无限射频识别技术在汽车供应链中的应用分析(1)

汽车服务信息系统课程设计课题名称无线射频识别技术在汽车供应链中的应用分析学院机械工程学院
专业班级学号
学生姓名
指导老师姓名杨三英
完成日期2014年6月16日到2014年6月27日
第一章绪论
1.1 研究背景
我国汽车制造业在近30 年发展迅猛,2013年全年产量达1941.89 万辆,销量1950.51 万辆,汽车产销总量居全球第一位。

为了在激烈的市场竞争中不断提高精益制造水平,维持良好的客户服务,众多世界知名汽车企业越来越多的将重点放在汽车供应链信息化上。

汽车制造业信息化能否提供准确、即时、完整的生产制造及市场数据,是关系到汽车企业能否充分挖掘市场需求,满足客户要求,提供优质产品和高价值服务的关键。

当前汽车供应链用以数据自动识别和数据采集的技术手段主要有条形码、二维码、IC 卡等,虽然价格便宜,但在数据的即时性、准确性和可读写性上差强人意。

无线射频识别技术以其在信息收集和处理方面的全面性、可靠性和可追溯性,可以用来进行全面的信息追溯管理,达到控制产品质量、提高追溯效率的管理目标,被认为是最适合汽车供应链的现代技术之一。

射频识别,即RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种非接触式的自动识别技术,在大规模制造和供应链管理等领域表现卓越,受到越来越多学者、实业家的关注。

在汽车制造和信息控制系统中,RFID 协助进行即时数据更新,通过信息平台,提高生产过程的可视性、减少扫描出错率、加强产品质量监控和追溯管理等。

1.2 研究现状和存在的问题
1.2.1 研究现状
在汽车制造业中,众多学者研究了无线射频技术控制库存水平和线上操作准确率的问题,而产品质量信息追溯问题是近年来学者开始关注的热点之一。

射频标签可被附着在零部件上,也可被贴在托盘上,通过读写器的识别,可准确判断库存量和位置信息,帮助主机厂制定更合理的采购计划,减少生产多余步骤,缩短供货提前期,减少持有库存,加速货物流转速度。

当产品被装配时,无线射频技术帮助操作工判断零部件匹配性,发挥看板作用。

近年来,随着对商品质量和服务品质要求的提高,探索射频技术对于质量监控和产品追溯的诉求与日俱增,学者们从系统架构和应用模式探讨等角度出发,为汽车供应链应用无线射频技术提供决策方案。

由于汽车供应链环节多、周期长,以信息系统辅助进行质量追溯管理有极其重要的现实意义和研究价值。

当前的研究集中在三个方面:其一,通过实验室测试和企业实地调研,研究企业对无线射频标签和读写器的选型问题;第二,通过需求分析和编程技术,实现与射频技术配套的信息系统设计和开发问题;其三,通过实证研究、市场调研、经验分析和数学建模,研究无线射频技术的采纳及应用条件问题。

1.2.2 研究存在的问题
将RFID技术应用在汽车质量管理环节和信息追溯环节的研究,在数量上较少,且在研究内容上较单一,存在一些研究盲点,具体表现在:
1)尚未有对汽车供应链的信息采集过程进行具体分析的研究,以分析在汽车供应链上可以采集的信息的种类和环节等;
(2)研究角度有待拓展。

在研究汽车供应链的问题中,较少有学者从质量管理和信息追溯的角度进行研究;
(3)研究方法单一。

在已有的研究汽车供应链的质量信息追溯的文献中,大多从信息系统架构的角度,以实证研究和编程方法实现,极少有采用经济管理模型和数学推导的方法;
(4)研究内容欠深入。

现有文献大多忽略企业的经济环境,而直接考察技术环境要素,因此,结合成本分析和收益协调的汽车供应链质量信息追溯的研究更加难能可贵。

第二章无限射频技术在汽车供应链上的需求分析
2.1 无线射频系统的组成及原理
一个典型的无线射频系统由四个主要部分组成,包括电子标签、读写器、天线和应用系统。

无线射频系统的工作原理是:当无线射频标签进入天线工作区域时,无源标签(即被动标签)凭借读写器发出的射频信号获得能量,或者有源标签(即主动标签)自己主动产生能量,将写在标签内置天线上的信息发送给读写器;读写器读并识
别电子标签中所保存的电子信息,并对接收到的信号进行调解码后传输到后台;后台信息管理系统进行数据合法性判断,并作出相应的处理和控制。

2.2 影响无线射频技术实施的因素
2.2.1无线射频系统价格
一部分来自于硬件价格。

包括:无线射频标签:市场上应用的无线射频标签成本在几角到几百元;读写器:与使用的数量和类型相关;计算机系统。

另一部分则为软件价格。

包括与之匹配的信息系统和维护。

因此,成本是阻碍无线射频大规模应用的重要因素,在较低价值产品上缺少投资回报效益。

2.2.2 技术读写性能
读写性能是影响无线射频技术应用范围、应用行业和应用深度的基础决策因素。

虽然无线射频有条形码等技术不可比拟的先进性,但其仍有受限制的应用环境,比如玻璃、金属、水下等。

同时无线射频标签的持续识别准确率,多标签同时识别的并发准确率等也是需要继续攻克的问题。

2.2.3 技术标准
目前无线射频条码主要存在三个技术标注体系：欧美的EPC电子产品编码标准、日本的UID 标准和ISO 国际标准体系,这三种标准相互之间并不兼容。

在UHF频段标准上,美国采用915MHz,欧洲采用805.8MHz,日本采用960MHz[22]。

另中国有GBl8937-2003(NPC)标准。

2007 年4 月,工信部发布《技术应用规定》[5],划定800/900MHz 频段无线射频技术的具体使用频率为840MHz～845MHz 和920MHz～925MHz。

2.3 无线射频技术在汽车供应链的应用
2.3.1质量控制
在条形码系统中,汽车生产线上多采用看板管理对质量情况进行实时跟踪和监控,并由人工记录、采集和汇总大量的生产现场数据,定点定时录入系统并进行
后台分析,在时效性和准确性上不尽人意。

通过无线射频系统,在设置了信息采集点的位置,及时获得相关产品的各种信息,对于生产线上出现的异常情况第一时间反馈到相关部门,并被可读写式标签记录,为每个环节的信息追溯和质量监控带来便利和依据。

通过对大量现场数据的准确处理和细致研究,提供给质量部门关于产品的质量信息,帮助改进质控水平,畅通生产节拍,提高供应链效益。

2.3.2生产线自动控制
为了满足不同的市场需要,车辆订单产品型号多、不同车型的配置变化丰富,往往在同一生产线上需要根据不同的工艺组织生产,并合理安排多批产品依次排序制造。

结合无线射频技术和读写器的现场指令,与企业ERP 系统、制造机器人等进行集成,通过识别不同零部件的无线射频标签信息,快速完成自动编组和自动操作,在减少人工干预的情况下,对数条生产线实现更准确的自动化分流,对数十个车型进行自动排序和生产,对成千上万的汽车零部件实现准确拣选和装配。

Huang Gang[23]研究了无线射频技术实现汽车混装生产的价值,提高生产线的自动化水平和可控性,帮助进行生产排序和混装生产。

2.3.3物流管理
在汽车制造业及汽车物流的实践操作中,无线射频技术被用于零部件入场物流、线边物流和库存管理环节，线射频技术于库存的优化策略是研究较多的内容。

Kang[24]研究了利用无线射频技术解决由于库存变动而造成存货记录错误的问题,认为无线射频技术可以提高存货数量的精确性,随后通过仿真验证了结论。

Karaer[25]指出由于无线射频可快速准确地获取正向和逆向信息,并研究了基于信息完全性的修正基本库存的决策。

Gaukler[26]研究了利用RFID 技术提高供应链的可见性,帮助企业提高即时补货策略的准确性。

徐琪[27]等给出了各层次的无线射频系统集成系统的供应链管理体系,研究了在固定成本和不同库存情形下的可变成本,探讨无线射频技术下库存成本的控制方法。

Chiun-Ming Liu 等[28]研究了在集成电路制造业中,结合无线射频技术与ERP 系统,通过构建匹配的信息系统,以此提高物流过程的生产效率。

2.3.4汽车销售的掌控
在汽车销售环节中无线射频解决生产厂商的“窜货”问题。

可以在无线射频标签中加载预定的销售区域、产品真实属性等信息,当经销商、市场监管人员、消费者对汽车产品进行认证时,企业可通过确认汽车产品的销售地,从而准确、及时地收集每一批汽车的实际投放点,如果发现有“窜货”行为,可显示该汽车最初是销售给哪个区域,并追溯到最初的经销商。

美国旧金山汽车零售商采用了无线射频车钥匙跟踪系统,使销售人员在展厅内快速取到试驾车钥匙,提高了10%的销售业绩。

销售人员只需将嵌有无线射频标签的塑料卡(上面编有销售员唯一的身份识别码)插入安装在每辆汽车车窗上的盒子里,并输入PIN就可打开盒子,取得盒内含有无线射频标签的车钥匙。

盒内的无线收发器把汽车的号码、位置、销售人员的身份号码、时间及其他相关信息发送到无线网格网络的节点,节点会将数据无线传送到基于互联网的应用软件。

而管理层则可登录到带有密码保护功能的网站,追踪哪个销售人员在使用哪一辆车,持续时间多久,每辆车的试用频率。

下班时,系统可设定取消所有销售人员取钥匙权限。

瑞典汽车经销商采用了基于无线射频技术的无线实时定位系统,更好地管理汽车交易活动和实时收录汽车交易信息。

在汽车的后视镜上悬挂了含有唯一ＩＤ编码的无线射频标签,网络中有对汽车方位进行准确定位的定位信号接收器和安置在室内卖场入口、室外门禁和狭道处的激发器。

当汽车经过这些区域时,激发器就会触发无线射频标签,并传输相关信息,传递信号被固定接收器接收,通过这些区域的汽车信息就会被实时收录。

借助于这套系统,经销商与客户谈成生意后不需要再询问汽车停放位置,系统在第一时间就能向客户提供汽车的品牌、型号、车位等信息,避免了那种不断询问沟通和等待取车的交易模式。

亚特兰大奔驰经销商ＲＢＭ也实施了结合钥匙控制系统的基于无线射频技术的实时定位系统。

此外,当最终用户购买了汽车且汽车驶离分公司仓库之后,可用移动设备读取车身的无线射频标签,将用户信息通过远程网络登记在总公司(或制造商)信息中心数据库中,无线射频标签随着汽车到用户手中。

由于可获得销售车辆和消费者的实时信息,可以对客户的地域分布、年龄层次、购买行为、需求特点等信息进行即时分析,从而更准确地反映消费者的消费偏好,并对新产品设计及未来的销售情况做出合理估计。

2.3.5 汽车售后
在售后服务环节采用无线射频技术,可以将无线射频标签作为信息载体把相关配件与整车产品、整车产品与最终用户联系起来,随时确定汽车产品生命周期内发生的“修换退”状态,从而为服务站的维修服务提供记录依据,同时为制造者、销售者、修理者及用户提供相应的依据,明确各方的责、权、利。

无线射频标签记录的这些维修信息还可以为制造商的产品质量管理服务,利用无线射频技术在整个周期实时采集车辆及零部件的质量和维修信息,可以为企业的产品质量分析、技术改进及相关管理提供依据。

此外,在召回环节,由于无线射频技术使汽车的零部件、总成都拥有唯一编码,能使制造商在召回时缩小范围、节约成本。

目前,汽车制造商正在将无线射频技术应用于车辆的终生自动识别,并将其作为数据从零部件管理系统输送到服务站上的一种可选方案。

米其林轮胎北美公司已成功开发了无线射频轮胎,这种轮胎在其胎侧内装有无线射频标签,先在轮胎生产厂内被写入轮胎序列号、生产日、生产厂代号等信息,然后在汽车制造厂的总装线上写入汽车标识号码,这样一旦轮胎出现质量问题,可以缩小召回范围。

福特汽车公司还将无线射频技术应用于电动汽车的电池充电系统,该系统可以将车辆运行及电池使用情况及时传递给操作者,大大提高了充电效率。

无线射频标签可以加密,不易伪造。

因此,在分辨假冒零部件、控制二手零部件进入市场、杜绝非法拼装车等方面也可发挥巨大作用。

根据无线射频标签记录的与车辆VIN联的报废规定年限及关键总成的大修次数,可以有效杜绝报废车逾期不报和利用报废车的“五大总成”进行非法拼装情况。

总结
市场研究报告预计,汽车业将是推动无线射频技术发展的主要行业之一。

目前,上海通用、北京现代等国内主要汽车生产企业已在涂装、总装、发动机等生产车间使用无线射频技术。

随着无线射频技术在汽车行业中应用的不断深入,在汽车供应链中的应用将不断拓展。

然而投资无线射频技术的高额成本和巨大风险也不容忽视。

既要研究技术问题,更要研究管理问题。

其中,无线射频技术在汽车供应链管理中可以得到哪些应用、价值如何评估、有哪些因素影响无线射频技术应用的决策行为是必需解决的首要问题。

此外,标准、成本、隐私保护、数据处理能力、技术成熟度等风险因素也必须加以考量。

如何应用无线射频技术带来的实时数据、供应链上各方如何分担巨额成本也是项目实施成功的关键。

参考文献
[1]佟斌,杨德礼,潘新.零售业供应链企业无线射频技术应用决策研究[J].管理学报,2010,7(6):874-878.
[2]苏冠群.汽车零部件GSI条码标识标准[Ｎ]，无线射频快报,2007.10.
[3]卢幸.射频识别技术在汽车行业中的应用浅析[Ｊ].上海汽车,2005.7.
[4]李元忠.射频识别技术及其在交通领域的应用[J].电讯技术,2002,42(5):5-9
[5]贾永昱.无线射频在车身储运线信息管理中的实践与应用.金卡工程,2007.2.。