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射頻識(shí)別技術(shù) (Radio　Frequency　Identification, 簡(jiǎn)稱RFID) 在現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)管理中得到了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用, 其非接觸式識(shí)別和強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)力等優(yōu)勢(shì)在很大程度上提高了倉(cāng)儲(chǔ)管理的作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)效益。早在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中, 美國(guó)利用RFID技術(shù)建立了可視化的后勤網(wǎng)絡(luò), 使美軍的后勤補(bǔ)給能力變得空前強(qiáng)大。近年來(lái), 國(guó)內(nèi)外有 識(shí)之士都 特別重視RFID技術(shù)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用, 一些權(quán)威人士甚至將RFID技術(shù)視為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn), 是扭轉(zhuǎn)世界經(jīng)濟(jì)危機(jī)的希望[1]。在我國(guó)造船行業(yè)由大轉(zhuǎn)強(qiáng)的關(guān)鍵時(shí)期, 恰逢此次世界經(jīng)濟(jì)危機(jī), 我們不能坐以待斃, 必須抓住時(shí)機(jī), 在提升生產(chǎn)效率的同時(shí), 利用先進(jìn)的可視化管理技術(shù)提升船廠的倉(cāng)儲(chǔ)管理水平和物流能力, RFID技術(shù)無(wú)疑是當(dāng)下很好的選擇。

RFID是一種無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù), 可通過無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù), 而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸, 即非接觸識(shí)別。它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢等介質(zhì)并在惡劣環(huán)境中閱讀標(biāo)簽, 具有極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)力, 閱讀速度極快, 大多數(shù)情況下不到100ms[2]。

最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成:標(biāo)簽、閱讀器和數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)。標(biāo)簽由天線、耦合原件及芯片組成, 每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼, 附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象;閱讀器由天線、耦合原件及芯片組成, 用來(lái)讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息。RFID系統(tǒng)的基本工作原理如圖1所示。

圖1　RFID 系統(tǒng)基本原理圖  下載原圖

RFID系統(tǒng)工作時(shí), 先由閱讀器通過天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào), 當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的工作場(chǎng)時(shí), 其天線產(chǎn)生感應(yīng)電流, 從而激活RFID標(biāo)簽向閱讀器發(fā)送自身的編碼等信息。閱讀器讀取標(biāo)簽的自身編碼等信息后并解碼送至數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng) (計(jì)算機(jī)系統(tǒng)) 處理[3]。

運(yùn)用RFID技術(shù), 船廠倉(cāng)儲(chǔ)管理可以在減少庫(kù)存量的同時(shí)減少資金的占用。精益造船模式下的船廠倉(cāng)儲(chǔ)管理, 必須盡量消除各種不增值的浪費(fèi)行為, 而倉(cāng)儲(chǔ)過程中的物流基本不增值, 所以就要降低倉(cāng)儲(chǔ)過程中的物資消耗, 從而將更多的物資投入到可增值的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中。應(yīng)用RFID技術(shù), 可以對(duì)物資進(jìn)行可視化管理, 有利于采購(gòu)部門及時(shí)了解庫(kù)存以及在途物資, 從而有計(jì)劃地進(jìn)行采購(gòu), 降低采購(gòu)物資的庫(kù)存 量以及因 過多庫(kù)存 而產(chǎn)生的 資金占用。

倉(cāng)儲(chǔ)管理對(duì)船廠來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)繁雜的工作, 物資入庫(kù)檢驗(yàn)、定位、堆放、集配出庫(kù)、盤點(diǎn)庫(kù)存等工作基本靠人工完成, 為保證正常生產(chǎn)和物資的安全, 要花費(fèi)大量的人力物力來(lái)做數(shù)據(jù)記錄和統(tǒng)計(jì)工作。傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)管理存在的幾個(gè)突出問題如下: (1) 物資堆放非常凌亂, 有些設(shè)備和自制件連倉(cāng)管員也找不到其所在的具體位置, 集配出庫(kù)占用大量時(shí)間, 直接影響生產(chǎn)效率; (2) 物資無(wú)法做到先進(jìn)先出, 導(dǎo)致很多物資一直積壓, 甚至破損而無(wú)法使用, 造成極大的浪費(fèi)和資金流占用; (3) 盤點(diǎn)倉(cāng)庫(kù)操作耗時(shí)費(fèi)力, 倉(cāng)管員既要完成集配又要盤點(diǎn)庫(kù)存, 盤點(diǎn)時(shí)難 免出現(xiàn)多、漏、錯(cuò)等情況, 這也加劇了前述兩種問題。如此, 傳統(tǒng)船廠倉(cāng)儲(chǔ)管理的弊端顯而易見。

將RFID技術(shù)應(yīng)用于船廠的倉(cāng)儲(chǔ)管理, 其優(yōu)勢(shì)如下:

(1) 可以提高倉(cāng)儲(chǔ)管理的效率和質(zhì)量, 原本需要由人工完成的工作, 都可以由RFID系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別, 物資的入庫(kù)、定位、盤點(diǎn)、集配、出庫(kù)等操作效率極大提升, 并且可以確保其準(zhǔn)確性。

(2) 可以增強(qiáng)對(duì)于原材料和中間產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和自動(dòng)化程度, 動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的庫(kù)存控制能夠有效降低庫(kù)存成本。

(3) 可以使倉(cāng)儲(chǔ)管理與船廠的生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)合更加緊密, 形成從采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)管理到生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)都采用RFID技術(shù)進(jìn)行可視化管理, 實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控, 最大程度地節(jié)約生產(chǎn)綜合成本。

RFID系統(tǒng)中的電子標(biāo)簽是精益造船模式中的“看板”[4], 里面記錄著物資的屬性信息, 可以包含生產(chǎn)廠家信息, 物資尺寸規(guī)格, 甚至包含物資流向、供應(yīng)時(shí)間、操作部門或操作者、操作類型、處理方式等詳細(xì)的生產(chǎn)信息。RFID系統(tǒng)的應(yīng)用可以從供應(yīng)鏈進(jìn)入船廠中間產(chǎn)品制造的核心, 通過在船廠的車間層逐步采用RFID技術(shù), 船廠可以無(wú)縫且不間斷地集成從RFID系統(tǒng)反饋的信息并鏈接到現(xiàn)有的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中, 與配置RFID功能的供應(yīng)鏈協(xié)調(diào), 不需要更新已有的生產(chǎn)管理系統(tǒng)就可以發(fā)送準(zhǔn)確可靠的實(shí)時(shí)信息[5], 創(chuàng)造產(chǎn)品附加值, 大幅提高船廠的生產(chǎn)效率。

現(xiàn)在以浙江某船廠策劃實(shí)施RFID倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)為例, 來(lái)說(shuō)明RFID系統(tǒng)在船廠實(shí)施的流程。

根據(jù)RFID系統(tǒng)的工作原理以及該船廠的實(shí)際情況, 決定購(gòu)置兩種形式的閱讀器, 分別是Intermec-70Series-RFID手持式RFID閱讀器和Intermec-IF2固定式讀寫器;購(gòu)置塑料電子標(biāo)簽和紙質(zhì)電子標(biāo)簽, 以及用來(lái)打印電子標(biāo)簽的Intermec　PM4i熱敏/熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)。

該RFID系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)由江蘇某船舶設(shè)計(jì)公司開發(fā), 并將集成到該船廠的生產(chǎn)管理系統(tǒng)中, 形成完整的先進(jìn)造船解決方案。

為節(jié)省管理成本, 只對(duì)A類物資 (通常為進(jìn)口物資, 例如主機(jī)) 和B類物資 (通常只被某號(hào)船使用, 例如閥件、附件、泵、鐵舾件等) 運(yùn)用RFID技術(shù)進(jìn)行管理。而對(duì)于C類物資 (標(biāo)準(zhǔn)件, 如法蘭、螺栓、螺母等) 和涂料等其他船用物資則運(yùn)用傳統(tǒng)的條碼技術(shù)管理。

為方便管理, 對(duì)于A類物資, 不可代用, RFID電子標(biāo)簽中的信息不可隨意修改。對(duì)于B類物資, 原則上不宜代用, 特殊情況下要在同號(hào)船上進(jìn)行代用的, 需要相關(guān)部門進(jìn)行審批, 然后對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行重置, 同時(shí)更新數(shù)據(jù)庫(kù)中相應(yīng)代用物資的信息, 做到物資與數(shù)據(jù)庫(kù)信息高度同步。

將該船廠倉(cāng)庫(kù)分為八個(gè)區(qū)域:閥件倉(cāng)庫(kù)A1, 進(jìn)口倉(cāng)庫(kù)A2, 國(guó)內(nèi)設(shè)備倉(cāng)庫(kù)A3, 電纜倉(cāng)庫(kù)A4, 鐵舾?jìng)}庫(kù)B1, 焊材倉(cāng)庫(kù)B2, 管子倉(cāng)庫(kù)B3, 工具倉(cāng)庫(kù)B4。倉(cāng)庫(kù)廠區(qū)內(nèi)布置無(wú)線網(wǎng)絡(luò), 每個(gè)倉(cāng)庫(kù)門禁處安裝一臺(tái)RFID閱讀器。

考慮到該船廠的外購(gòu)廠商發(fā)貨時(shí)沒有配備船廠所需的RFID電子標(biāo)簽, 船廠需要自行配備相應(yīng)電子標(biāo)簽。根據(jù)設(shè)備、外協(xié)件的尺寸和材質(zhì), 需要使用塑料電子標(biāo)簽跟蹤的物資, 用讀寫器等設(shè)備將物資屬性信息拷貝到塑料電子標(biāo)簽中, 并將標(biāo)簽安裝在相應(yīng)物資上;需要使用紙質(zhì)電子標(biāo)簽跟蹤的物資, 用標(biāo)簽打印機(jī)將物資屬性信息打印到紙質(zhì)標(biāo)簽中, 并黏貼在相應(yīng)物資上, 將標(biāo)簽貼在零配件外沿, 主芯片與大部分天線懸空, 讀取面盡量向上, 貼標(biāo)一側(cè)要放置在靠近車行道一側(cè)。電子標(biāo)簽中的信息必須同后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)信息一一對(duì)應(yīng)。

在PC端或PDA端使用系統(tǒng)掃描電子標(biāo)簽, 根據(jù)編碼規(guī)則輸入相應(yīng)物資代號(hào)、物資名稱等信息, 將這些信息上傳至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。具體流程如圖2所示。

可在PDA手持終端上輸入需要查找的物資, 該查詢指令通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù), 數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)根據(jù)物品代碼和前面入庫(kù)時(shí)記錄的位置信息, 告知倉(cāng)庫(kù)人員需要出庫(kù)物資的具體位置及入庫(kù)日期, 可以實(shí)現(xiàn)物資先進(jìn)先出的管理規(guī)則。當(dāng)確定出貨物資后, 運(yùn)送物資出門時(shí), 大門旁邊的RFID固定式讀寫設(shè)備能夠遠(yuǎn)距離讀取物資上的電子標(biāo)簽, 以實(shí)現(xiàn)物資的自動(dòng)掃描出庫(kù)。除了使用RFID固定式讀寫設(shè)備進(jìn)行出庫(kù)外, 也可以使用PDA設(shè)備手工掃描電子標(biāo)簽, 進(jìn)行出庫(kù)操作。出庫(kù)流程如圖3所示。

圖2　入庫(kù)管理流程圖  下載原圖

圖3　出庫(kù)管理流程圖  下載原圖

用PDA查詢需要移動(dòng)的物資所在的具體位置, 掃描其電子標(biāo)簽, 在PDA上指定物資移位的目標(biāo)位置, 進(jìn)行移位操作, 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)更新物資的新位置, 同時(shí)改寫標(biāo)簽中的物資屬性信息。

定期用PDA盤點(diǎn)庫(kù)存, RFID系統(tǒng)可以讀取庫(kù)存數(shù)據(jù)信息, 打印出庫(kù)存物資清單, 將物資庫(kù)存統(tǒng)計(jì)的多、漏、錯(cuò)等情況匯總, 供船廠采購(gòu)部門參考。

對(duì)于已經(jīng)出庫(kù)的物資, 生產(chǎn)管理相關(guān)部門要掌握其即時(shí)的物流信息、所處工位及裝配情況等生產(chǎn)信息, 即可通過RFID系統(tǒng)查詢, 實(shí)現(xiàn)可視化管理。例如在某些情況下, 為防止一些價(jià)格昂貴的閥件、儀器丟失, 舾裝托盤中雖有此類物資, 但在船舶中間產(chǎn)品的制作階段先用相應(yīng)的模型替代, 待需要安裝實(shí)物的階段, 可通過RFID系統(tǒng)查詢其所在位置, 進(jìn)行安裝, 對(duì)于丟失或者損壞的, 要追究相應(yīng)負(fù)責(zé)人員的責(zé)任, 這樣可以保證物資的安全性。

經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí) 施, 發(fā)現(xiàn)該船 廠使用RFID技術(shù)進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)管理可以快速完成各類物資的集配、出庫(kù)、盤點(diǎn)操作, 入庫(kù)操作效率相對(duì)較差, 需要和外購(gòu)單位協(xié)商, 共同建立基于RFID的供應(yīng)鏈管理系統(tǒng), 在外購(gòu)件入庫(kù)前張貼所需的電子標(biāo)簽;倉(cāng)管員責(zé)任明確, 倉(cāng)庫(kù)管理井然有序;船廠管理層可以可視化跟蹤和管理庫(kù)存物資, 實(shí)時(shí)掌握采購(gòu)、物資、倉(cāng)儲(chǔ)狀況;基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)主要設(shè)備物資進(jìn)行流通量管理, 對(duì)易耗物資實(shí)現(xiàn)庫(kù)存量管理;數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析準(zhǔn)確性和及時(shí)性得到很大提升;船廠的資金壓力得以緩解。

目前RFID技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)尚待完善, 工程應(yīng)用還存在一些技術(shù)問題, 在船舶制造業(yè)中應(yīng)用RFID技術(shù)具有一定的難度, 然而已經(jīng)取得的成績(jī)讓我們?cè)齑擞行判南仍趥}(cāng)儲(chǔ)管理中應(yīng)用好這項(xiàng)技術(shù), 隨后將此技術(shù)應(yīng)用到整個(gè)造船生產(chǎn)過程中, 為企業(yè)實(shí)現(xiàn)可視化管理, 無(wú)紙化制造以及精益造船摸索出一條現(xiàn)實(shí)可行的道路。