)于RFID的兩種應(yīng)用模式，無(wú)論采用哪種模式，都必須結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇RFID的設(shè)備類型，以此作為應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集的依托。目前各種RFID廠商生產(chǎn)的設(shè)備琳瑯滿目，僅就電子標(biāo)簽而言就有礦用型標(biāo)簽、雙向型標(biāo)簽、查找型標(biāo)簽等等。這些特定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都是與具體的環(huán)境進(jìn)門結(jié)合的，有著特定的場(chǎng)景需求。因此，對(duì)整車物流管理，各種RFID設(shè)備選型之前需要事先清RFID應(yīng)用特點(diǎn)，即影響RFID系統(tǒng)使用的因素。

1）標(biāo)簽識(shí)別距離。識(shí)別距離的遠(yuǎn)近應(yīng)該是RFID.系統(tǒng)選型要考慮到的一個(gè)重要因素。對(duì)于不同的距離，設(shè)備特別是電子標(biāo)簽的選擇有著非常大的區(qū)別，主要體現(xiàn)于標(biāo)簽的工作頻率上面。在整車物流管理中，要充分考慮到獲取車輛標(biāo)簽信息時(shí)，對(duì)車輛識(shí)別的距離范圍，該距離既不能過(guò)近而可能導(dǎo)致“群讀”現(xiàn)象，又不能過(guò)遠(yuǎn)而產(chǎn)生漏讀錯(cuò)讀現(xiàn)象。其中，要特別注意汽車進(jìn)出車庫(kù)時(shí)為讀取隨車電子標(biāo)簽信息而部署的RFID的閱讀器和車輛之間的距離，因?yàn)檫@個(gè)環(huán)節(jié)不但涉及到對(duì)車輛狀態(tài)信息的獲取，而且還涉及到車庫(kù)車輛信息的統(tǒng)計(jì)。

2）讀取標(biāo)簽的方向性?？紤]到整車物流的特點(diǎn)，無(wú)論在車輛下生產(chǎn)線出總裝環(huán)節(jié)，還是車輛進(jìn)出各個(gè)車路或者經(jīng)銷商的環(huán)節(jié)，對(duì)這些車輛的物流操作管理整車基本上都是向生產(chǎn)線一樣連續(xù)作業(yè)的。由于RFID的技術(shù)特征，RFID可以同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽，然而這恰恰對(duì)整車物流進(jìn)出各個(gè)物理環(huán)節(jié)進(jìn)行信息采集時(shí)所不利的，對(duì)車輛電子標(biāo)簽信息的讀取也應(yīng)當(dāng)按照有序的原則，逐個(gè)進(jìn)行。因此要顧及到標(biāo)簽讀取的方向性問(wèn)題，對(duì)讀取的順序性要求越高，則相應(yīng)的讀取的方向性就要求越強(qiáng)。

3）使用成本和壽命。作為一項(xiàng)能夠自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)，RFID的應(yīng)用已經(jīng)有幾十年的歷史，在歐美等一些發(fā)達(dá)國(guó)家，RFID系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于多種領(lǐng)域，在制造業(yè)、物流業(yè)等行業(yè)都有成功的應(yīng)用范例。但是當(dāng)前還沒(méi)有出現(xiàn)普遍應(yīng)用的現(xiàn)象，其中一個(gè)主要原因是RFID的應(yīng)用成本還沒(méi)有達(dá)到預(yù)期，成本價(jià)格是制約RFID技術(shù)發(fā)展的主要因素之一n引。而且工具型應(yīng)用使得RFID的應(yīng)用成本集中于應(yīng)用業(yè)務(wù)一家，很難通過(guò)應(yīng)用共享的方式分?jǐn)偝杀?。整車物流管理中同樣考慮到RFID的應(yīng)用成本，特別是電子標(biāo)簽的成本。此外RFID的壽命也是應(yīng)當(dāng)考慮的一個(gè)因素，在總的購(gòu)置費(fèi)用一定的情況下，選擇使用壽命長(zhǎng)的產(chǎn)品可以間接的降低應(yīng)用成本。

（2）代表產(chǎn)品選擇

綜合分析整車物流相關(guān)操作中的業(yè)務(wù)，一般情況下，要求對(duì)整車物流信息的采集距離基本上在10米以內(nèi)，距離過(guò)大不利于管理操作，過(guò)小不利于車輛之間的距離控制。因此從距離的因素上看，滿足該條件的電子標(biāo)簽，其工作頻率應(yīng)該為超高頻，即頻率范圍在30-1000MHz，根據(jù)目前該頻段的使用，典型的平率為433.92MHz和862（902）一928MHz。另外，由于RFID的應(yīng)用模式采用的是資源性模式，RFID標(biāo)簽不僅僅為整車物流管理環(huán)節(jié)應(yīng)用，還要能夠?yàn)樯孳嚻渌芾憝h(huán)節(jié)應(yīng)用，由此對(duì)標(biāo)簽的質(zhì)量和壽命要求較高，可以選擇無(wú)源標(biāo)簽。無(wú)源標(biāo)簽體積小重量輕，可以按照要求制作成各種形狀安裝于車體之上，并且其工作環(huán)境限制的較少。

為了防止對(duì)車輛信息的群讀，在閱讀器與標(biāo)簽工作的時(shí)候，盡可能的使閱讀器每次只能讀取一個(gè)車輛上的電子標(biāo)簽，要滿足這個(gè)要求，除了可以控制閱讀器天線安裝擺放位置，通過(guò)物理的方式實(shí)現(xiàn)外，更重要的是要選取天線的極化方式。天線的極化方式有線性極化和圓極化等方式，雖然在大多數(shù)場(chǎng)合由于標(biāo)簽的方位是不可知的，采用的是圓極化和現(xiàn)行計(jì)劃相結(jié)合的方式，但是由于整車物流數(shù)據(jù)采集的特殊性應(yīng)當(dāng)選取線性極化方式的閱讀器天線。

在確定了整車物流中RFID系統(tǒng)的工作頻率和讀寫器天線的極化方式后，對(duì)于讀寫器的選擇相對(duì)固定。隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，讀寫器的價(jià)格會(huì)進(jìn)一步降低，性能將進(jìn)一步提高，讀寫器設(shè)備朝著模塊化、智能化等方向發(fā)展。在整車物流管理中，需要兩種類型的閱讀器，即固定式讀寫器和手持式讀寫器。固定式讀寫器安裝在整車物流的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，采集車輛的物流狀態(tài)等信息，手持式讀寫器則用于車庫(kù)的日常盤存和庫(kù)區(qū)車位的管理盤缶守。

綜上所述，整車物流管理中，RFID系統(tǒng)的工作頻率為超高頻，標(biāo)簽類型為無(wú)源標(biāo)簽，天線極化方式為線極。根據(jù)目前市面上出現(xiàn)的RFID產(chǎn)品，研究中選擇的RFID系統(tǒng)生產(chǎn)廠家是遠(yuǎn)望谷信息技術(shù)股份有限公司，具體設(shè)備參數(shù)如下：

1）電子標(biāo)簽：遠(yuǎn)望谷XCTF-8405，符合ISOl800-6C（EPC C1G2）工作頻率902-928MHz，中心頻率915MHz。

2）固定式閱讀器：遠(yuǎn)翔XCRF一804，具有強(qiáng)大的API接口，支持固件升級(jí)。

3）手持式閱讀器：XC2900型，符合ISO 18000-6B、ISO 18000-6C（EPCC1G2）雙協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，融合幾乎所有無(wú)線無(wú)線通信技術(shù)。

4）天線：ST一900R1型天線，垂直化極化方式，N型接頭形式。具有防水、防酸、防霉菌等功能，同時(shí)具有避雷保護(hù)功能，承壓性強(qiáng)。

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