無限射頻識(shí)別技術(shù)在汽車供應(yīng)鏈中的應(yīng)用分析

1、汽車服務(wù)信息系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課題名稱 無線射頻識(shí)別技術(shù)在汽車供應(yīng)鏈中的應(yīng)用分析學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)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(dá) 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(wù),眾多世界知名汽車企業(yè)越來越多的將重點(diǎn)放在汽車供應(yīng)鏈信息化上。汽車制造業(yè)信息化能否提供準(zhǔn)確、即時(shí)、完整的生產(chǎn)制造及市場數(shù)據(jù),是關(guān)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(jià)值服務(wù)的關(guān)鍵。當(dāng)前汽車供應(yīng)鏈用以數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)采集的技術(shù)手段主要有條形碼、二維碼、IC 卡等,雖然價(jià)格便宜,但在數(shù)據(jù)的即時(shí)性、準(zhǔn)確性和可讀寫性上差強(qiáng)人意。無線射頻識(shí)別技術(shù)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(jìn)行全面的信息追溯管理,達(dá)到控制產(chǎn)品質(zhì)量、提高追溯效率的管理目標(biāo),被認(rèn)為是最適合汽車供應(yīng)鏈的現(xiàn)代技術(shù)之一。射頻識(shí)別,即 RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),在大規(guī)模制造和供應(yīng)鏈管理等領(lǐng)域表現(xiàn)卓越,受到越來越多學(xué)者、實(shí)業(yè)家的關(guān)注。在汽車制造和信息控制系統(tǒng)中,RFID 協(xié)助進(jìn)行即時(shí)數(shù)據(jù)

3、更新,通過信息平臺(tái),提高生產(chǎn)過程的可視性、減少掃描出錯(cuò)率、加強(qiáng)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(xué)者研究了無線射頻技術(shù)控制庫存水平和線上操作準(zhǔn)確率的問題,而產(chǎn)品質(zhì)量信息追溯問題是近年來學(xué)者開始關(guān)注的熱點(diǎn)之一。射頻標(biāo)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(shí)別,可準(zhǔn)確判斷庫存量和位置信息,幫助主機(jī)廠制定更合理的采購計(jì)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(dāng)產(chǎn)品被裝配時(shí),無線射頻技術(shù)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(duì)商品質(zhì)量和服務(wù)品質(zhì)要求的提高,探索 射頻技術(shù)對(duì)于質(zhì)量監(jiān)控和

4、產(chǎn)品追溯的訴求與日俱增,學(xué)者們從系統(tǒng)架構(gòu)和應(yīng)用模式探討等角度出發(fā),為汽車供應(yīng)鏈應(yīng)用無線射頻技術(shù)提供決策方案。由于汽車供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)多、周期長,以信息系統(tǒng)輔助進(jìn)行質(zhì)量追溯管理有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和研究價(jià)值。當(dāng)前的研究集中在三個(gè)方面:其一,通過實(shí)驗(yàn)室測試和企業(yè)實(shí)地調(diào)研,研究企業(yè)對(duì)無線射頻標(biāo)簽和讀寫器的選型問題;第二,通過需求分析和編程技術(shù),實(shí)現(xiàn)與射頻技術(shù)配套的信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)問題;其三,通過實(shí)證研究、市場調(diào)研、經(jīng)驗(yàn)分析和數(shù)學(xué)建模,研究無線射頻技術(shù)的采納及應(yīng)用條件問題。1.2.2 研究存在的問題將 RFID技術(shù)應(yīng)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(diǎn),具體表現(xiàn)在:1)尚未有對(duì)汽車供應(yīng)鏈的信息采集過程進(jìn)行具體分析的研究,以分析在汽車供應(yīng)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(yīng)鏈的問題中,較少有學(xué)者從質(zhì)量管理和信息追溯的角度進(jìn)行研究;(3)研究方法單一。在已有的研究汽車供應(yīng)鏈的質(zhì)量信息追溯的文獻(xiàn)中,大多從信息系統(tǒng)架構(gòu)的角度,以實(shí)證研究和編程方法實(shí)現(xiàn),極少有采用經(jīng)濟(jì)管理模型和數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法;(4)研究內(nèi)容欠深入?，F(xiàn)有文獻(xiàn)大多忽略企業(yè)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境,而直接考察技術(shù)環(huán)境要素,因此,結(jié)合成本分析和收益協(xié)調(diào)的汽車供應(yīng)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(shù)在汽車供應(yīng)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(gè)典型的無線射頻系統(tǒng)由四個(gè)主要部分組成,包括電子標(biāo)簽、讀寫器、天線和應(yīng)用系統(tǒng)。無線射頻系統(tǒng)的工作原理是:當(dāng)無線射頻標(biāo)簽進(jìn)入天線工作區(qū)域時(shí),無源標(biāo)簽(即被動(dòng)標(biāo)簽)憑借讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)獲得能量,或者有源標(biāo)簽(即主動(dòng)標(biāo)簽)自己主動(dòng)產(chǎn)生能量,將寫在標(biāo)簽內(nèi)置天線上的信息發(fā)送給讀寫器;讀寫器讀并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子信息,并對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行調(diào)解碼后傳輸?shù)胶笈_(tái);后臺(tái)信息管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)合法性判斷,并作出相應(yīng)的處理和控制。2.2 影響無線射頻技術(shù)實(shí)施的因素2.2.1無線射頻系統(tǒng)價(jià)格一部分來自于硬件價(jià)格。包括:無線射頻標(biāo)簽:市場上應(yīng)用的 無線射頻標(biāo)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(guān);計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。另一部分則為軟件價(jià)格。包括與之匹配的信息系統(tǒng)和維護(hù)。因此,成本是阻礙無線射頻大規(guī)模應(yīng)用的重要因素,在較低價(jià)值產(chǎn)品上缺少投資回報(bào)效益。2.2.2 技術(shù)讀寫性能讀寫性能是影響無線射頻技術(shù)應(yīng)用范圍、應(yīng)用行業(yè)和應(yīng)用深度的基礎(chǔ)決策因素。雖然無線射頻有條形碼等技術(shù)不可比擬的先進(jìn)性,但其仍有受限制的應(yīng)用環(huán)境,比如玻璃、金屬、水下等。同時(shí)無線射頻標(biāo)簽的持續(xù)識(shí)別準(zhǔn)確率,多標(biāo)簽同時(shí)識(shí)別的并發(fā)準(zhǔn)確率等也是需要繼續(xù)攻克的問題。2.2.3 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)目前無線射頻條碼主要存在三個(gè)技術(shù)標(biāo)注體系：歐美的EPC電子產(chǎn)品編碼標(biāo)準(zhǔn)、日本的 UID 標(biāo)準(zhǔn)和 ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)體系,這三種標(biāo)準(zhǔn)相互之間并不兼容。在 UHF

8、頻段標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。2007 年 4 月,工信部發(fā)布技術(shù)應(yīng)用規(guī)定5,劃定 800/900MHz 頻段無線射頻技術(shù)的具體使用頻率為 840MHz845MHz 和920MHz925MHz。2.3 無線射頻技術(shù)在汽車供應(yīng)鏈的應(yīng)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(duì)質(zhì)量情況進(jìn)行實(shí)時(shí)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(diǎn)定時(shí)錄入系統(tǒng)并進(jìn)行后臺(tái)分析,在時(shí)效性和準(zhǔn)確性上不盡人意。通過無線射頻系統(tǒng),在設(shè)置了信息采集點(diǎn)的位置,及時(shí)獲得相關(guān)產(chǎn)品的各種信息,

9、對(duì)于生產(chǎn)線上出現(xiàn)的異常情況第一時(shí)間反饋到相關(guān)部門,并被可讀寫式標(biāo)簽記錄,為每個(gè)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(duì)大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確處理和細(xì)致研究,提供給質(zhì)量部門關(guān)于產(chǎn)品的質(zhì)量信息,幫助改進(jìn)質(zhì)控水平,暢通生產(chǎn)節(jié)拍,提高供應(yīng)鏈效益。2.3.2生產(chǎn)線自動(dòng)控制為了滿足不同的市場需要,車輛訂單產(chǎn)品型號(hào)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(jié)合無線射頻技術(shù)和讀寫器的現(xiàn)場指令,與企業(yè) ERP 系統(tǒng)、制造機(jī)器人等進(jìn)行集成,通過識(shí)別不同零部件的無線射頻標(biāo)簽信息,快速完成自動(dòng)編組和自動(dòng)操作,在減少人工干預(yù)的情況下,對(duì)數(shù)條生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)

10、確的自動(dòng)化分流,對(duì)數(shù)十個(gè)車型進(jìn)行自動(dòng)排序和生產(chǎn),對(duì)成千上萬的汽車零部件實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確揀選和裝配。Huang Gang23研究了無線射頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車混裝生產(chǎn)的價(jià)值,提高生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平和可控性,幫助進(jìn)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(shí)踐操作中,無線射頻技術(shù)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(shù)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(shù)解決由于庫存變動(dòng)而造成存貨記錄錯(cuò)誤的問題,認(rèn)為無線射頻技術(shù)可以提高存貨數(shù)量的精確性,隨后通過仿真驗(yàn)證了結(jié)論。Karaer25指出由于無線射頻可快速準(zhǔn)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(shù)提高供應(yīng)鏈的可見性,幫助企業(yè)提高即時(shí)補(bǔ)貨策略的準(zhǔn)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(yīng)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(shù)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(jié)合無線射頻技術(shù)與 ERP 系統(tǒng),通過構(gòu)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(biāo)簽中加載預(yù)定的銷售區(qū)域、產(chǎn)品真實(shí)屬性等信息,當(dāng)經(jīng)銷商、市場監(jiān)管人員、消費(fèi)者對(duì)汽車產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證時(shí),企業(yè)可通過確認(rèn)汽車產(chǎn)

12、品的銷售地,從而準(zhǔn)確、及時(shí)地收集每一批汽車的實(shí)際投放點(diǎn),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(gè)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(biāo)簽的塑料卡(上面編有銷售員唯一的身份識(shí)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(biāo)簽的車鑰匙。盒內(nèi)的無線收發(fā)器把汽車的號(hào)碼、位置、銷售人員的身份號(hào)碼、時(shí)間及其他相關(guān)信息發(fā)送到無線網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)會(huì)將數(shù)據(jù)無線傳送到基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用軟件。而管理層則可登錄到帶有密碼保護(hù)功能的網(wǎng)站,

13、追蹤哪個(gè)銷售人員在使用哪一輛車,持續(xù)時(shí)間多久,每輛車的試用頻率。下班時(shí),系統(tǒng)可設(shè)定取消所有銷售人員取鑰匙權(quán)限。瑞典汽車經(jīng)銷商采用了基于無線射頻技術(shù)的無線實(shí)時(shí)定位系統(tǒng),更好地管理汽車交易活動(dòng)和實(shí)時(shí)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(biāo)簽,網(wǎng)絡(luò)中有對(duì)汽車方位進(jìn)行準(zhǔn)確定位的定位信號(hào)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(dāng)汽車經(jīng)過這些區(qū)域時(shí),激發(fā)器就會(huì)觸發(fā)無線射頻標(biāo)簽,并傳輸相關(guān)信息,傳遞信號(hào)被固定接收器接收,通過這些區(qū)域的汽車信息就會(huì)被實(shí)時(shí)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(shí)間就能向客戶提供汽車的品牌、型號(hào)、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(shí)施了結(jié)合鑰匙控制系統(tǒng)的基于無線射頻技術(shù)的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)。此外,當(dāng)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(dòng)設(shè)備讀取車身的無線射頻標(biāo)簽,將用戶信息通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)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(biāo)簽隨著汽車到用戶手中。由于可獲得銷售車輛和消費(fèi)者的實(shí)時(shí)信息,可以對(duì)客戶的地域分布、年齡層次、購買行為、需求特點(diǎn)等信息進(jìn)行即時(shí)分析,從而更準(zhǔn)確地反映消費(fèi)者的消費(fèi)偏好,并對(duì)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)及未來的銷售情況做出合理估計(jì)。2.3.5 汽車售后在售后服務(wù)環(huán)節(jié)采用無線射頻技術(shù),可以將無線射頻標(biāo)簽作為信息載體把相關(guān)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(shí)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(wù)站的維修服務(wù)提供記錄依據(jù),同時(shí)為制造者、銷售者、修理者及用戶提供相應(yīng)的依據(jù),明確各方的責(zé)、權(quán)、利。無線射頻標(biāo)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(wù),利用無線射頻技術(shù)在整個(gè)周期實(shí)時(shí)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(shù)改進(jìn)及相關(guān)管理提供依據(jù)。此外,在召回環(huán)節(jié),由于無線射頻技術(shù)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(shí)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(shù)應(yīng)用于車輛的終生自動(dòng)識(shí)別,并將其作為數(shù)據(jù)從零部件管理系統(tǒng)輸送到服務(wù)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(cè)內(nèi)裝有無線射頻標(biāo)簽,先在輪胎生產(chǎn)廠內(nèi)被寫入輪胎序列號(hào)、生產(chǎn)日、生產(chǎn)廠代號(hào)等信息,然后在汽車制造廠的總裝線上寫入汽車標(biāo)識(shí)號(hào)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(shù)應(yīng)用于電動(dòng)汽車的電池充電系統(tǒng),該系統(tǒng)可以將車輛運(yùn)行及電池使用情況及時(shí)傳遞給操作者,大大提高了充電效率。無線射頻標(biāo)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(jìn)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(biāo)簽記錄的與車輛VIN聯(lián)的報(bào)廢規(guī)定年限及關(guān)鍵總成的大修次數(shù),可以有效杜絕報(bào)廢車逾期不報(bào)和利用報(bào)廢車的“五大總成”進(jìn)行非法拼裝情況?？偨Y(jié)市場研究報(bào)告預(yù)計(jì),汽車業(yè)將是推動(dòng)無線射頻技術(shù)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(dòng)機(jī)等生產(chǎn)車間使用無線射頻技術(shù)。隨著無線射頻技術(shù)在汽車行業(yè)中應(yīng)用的不斷深入,在汽車供應(yīng)鏈中的應(yīng)用將不斷拓展。然而投資無線射頻技術(shù)的高額成本和巨大風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。既要研究技術(shù)問題,更要研究管理問題。其中,無線射頻技術(shù)在汽車供應(yīng)鏈管理中可以得到哪些應(yīng)用、價(jià)值如何評(píng)估、有哪些因素影響無線射頻技術(shù)應(yīng)用的決策行為是必需解決的首要問題。此外,標(biāo)準(zhǔn)、成本、隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)處理能力、技術(shù)成熟度等風(fēng)