RFID技术在汽配管理系统中的应用

   1、引言

    汽车由大量的零部件组成，且由于车型不同，配件种类繁多。目前配件销售普遍采用仓储式的管理销售方法，人工管理效率低，人员的劳动强度大，同时不利于信息的收集、整理与流通，因此汽配管理实现计算机管理很有必要。射频识别(RFID，即Radio Frequency identification)技术是目前比较热门的一项技术，将其应用于汽配仓库管理中，能有效地解决对仓库物资流动有关信息的管理问题。

    2、RFlD概述

    射频识别(RFID，即Radio Frequency identification)产品是集计算机技术、信息采集处理技术、无线数据传输技术、网络数据通信技术、机械电子自动控制技术等多学科综合应用为一体的自动化控制产品，可实现对各类物体、设备、车辆及人员在远距离不同状态(移动、静止)下的自动识别。

    RFID系统由软件、硬件两部分组成：软件部分包括应用软件和嵌入式软件，它们共同支撑着整个系统的运行，用于完成信息采集、识别、加工及传输；硬件部分由发射天线、接收天线、天线调谐器、读写器和标签等组成，用于完成信息采集和识别，实现预设的系统功能和信息化管理目标。RFID类似于条码扫描，对于条码技术而言，它是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光信号将信息由条形磁传送到扫描读写器；而RFID则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID单元，利用RF信号将信息由RFID单元传送至RFID读写器。

    RFID单元中载有关于目标物的各类相关信息，如：该目标物的名称，目标物运输起始终止地点、中转地点及目标物经过某一地的具体时间等。RFID技术的工作方式是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。和接触式识别技术不同，RFID系统的应答器和阅读器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中得到应用。

    3、汽车配件物流管理的新模式

    随着我国物流业的不断发展，物流企业的服务能力不断提升，在原有的配件物流市场供应体系框架下，建立统一的专业化物流配送网络，并借助先进的信息技术手段进行资源的有机整合，实现信息的共享应是一个基本策略。图1所示为零配件物流运营基本模式。配件物流中心是一个综合协调中心，它整合多个配件生产厂家的产品资源，通过区域配送中心向用户(即整车生产厂、4s店、经销商及综合维修企业)进行配送业务，这样形成一个以物流中心为核心的供应链，供应链上的各节点企业以信息共享为基础，建立相互协调机制和战略联盟伙伴关系，在满足高效客户反映(简称ECR)的前提下，降低物流成本，从而达到供应链各方均受益的理想目的。

图1 零配件基本物流网络示意图

    为了实现ECR，供应链必须建立基于计算机网络的物流信息系统。目前的条码技术一定程度上提高了配送中心的自动化水平，但是，由于条码本身不可逾越的缺陷(如：条形码一次只能有一个条形码受到扫描，条形码上的信息无法更改等)，使其无法满足气车配件物流管理的需求。RFID技术因为其特有的远距离、非接触识别、防冲撞，以及大容量、识别速度快、抗干扰能力强等优点，为实现气配物流中心的管理信息化提供了可能。

    4、基于RFID的汽配管理系统

    RFID系统由软件、硬件两部分组成：软件部分包括应用软件和嵌入式软件，它们共同支撑着整个系统的运行，用于完成信息采集、识别、加工及传输；硬件部分由发射天线、接收天线、天线调谐器、读写器和标签等组成，用于完成信息采集和识别，实现预设的系统功能和信息化管理目标。

    4.1 汽配管理系统的硬件结构

    一个基本的RFID系统一般包括以下几个组成部分：标签(Tag)：RFID系统中的信息载体。附着在待识别物体的表面，存储目标的信息，如功能特性、性能指标等。

    标签分为有源标签和无源标签两种：无源标签不含电池，属于一次性用品，它只有被发射站激活时才响应；有源标签含有电池，它能向附近的任何接收器主动地、不问断地发送信息。读写器(Reader)：RFID系统中的信息采集设备，负责从标签中读取信息或向标签中写入信息，读写器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行处理。可设计为手持式或固定式，它可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。读写器通常通过读写器的RS232或RS485接口进一步与电脑相连，或使用WLAN技术进行数据传送，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。天线(Antenna)：在标签和读写器之间传递射频信号。

    4.2 汽配管理系统的软件结构

    汽配管理软件主要由如下几个部分组成。

    (1) 汽车配件的登记。汽车配件的登记可具体分为标识的登记和手工登记。汽车配件标识的登记是在配件生产阶段就必须完成的，一个汽车配件在出厂前，其标识信息，比如产品名称、型号、适用车型、生产日期、生产厂家、主要材料等都已经确定下来，此时我们就应该把汽车配件的标识资料和汽车配件嵌有的应答器中存储的序列号一一对应地登记到汽车配件数据库中。同时有一些信息是汽车配件标识所无法显示的，如该配件采用的是何种运输方式、走的哪条运输线路等，这些都需要仓库管理员手工录入。

    (2) 数据的统计与查询。这个功能是为汽配企业的管理者提供的，以方便仓库管理者进行产品信息查询、客户信息查询、库房记录查询、出／入库信息查询、退货信息查询。例如一个仓库管理员需要统计该仓库中有多少“左倒车镜”，或车型为“YH50 2Y”的丰田分火线等等，所以必须要考虑标识的各种查询及组合查询功能。

    (3) 报表。报表资源是办公资源的重要组成部分，也是各级决策者最需要的资源。报表模块提供多种报表模板，比如按时提交的报表，按 汽车配件类型统计的报表，销售统计预测报表等等。用户在此模板上进行少量的设置即可正确地输出各种报表。

    (4) 日常业务管理。该功能主要是为了方便汽配仓库管理员进行日常的入库、出库、退货管理。系统的组成如图2所示。

图2 系统的组成图

    4.3 基于RFID的汽配管理系统与其它管理系统的兼容

    RFID所采集的信息通过与制造信息管理系统相联可以支持企业的生产管理、物流管理等其他管理活动。例如，通用五菱汽车公司采用了罗克韦尔自动化的ControlLogix控制系统与IBM的ABI汽车制造业信息系统应用软件平台。ControlLogix控制系统通过控制车间现场中的扫描和识别设备，实现采集车身的移动信息。这些信息将被实时传送到ABI应用软件的关系型数据库中，RFID信息采集与上层管理系统的结合应用极大的提高了生产管理与物流管理的效率与水平。

    4.4 存在的问题

    影响RFID技术在各个行业快速普及存在两个因素：一是成本比较高。目前电子标签的价格远远高于条形码，再加上阅读器及后端软件系统，相对条形码系统RFID系统的投入非常大。二是标准不统一。到目前为止，各个RFID厂家所使用的频率、编码、存储规则以及数据格式等都不尽相同，不同的阅读器和标签难以匹配，企业与企业之间就无法顺利进行数据交换与协同工作。

    RFID技术被局限在企业的内部。成本问题一直是困扰RFID技术广泛应用的一大问题，由于汽车整车与零部件本身成本比较高，如果能够正确使用这项技术，RFID的购置成本相对而言并不太高。同时，RFID技术也在不断发展，有两个具体方向值得关注，一个是生产卷标的半导体塑料与半导体油墨技术，这可以作为降低RFID技术应用成本的最佳方向。另一个是阅读器的模块化硬件平台与嵌入式软件操作系统的开发。技术的突破和成本的降低将会逐步实现。在RFID标准方面，目前存在两大技术标准阵营：一个是总部设在美国麻省理工学院的AutolDCenter(EPCgloba1)；另一个是日本的UbiquitouslD Center(UID)。目前两大阵营正想方设法、积极推进各自标准的国际化。相信在不久的将来，在全球一体化浪潮的推动下，标准问题将会迎刃而解。

    5、应用前景

    RFID技术在汽配仓库管理中的应用，能有效地解决对仓库物资流动有关的信息管理问题。可以将RFID标签贴于仓库内的托盘、包装箱或元件上，标签内包涵元件规格、序列号等信息，当物资通过安装在预置地点的RFID识读器时，便可以完成库存信息的自动盘点。无线局域网将数据传输到后台管理信息系统中共享，指挥中心便能够得到实时的物资储存信息。整个过程不再需要保管员使用手持条形码扫描器对仓储物资进行逐个扫描，这将大大加快物资在物流供应链中的流通速度，减少人工操作失误，降低管理成本，提高仓库管理的工作效率。

    同时，RFID的使用可以使仓库能够快速准确地了解自身的库存水平，防止由于货物的耗损和统计差错而可能导致的缺货。利用RFID技术还能够快捷准确的从大量物资中迅速定位，找到急需的物品。

    同时RFID技术在在途货物追踪方面也具有非常好的应用前景。给汽配零件贴上电子标签，在沿途设置射频信息读取点，安装RFID信息读取器，并与整个汽配管理系统信息平台联网。当零件通过这些信息读取点时，以固定的RFID信息读取器从电子标签自动取得数据，实时传人汽配管理系统的数据库，实现信息共享。让库管员可以实时地取得正确的货物信息，并追踪、记录及定位货物在整个供应链中的移动。

    同时，利用电子标签来记录和储存汽配零件的运输内容和信息，也消除了很多需要人工处理的环节，还使得整个供应链系统中所有程序及信息系统实现信息传输的快速、准确、一致。汽车工业历来是制造业生产方式变革创新的前沿，并凭借其巨大的规模，以及与社会经济各部门广泛的联系，推动了全世界制造业生产方式的变革。在这一过程中，信息技术的应用为变革提供了强大的技术支持，保障了变革的成功，因此，汽车工业往往会成为新兴信息技术应用的先行者。而RFID技术在我国的发展刚刚起步，因此具有很大的发展前景。

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