廖芳林　王偉森　汪洲　鄧賢發(fā)

摘要：當(dāng)前整車主要基于二維碼標(biāo)簽進(jìn)行盤點(diǎn)，盤點(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?yán)щy、過程耗時(shí)耗力、容易出現(xiàn)漏盤和錯(cuò)盤等情況，整體效率低。本文基于RFID 電子標(biāo)簽在整車上的應(yīng)用，設(shè)計(jì)和開發(fā)滿足整車智能盤點(diǎn)的產(chǎn)品，推廣應(yīng)用以減輕盤點(diǎn)工作量，提升盤點(diǎn)效率和準(zhǔn)確度。

關(guān)鍵詞：RFID ；自動(dòng)識(shí)別；整車盤點(diǎn)；智能盤點(diǎn)

中圖分類號(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)方案性價(jià)比優(yōu)勢(shì)明顯，越來越多的汽車主機(jī)廠逐漸開始采用RFID電子標(biāo)簽來取代傳統(tǒng)條碼的應(yīng)用，電子標(biāo)簽的啟用為汽車主機(jī)廠在零部件物流、生產(chǎn)制造、質(zhì)量監(jiān)控和追溯以及整車物流等業(yè)務(wù)過程提升了運(yùn)行效率，同時(shí)降低了運(yùn)營成本[1]。

某汽車主機(jī)廠在2019 年首次在整車倉庫試點(diǎn)RFID 電子標(biāo)簽，主要用于整車倉庫的入庫、揀貨和出庫環(huán)節(jié)自動(dòng)掃碼，減少倉庫作業(yè)人員，實(shí)現(xiàn)出入庫環(huán)節(jié)無人化，提升倉庫整體出入庫效率。同時(shí)，在2021 年推廣到各生產(chǎn)基地，全系車輛安裝一次性RFID 電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)一物一碼，在生產(chǎn)過程中完成車輛VIN 碼信息寫入和RFID 電子標(biāo)簽安裝。本文重點(diǎn)研究RFID 電子標(biāo)簽在整車盤點(diǎn)過程中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

1 整車倉庫盤點(diǎn)中的痛點(diǎn)

在整車倉儲(chǔ)管理過程中，庫存的準(zhǔn)確為公司資產(chǎn)管理和銷售目標(biāo)達(dá)成提供了基礎(chǔ)保障，為確保整車庫存和庫位的準(zhǔn)確，避免料賬不符的現(xiàn)象發(fā)生，需要定期對(duì)倉庫進(jìn)行盤點(diǎn)。傳統(tǒng)的庫存盤點(diǎn)工作一直以來都是依靠人工進(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）掃碼盤點(diǎn)，VIN 碼和VIN 的二維碼字號(hào)非常小，難以查看[2]，盤點(diǎn)過程中主要存在以下痛點(diǎn)。

1.1 人工盤點(diǎn)效率低

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

1.2 激光或手機(jī)掃描弊端

整車以室外存儲(chǔ)為主，盤點(diǎn)過程中受天氣、光線、擋風(fēng)玻璃遮擋、條碼位置等因素影響較大，專業(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，但在陽光直射的強(qiáng)光下由于操作者無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，某些車型使用的深色玻璃由于反射率的問題根本無法使用激光條碼進(jìn)行掃描[4]，也容易造成錯(cuò)盤漏盤和數(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)盤過程尋車難

復(fù)盤過程中出現(xiàn)記錄信息錯(cuò)誤，系統(tǒng)原數(shù)據(jù)與實(shí)物不匹配，未盤出車輛時(shí)，盤點(diǎn)人員需全庫盲盤尋車，效率極低，日常管理過程中的尋車亦是如此。

2 RFID 在整車盤點(diǎn)的應(yīng)用分析

根據(jù)上述整車倉庫盤點(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)簽近距離接觸式盤點(diǎn)，RFID 技術(shù)盤點(diǎn)一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別盤點(diǎn)方式[5]，具有讀寫速度快，讀寫距離遠(yuǎn)，無需光學(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 盤點(diǎn)系統(tǒng)主要有閱讀器、天線、電子標(biāo)簽、主機(jī)及系統(tǒng)、電源五部分組成：讀寫器負(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)、閱讀器和天線提供電源。

RFID 電子標(biāo)簽一般分為有源和無源兩種，整車盤點(diǎn)主要用無源RFID 電子標(biāo)簽。啟動(dòng)盤點(diǎn)后，讀寫器通過天線發(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VIN 碼信息發(fā)送出去。天線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 在整車盤點(diǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和應(yīng)用

整車在下線前已全部在前擋風(fēng)玻璃張貼貼紙式無源RFID 電子標(biāo)簽，本項(xiàng)目結(jié)合現(xiàn)有各倉庫場(chǎng)地基礎(chǔ)條件，開發(fā)適應(yīng)不同場(chǎng)景的盤點(diǎn)產(chǎn)品，解決盤點(diǎn)過程中的痛點(diǎn)，提升盤點(diǎn)效率和準(zhǔn)確率。

4.1 車載RFID 盤點(diǎn)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

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

（1）盤點(diǎn)任務(wù)：盤點(diǎn)人員根據(jù)各庫區(qū)系統(tǒng)庫存VIN 碼，以Excel 表格形式導(dǎo)入盤點(diǎn)任務(wù)，生成盤點(diǎn)任務(wù)。

（2）找車任務(wù)：同盤點(diǎn)任務(wù)導(dǎo)入方式，寫入找車任務(wù)VIN 碼信息，生成找車任務(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，盤點(diǎn)結(jié)果導(dǎo)出，盤點(diǎn)任務(wù)刪除。

4.2 盤點(diǎn)/ 找車流程設(shè)計(jì)

（1）安裝車載盤點(diǎn)設(shè)備。

（2）制定盤點(diǎn)計(jì)劃，把帶有VIN 碼信息的盤點(diǎn)任務(wù)導(dǎo)入車載RFID 盤點(diǎn)系統(tǒng)。

（3）啟動(dòng)盤點(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）無人車/ 普通車按一定的通道順序行駛盤點(diǎn)，確保倉庫所有通道盤點(diǎn)到位。

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

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

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

（8）找車流程：在導(dǎo)入找車任務(wù)是按找車模式導(dǎo)入，找到對(duì)應(yīng)車輛，系統(tǒng)發(fā)出“嗡嗡嗡”的聲音提示，其他過程跟盤點(diǎn)一致。

4.3 應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)

整車倉庫場(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)上滿足無人車載或者普通車載兩種場(chǎng)景，場(chǎng)地條件差的臨時(shí)場(chǎng)地，可采用普通車載方式盤點(diǎn)，場(chǎng)地條件好的硬化場(chǎng)地，無人車載或者普通車載兩種方式均可。

4.4 盤點(diǎn)應(yīng)用及結(jié)果分析

在A 生產(chǎn)基地有6 個(gè)整車庫進(jìn)行應(yīng)用，選取四區(qū)庫闡述盤點(diǎn)過程應(yīng)用，四區(qū)庫倉庫布局及盤點(diǎn)路線圖如圖3 所示，盤點(diǎn)方式采用普通車載。

為減少對(duì)倉庫出入庫業(yè)務(wù)影響，采用動(dòng)態(tài)盤點(diǎn)模式。庫區(qū)設(shè)置是定制定位，根據(jù)盤點(diǎn)設(shè)備有效讀取范圍以及最短路徑原則，規(guī)劃如圖3 所示的盤點(diǎn)路線。在盤點(diǎn)設(shè)備主機(jī)上導(dǎo)入2 626 臺(tái)庫存VIN 信息，以20 km/h 的速度沿盤點(diǎn)路線行車開始盤點(diǎn)。

庫存車輛進(jìn)入RFID 盤點(diǎn)設(shè)備讀寫范圍內(nèi)，盤點(diǎn)系統(tǒng)顯示實(shí)時(shí)盤點(diǎn)結(jié)果，盤點(diǎn)結(jié)果分成任務(wù)內(nèi)、任務(wù)外，任務(wù)內(nèi)是與盤點(diǎn)計(jì)劃相匹配的結(jié)果，任務(wù)外是不在盤點(diǎn)計(jì)劃內(nèi)的結(jié)果，即為盤盈，未盤出的即為盤虧。除四區(qū)庫外，同步進(jìn)行其他倉庫盤點(diǎn)，各庫詳細(xì)盤點(diǎn)結(jié)果，如表2 所示。

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

（2）盤點(diǎn)準(zhǔn)確率分析：剔除盤點(diǎn)期間因新增出庫和入庫車輛導(dǎo)致的差異，盤點(diǎn)準(zhǔn)確率99.9%，造成誤差的原因是標(biāo)簽損壞和車輛停放位置不規(guī)范，整體盤點(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，減少復(fù)盤次數(shù)。

（3）臨時(shí)優(yōu)化措施：針對(duì)標(biāo)簽損壞和車輛停放位置不規(guī)范的問題，采用復(fù)盤后立即更換RFID 電子標(biāo)簽和移車的措施解決，優(yōu)化停車規(guī)范，同時(shí)在倉儲(chǔ)日常管理中加強(qiáng)員工培訓(xùn)。每月不定期開展盤點(diǎn)，持續(xù)修正盤點(diǎn)問題和提升盤點(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，已同步完成無人車載盤點(diǎn)場(chǎng)景驗(yàn)證應(yīng)用，采用公司自主開發(fā)的無人小車，將RFID盤點(diǎn)設(shè)備融合在無人小車上，無人小車自動(dòng)在整車庫區(qū)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)整車無人盤點(diǎn)。

5 結(jié)束語

本文基于RFID 電子標(biāo)簽擴(kuò)展智能盤點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景，完成了RFID 盤點(diǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)開發(fā)和離線盤點(diǎn)應(yīng)用，大幅提升了整車倉庫盤點(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，如停車不規(guī)范無法識(shí)別、小部分RFID 標(biāo)簽失效和掉落、盤點(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、無人機(jī)盤點(diǎn)等，持續(xù)完善盤點(diǎn)適用場(chǎng)景。同時(shí)，RFID 電子標(biāo)簽的在整車物流的應(yīng)用場(chǎng)景不局限于倉儲(chǔ)和盤點(diǎn)環(huán)節(jié)，在物流啟運(yùn)、在途跟蹤、整車交接、簽收等環(huán)節(jié)的應(yīng)用也是今后的熱門研究方向。

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作者簡介：

廖芳林，本科，工程師，研究方向?yàn)槲锪鲾?shù)字化和智能化。