RFID 電子標(biāo)簽在整車(chē)盤(pán)點(diǎn)過(guò)程中的應(yīng)用

廖芳林　王偉森　汪洲　鄧賢發(fā)

摘要：當(dāng)前整車(chē)主要基于二維碼標(biāo)簽進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)，盤(pán)點(diǎn)人員需要使用手持終端掃碼或者使用紙質(zhì)單據(jù)人工記錄，該方式存在工作量大、受干擾因素多、尋車(chē)?yán)щy、過(guò)程耗時(shí)耗力、容易出現(xiàn)漏盤(pán)和錯(cuò)盤(pán)等情況，整體效率低。本文基于RFID 電子標(biāo)簽在整車(chē)上的應(yīng)用，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足整車(chē)智能盤(pán)點(diǎn)的產(chǎn)品，推廣應(yīng)用以減輕盤(pán)點(diǎn)工作量，提升盤(pán)點(diǎn)效率和準(zhǔn)確度。

關(guān)鍵詞：RFID ；自動(dòng)識(shí)別；整車(chē)盤(pán)點(diǎn)；智能盤(pán)點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)： F274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)快速發(fā)展和產(chǎn)品迭代更新，RFID 技術(shù)以其高效、精準(zhǔn)、智能化的識(shí)別能力，引領(lǐng)著一場(chǎng)全新的產(chǎn)業(yè)革命，其智能化將成為未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。RFID 電子標(biāo)簽的大量普及和應(yīng)用，制作和使用成本逐漸降低，相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)方案性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯，越來(lái)越多的汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)逐漸開(kāi)始采用RFID電子標(biāo)簽來(lái)取代傳統(tǒng)條碼的應(yīng)用，電子標(biāo)簽的啟用為汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)在零部件物流、生產(chǎn)制造、質(zhì)量監(jiān)控和追溯以及整車(chē)物流等業(yè)務(wù)過(guò)程提升了運(yùn)行效率，同時(shí)降低了運(yùn)營(yíng)成本[1]。

某汽車(chē)主機(jī)廠(chǎng)在2019 年首次在整車(chē)倉(cāng)庫(kù)試點(diǎn)RFID 電子標(biāo)簽，主要用于整車(chē)倉(cāng)庫(kù)的入庫(kù)、揀貨和出庫(kù)環(huán)節(jié)自動(dòng)掃碼，減少倉(cāng)庫(kù)作業(yè)人員，實(shí)現(xiàn)出入庫(kù)環(huán)節(jié)無(wú)人化，提升倉(cāng)庫(kù)整體出入庫(kù)效率。同時(shí)，在2021 年推廣到各生產(chǎn)基地，全系車(chē)輛安裝一次性RFID 電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)一物一碼，在生產(chǎn)過(guò)程中完成車(chē)輛VIN 碼信息寫(xiě)入和RFID 電子標(biāo)簽安裝。本文重點(diǎn)研究RFID 電子標(biāo)簽在整車(chē)盤(pán)點(diǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

1 整車(chē)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)中的痛點(diǎn)

在整車(chē)倉(cāng)儲(chǔ)管理過(guò)程中，庫(kù)存的準(zhǔn)確為公司資產(chǎn)管理和銷(xiāo)售目標(biāo)達(dá)成提供了基礎(chǔ)保障，為確保整車(chē)庫(kù)存和庫(kù)位的準(zhǔn)確，避免料賬不符的現(xiàn)象發(fā)生，需要定期對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)。傳統(tǒng)的庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)工作一直以來(lái)都是依靠人工進(jìn)行，使用紙質(zhì)單據(jù)記錄，或者用有實(shí)時(shí)記錄功能的小程序、軟件后臺(tái)記錄掃碼信息，通過(guò)手機(jī)或激光掃碼設(shè)備對(duì)擋風(fēng)玻璃下的唯一識(shí)別碼（VIN 碼）掃碼盤(pán)點(diǎn)，VIN 碼和VIN 的二維碼字號(hào)非常小，難以查看[2]，盤(pán)點(diǎn)過(guò)程中主要存在以下痛點(diǎn)。

1.1 人工盤(pán)點(diǎn)效率低

通過(guò)盤(pán)點(diǎn)人員步行、人眼識(shí)別、逐臺(tái)整車(chē)記錄或掃描的方式進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)，每次盤(pán)點(diǎn)都需要停產(chǎn)靜態(tài)盤(pán)點(diǎn)，倉(cāng)庫(kù)全員參與，平均125 臺(tái)/ 時(shí)/ 人，至少需要1 天才能完成。整個(gè)盤(pán)點(diǎn)過(guò)程耗時(shí)耗力，還容易出現(xiàn)漏盤(pán)、錯(cuò)盤(pán)的的情況[3]，同時(shí)影響整車(chē)訂單交付周期。

1.2 激光或手機(jī)掃描弊端

整車(chē)以室外存儲(chǔ)為主，盤(pán)點(diǎn)過(guò)程中受天氣、光線(xiàn)、擋風(fēng)玻璃遮擋、條碼位置等因素影響較大，專(zhuān)業(yè)的激光掃描設(shè)備雖然能保持較高掃描準(zhǔn)確率和穩(wěn)定性，但在陽(yáng)光直射的強(qiáng)光下由于操作者無(wú)法判斷激光是否正確覆蓋了條形碼而很難操作成功，在雨天由于雨滴形成折射同樣阻礙掃描，某些車(chē)型使用的深色玻璃由于反射率的問(wèn)題根本無(wú)法使用激光條碼進(jìn)行掃描[4]，也容易造成錯(cuò)盤(pán)漏盤(pán)和數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性，手機(jī)掃碼和人工肉眼識(shí)別的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性比激光掃描設(shè)備更低。

1.3 復(fù)盤(pán)過(guò)程尋車(chē)難

復(fù)盤(pán)過(guò)程中出現(xiàn)記錄信息錯(cuò)誤，系統(tǒng)原數(shù)據(jù)與實(shí)物不匹配，未盤(pán)出車(chē)輛時(shí)，盤(pán)點(diǎn)人員需全庫(kù)盲盤(pán)尋車(chē)，效率極低，日常管理過(guò)程中的尋車(chē)亦是如此。

2 RFID 在整車(chē)盤(pán)點(diǎn)的應(yīng)用分析

根據(jù)上述整車(chē)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)中存在的痛點(diǎn)，相對(duì)于使用傳統(tǒng)的條碼/ 二維碼標(biāo)簽近距離接觸式盤(pán)點(diǎn)，RFID 技術(shù)盤(pán)點(diǎn)一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別盤(pán)點(diǎn)方式[5]，具有讀寫(xiě)速度快，讀寫(xiě)距離遠(yuǎn)，無(wú)需光學(xué)可視的特點(diǎn)，受外部環(huán)境因素干擾較小，可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)和移動(dòng)目標(biāo)的識(shí)別[6]，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，安全可靠性高，優(yōu)勢(shì)明顯，二者的優(yōu)缺點(diǎn)比較，如表1 所示。

3 RFID 的工作原理

RFID 盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)主要有閱讀器、天線(xiàn)、電子標(biāo)簽、主機(jī)及系統(tǒng)、電源五部分組成：讀寫(xiě)器負(fù)責(zé)發(fā)送射頻信號(hào)和讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備；天線(xiàn)負(fù)責(zé)在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)和數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置；電子標(biāo)簽負(fù)責(zé)存儲(chǔ)需要識(shí)別傳輸?shù)男畔⒁约鞍l(fā)送信息；主機(jī)及系統(tǒng)負(fù)責(zé)邏輯運(yùn)算和結(jié)果輸出；電源負(fù)責(zé)為主機(jī)、閱讀器和天線(xiàn)提供電源。

RFID 電子標(biāo)簽一般分為有源和無(wú)源兩種，整車(chē)盤(pán)點(diǎn)主要用無(wú)源RFID 電子標(biāo)簽。啟動(dòng)盤(pán)點(diǎn)后，讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)。隨著RFID 電子標(biāo)簽進(jìn)入盤(pán)點(diǎn)設(shè)備工作覆蓋區(qū)域，RFID 電子標(biāo)簽內(nèi)的芯片被激活并將整車(chē)VIN 碼信息發(fā)送出去。天線(xiàn)接收信息并傳送到閱讀器，閱讀器解調(diào)和解碼后將信息發(fā)送主機(jī)系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算處理并反饋結(jié)果（圖1）。

4 RFID 在整車(chē)盤(pán)點(diǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用

整車(chē)在下線(xiàn)前已全部在前擋風(fēng)玻璃張貼貼紙式無(wú)源RFID 電子標(biāo)簽，本項(xiàng)目結(jié)合現(xiàn)有各倉(cāng)庫(kù)場(chǎng)地基礎(chǔ)條件，開(kāi)發(fā)適應(yīng)不同場(chǎng)景的盤(pán)點(diǎn)產(chǎn)品，解決盤(pán)點(diǎn)過(guò)程中的痛點(diǎn)，提升盤(pán)點(diǎn)效率和準(zhǔn)確率。

4.1 車(chē)載RFID 盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)支持本地離線(xiàn)運(yùn)行和系統(tǒng)對(duì)接兩種盤(pán)點(diǎn)任務(wù)和結(jié)果的傳輸，本項(xiàng)目暫時(shí)以離線(xiàn)運(yùn)行推進(jìn)，系統(tǒng)功能如圖2 所示。

（1）盤(pán)點(diǎn)任務(wù)：盤(pán)點(diǎn)人員根據(jù)各庫(kù)區(qū)系統(tǒng)庫(kù)存VIN 碼，以Excel 表格形式導(dǎo)入盤(pán)點(diǎn)任務(wù)，生成盤(pán)點(diǎn)任務(wù)。

（2）找車(chē)任務(wù)：同盤(pán)點(diǎn)任務(wù)導(dǎo)入方式，寫(xiě)入找車(chē)任務(wù)VIN 碼信息，生成找車(chē)任務(wù)。

（3）任務(wù)的增刪改和導(dǎo)出：系統(tǒng)支持任務(wù)明細(xì)更新，盤(pán)點(diǎn)結(jié)果導(dǎo)出，盤(pán)點(diǎn)任務(wù)刪除。

4.2 盤(pán)點(diǎn)/ 找車(chē)流程設(shè)計(jì)

（1）安裝車(chē)載盤(pán)點(diǎn)設(shè)備。

（2）制定盤(pán)點(diǎn)計(jì)劃，把帶有VIN 碼信息的盤(pán)點(diǎn)任務(wù)導(dǎo)入車(chē)載RFID 盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)。

（3）啟動(dòng)盤(pán)點(diǎn)，系統(tǒng)發(fā)出“嘀嘀嘀”的聲音，表示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好。

（4）無(wú)人車(chē)/ 普通車(chē)按一定的通道順序行駛盤(pán)點(diǎn)，確保倉(cāng)庫(kù)所有通道盤(pán)點(diǎn)到位。

（5）初盤(pán)結(jié)束，導(dǎo)出盤(pán)點(diǎn)結(jié)果并分析差異。

（6）對(duì)差異數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)盤(pán)，根據(jù)復(fù)盤(pán)需要，可以重復(fù)導(dǎo)入復(fù)盤(pán)計(jì)劃盤(pán)點(diǎn)，也可以人工輔助復(fù)盤(pán)。

（7）盤(pán)點(diǎn)結(jié)果確認(rèn)和差異原因確認(rèn)，盤(pán)點(diǎn)結(jié)束。

（8）找車(chē)流程：在導(dǎo)入找車(chē)任務(wù)是按找車(chē)模式導(dǎo)入，找到對(duì)應(yīng)車(chē)輛，系統(tǒng)發(fā)出“嗡嗡嗡”的聲音提示，其他過(guò)程跟盤(pán)點(diǎn)一致。

4.3 應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)

整車(chē)倉(cāng)庫(kù)場(chǎng)地以水泥硬化地為主，同時(shí)還有石子地和泥巴地，為了適應(yīng)不同場(chǎng)地條件均能使用，設(shè)計(jì)上滿(mǎn)足無(wú)人車(chē)載或者普通車(chē)載兩種場(chǎng)景，場(chǎng)地條件差的臨時(shí)場(chǎng)地，可采用普通車(chē)載方式盤(pán)點(diǎn)，場(chǎng)地條件好的硬化場(chǎng)地，無(wú)人車(chē)載或者普通車(chē)載兩種方式均可。

4.4 盤(pán)點(diǎn)應(yīng)用及結(jié)果分析

在A 生產(chǎn)基地有6 個(gè)整車(chē)庫(kù)進(jìn)行應(yīng)用，選取四區(qū)庫(kù)闡述盤(pán)點(diǎn)過(guò)程應(yīng)用，四區(qū)庫(kù)倉(cāng)庫(kù)布局及盤(pán)點(diǎn)路線(xiàn)圖如圖3 所示，盤(pán)點(diǎn)方式采用普通車(chē)載。

為減少對(duì)倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)業(yè)務(wù)影響，采用動(dòng)態(tài)盤(pán)點(diǎn)模式。庫(kù)區(qū)設(shè)置是定制定位，根據(jù)盤(pán)點(diǎn)設(shè)備有效讀取范圍以及最短路徑原則，規(guī)劃如圖3 所示的盤(pán)點(diǎn)路線(xiàn)。在盤(pán)點(diǎn)設(shè)備主機(jī)上導(dǎo)入2 626 臺(tái)庫(kù)存VIN 信息，以20 km/h 的速度沿盤(pán)點(diǎn)路線(xiàn)行車(chē)開(kāi)始盤(pán)點(diǎn)。

庫(kù)存車(chē)輛進(jìn)入RFID 盤(pán)點(diǎn)設(shè)備讀寫(xiě)范圍內(nèi)，盤(pán)點(diǎn)系統(tǒng)顯示實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)結(jié)果，盤(pán)點(diǎn)結(jié)果分成任務(wù)內(nèi)、任務(wù)外，任務(wù)內(nèi)是與盤(pán)點(diǎn)計(jì)劃相匹配的結(jié)果，任務(wù)外是不在盤(pán)點(diǎn)計(jì)劃內(nèi)的結(jié)果，即為盤(pán)盈，未盤(pán)出的即為盤(pán)虧。除四區(qū)庫(kù)外，同步進(jìn)行其他倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)，各庫(kù)詳細(xì)盤(pán)點(diǎn)結(jié)果，如表2 所示。

（1）盤(pán)點(diǎn)效率分析：平均每小時(shí)盤(pán)點(diǎn)6 139 臺(tái)，速度比人工盤(pán)點(diǎn)提升48 倍。原人工盤(pán)點(diǎn)方式全員參與且需要一天才能完成，現(xiàn)RFID 只需盤(pán)點(diǎn)1 人參與且半天就可以完成，勞動(dòng)強(qiáng)度和盤(pán)點(diǎn)工作時(shí)長(zhǎng)大幅降低，助力供應(yīng)鏈降本增效。

（2）盤(pán)點(diǎn)準(zhǔn)確率分析：剔除盤(pán)點(diǎn)期間因新增出庫(kù)和入庫(kù)車(chē)輛導(dǎo)致的差異，盤(pán)點(diǎn)準(zhǔn)確率99.9%，造成誤差的原因是標(biāo)簽損壞和車(chē)輛停放位置不規(guī)范，整體盤(pán)點(diǎn)準(zhǔn)確率較高，同時(shí)避免人工信息記錄錯(cuò)誤，精準(zhǔn)找車(chē)，減少?gòu)?fù)盤(pán)次數(shù)。

（3）臨時(shí)優(yōu)化措施：針對(duì)標(biāo)簽損壞和車(chē)輛停放位置不規(guī)范的問(wèn)題，采用復(fù)盤(pán)后立即更換RFID 電子標(biāo)簽和移車(chē)的措施解決，優(yōu)化停車(chē)規(guī)范，同時(shí)在倉(cāng)儲(chǔ)日常管理中加強(qiáng)員工培訓(xùn)。每月不定期開(kāi)展盤(pán)點(diǎn)，持續(xù)修正盤(pán)點(diǎn)問(wèn)題和提升盤(pán)點(diǎn)準(zhǔn)確率。

隨著本項(xiàng)目在各生產(chǎn)基地順利推廣應(yīng)用，已同步完成無(wú)人車(chē)載盤(pán)點(diǎn)場(chǎng)景驗(yàn)證應(yīng)用，采用公司自主開(kāi)發(fā)的無(wú)人小車(chē)，將RFID盤(pán)點(diǎn)設(shè)備融合在無(wú)人小車(chē)上，無(wú)人小車(chē)自動(dòng)在整車(chē)庫(kù)區(qū)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)整車(chē)無(wú)人盤(pán)點(diǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文基于RFID 電子標(biāo)簽擴(kuò)展智能盤(pán)點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景，完成了RFID 盤(pán)點(diǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和離線(xiàn)盤(pán)點(diǎn)應(yīng)用，大幅提升了整車(chē)倉(cāng)庫(kù)盤(pán)點(diǎn)的工作效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)一些技術(shù)上和管理上的不足，如停車(chē)不規(guī)范無(wú)法識(shí)別、小部分RFID 標(biāo)簽失效和掉落、盤(pán)點(diǎn)設(shè)備的尺寸和重量偏大等，后續(xù)將基于本產(chǎn)品繼續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)輕量化改造、WMS 系統(tǒng)對(duì)接、無(wú)人機(jī)盤(pán)點(diǎn)等，持續(xù)完善盤(pán)點(diǎn)適用場(chǎng)景。同時(shí)，RFID 電子標(biāo)簽的在整車(chē)物流的應(yīng)用場(chǎng)景不局限于倉(cāng)儲(chǔ)和盤(pán)點(diǎn)環(huán)節(jié)，在物流啟運(yùn)、在途跟蹤、整車(chē)交接、簽收等環(huán)節(jié)的應(yīng)用也是今后的熱門(mén)研究方向。

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作者簡(jiǎn)介：

廖芳林，本科，工程師，研究方向?yàn)槲锪鲾?shù)字化和智能化。