一、 項目概述 

　　1. 背景簡析 

　　制造業與物流業聯動發展已成為制造業與物流業的普遍共識。隨著信息技術的日新月異以及制造業的全球化，制造業的商流、物流、信息流、資金流的全球協同越來越有賴于信息技術的普遍應用。RFID技術以其非接觸式、遠距離、實時準確、動態海量交互物品信息的特點，免除了跟蹤過程中的人工干預，使企業能夠實時、精確、高效的掌握整個供應鏈上的信息的流向和變化，提升企業信息化程度和競爭實力。 

　　目前，低頻無源RFID應用較廣，但低頻技術決定了其無法滿足超遠距離自動識別的要求；而有源電子標簽（Active RFID）自身配備電池，可提供全部器件工作的電源，有效閱讀距離也較前者有所增加。但是，實現遠距離（幾米至幾百米）讀寫的超高頻標簽讀寫器，往往體積笨重、安裝困難、造價很高，且遠距離識別大多是通過加大讀寫器的發射功率實現的，除了對環境的電磁污染，也可能對使用者帶來潛在危害。簡而言之，現有的有源電子標簽技術無法滿足超遠距離、低發射功率、標簽長壽命（省電）、高抗碰撞、區域精確定位、高可靠性等制造業物流的綜合要求。 

　　2. 項目創新點 

　　本項目采用的解決方案，以西谷完全自主知識產權的i3RFID專利技術體系為基礎，運用2.4GHz軍用直序擴頻（DSSS）多信道協同技術體系，能夠完全滿足制造業物流對超遠距離、精確定位、海量讀寫、靈活省電的特殊要求。 

　　與普通有源標簽不同的是，西谷i3RFID標簽具有0.1W左右的發射功率，超過2000米的讀寫距離，絕大多數時間處于深度睡眠狀態，只有進入讀寫定位器工作范圍時，標簽才轉換到低功耗監聽狀態；若接到工作指令，標簽即在毫秒級完成工作，而后轉入低功耗監聽狀態；工作指令結束，標簽則自動進入深度睡眠狀態；從根本上減少了電池的能量消耗，同時避免了對外的環境電磁污染，避免了多標簽的讀寫沖突，同時保證了信息安全。 

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　　針對制造業物流各個環節的特殊要求，西谷i3RFID標簽更能夠根據協調器的指令，在25種之多的工作模式間（普通有源卡、監聽、區域定位、精確定位、海量讀寫模式等）按需空中動態或自適應轉換，以適應采購、識別入庫、盤點、物料定位、轉儲、整車出廠、銷售等多種場合的差異化需要。 

二、 用戶需求 

　　重慶新區裝配廠物流系統體現了裝配制造業對物流信息的多樣化綜合需要，對RFID系統的技術水平提出了很高的要求。用戶要求以周轉盛具（臺車、塑料箱、倉儲籠等）為管理單位，自采購環節開始，經入庫、盤點、物料揀選、裝配乃至整車出廠及經銷商環節，全程實現對小至螺母等裝配零件、大至出廠整車成品的自動化物流信息協同管理。 

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　　新區裝配廠主要包含CKD倉庫、維修車間、制造車間、發貨倉庫以及連接各區域的通道等部分。廠區數據庫應能實時查詢到各周轉盛具目前所處的位置，以及當時盛具內零件的類型和數量： 

　　1. CKD倉庫區及其通道實現自動出入庫識別，同時自動盤點及查找： 
　　要求入庫通道全自動識別供應商的發貨（發貨即以周轉盛具將零件裝箱），并在倉庫內分配一個儲位，同時通過物流信息管理系統向供應商發出收貨確認；盛具入庫并進入儲位，庫區能夠實時定位盛具，并記錄進入儲位的確認信息；庫區全自動盤點，無需人工手持讀寫器掃描； 

　　2. 維修車間、制造車間內實現盛具信息實時更新 
　　盛具出入車間采用自動識別記錄。盛具內零件經揀選后，更新信息能夠及時記錄在盛具標簽內，管理人員可實時查詢到最新的零件利用信息?？帐⒕叱鲕囬g后，在空盛具區域自動新分配儲位并傳送給盛具標簽，同時提示運送人員儲位信息；有剩余零件的盛具應發回原倉庫原儲位，并檢驗儲位是否吻合； 

　　3. 發貨倉庫實現整車經銷信息交互 
　　裝配整車攜帶標簽，出廠自動識別掃描；經銷商處倉庫自動入庫掃描并發回確認收貨信息。賣出整車后，標簽可收回再利用。 

三、 系統架構 

　　1. RFID硬件組成 

　　西谷i3RFID電子標簽 
　　西谷i3RFID電子標簽作為最基本的硬件單元，主要貼放在周轉盛具和大型部件、產品等處的表面，用于記錄盛具內部盛放內容信息； 

　　西谷i3RFID無線讀寫定位器/讀寫器： 
　　安裝于通道、倉庫各部分、車間入出口、廠區出入口等位置，主要用于識讀或者獲取并修改其工作區域內電子標簽內信息，并傳遞給中央數據采集器； 讀寫距離遠，網點少，覆蓋面積大，可自動進行盤庫和物流監控； 

　　西谷i3RFID手持式讀寫器： 
　　用于收貨清點零件，車間零件揀選等必須人工參與的場合，即時更新周轉盛具標簽所含的盛放內容信息，并無線上傳至中央數據庫； 

　　西谷i3RFID協調器： 
　　根據不同的應用場合和需要，動態調整標簽工作模式、工作信道及相關工作參數，如在需要區域定位或精確定位的場合，從默認監聽模式調整為定位模式，實時定位標簽物體，或在大型倉庫內采用海量閱讀模式，抗碰撞高速率實時監控各盛具的運送和入儲位匹配信息； 

　　西谷i3RFID中央數據采集器： 
　　將讀寫器發回的信息上傳至控制中心計算機的數據庫。 

　　2. 信息管理軟件系統 

　　廠區原有SCM 
　　數據交互子系統：分為讀取模塊、寫入模塊、動作指令模塊、數據傳送接口。系統將信息通過Webservice發布XML文件給SCM系統，或者將SCM系統中數據解析后傳給RFID系統。 

四、 功能實現 

　　盡管各車間或各環節物流需求各有不同，但發貨、入廠、維修、整車等多個環節的基本流程比較相似，可劃分為“出入庫自動識別”、“倉儲區域盤點”、“貨品查找及精確定位”及“零件采購揀選”等四個基本流程。 

　　1. 出入庫遠距離自動識別 

　　該流程涵蓋盛具進出廠區、倉庫、通道及各車間的自動識別環節，也適用于整車下線、出廠、經銷商銷售的入庫出庫環節。通過出入庫自動識別流程，用戶能夠獲知標簽物體目前存在于物流的哪個環節，廠區的哪個部分。 

　　供貨商確認發貨后，周轉盛具的i3RFID標簽包含的信息即確定。盛具經運輸到達廠區，安裝在廠區、倉庫進出門禁處的協調器喚醒周轉盛具上的電子標簽，使其進入與門禁讀寫器通信的狀態： i3RFID標簽發射自身ID號以及盛具標簽內存儲的零部件信息至讀寫器，經中央數據采集器進入數據庫，標簽重新進入睡眠狀態。此時。SCM系統便可調出供貨商發貨清單進行比對。同理，盛具在進入各車間及區域間通道時，安裝在門口的協調器和讀寫器即可以同樣的方式，獲取盛具的信息，并更新該盛具所處的位置及攜帶的零件信息。 

　　其中，西谷i3RFID讀寫器天線沒有方向性的限制，讀寫距離可達2000米，對超大型物流倉庫及庫區來說，僅需少量布點簡單施工，即可達到全區整體物流信息協同管理的目的；標簽的海量讀寫模式更能適應大吞吐量下貨物出入庫及轉儲的信息交互要求。 

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　　2. 全自動倉儲區域盤點 

　　倉庫盤點歷來是通過倉庫管理人員遍歷所有的貨架，對貨物進行依次清點的。RFID技術應用于物流行業后，現行的大多數方法是使用手持讀寫機對集裝箱、貨柜、貨品條碼或者電子標簽進行依次盤點，其遍歷的本質并未發生變化。西谷i3RFID以其遠距離多信道協同技術體系優勢，完全能夠使盤點這一環節脫離人工干預，實現全自動盤庫。 

　　具體實現上，盤點倉庫庫區定點安裝3個或多個讀寫器，讀寫器可用無線或有線連接方式與中心控制計算機進行通訊。中心計算機向協調器發出盤庫指令，協調器按該指令的需要喚醒托盤上的電子標簽，標簽向讀寫器發送ID信息，確認該貨品在盤點庫區的范圍內；如果需要，標簽也可同時發送標簽內存儲的貨品清單，經數據庫庫位存放信息傳送至管理信息系統進行比對。 

　　不僅如此，西谷i3RFID系統也能完全支持傳統的盤庫方式。用戶可以在叉車上固定讀寫器或盤庫人員手持讀寫器，經一定的巡檢路線對倉庫內電子標簽進行巡檢，與傳統盤庫不同的是，叉車司機或盤庫人員無需走近每一個托盤的標簽，而只需已特定的路線巡檢，由于西谷i3RFID具有超遠讀寫距離，盤庫時無需走過所有的貨架，只需事先安排特定的簡單線路，讀寫半徑覆蓋所有貨架即可。 

　　該盤點工作方式除了倉庫區域，也可用于特定區域的信息查詢。比如，用戶需要知道某一時刻某車間或倉庫內現有多少盛具，盛具內有多少零件，是否有盛具可以調撥其他環節使用，也可通過盤點的方式，實時查詢感興趣區域的盛具數量。 

　　3. 貨品查找及精確定位 

　　西谷i3RFID標簽和讀寫器不僅能夠實現盛具進出廠區、進出倉庫、進出各通道、進出各車間的自動識別，而且能讓用戶獲知，感興趣盛具目前存在于車間或倉庫的哪個庫位。這樣一來，揀選零件等精細查找便可不再依賴數據庫查詢或庫管人員的尋找。采用西谷i3RTLS實時定位專利技術的RFID系統，能夠以RFID硬件條件，實現精確定位的功能。查找庫位提取零件時，協調器向目標盛具的標簽發送喚醒信號，標簽監聽時收到指令，其自帶的蜂鳴器和二極管指示燈開始工作，提示盛具位置；制造車間內，協調器命令標簽進入定位模式，標簽與讀寫器協同工作，實時上傳盛具所在位置。

　　4. 零部件采購、揀選及運送 

　　CKD部件要經過供貨商發包、廠區入庫、揀選分盛具等步驟，最終運往制造或維修車間供生產使用。散件均采用條碼或無源標簽標示，對其進行掃描需要人工輔助，難以實現自動出入庫及查找等功能。 

　　西谷i3RFID標簽安裝在散件的盛具上，實現了從供應商環節到制造車間散件應用一條龍信息傳遞和更新服務。 

　　采購環節 
　　供應商用廠區專用的帶標簽盛具裝運零件，每清點完畢一個盛具的零件，通過計算機直連的無線讀寫器或手持讀寫機，將零件清單寫入標簽，清單信息經網絡SCM系統發往廠區。 
 
　　入庫清點 
　　廠區入庫時，同樣采用計算機直連的無線讀寫器或手持讀寫機，讀取零件清單，打開盛具清點完畢后，更新標簽信息，確認收貨。 

　　零件分揀 
　　根據車間需要的零件清單進行零件揀選和分放，并采用盛具運送，分揀處可用庫門處的無線讀寫器或手持讀寫器，對新盛好的單位標簽進行寫入，注明接收車間、責任人等信息。 

　　零件運送 
　　新寫入信息的盛具標簽隨盛具運送至各個車間，在通道內、車間門口處均安裝有無線讀寫器，實時追蹤盛具的位置和更新信息。 

五、 客戶評價 

　　重慶新區裝配廠的RFID物流系統順利實現了全廠區各車間、倉庫、通道等全套建筑設施的全面部署，網點少，成本低，讀寫距離超乎用戶原有想象，識讀沒有方向性限制，與現有物流管理軟件系統完美對接，大大扭轉了傳統RFID系統讀寫距離不足、識讀方向受限、盤庫仍需人工掃描等不方便的印象，進一步提高了制造業物流信息化管理的水平，是信息技術提升傳統產業實力的又一高水平示范項目。
 
　　附錄：公司簡介 

　　西安西谷微功率數據技術有限責任公司是專業的物聯網解決方案及產品供應商，以自主研發的國內首顆2.4G超低功耗射頻PSoC(可編程片上系統)“唐芯一號”物聯網核心引擎為基礎，構建了完全自主產權的多信道協同架構射頻識別i3RFID技術體系，是2.4GHz有源RFID國家標準以及2.4G RTLS實時定位系統國家標準的起草單位。 

　　西安西谷微功率數據技術有限責任公司 
　　地址：西安高新區科技二路77號國家光電子基地5F 郵編：710075 
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