采用RFID技术的供应链分析——从技术和商业角度，本文主要内容关键词为：技术论文,供应链论文,角度论文,商业论文,RFID论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
RFID(Radio Frequency Identification)是一种旨在补充或取代传统的条形码技术的新兴技术，以自动地识别和跟踪物件。通过电子标签，RFID可增加物件识别过程中的智能化并减少人为干预。电子标签存储的数据量显然不同于现有的打印条形码所含的数据。
我们最常见的RFID技术应用之一就是在各高速公路路口收费站安置的RIFD电子收费系统。国外零售巨头沃尔玛已经要求所有其供应商在未来几年内都应用这种技术，以节省人力和物力、降低成本、提高工作效率。
当前，在应用RFID技术的各组织中，由RFID应用驱动的供应链网络增加了各组织交换信息以协调生产、销售、外包功能和服务，并与供应商和中间商合作的可行性，这种供应链网络具有丰富的信息交换功能。如果没有RFID，可能很难获取、分享、协调，并控制产品从一个公司的价值链转到另一个公司的物流信息。它是足够容易地营造组织网络的未来构想，但实际上，各公司专注于某一种或几种领域，基于RFID技术的供应链可首次为各组织提供能充分地分析并规划他们的供应流程所需的数据和工具。
然而，RFID在市场上成为普通的商品之前，存在很大技术和商业方面的挑战。技术问题包括干扰、安全和准确性等；而商业问题是关于诸如成本、缺乏标准等。在这个时候，各组织需要制定近期采用并评估RFID技术的策略，以及长期分阶段将RFID技术集成到他们商业模式中的策略。
二、主要组成部件
本部分描述了一套RFID系统的基本组成，包括以下内容：
①使得物件被识别的应答器(电子标签)；
②使得电子标签被查询并应答的天线和读/写器(阅读器)；
③控制RFID设备，管理数据和企业应用接口的软件(注意：特定的RFID系统部署的准确配置依赖于供应商、系统集成商和相应应用)。
1.电子标签
一个RFID系统的关键部件是电子标签本身。这类标签有多种形式和功能特征。通常，将电子标签分为有源标签(读/写范围更宽的有源标签)和无源标签(读/写范围较窄的无源标签)两大类(还可分为介于这两者之间的第三种半无源标签等)[1]。
其中，无源标签比有源标签更便宜，因此得到更广泛的应用。标签的费用占据着任何RFID应用中的大部分成本，其成本由形状、工作频率、数据容量、读/写范围、微芯片的存在与否和读/写存储器等因素决定。另外，读/写电子标签可重复利用，降低了长期的运营成本。
普通的条形码标签成本虽然非常低，但是它们容易损坏、弄脏、撕破、涂改、在雾水中变模糊及需要视线定位。正确的定位需要额外的人为干预，使条形码可读，RFID标签就没有这些缺陷。另外，RFID标签具有专有特性，例如能长距离的读写、可产生整套应用，并根本上提高应用的性能。例如库存管理和供应链管理，自动检测和跟踪物品的可能性希望，大幅度降低成本和库存管理所需的时间。总的说来，围绕这项技术建立的应用能给RFID采用组织带来运营和战略利益。
2.阅读器
阅读器是一种读取或读/写电子标签内数据信息的设备。在读取过程中，信号由有源标签连续发出而在写过程中，阅读器发送信号给电子标签。为读取无源标签，阅读器发送无线电波给这些标签。阅读器快速连续地读取其阅读范围内的所有标签，这个自动过程减少了阅读次数。如果多个标签在一个阅读器的范围内，那么可用各种技术按顺序地读取它们。有些阅读器也能向标签写入数据，也就是说，读/写电子标签内的数据可能实时地改变。
如果在一个阅读器的读取范围内存在多个电子标签，那么要采用多种技术按顺序全部读取它们。通过让携带有特定序列号的标签发出应答信号，这些技术识别各电子标签，从而完成供应链数据库基层的数据通信工作，为高效货物供应打下坚实的基础。
天线也有各种各样的形式和技术要素。它们用于电子标签和阅读器中。当一个标签和天线通信时，标签和天线之间的电路的射频部分称为空气接口。这种射频通信在称为空气接口协议的一套规则下进行。
天线的尺寸大小从一平方厘米到几平方米不等。天线的工作频率也依赖于其增益，具有较高增益的天线可工作在供应链网络中RFID技术应用系统的阅读器的更宽范围内。并且，在增益和和覆盖面之间总是存在折中平衡的关系。
软件可被视为整合RFID系统的粘合物。它依赖于具体的工业环境，但通常，前端部件管理阅读器和天线，而中间件(Middleware，是一种独立的系统软件或服务程序，位于客户机服务器的操作系统之上，用于管理计算资源和网络通信)路由信息到骨干数据库应用软件在其运行的服务器。例如，在制造业中，企业软件需要知道不同层面的RFID系统在供应链中如何实施和运行。
部署在特定场合的RFID应用系统的确切配置(包括阅读器和电子标签的工作频率和类型及数量、应用软件的复杂程度等)依赖于供应商、系统集成商和实际应用的情况。
三、应用框架模型
RFID技术正在日益增多的行业中逐渐广泛使用，例如用作门禁控制、包装追踪、存货管理、电子政务、行李搬运、预防诈骗和上班出勤等。通常，按照部署RFID的主要用途可能将这些应用分为识别、鉴别、定位、自动数据采集四种类别。
鉴别应用，例如无接触式、简易自动收取小额费用的高速公路收费站，自助餐厅所用的智能卡。通常假定标签持有者是一个人而非一件物，然而大多数供应链应用假定标签持有者是物。供应链应用也不同于人的应用，是因为它们的主要推动者是自动数据收集(ADA)而非鉴别功能。在大多数ADA应用中，自动跟踪诸如物件、货箱和托盘之类的物体，并且捕获数据用于派生的企业应用场合，例如供应链系统、客户关系管理系统和企业资源规划系统。
需要识别或自动数据收集的应用属于“普适计算”或“物联网”领域，例如：用在重大体育赛事过程中保持准确计时的、嵌入在运动员鞋子里的RFID标签。这个概念设想了某一场景，其中RFID标签依附在众多与其他联网智能设备自动通信和协调以完成现在需要人工干预的任务的物品上。
然而，这些应用的效能和功能主要依赖于RFID电子标签的类别。而某些类标签提供更宽的阅读范围，其他类标签能保存更多数据或更容易地以更低成本制造出来。根据以上分析讨论，我们依据标签类别，将RFID应用划分为三个维度：主要用途、标签类型和是否“做过标记的”物体是人，得出的一种RFID应用框架模型，如图1所示。
图1 RFID应用分类框架图
为了说明一套RFID技术应用系统的各主要部件是如何协同工作，我们列举了两个实际应用情况做简要阐述：
①用RFID技术定位与父母分离的小孩：如果一个穿有基于无线技术腕带的小孩迷失在外，那么其父母会发送一条文本消息给嵌有应用软件的装置，然后该装置发出包含小孩所在位置的名称和坐标的返回信息。这种应用场景称为“人、GPS感应器、定位”的RFID技术应用。
②去年7月，中国第一家RFID图书馆应用系统在新开业的深圳图书馆新馆投入使用[2]，每个标签都有一条非动力的天线，RFID阅读器发出电磁波，同时标签天线能接收到这些电磁波，阅读器通过转换从标签接到的信号成数字式书然后把它送到计算机进行处理。这标志着RFID图书数字标识系统正式进入我国图书馆领域，这种应用场景称为“无源标签、物体、识别”的RFID技术应用。
四、采用RFID面临的挑战及其意义
总之，对于很多企业来说，尤其是那些供应链、制造和物流流程尚未规范标准化的企业，RFID在财务上、技术上和操作上依旧是不可行的。各国政府组织和众多企业都在竭力解决各种RFID问题，而同时它也带来了新的潜在问题。在本节中，我们强调了与RFID应用相关的关键问题及其意义。
(1)软硬件成本比较高
虽然电子标签的价格在下降，但是它仍是显著性成本。有源标签可能值大约每个1元，但起定量至少为1万个或更多电子标签。而今，一个阅读器的平均价格大约是1000元，而有些阅读器的单个售价高达上万元。同样的，中间件的成本也在变化。很多应用场合(例如RFID使能的仓库)需要专业化的硬件，如RFID使能叉车、传送带和分类机。通过比较，传统的条形码标签平均成本低于一分钱，而条形码阅读器的成本在200元左右。另外，条形码不需要特殊的基础设施。
(2)培训和集成
RFID技术的应用需要对相关人员进行培训。弗雷斯特研究公司认为，优化流程、分析数据和培训工作人员的花费超过购买RFID技术的成本。RFID实施也需要系统集成，因此也产生不少的相应费用。此外，很少人在RFID技术应用方面有经验，RFID不是一种黑盒技术，不过，仍存在重大的悬而未决的业务流程问题，即组织需要能快捷整合技术和业务挑战方面的人员，而这类综合人才较难找到和培训。
(3)标准
标准化是互操作性的基本条件，是降低成本的驱动器，不过该行业尚未达到标准化的条件。当前，不少RFID采用者即将面临因果难定的困境：RFID设备的价格在其未大规模使用前不会真正降下来，并且RFID早期使用者提防受困于错误的标准。由于当前供应链是全球性的，所以就采用者需要在国际标准上达成共识。而在没有达成共识之前，某一物体将较难依据特定的国家标准参与到全球供应链中去[3]。
(4)安全
由于标签自身的成本，目前，电子标签非常困难具备能足以保证RFID通信安全的能力，因为标签的成本和RFID系统的通信安全常常是相互博弈的。RFID标签包含有限的计算资源，因此，针对数据安全性设计足够强的加密算法仍旧是一种挑战。而且连接周围物体的RFID应用环境也面临着安全挑战。
(5)隐私和立法
RFID应用中最大的社会问题之一就是人们对其隐私的关注和立法监督的威胁。由于RFID技术可唯一地标识生产生活中的物品，所以电子标签处于“可关联性匿名”的隐私状态。这是由于每当扫描物品上的电子标签时，我们只能知道使用过该物品的时间及地点，却不能判断是什么人已经使用过该物品。根据网络调查，在采用RFID技术后，人们担心的不仅是RFID技术本身，而是通过非法手段获取RFID数据的个人或组织。因此，某些国家或地区希望通过立法的方式禁止将RFID用于特定的应用场合，以防个人隐私泄露，带来不良的社会影响。
(6)实施的挑战
实施RFID不如实施现成的解决方案一样直截了当。RFID实施中涉及了不少重要的实质性问题，例如天线配置、环境条件(包括电磁干扰和辐射吸收和妨碍等)以及产品材料与标签材料的相互作用。其他经营决策包括确定在箱子或托盘上放置标签的最佳位置，确定放置天线的最佳位置和应自动收集数据的价值链内的位置。因而，RFID实施需要采用相当多的工程技术。同样的，运行RFID基础设施所需的软件没有打包的解决方案可循，因而现实中必须针对具体应用环境进行RFID技术应用系统的定制。
由于各组织利用一个独特的流程模型，所以有必要开发低等级软件处理阅读器到企业应用软件之间的数据通信。另外，也可能也需要专业化的故障排除和维护技能保持RFID硬件、软件、电气和无线电系统运行。
(7)管理项目：运行-市场-系统
供应链管理的关键目标之一是更快地获取更高的经济效益。市场营销倾向聚焦于价格、客户和产品。RFID集成供应链可能会给人们带来更高的速度，并且随着时间的推移，成本会逐渐降低。潜在战略性应用可能把供应链概念与客户(市场)战略整合在一起。例如，设想客户在一家电子商店购买最新热卖的手机。他们发现货架是空的，销售员没有有关新存货的线索，因为该商店库存今天上午刚售完，而没有机会再销售，客户就离开商店了。
另一种可选的替代方案是：
①货架装设有一台成本较低的小型RFID阅读器和LCD显示屏。由于商品售完，显示屏就立即列示了新货的交付日期和时间。客户可能相信并返回到该商店购买他们需要的产品。
②如果客户选择订购某件商品，那么相关信息就立即传送到RFID销售中心，在那里，卡车立即打包装货，将客户需要的商品转移到运输中心，从而可直接交付给该客户。
③如果客户对正式订购不感兴趣，那么与他们的兴趣有关的信息会立即被捕获并进一步向上游传输，以便细化需求模型。
尽管上述思路存在可行性，但关键是，为了完全采用RFID供应链，管理者必须将传统的供应链的速度和成本概念同市场定价、客户关系和产品定制概念结合起来。这种方式的实现需要采用系统观点，即把产品、供应链和客户关系视为更大整体的一部分及价值链的各个方面。完全实现RFID供应链的利益的关键可能理解工艺流程的信息系统取向是。这意味着，在内部启用RFID项目的组织应配有分销、市场和信息系统人员，并应采用与策划和实施相关的系统观点。
(8)信息共享和渠道标准
Lee，Padmanabhan等人(1997)建议把信息共享、渠道标准和运作效率作为应对“牛鞭效应”[6]的对策，这种现象在此解释为：来自供应链一端的扭曲信息能导致供应链需求预测的过度波动。信息共享的意思是，从下游现场提供及时的需求信息，以便更准确地进行预测和下订单，而渠道标准是某供应链中各部分之间的价格、运输、策划和所有权的相互协调。RFID供应链的出现使捕获和分享零售数据更容易。零售货架、仓库和卡车上的标签阅读器能精确地找到实时销售、库存和交付信息。然而，各组织需要为如何形成信息分享和渠道标准制定适用的控制策略。但是如果参与供应链中的企业没有策划或实施这类控制策略，RFID供应可能终止，并会淹没太多的供应链信息。
五、商业意义
新闻媒体对RFID技术及其在供应链中的应用日益表现出密切的关注，这似乎符合咨询公司和供应商最初的意愿。但中立观察者和采用RFID的小组织或公司曾对其持悲观的评价。下面，我们从数据仓库、企业整合及供应链三个方面阐述RFID技术采用的商业含义。
(1)数据仓库
成功的RFID应用会潜在地在应用系统中产生上兆字节数据。这种量级的数量变化也总是产生质的变化。如果采用RFID技术，这些数据量会对现有的数据管理和存储结构与战略带来严峻的压力。目前，有关管理和存储大量数据集的一系列研究工作已经在计算机学领域进行中，但是由于产生数据的速度，RFID可能会给我们带来新的挑战。
(2)业务整合
供应链中各企业的相关业务整合集中于数据从一个应用到另一个应用及从组织的一部分到另一部分的无缝流动。RFID技术及其应用给探索数据如何通过组织的主线的分支带来新的机会。我们需要采用严谨的研究态度，辨别并评估组织内RFID提供的数据流所带来的问题和利弊，以便有效实施业务整合。
(3)供应链
在某种意义上讲，RFID供应链首次使得信息和产品流作为“产品”通过原材料、制造、分销、零售、消费、浪费、甚至再循环过程。例如RFID硅芯片是电子器件的一部分，那么在该芯片上的RFID标签就会使产品携带相关信息，而这种信息过去一直被认为是在传统的供应链中单独流动。
像任何其他技术一样，RFID给我们带来好处的同时也带来挑战。Craighead & Shaw(2003)等人提出了基于资源的供应链观点，在此供应链中，我们可能评估制造商和供应链相关合作伙伴的各种信息技术和运作能力的“价值”。例如，通过降低成本，信息技术可直接影响价值，或通过加强企业的能力(例如，提供最终会有质量改善的及时信息)间接影响价值。考虑到RFID为供应链中所有参与者提供的机会，分析单一企业范围内的成本和效益可能不太合适。
在短期内，RFID将可能通过直接对供应商的财务业绩产生不利影响而减少供应链产业价值，也间接损害了供应商的利益。然而，随着时间的推移，在供应链中RFID技术的采用会导致价值创造与实现。
目前，虽然整个物流系统中采用的条形码技术仍占据着主导地位，而其显著缺点，例如无法同时读取多个条形码标签、工作环境要求高、存储容量小及易伪造等频频导致收发货出错，但在供应链或物流系统中采用RFID技术之后，不仅这些缺点都可大大消除或改进，而且企业还提高了自身的库存管理效率，优化了仓库控制，可以方便地与供应链中相关企业及时共享资源，进行内部或外部业务整合，以便增强市场竞争力。
纵然RFID技术的大范围应用存在不少挑战，但其商业意义越发明显。我们在不断克服其缺点的同时，通过降低硬件成本，标准化软件协议，优化供应链流程和供应链渠道，深度挖掘数据仓库，提高应用安全性和保护个人及企业隐私等来实现更优的价值创造。
因特网的出现大大提高了企业为客户服务的能力，并为大众市场提供个性化的产品和服务。RFID技术在物流供应链中的应用进一步延伸了信息技术系统的影响范围。在工业应用中，RFID技术系统可能为各企业和相当单位带来更优的控制和增强的数据安全。企业在采用RFID技术之后，通过不断改进库存管理和扩大吞吐量，供应链的效率得到了提高。它们也能减少劳动力成本，并有助于减少供应链中存货损耗和不良品渗透到市场上带来的经济损失。在公司仓库内，RFID可提高货物接收、提取和运输效率。
总而言之，RFID是一种使能技术。由于缺乏透明的先行者优势及技术复杂程度的比较高等缘故，许多公司都在谨慎地采用RFID技术。在组织采用RFID技术以精简他们的供应链时，他们可能构思出新方法取得在市场上的竞争优势以便获取更多的可用资源，实现新的业务增长。
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