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射頻識別技術 (Radio　Frequency　Identification, 簡稱RFID) 在現代倉儲管理中得到了越來越廣泛地應用, 其非接觸式識別和強大的環境適應力等優勢在很大程度上提高了倉儲管理的作業效率和經濟效益。早在伊拉克戰爭中, 美國利用RFID技術建立了可視化的后勤網絡, 使美軍的后勤補給能力變得空前強大。近年來, 國內外有 識之士都 特別重視RFID技術在民用領域的應用, 一些權威人士甚至將RFID技術視為新的經濟增長點, 是扭轉世界經濟危機的希望[1]。在我國造船行業由大轉強的關鍵時期, 恰逢此次世界經濟危機, 我們不能坐以待斃, 必須抓住時機, 在提升生產效率的同時, 利用先進的可視化管理技術提升船廠的倉儲管理水平和物流能力, RFID技術無疑是當下很好的選擇。

RFID是一種無線射頻識別技術, 可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據, 而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸, 即非接觸識別。它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢等介質并在惡劣環境中閱讀標簽, 具有極強的環境適應力, 閱讀速度極快, 大多數情況下不到100ms[2]。

最基本的RFID系統由三部分組成:標簽、閱讀器和數據交換與管理系統。標簽由天線、耦合原件及芯片組成, 每個標簽具有唯一的電子編碼, 附著在物體上標識目標對象;閱讀器由天線、耦合原件及芯片組成, 用來讀取或寫入標簽信息。RFID系統的基本工作原理如圖1所示。

圖1　RFID 系統基本原理圖  下載原圖

RFID系統工作時, 先由閱讀器通過天線發送一定頻率的射頻信號, 當RFID標簽進入閱讀器的工作場時, 其天線產生感應電流, 從而激活RFID標簽向閱讀器發送自身的編碼等信息。閱讀器讀取標簽的自身編碼等信息后并解碼送至數據交換與管理系統 (計算機系統) 處理[3]。

運用RFID技術, 船廠倉儲管理可以在減少庫存量的同時減少資金的占用。精益造船模式下的船廠倉儲管理, 必須盡量消除各種不增值的浪費行為, 而倉儲過程中的物流基本不增值, 所以就要降低倉儲過程中的物資消耗, 從而將更多的物資投入到可增值的生產和經營活動中。應用RFID技術, 可以對物資進行可視化管理, 有利于采購部門及時了解庫存以及在途物資, 從而有計劃地進行采購, 降低采購物資的庫存 量以及因 過多庫存 而產生的 資金占用。

倉儲管理對船廠來說是一項繁雜的工作, 物資入庫檢驗、定位、堆放、集配出庫、盤點庫存等工作基本靠人工完成, 為保證正常生產和物資的安全, 要花費大量的人力物力來做數據記錄和統計工作。傳統倉儲管理存在的幾個突出問題如下: (1) 物資堆放非常凌亂, 有些設備和自制件連倉管員也找不到其所在的具體位置, 集配出庫占用大量時間, 直接影響生產效率; (2) 物資無法做到先進先出, 導致很多物資一直積壓, 甚至破損而無法使用, 造成極大的浪費和資金流占用; (3) 盤點倉庫操作耗時費力, 倉管員既要完成集配又要盤點庫存, 盤點時難 免出現多、漏、錯等情況, 這也加劇了前述兩種問題。如此, 傳統船廠倉儲管理的弊端顯而易見。

將RFID技術應用于船廠的倉儲管理, 其優勢如下:

(1) 可以提高倉儲管理的效率和質量, 原本需要由人工完成的工作, 都可以由RFID系統自動識別, 物資的入庫、定位、盤點、集配、出庫等操作效率極大提升, 并且可以確保其準確性。

(2) 可以增強對于原材料和中間產品數據采集的實時性和自動化程度, 動態實時的庫存控制能夠有效降低庫存成本。

(3) 可以使倉儲管理與船廠的生產管理系統結合更加緊密, 形成從采購、倉儲管理到生產的每個環節都采用RFID技術進行可視化管理, 實現對產品質量的實時監控, 最大程度地節約生產綜合成本。

RFID系統中的電子標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, 可以包含生產廠家信息, 物資尺寸規格, 甚至包含物資流向、供應時間、操作部門或操作者、操作類型、處理方式等詳細的生產信息。RFID系統的應用可以從供應鏈進入船廠中間產品制造的核心, 通過在船廠的車間層逐步采用RFID技術, 船廠可以無縫且不間斷地集成從RFID系統反饋的信息并鏈接到現有的生產管理系統中, 與配置RFID功能的供應鏈協調, 不需要更新已有的生產管理系統就可以發送準確可靠的實時信息[5], 創造產品附加值, 大幅提高船廠的生產效率。

現在以浙江某船廠策劃實施RFID倉儲管理系統為例, 來說明RFID系統在船廠實施的流程。

根據RFID系統的工作原理以及該船廠的實際情況, 決定購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;購置塑料電子標簽和紙質電子標簽, 以及用來打印電子標簽的Intermec　PM4i熱敏/熱轉印打印機。

該RFID系統中的軟件系統由江蘇某船舶設計公司開發, 并將集成到該船廠的生產管理系統中, 形成完整的先進造船解決方案。

為節省管理成本, 只對A類物資 (通常為進口物資, 例如主機) 和B類物資 (通常只被某號船使用, 例如閥件、附件、泵、鐵舾件等) 運用RFID技術進行管理。而對于C類物資 (標準件, 如法蘭、螺栓、螺母等) 和涂料等其他船用物資則運用傳統的條碼技術管理。

為方便管理, 對于A類物資, 不可代用, RFID電子標簽中的信息不可隨意修改。對于B類物資, 原則上不宜代用, 特殊情況下要在同號船上進行代用的, 需要相關部門進行審批, 然后對電子標簽進行重置, 同時更新數據庫中相應代用物資的信息, 做到物資與數據庫信息高度同步。

將該船廠倉庫分為八個區域:閥件倉庫A1, 進口倉庫A2, 國內設備倉庫A3, 電纜倉庫A4, 鐵舾倉庫B1, 焊材倉庫B2, 管子倉庫B3, 工具倉庫B4。倉庫廠區內布置無線網絡, 每個倉庫門禁處安裝一臺RFID閱讀器。

考慮到該船廠的外購廠商發貨時沒有配備船廠所需的RFID電子標簽, 船廠需要自行配備相應電子標簽。根據設備、外協件的尺寸和材質, 需要使用塑料電子標簽跟蹤的物資, 用讀寫器等設備將物資屬性信息拷貝到塑料電子標簽中, 并將標簽安裝在相應物資上;需要使用紙質電子標簽跟蹤的物資, 用標簽打印機將物資屬性信息打印到紙質標簽中, 并黏貼在相應物資上, 將標簽貼在零配件外沿, 主芯片與大部分天線懸空, 讀取面盡量向上, 貼標一側要放置在靠近車行道一側。電子標簽中的信息必須同后臺數據庫信息一一對應。

在PC端或PDA端使用系統掃描電子標簽, 根據編碼規則輸入相應物資代號、物資名稱等信息, 將這些信息上傳至系統數據庫。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, 該查詢指令通過無線網絡發送到后臺數據庫, 數據庫會根據物品代碼和前面入庫時記錄的位置信息, 告知倉庫人員需要出庫物資的具體位置及入庫日期, 可以實現物資先進先出的管理規則。當確定出貨物資后, 運送物資出門時, 大門旁邊的RFID固定式讀寫設備能夠遠距離讀取物資上的電子標簽, 以實現物資的自動掃描出庫。除了使用RFID固定式讀寫設備進行出庫外, 也可以使用PDA設備手工掃描電子標簽, 進行出庫操作。出庫流程如圖3所示。

圖2　入庫管理流程圖  下載原圖

圖3　出庫管理流程圖  下載原圖

用PDA查詢需要移動的物資所在的具體位置, 掃描其電子標簽, 在PDA上指定物資移位的目標位置, 進行移位操作, 后臺數據庫更新物資的新位置, 同時改寫標簽中的物資屬性信息。

定期用PDA盤點庫存, RFID系統可以讀取庫存數據信息, 打印出庫存物資清單, 將物資庫存統計的多、漏、錯等情況匯總, 供船廠采購部門參考。

對于已經出庫的物資, 生產管理相關部門要掌握其即時的物流信息、所處工位及裝配情況等生產信息, 即可通過RFID系統查詢, 實現可視化管理。例如在某些情況下, 為防止一些價格昂貴的閥件、儀器丟失, 舾裝托盤中雖有此類物資, 但在船舶中間產品的制作階段先用相應的模型替代, 待需要安裝實物的階段, 可通過RFID系統查詢其所在位置, 進行安裝, 對于丟失或者損壞的, 要追究相應負責人員的責任, 這樣可以保證物資的安全性。

經過一段時間的實 施, 發現該船 廠使用RFID技術進行倉儲管理可以快速完成各類物資的集配、出庫、盤點操作, 入庫操作效率相對較差, 需要和外購單位協商, 共同建立基于RFID的供應鏈管理系統, 在外購件入庫前張貼所需的電子標簽;倉管員責任明確, 倉庫管理井然有序;船廠管理層可以可視化跟蹤和管理庫存物資, 實時掌握采購、物資、倉儲狀況;基本實現了對主要設備物資進行流通量管理, 對易耗物資實現庫存量管理;數據統計分析準確性和及時性得到很大提升;船廠的資金壓力得以緩解。

目前RFID技術的應用標準尚待完善, 工程應用還存在一些技術問題, 在船舶制造業中應用RFID技術具有一定的難度, 然而已經取得的成績讓我們造船人有信心先在倉儲管理中應用好這項技術, 隨后將此技術應用到整個造船生產過程中, 為企業實現可視化管理, 無紙化制造以及精益造船摸索出一條現實可行的道路。