無限射頻識別技術在汽車供應鏈中的應用分析

1、汽車服務信息系統(tǒng)課程設計課題名稱 無線射頻識別技術在汽車供應鏈中的應用分析學院 機械工程學院 專業(yè)班級 學號 學生姓名 指導老師姓名 楊三英 完成日期 2014年6月16日到2014年6月27日 第一章 緒論1.1 研究背景我國汽車制造業(yè)在近 30 年發(fā)展迅猛,2013年全年產(chǎn)量達 1941.89 萬輛,銷量1950.51 萬輛,汽車產(chǎn)銷總量居全球第一位。為了在激烈的市場競爭中不斷提高精益制造水平,維持良好的客戶服務,眾多世界知名汽車企業(yè)越來越多的將重點放在汽車供應鏈信息化上。汽車制造業(yè)信息化能否提供準確、即時、完整的生產(chǎn)制造及市場數(shù)據(jù),是關系到汽車企業(yè)能否充分挖掘市場需求,滿足客戶要求,提供

2、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和高價值服務的關鍵。當前汽車供應鏈用以數(shù)據(jù)自動識別和數(shù)據(jù)采集的技術手段主要有條形碼、二維碼、IC 卡等,雖然價格便宜,但在數(shù)據(jù)的即時性、準確性和可讀寫性上差強人意。無線射頻識別技術以其在信息收集和處理方面的全面性、可靠性和可追溯性,可以用來進行全面的信息追溯管理,達到控制產(chǎn)品質(zhì)量、提高追溯效率的管理目標,被認為是最適合汽車供應鏈的現(xiàn)代技術之一。射頻識別,即 RFID(Radio Frequency Identification)技術是一種非接觸式的自動識別技術,在大規(guī)模制造和供應鏈管理等領域表現(xiàn)卓越,受到越來越多學者、實業(yè)家的關注。在汽車制造和信息控制系統(tǒng)中,RFID 協(xié)助進行即時數(shù)據(jù)

3、更新,通過信息平臺,提高生產(chǎn)過程的可視性、減少掃描出錯率、加強產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控和追溯管理等。1.2 研究現(xiàn)狀和存在的問題1.2.1 研究現(xiàn)狀在汽車制造業(yè)中,眾多學者研究了無線射頻技術控制庫存水平和線上操作準確率的問題,而產(chǎn)品質(zhì)量信息追溯問題是近年來學者開始關注的熱點之一。射頻標簽可被附著在零部件上,也可被貼在托盤上,通過讀寫器的識別,可準確判斷庫存量和位置信息,幫助主機廠制定更合理的采購計劃,減少生產(chǎn)多余步驟,縮短供貨提前期,減少持有庫存,加速貨物流轉(zhuǎn)速度。當產(chǎn)品被裝配時,無線射頻技術幫助操作工判斷零部件匹配性,發(fā)揮看板作用。近年來,隨著對商品質(zhì)量和服務品質(zhì)要求的提高,探索 射頻技術對于質(zhì)量監(jiān)控和

4、產(chǎn)品追溯的訴求與日俱增,學者們從系統(tǒng)架構和應用模式探討等角度出發(fā),為汽車供應鏈應用無線射頻技術提供決策方案。由于汽車供應鏈環(huán)節(jié)多、周期長,以信息系統(tǒng)輔助進行質(zhì)量追溯管理有極其重要的現(xiàn)實意義和研究價值。當前的研究集中在三個方面:其一,通過實驗室測試和企業(yè)實地調(diào)研,研究企業(yè)對無線射頻標簽和讀寫器的選型問題;第二,通過需求分析和編程技術,實現(xiàn)與射頻技術配套的信息系統(tǒng)設計和開發(fā)問題;其三,通過實證研究、市場調(diào)研、經(jīng)驗分析和數(shù)學建模,研究無線射頻技術的采納及應用條件問題。1.2.2 研究存在的問題將 RFID技術應用在汽車質(zhì)量管理環(huán)節(jié)和信息追溯環(huán)節(jié)的研究,在數(shù)量上較少,且在研究內(nèi)容上較單一,存在一些研究

5、盲點,具體表現(xiàn)在:1)尚未有對汽車供應鏈的信息采集過程進行具體分析的研究,以分析在汽車供應鏈上可以采集的信息的種類和環(huán)節(jié)等;(2)研究角度有待拓展。在研究汽車供應鏈的問題中,較少有學者從質(zhì)量管理和信息追溯的角度進行研究;(3)研究方法單一。在已有的研究汽車供應鏈的質(zhì)量信息追溯的文獻中,大多從信息系統(tǒng)架構的角度,以實證研究和編程方法實現(xiàn),極少有采用經(jīng)濟管理模型和數(shù)學推導的方法;(4)研究內(nèi)容欠深入。現(xiàn)有文獻大多忽略企業(yè)的經(jīng)濟環(huán)境,而直接考察技術環(huán)境要素,因此,結合成本分析和收益協(xié)調(diào)的汽車供應鏈質(zhì)量信息追溯的研究更加難能可貴。第二章 無限射頻技術在汽車供應鏈上的需求分析2.1 無線射頻系統(tǒng)的組成及

6、原理一個典型的無線射頻系統(tǒng)由四個主要部分組成,包括電子標簽、讀寫器、天線和應用系統(tǒng)。無線射頻系統(tǒng)的工作原理是:當無線射頻標簽進入天線工作區(qū)域時,無源標簽(即被動標簽)憑借讀寫器發(fā)出的射頻信號獲得能量,或者有源標簽(即主動標簽)自己主動產(chǎn)生能量,將寫在標簽內(nèi)置天線上的信息發(fā)送給讀寫器;讀寫器讀并識別電子標簽中所保存的電子信息,并對接收到的信號進行調(diào)解碼后傳輸?shù)胶笈_;后臺信息管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)合法性判斷,并作出相應的處理和控制。2.2 影響無線射頻技術實施的因素2.2.1無線射頻系統(tǒng)價格一部分來自于硬件價格。包括:無線射頻標簽:市場上應用的 無線射頻標簽成本在幾角到幾百元;讀寫器:與使用的數(shù)量和類型

7、相關;計算機系統(tǒng)。另一部分則為軟件價格。包括與之匹配的信息系統(tǒng)和維護。因此,成本是阻礙無線射頻大規(guī)模應用的重要因素,在較低價值產(chǎn)品上缺少投資回報效益。2.2.2 技術讀寫性能讀寫性能是影響無線射頻技術應用范圍、應用行業(yè)和應用深度的基礎決策因素。雖然無線射頻有條形碼等技術不可比擬的先進性,但其仍有受限制的應用環(huán)境,比如玻璃、金屬、水下等。同時無線射頻標簽的持續(xù)識別準確率,多標簽同時識別的并發(fā)準確率等也是需要繼續(xù)攻克的問題。2.2.3 技術標準目前無線射頻條碼主要存在三個技術標注體系：歐美的EPC電子產(chǎn)品編碼標準、日本的 UID 標準和 ISO 國際標準體系,這三種標準相互之間并不兼容。在 UHF

8、頻段標準上,美國采用 915MHz,歐洲采用 805.8MHz,日本采用 960MHz22。另中國有 GBl8937-2003(NPC)標準。2007 年 4 月,工信部發(fā)布技術應用規(guī)定5,劃定 800/900MHz 頻段無線射頻技術的具體使用頻率為 840MHz845MHz 和920MHz925MHz。2.3 無線射頻技術在汽車供應鏈的應用質(zhì)量控制在條形碼系統(tǒng)中,汽車生產(chǎn)線上多采用看板管理對質(zhì)量情況進行實時跟蹤和監(jiān)控,并由人工記錄、采集和匯總大量的生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù),定點定時錄入系統(tǒng)并進行后臺分析,在時效性和準確性上不盡人意。通過無線射頻系統(tǒng),在設置了信息采集點的位置,及時獲得相關產(chǎn)品的各種信息,

9、對于生產(chǎn)線上出現(xiàn)的異常情況第一時間反饋到相關部門,并被可讀寫式標簽記錄,為每個環(huán)節(jié)的信息追溯和質(zhì)量監(jiān)控帶來便利和依據(jù)。通過對大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)的準確處理和細致研究,提供給質(zhì)量部門關于產(chǎn)品的質(zhì)量信息,幫助改進質(zhì)控水平,暢通生產(chǎn)節(jié)拍,提高供應鏈效益。2.3.2生產(chǎn)線自動控制為了滿足不同的市場需要,車輛訂單產(chǎn)品型號多、不同車型的配置變化豐富,往往在同一生產(chǎn)線上需要根據(jù)不同的工藝組織生產(chǎn),并合理安排多批產(chǎn)品依次排序制造。結合無線射頻技術和讀寫器的現(xiàn)場指令,與企業(yè) ERP 系統(tǒng)、制造機器人等進行集成,通過識別不同零部件的無線射頻標簽信息,快速完成自動編組和自動操作,在減少人工干預的情況下,對數(shù)條生產(chǎn)線實現(xiàn)更準

10、確的自動化分流,對數(shù)十個車型進行自動排序和生產(chǎn),對成千上萬的汽車零部件實現(xiàn)準確揀選和裝配。Huang Gang23研究了無線射頻技術實現(xiàn)汽車混裝生產(chǎn)的價值,提高生產(chǎn)線的自動化水平和可控性,幫助進行生產(chǎn)排序和混裝生產(chǎn)。物流管理在汽車制造業(yè)及汽車物流的實踐操作中,無線射頻技術被用于零部件入場物流、線邊物流和庫存管理環(huán)節(jié)，線射頻技術于庫存的優(yōu)化策略是研究較多的內(nèi)容。Kang24研究了利用無線射頻技術解決由于庫存變動而造成存貨記錄錯誤的問題,認為無線射頻技術可以提高存貨數(shù)量的精確性,隨后通過仿真驗證了結論。Karaer25指出由于無線射頻可快速準確地獲取正向和逆向信息,并研究了基于信息完全性的修正基本

11、庫存的決策。Gaukler26研究了利用 RFID 技術提高供應鏈的可見性,幫助企業(yè)提高即時補貨策略的準確性。徐琪27等給出了各層次的無線射頻系統(tǒng)集成系統(tǒng)的供應鏈管理體系,研究了在固定成本和不同庫存情形下的可變成本,探討無線射頻技術下庫存成本的控制方法。Chiun-Ming Liu 等28研究了在集成電路制造業(yè)中,結合無線射頻技術與 ERP 系統(tǒng),通過構建匹配的信息系統(tǒng),以此提高物流過程的生產(chǎn)效率。汽車銷售的掌控在汽車銷售環(huán)節(jié)中無線射頻解決生產(chǎn)廠商的“竄貨”問題?？梢栽跓o線射頻標簽中加載預定的銷售區(qū)域、產(chǎn)品真實屬性等信息,當經(jīng)銷商、市場監(jiān)管人員、消費者對汽車產(chǎn)品進行認證時,企業(yè)可通過確認汽車產(chǎn)

12、品的銷售地,從而準確、及時地收集每一批汽車的實際投放點,如果發(fā)現(xiàn)有“竄貨”行為,可顯示該汽車最初是銷售給哪個區(qū)域,并追溯到最初的經(jīng)銷商。美國舊金山汽車零售商采用了無線射頻車鑰匙跟蹤系統(tǒng),使銷售人員在展廳內(nèi)快速取到試駕車鑰匙,提高了10%的銷售業(yè)績。銷售人員只需將嵌有無線射頻標簽的塑料卡(上面編有銷售員唯一的身份識別碼)插入安裝在每輛汽車車窗上的盒子里,并輸入PIN就可打開盒子,取得盒內(nèi)含有無線射頻標簽的車鑰匙。盒內(nèi)的無線收發(fā)器把汽車的號碼、位置、銷售人員的身份號碼、時間及其他相關信息發(fā)送到無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的節(jié)點,節(jié)點會將數(shù)據(jù)無線傳送到基于互聯(lián)網(wǎng)的應用軟件。而管理層則可登錄到帶有密碼保護功能的網(wǎng)站,

13、追蹤哪個銷售人員在使用哪一輛車,持續(xù)時間多久,每輛車的試用頻率。下班時,系統(tǒng)可設定取消所有銷售人員取鑰匙權限。瑞典汽車經(jīng)銷商采用了基于無線射頻技術的無線實時定位系統(tǒng),更好地管理汽車交易活動和實時收錄汽車交易信息。在汽車的后視鏡上懸掛了含有唯一編碼的無線射頻標簽,網(wǎng)絡中有對汽車方位進行準確定位的定位信號接收器和安置在室內(nèi)賣場入口、室外門禁和狹道處的激發(fā)器。當汽車經(jīng)過這些區(qū)域時,激發(fā)器就會觸發(fā)無線射頻標簽,并傳輸相關信息,傳遞信號被固定接收器接收,通過這些區(qū)域的汽車信息就會被實時收錄。借助于這套系統(tǒng),經(jīng)銷商與客戶談成生意后不需要再詢問汽車停放位置,系統(tǒng)在第一時間就能向客戶提供汽車的品牌、型號、車位

14、等信息,避免了那種不斷詢問溝通和等待取車的交易模式。亞特蘭大奔馳經(jīng)銷商也實施了結合鑰匙控制系統(tǒng)的基于無線射頻技術的實時定位系統(tǒng)。此外,當最終用戶購買了汽車且汽車駛離分公司倉庫之后,可用移動設備讀取車身的無線射頻標簽,將用戶信息通過遠程網(wǎng)絡登記在總公司(或制造商)信息中心數(shù)據(jù)庫中,無線射頻標簽隨著汽車到用戶手中。由于可獲得銷售車輛和消費者的實時信息,可以對客戶的地域分布、年齡層次、購買行為、需求特點等信息進行即時分析,從而更準確地反映消費者的消費偏好,并對新產(chǎn)品設計及未來的銷售情況做出合理估計。2.3.5 汽車售后在售后服務環(huán)節(jié)采用無線射頻技術,可以將無線射頻標簽作為信息載體把相關配件與整車產(chǎn)品

15、、整車產(chǎn)品與最終用戶聯(lián)系起來,隨時確定汽車產(chǎn)品生命周期內(nèi)發(fā)生的“修換退”狀態(tài),從而為服務站的維修服務提供記錄依據(jù),同時為制造者、銷售者、修理者及用戶提供相應的依據(jù),明確各方的責、權、利。無線射頻標簽記錄的這些維修信息還可以為制造商的產(chǎn)品質(zhì)量管理服務,利用無線射頻技術在整個周期實時采集車輛及零部件的質(zhì)量和維修信息,可以為企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量分析、技術改進及相關管理提供依據(jù)。此外,在召回環(huán)節(jié),由于無線射頻技術使汽車的零部件、總成都擁有唯一編碼,能使制造商在召回時縮小范圍、節(jié)約成本。目前,汽車制造商正在將無線射頻技術應用于車輛的終生自動識別,并將其作為數(shù)據(jù)從零部件管理系統(tǒng)輸送到服務站上的一種可選方案。米其

16、林輪胎北美公司已成功開發(fā)了無線射頻輪胎,這種輪胎在其胎側內(nèi)裝有無線射頻標簽,先在輪胎生產(chǎn)廠內(nèi)被寫入輪胎序列號、生產(chǎn)日、生產(chǎn)廠代號等信息,然后在汽車制造廠的總裝線上寫入汽車標識號碼,這樣一旦輪胎出現(xiàn)質(zhì)量問題,可以縮小召回范圍。福特汽車公司還將無線射頻技術應用于電動汽車的電池充電系統(tǒng),該系統(tǒng)可以將車輛運行及電池使用情況及時傳遞給操作者,大大提高了充電效率。無線射頻標簽可以加密,不易偽造。因此,在分辨假冒零部件、控制二手零部件進入市場、杜絕非法拼裝車等方面也可發(fā)揮巨大作用。根據(jù)無線射頻標簽記錄的與車輛VIN聯(lián)的報廢規(guī)定年限及關鍵總成的大修次數(shù),可以有效杜絕報廢車逾期不報和利用報廢車的“五大總成”進行非法拼裝情況?？偨Y市場研究報告預計,汽車業(yè)將是推動無線射頻技術發(fā)展的主要行業(yè)之一。目前,上海通用、北京現(xiàn)代等國內(nèi)主要汽車生產(chǎn)企業(yè)已在涂裝、總裝、發(fā)動機等生產(chǎn)車間使用無線射頻技術。隨著無線射頻技術在汽車行業(yè)中應用的不斷深入,在汽車供應鏈中的應用將不斷拓展。然而投資無線射頻技術的高額成本和巨大風險也不容忽視。既要研究技術問題,更要研究管理問題。其中,無線射頻技術在汽車供應鏈管理中可以得到哪些應用、價值如何評估、有哪些因素影響無線射頻技術應用的決策行為是必需解決的首要問題。此外,標準、成本、隱私保護、數(shù)據(jù)處理能力、技術成熟度等風