《電子技術(shù)應(yīng)用》
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RFID的供應(yīng)鏈管理信息系統(tǒng)集成
RFID中國網(wǎng)
萬方數(shù)據(jù)
摘要: 無線射頻識別(mdiofrequencyidentmcation,RFID)技術(shù)是一種使用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù),。RFID被認為是21世紀最重要的技術(shù)之一,,將對供應(yīng)鏈管理(supplychainmanagement,SCM)產(chǎn)生革命性影響。目前,,美國、日本,、英國和德國等國都在研究RFID,MIT自動識別技術(shù)中心正積極構(gòu)建以RFID為基礎(chǔ)的實物互聯(lián)網(wǎng),,這為RFID在SCM中的應(yīng)用描繪了宏偉藍圖,。我國政府也高度重視RFID的發(fā)展,,公布了《中國RFID政策白皮書》,并將射頻識別技術(shù)與應(yīng)用作為國家863計劃重大項目,。RFID在SCM中的核心價值突出表
Abstract:
Key words :

  無線射頻識別(mdio frequency identmcation,RFID)技術(shù)是一種使用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù),。RFID被認為是21世紀最重要的技術(shù)之一,將對供應(yīng)鏈管理(supply chain management,SCM)產(chǎn)生革命性影響,。目前,,美國、日本,、英國和德國等國都在研究RFID,MIT自動識別技術(shù)中心正積極構(gòu)建以RFID為基礎(chǔ)的實物互聯(lián)網(wǎng),,這為RFID在SCM中的應(yīng)用描繪了宏偉藍圖。我國政府也高度重視RFID的發(fā)展,,公布了《中國RFID政策白皮書》,,并將射頻識別技術(shù)與應(yīng)用作為國家863計劃重大項目。RFID在SCM中的核心價值突出表現(xiàn)于信源技術(shù)和采集技術(shù)的完美結(jié)合,,但目前的研究重點主要集中在RFID引起的流程變革上,。對信息集成問題,僅有少量學者進行了研究,,如POON等研究了基于RFID的倉儲物流資源管理系統(tǒng),,LEE等設(shè)計了基于RFID的逆向物流系統(tǒng),余松森等構(gòu)想了新型物元網(wǎng)模型,,林梓鵬等建立了基于RFID的分布式自治物流信息系統(tǒng)框架,。這些研究對基于RFID的SCM信息系統(tǒng)集成做了有益探索,但大都只涉及供應(yīng)鏈某個側(cè)面,,未能進行系統(tǒng)研究,。基于此,,筆者基于物聯(lián)網(wǎng),,對基于RFID的SCM系統(tǒng)集成問題展開初步研究,以推動RFID在SCM中的應(yīng)用,。
  
  1物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的組成與工作原理
  
  根據(jù)RFID標準化組織EPCglobal的遠景描述,,物聯(lián)網(wǎng)由3部分組成,如表1所示,。
  
  表1物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成要素
  


  表1中,,產(chǎn)品電子代碼(electronic product code,EPC)體系是與全球貿(mào)易項目代碼(global trade item number,GTIN)兼容的,,以提供物理世界對象唯一標識為目標的新一代編碼標準,也是全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)(EAN·UCC系統(tǒng))的重部分,;RFID系統(tǒng)由RFID標簽,、讀寫器和應(yīng)用軟件組成;Savant中間件負責過濾,、整合讀寫器傳來的數(shù)據(jù)流,;對象名解析服務(wù)(object naming system,ONS)是一個自動的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng),類似于域名解析服務(wù),,在EPC編碼之間做地址映射,;實體標記語言(physical markup language,PML)是基于XML語言發(fā)展而來的一種標準的計算機語言,用于描述物品的信息,、過程和環(huán)境,。
  
  物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理如下:①讀寫器從RFID標簽中讀取物品的EPC編碼;②讀寫器將EPC編碼送到駐留有中間件的本地服務(wù)器,;③本地服務(wù)器對EPC編碼進行相應(yīng)的URI格式轉(zhuǎn)換,,發(fā)送到本地ONS解析器;④本地ONS解析器把URI轉(zhuǎn)換成DNS(domain name system)域名格式,,基于DNS域名訪問本地ONS服務(wù)器,,如發(fā)現(xiàn)相關(guān)ONS記錄,直接返回DNS名稱權(quán)威指針(naming authority pointer,NAPTR)記錄,,否則轉(zhuǎn)發(fā)給上級ONS服務(wù)器,,上級ONS服務(wù)器基于DNS域名返回給本地ONS解析器DNS NAPTR記錄,本地ONS解析器基于這些記錄,,解析可獲得相關(guān)信息的EPC信息服務(wù)器(EPC information service,EPCIS)的IP地址,,并返回給本地服務(wù)器;⑤本地服務(wù)器依據(jù)解析出的EPCIS服務(wù)器的IP地址,,找到對應(yīng)的EPCIS服務(wù)器,,并提交訪問請求;⑥EPCIS服務(wù)器接受訪問請求,,返回產(chǎn)品相關(guān)信息,。
  2系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計
  
  基于RFID的SCM系統(tǒng)是跨組織、跨行業(yè)的全球化協(xié)作,,對安全性要求很高,;同時,由于需支撐全球供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò),,因此要有在多層面,、多節(jié)點上靈活實施的伸縮能力;此外,,要使EPC數(shù)據(jù)價值最大,,還要與企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合,。基于這些考慮,,對由供應(yīng)商,、制造商、銷售商,、售后服務(wù)商,、外包服務(wù)提供商、物流服務(wù)提供商和最終用戶組成的典型供應(yīng)鏈,,在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,,結(jié)合敏捷供應(yīng)鏈管理的相關(guān)研究成果,,筆者提出基于RFID的SCM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),,如圖1所示。為表述清晰,,圖1中各節(jié)點成員只有一家,,現(xiàn)實世界可擴充至多家。由于最終用戶一般不會有RFID設(shè)備,,因此圖1中未反映最終用戶節(jié)點,。
  
  圖1 基于RFID的SCM系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖
  


  圖1中,供應(yīng)鏈組建系統(tǒng)對應(yīng)的是宏觀戰(zhàn)略,,主要由零時間戰(zhàn)略,、組織結(jié)構(gòu)選擇、合作協(xié)調(diào)機制,、利益分配機制,、信息戰(zhàn)略規(guī)劃、市場戰(zhàn)略規(guī)劃和產(chǎn)品戰(zhàn)略規(guī)劃保證,;運行系統(tǒng)對應(yīng)的是運行戰(zhàn)略,,主要由精細生產(chǎn)、敏捷供應(yīng),、需求驅(qū)動,、柔性反應(yīng)、動態(tài)聯(lián)盟和即時響應(yīng)機制保證,;除最終用戶外,,各節(jié)點成員都配有RFID識別系統(tǒng)并通過EPCIS服務(wù)器與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)(ERP)、倉儲管理系統(tǒng)(WMS)等應(yīng)用系統(tǒng)相連,??梢钥闯觯揝CM系統(tǒng)是多用戶基于Internet/Intranet集成信息平臺同時運作的整體系統(tǒng),。在這個跨企業(yè)的功能網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中,,物聯(lián)網(wǎng)各要素相互關(guān)聯(lián),、協(xié)同工作,形成了功能強大的分布式網(wǎng)絡(luò)平臺,。
  
  圖1所示系統(tǒng)是面向服務(wù)(service-oriented architecture,SOA)的,。由于將日常業(yè)務(wù)應(yīng)用劃分為單獨的業(yè)務(wù)功能和流程,即服務(wù),,通XML語言的web服務(wù)描述語言來描述接采用中立方式定義服務(wù)接口,,因此可獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言,,從而獲得很多便利,。例如,若零售商和供應(yīng)商系統(tǒng)不兼容,,則更換供應(yīng)商就可能是一個非常復雜的軟件流程,,而利用服務(wù)接口的靈活性,零售商就可保持系統(tǒng)現(xiàn)狀,,僅匹配服務(wù)接口并制訂新的服務(wù)級協(xié)定,,而不必完全重構(gòu)軟件系統(tǒng),這就支持了合作伙伴的改變,。供應(yīng)鏈成員可創(chuàng)建具有兩個網(wǎng)關(guān)SOA的RFID web服務(wù),,一個網(wǎng)關(guān)將web接到EPCIS服務(wù)器,另一個網(wǎng)關(guān)則位于EPCIS服務(wù)器和后端應(yīng)用程序之間,。供應(yīng)鏈成員間可通過調(diào)用RFID web服務(wù)溝通信息,,這時需鏈接外部web服務(wù),將內(nèi)部和外部RFID web服務(wù)組合為內(nèi)部SOA中的組合應(yīng)用程序,。為減少RFID數(shù)據(jù)由一點發(fā)至另一點的丟失風險,,可考慮開企業(yè)安全的RFID web服務(wù)應(yīng)用程序。
  3 系統(tǒng)的信息共享模式和數(shù)據(jù)處理
  
  3.1 系統(tǒng)的信息共享模式
  
  SCM系統(tǒng)中信息共享通常有兩種模式:其一為信息傳遞模式,,即由供應(yīng)鏈一方直接將信息傳遞給另一方,;其二為第三方模式(third party model,TPL),即將供應(yīng)鏈中需共享的信息在一個數(shù)據(jù)庫中維護,,并為全體成員共享,。TPL模式出現(xiàn)較晚,但能同時傳遞信息,,可消除信息傳遞時間過長及帶來的相關(guān)問題,,有利于集中決策和整體優(yōu)化。圖1中的數(shù)據(jù)中心就是一個集中信息平臺,,即為TPL模式,。雖然數(shù)據(jù)中心能有效提高信息傳遞的整體協(xié)調(diào)性和客戶參與程度,但并不宜承擔過多功能,,其原因為:①功能越多意味著數(shù)據(jù)存儲量越大,,這對數(shù)據(jù)中心管理方的授信程度是一極大挑戰(zhàn),,有些成員可能不愿將某些關(guān)鍵數(shù)據(jù)(如技術(shù)數(shù)據(jù)等)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心;②并非所有信息都要共享,,若數(shù)據(jù)中心信息處理壓力過大,,則易出現(xiàn)網(wǎng)路擁塞、傳輸滯后,。因此,,在基于RFID的SCM系統(tǒng)中,考慮集中信息平臺與供應(yīng)鏈成員信息系統(tǒng)相結(jié)合的方式:成員共同關(guān)心的數(shù)據(jù),,如市場,、生產(chǎn)、庫存等信息存放于數(shù)據(jù)中心共享,,各成員的EPCIS服務(wù)器和應(yīng)用系統(tǒng)則由成員自己建立和維護,,并由EPCIS服務(wù)器交互信息。由于數(shù)據(jù)中心本身不具贏利能力,,因此必須考慮由誰來投資和管理的問題,。謝斌等提出集中信息平臺可由供應(yīng)鏈核心企業(yè)或外部專業(yè)的信息服務(wù)商管理,,還可由供應(yīng)鏈各方根據(jù)投資和受益大小分攤構(gòu)建成本和維護運營成本,,這可在RFID系統(tǒng)構(gòu)建中統(tǒng)一考慮。
  
  3.2系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法
  
  在新一代EPC標準下,,RFID標簽讀寫速度已達到1 800次/s.如何從讀寫器采集的海量數(shù)據(jù)中剔除錯誤或冗余的數(shù)據(jù)并盡可能地提取有意義的數(shù)據(jù)成為研究的焦點,。目前,有3種RFID數(shù)據(jù)處理方法:①將讀寫器直接連接到應(yīng)用程序,,由應(yīng)用程序設(shè)計RFID數(shù)據(jù)冗余的過濾及所需數(shù)據(jù)的提取程序,,該方法效率低、可維護性差,;②基于消息驅(qū)動,,由中間件濾除冗余數(shù)據(jù)并將RFID數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用程序,該方法目前采用較多,,但由于未充分提取事件間的內(nèi)在關(guān)系,,仍然較為費時;③基于復雜事件處理(complex event processing,CEP)的新興技術(shù),,將系統(tǒng)數(shù)據(jù)看作是不同類型的事件,,通過分析事件間的不同關(guān)系,建立多個事件關(guān)系庫,,并利用事件關(guān)聯(lián),、事件分層及事件提取等多項技術(shù),從多個事件中分析,、提取對實際應(yīng)用有意義的復雜事件,,以滿足系統(tǒng)不同層次的使用者的應(yīng)用需要,。
  
  筆者認為,采用CEP技術(shù)是一種較好的RFID數(shù)據(jù)處理方法,。在事件驅(qū)動的架構(gòu)中采用CEP技術(shù),,可分析過去事件的需求或即將出現(xiàn)的事件需求,這種預(yù)測功能對于供應(yīng)鏈管理是非常必要的,。例如,,制造商可借助CEP技術(shù)判斷出消費者需求的未來趨勢,并在新產(chǎn)品設(shè)計等出呼應(yīng),;零售商也可辨識出在自己的店鋪網(wǎng)絡(luò)上打算購買東西的最佳顧客,,并根據(jù)他購買模式給予個人化的特殊優(yōu)惠。CEP技術(shù)對基于RFID的SCM系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中的SOA架構(gòu)也能起到推動作用,。在一個事件驅(qū)動的SOA架構(gòu)中,,CEP有許多功能,如搜集有關(guān)單個服務(wù)的信息過濾及匯聚信息,、監(jiān)視服務(wù)以發(fā)現(xiàn)機會或威脅,、自動啟動回應(yīng)或發(fā)送一個需要得到回復的警告(如倉庫中正在過期的飲料)等,這使得SOA架構(gòu)的基于RFID的SCM系統(tǒng)具有了實時自動化和的特性,,有利于供應(yīng)鏈成員快速匯聚,、分析海量數(shù)據(jù)并即時采用最佳商業(yè)決策。
  
  3.3系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)
  
  基于RFID的SCM系統(tǒng)的構(gòu)建者不僅有RFID標準制定機構(gòu)及其委托單位,,更多的則是以供應(yīng)鏈各方成員及EPC服務(wù)托管提供商為主體,。這些主體的組織結(jié)構(gòu)是基于RFID的SCM系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)和成功運作的保證。供應(yīng)鏈組織分類方法有多種,,根據(jù)萬杰等的分類,,可分為獨立決策結(jié)構(gòu)、完全一體化結(jié)構(gòu)和部分合作結(jié)構(gòu),。
  
 ?。?)獨立決策結(jié)構(gòu)。它是指供應(yīng)鏈成員各自預(yù)測,,以各自利益最大化為目的安排訂貨,,相互間不存在合作和信息共享,是完全競爭的市場交易關(guān)系,。很顯然,,基于RFID的SCM信息系統(tǒng)不適用于這種結(jié)構(gòu)。
  
 ?。?)完全一體化結(jié)構(gòu),。它是指某一企業(yè)完全控制整個供應(yīng)鏈的決策,通過合并、兼并和控股等方式實現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)縱向一體化,。從理論上講,,這種結(jié)構(gòu)消除了組織壁壘,信息完全共享,,似乎應(yīng)是最有效的組織結(jié)構(gòu),。但實際案例表明并非如此。完全一體化結(jié)構(gòu)中,,成員間的文化和管理差異,、利益協(xié)調(diào)及均衡分配等都會降低內(nèi)部效率,使競爭機制無法被有效利用,。穩(wěn)定的組織結(jié)構(gòu)也影響市場應(yīng)變的敏捷性,,當出現(xiàn)效率低下時,需大量成本才能將其剝離,。更重要的是,,易造成獨裁并招致不滿。完全一體化大多發(fā)生成員實力較強,,其他成員實力較弱的情況下,,基于RFID的SCM信息系統(tǒng)中,各成員大都具備一定的財力和信息化水平,,對信息共享和合作有很高要求,,因此不宜采用這種由一個企業(yè)完全主宰的結(jié)構(gòu)。
  
 ?。?)部分合作結(jié)構(gòu),。它是指供應(yīng)鏈成員間在某些層次上合作,例如,,在關(guān)系管理、需求管理,、訂單管理,、采購管理、服務(wù)管理及產(chǎn)品開發(fā)管理等關(guān)鍵流程上的合作,。部分合作結(jié)構(gòu)對成員間實力均衡與否的限定并不嚴格,,這一點與基于RFID的SCM信息系統(tǒng)類似。在部分合作結(jié)構(gòu)中,,組織靈活性,、關(guān)系控制及相互依賴性等特點介于完全一體化和獨立決策結(jié)構(gòu)之間,企業(yè)間既有合作又有競爭,,由于共同利益和共同組織目標的存在,,合作性會多于競爭性,這使得企業(yè)間需要達成一定層次和某些種類的信息共享,。在基于RFID的供應(yīng)鏈中,,各成員的信息和業(yè)務(wù)對于供應(yīng)鏈整體效率和效益都有較大影響,,成員間既有較高的信息共享度和合作性,又有一定的討價還價的競爭性,,因此較適合采用這種結(jié)構(gòu),。需指出的是,在該結(jié)構(gòu)中,,雖然沒有能完全控制整個供應(yīng)鏈的企業(yè),,卻仍可能有地位較主導的企業(yè)。一般來說,,核心資源擁有方地位較強,,若沒有核心資源擁有方,則臨近終端市場的成員地位較強,。
  
  4結(jié)論
  
  相對RFID具體應(yīng)用的研究,,基于RFID的SCM系統(tǒng)集成問題的研究較少。筆者以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),,研究了基于RFID的SCM信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),、信息共享模式、數(shù)據(jù)處理方法及組織結(jié)構(gòu),,對基于RFID的SCM信息系統(tǒng)的集成進行了初步探討,。系統(tǒng)采用集中信息平臺與供應(yīng)鏈成員信息系統(tǒng)相結(jié)合的信息共享模式及基于CEP技術(shù)的數(shù)據(jù)處理方法,成員間既具獨立性,,又有合作性,,能滿足多用戶基于Internet/Intranet集成信息平臺同時運作的要求,可為RFID在供應(yīng)鏈管理信息系統(tǒng)中的集成應(yīng)用提供參考,。

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