摘要：針對射頻識別( RFID) 技術(shù)應(yīng)用的廣泛前景, 本文以連鎖超市作為依托, 設(shè)計(jì)了一個基于RFID 的連鎖超市應(yīng)用系統(tǒng)的框架, 該框架在實(shí)現(xiàn)普通連鎖超市收銀系統(tǒng)所具有的功能的同時, 重點(diǎn)突出了引入RFID 技術(shù)以后該應(yīng)用系統(tǒng)所具有的新特征。

作者：江蘇大學(xué) 趙躍華 錢宇力

    1 引言

    無線射頻識別技術(shù)(RFID) 是自動識別技術(shù)的一種高級形式。RFID 最大的優(yōu)點(diǎn)是在于非接觸讀取數(shù)據(jù), 解決了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入最后0- 10 米的數(shù)據(jù)問題, 數(shù)據(jù)的自動采集( 識別) 完成了系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)的采集工作, 解決了人工數(shù)據(jù)輸入的速度慢、誤碼率高、勞動強(qiáng)度大、工作簡單重復(fù)性高等問題, 為計(jì)算機(jī)信息處理提供了快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集輸入的有效手段。在大型連鎖超市中, 貨物的周轉(zhuǎn)速度非常關(guān)鍵,RFID 技術(shù)的引入, 可以很好的改進(jìn)超市的庫存控制、存貨管理、供應(yīng)鏈管理及銷售管理。

    2 射頻識別技術(shù)( RFID) 簡介

    RFID 技術(shù)是利用無線電波來進(jìn)行通訊的一種非接觸式自動識別技術(shù)。其基本原理是通過讀頭和粘附在物體上的標(biāo)簽之間的電磁耦合或者電感耦合來進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊以達(dá)到對標(biāo)簽物品的非接觸式自動識別。由閱讀器發(fā)送指令給天線, 由天線發(fā)送無線電波“掃描”射頻標(biāo)簽, 射頻標(biāo)簽接到信號后將數(shù)據(jù)信息返回成無線電波的形式, 再由天線接收后解碼成計(jì)算機(jī)可以使用的數(shù)據(jù)。

    射頻識別系統(tǒng)一般由以下三部分構(gòu)成:

    1 應(yīng)答器( 射頻標(biāo)簽) 。應(yīng)答器是射頻識別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體, 應(yīng)答器應(yīng)放置在要識別的物體上。通常, 應(yīng)答器沒有自己的供電電源( 電池) 。只是在閱讀器的響應(yīng)范圍之內(nèi), 應(yīng)答器才是有源的。應(yīng)答器工作所需的能量, 如同時鐘脈沖和數(shù)據(jù)一樣, 是通過耦合元件傳
輸給應(yīng)答器的。另外, 射頻標(biāo)簽可以封裝成各種形狀。
    2 閱讀器。讀取應(yīng)答器數(shù)據(jù)的裝置, 有的具有讀/寫功能。一臺典型的閱讀器包含有高頻模塊( 發(fā)送器和接收器) 、控制單元以及與應(yīng)答器連接的耦合元件。此外, 許多閱讀器還都有附加的接口以便將所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)一步傳輸給另外的系統(tǒng)( PC 機(jī)等) 。
    3 后臺數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件: 用來管理收集而來的數(shù)據(jù)。

    3 連鎖超市中使用RFID 技術(shù)的優(yōu)勢

    連鎖超市要在同種商品售價低于其他零售商店的前提下實(shí)現(xiàn)利潤最大化, 就必須盡可能地使成本最小化。成本分成商品進(jìn)價成本和商品附加成本。在超市中, 商品的附加成本主要有兩類: 一是固定附加成本。這方面的成本主要是各超市地址的選擇、店面的建造與裝修、配送中心位置的確定與建造等, 開店前已經(jīng)調(diào)查分析過, 具有相對確定性。二是非固定附加成本。主要是人工成本、物流成本( 庫存成本、配送成本) 、銷售成本及管理成本。基于條碼的信息系統(tǒng)的引入一定程度上降低了以上這些非固定附加成本。而基于RFID 的信息系統(tǒng)的引入, 則會進(jìn)一步降低以上成本, 特別是超市物流成本。具體說來, 引入RFID 技術(shù)以后, 超市在可獲得以下一些經(jīng)濟(jì)效益:

    ( 1) 縮短作業(yè)流程。對于連鎖超市配送中心, 出入庫在平時作業(yè)中占很大的比例。利用RFID 閱讀器可以遠(yuǎn)距離的動態(tài)的一次性識別多個標(biāo)簽, 將托盤和包裝箱及單件貨品上都貼上RFID 標(biāo)簽, 在配送中心出入庫口處安放閱讀器, 這樣貨品出入庫時, 無需逐件進(jìn)行人工掃描, 可在運(yùn)輸車運(yùn)動中捕獲數(shù)據(jù), 計(jì)算機(jī)根據(jù)所閱讀到的信息, 對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問, 并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄, 大大節(jié)省了出入庫的作業(yè)時間。
    ( 2) 改善盤點(diǎn)作業(yè)質(zhì)量。由于每個包裝箱、托盤以及單件商品上都貼有RFID 標(biāo)簽, 進(jìn)行盤點(diǎn)作業(yè)時, 只需利用手持式RFID 閱讀器依次經(jīng)過所有貨架, 閱讀器就自動獲取所有標(biāo)簽上的信息, 利用PC 機(jī)進(jìn)行盤點(diǎn)記錄。利用RFID 技術(shù)將大大減少傳統(tǒng)盤點(diǎn)作業(yè)中所出現(xiàn)的遺漏等差錯, 增強(qiáng)了信息的準(zhǔn)確性、可靠性。
    ( 3) 增大配送中心的吞吐量。當(dāng)配送中心的主要作業(yè)- - 出入庫作業(yè)效率提高以后, 配送中心對貨物的處理能力將大大提高, 這樣就可以增加配送中心每日的貨物吞吐量, 為配送中心獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。
    ( 4) 降低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。由于RFID 技術(shù)具有可以動態(tài)的同時識別多個數(shù)據(jù)且識別距離大的特點(diǎn), 在出入庫作業(yè)過程中, 驗(yàn)收和出入庫幾乎是同時完成, 無需再同以往的先將貨物堆放在收貨區(qū)等待驗(yàn)貨和條碼掃描, 而直接可以接貨后驗(yàn)貨入口和揀貨后驗(yàn)貨出庫。這樣大大減少了貨物在配送中心內(nèi)的搬運(yùn)次數(shù),降低了搬運(yùn)所帶來的設(shè)備費(fèi)用和人工費(fèi)用。

    ( 5) 物流跟蹤。RFID 技術(shù)的核心是標(biāo)簽上的EPC(產(chǎn)品電子代碼) 提供對物理對象的唯一標(biāo)識, 利用EPC 可以實(shí)現(xiàn)貨物在整個供應(yīng)鏈上的物流跟蹤和供應(yīng)鏈的自動化管理, 增加供應(yīng)鏈管理的透明化程度。
    ( 6) 提高超市門店前端銷售的效率。由于RFID 具有非接觸識別的特性, 顧在超市前端POS 系統(tǒng)中將用RFID 標(biāo)簽及閱讀器來完全取代條碼系統(tǒng), 從而可以大大提高商品銷售的速度, 方便顧客。

    4 連鎖超市RFID 應(yīng)用系統(tǒng)的整體框架設(shè)計(jì)

    4.1 連鎖超市業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)框架

圖1 連鎖超市業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)框架圖

    連鎖超市的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)框架如圖1, 說明如下:

    ( 1) 采購員根據(jù)連鎖超市總部計(jì)劃業(yè)務(wù)部門制定的銷售計(jì)劃, 與供應(yīng)廠商洽談并簽訂商品進(jìn)貨合同后, 將訂貨合同信息送配貨中心;
    ( 2) 供應(yīng)商按訂貨合同組織商品送配貨中心, 配貨中心收貨員根據(jù)訂貨合同驗(yàn)貨, 同時核對供應(yīng)商送貨單, 將不合格商品退回, 合格商品交保管員入庫并記帳建倉卡, 新的可配貨信息與庫存信息送配貨組;對于直送連鎖超市分店的商品, 此時的驗(yàn)收工作由分店完成;
    ( 3) 收貨員將檢驗(yàn)后的商品質(zhì)量數(shù)據(jù)、退貨數(shù)據(jù)及新庫存信息送到連鎖超市總部計(jì)劃業(yè)務(wù)部門與采購員;
    ( 4) 采購員將該訂貨合同實(shí)際驗(yàn)收數(shù)據(jù)及結(jié)算通知傳送到連鎖超市公司財(cái)務(wù)部門, 財(cái)務(wù)部門根據(jù)該信息與供應(yīng)商結(jié)算;
    ( 5) 各分店根據(jù)自己商品銷售情況制定請貨單與請調(diào)單到配貨組, 配貨組配貨后將配送單與調(diào)撥單送配貨中心組織商品配送, 同時將配送單與調(diào)撥單送分店來驗(yàn)收與調(diào)撥商品;
    ( 6) 各分店根據(jù)配貨中心的配送單與調(diào)撥單進(jìn)行商品驗(yàn)收與調(diào)撥, 合格商品入庫記帳建倉卡, 非合格商品另存并申請退貨;
    ( 7) 配貨中心將配送單、調(diào)撥單與退貨單送財(cái)務(wù)部, 財(cái)務(wù)部建立各分店臨時應(yīng)收帳, 待分店確認(rèn)后, 財(cái)務(wù)部建立各分店應(yīng)收帳, 各分店則建立應(yīng)付帳;
    ( 8) 配貨中心將經(jīng)業(yè)務(wù)部門核可的庫存商品削價表及每月的盤盈盤虧表交財(cái)務(wù)部;
    ( 9) 各商場及時統(tǒng)計(jì)自己的商品銷售數(shù)據(jù)報(bào)業(yè)務(wù)計(jì)劃部門, 主要統(tǒng)計(jì)信息有:銷售額統(tǒng)計(jì)( 日、月、年) ; 銷售量統(tǒng)計(jì)( 日、月、年) ; 新產(chǎn)品試銷信息; 各廠商商品銷售實(shí)績; 庫存信息; 資金信息;
    ( 10) 采購員將商品進(jìn)價信息、庫存商品削價申請與促銷優(yōu)惠價申請等送連鎖超市公司物價組;
    ( 11) 公司計(jì)劃業(yè)務(wù)部門將政策性調(diào)價信息、廠商提供的調(diào)價信息與市場行情信息等送公司物價組;
    ( 12) 各分店將商品銷售信息、削價申請、變價申請與自定價格申請等送公司物價組;
    ( 13) 物價組根據(jù)以上所獲得的信息并遵循某些定價原則, 制定商品的零售價格, 并通知公司計(jì)劃業(yè)務(wù)部門、公司財(cái)務(wù)及各分店。

    4.2 子系統(tǒng)的劃分

    根據(jù)前面對連鎖超市業(yè)務(wù)流程的分析, 以及按照子系統(tǒng)劃分與系統(tǒng)組成的一般原則, 連鎖超市RFID應(yīng)用系統(tǒng)由下列分系統(tǒng)組成:

    ( 1) 連鎖超市總部管理分系統(tǒng): 主要由商品進(jìn)貨管理模塊、連鎖店配送管理模塊、商品價格管理模塊、財(cái)務(wù)管理模塊、人事管理模塊、綜合計(jì)劃模塊、經(jīng)理查詢模塊、系統(tǒng)管理模塊及通信管理模塊組成。
    ( 2) 配貨中心管理分系統(tǒng): 主要由貨運(yùn)作業(yè)模塊、商品進(jìn)貨存儲配送管理模塊、分系統(tǒng)管理模塊、財(cái)務(wù)模塊及通信管理模塊組成。
    ( 3) 超市分店管理分系統(tǒng): 主要由零售點(diǎn)終端( POS) 模塊、連鎖分店進(jìn)貨管理模塊、庫存管理模塊、人事管理、財(cái)務(wù)管理模塊、通信模塊及分系統(tǒng)管理模塊。

    由于配貨中心管理分系統(tǒng)與RFID 結(jié)合的比較緊密, 所以下面對此分系統(tǒng)先進(jìn)行一些說明。

圖2 連鎖超市RFID 應(yīng)用系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖

    圖2 是關(guān)于連鎖超市配貨中心管理分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖, 從圖可知在配貨中心應(yīng)用RFID 的過程如下:

    1 入庫和檢驗(yàn)。當(dāng)貼有RFID 標(biāo)簽的貨物運(yùn)抵配貨中心時, 入口處的閱讀器將自動識讀標(biāo)簽, 根據(jù)得到的貨物信息, 如貨物的數(shù)量, 單價信息, 貨物種類等, 后臺的管理分系統(tǒng)就自動更新存貨清單, 同時, 根據(jù)訂貨單的需要, 將相應(yīng)貨品發(fā)往正確的地點(diǎn)。
    2 整理和補(bǔ)充貨物。裝有移動閱讀器的運(yùn)送車自動對貨物進(jìn)行整理, 根據(jù)管理系統(tǒng)的指示自動將貨物運(yùn)送到正確的位置, 同時將管理系統(tǒng)中的存貨清單更新, 記錄下最新的貨品位置。超市收銀系統(tǒng)將在存貨不足指定數(shù)量時自動發(fā)出補(bǔ)貨申請, 從而在適當(dāng)?shù)臅r間補(bǔ)充相應(yīng)數(shù)量的貨物。在整理貨物和補(bǔ)充存貨時, 如果發(fā)現(xiàn)有貨物堆放到了錯誤位置, 閱讀器將隨時向超市收銀系統(tǒng)報(bào)警, 根據(jù)指示, 運(yùn)送車將把這些貨物重新堆到指定的正確位置。
    3 貨物出庫運(yùn)輸。當(dāng)貨物在配送中心出庫, 經(jīng)過倉庫出口處閱讀器有效范圍時, 閱讀器自動讀取貨品標(biāo)簽上的信息, 不需要掃描, 可以直接將出口的貨物運(yùn)輸?shù)椒值? 同時管理分系統(tǒng)及時更新配貨中心貨物庫存信息。
    4 配送中心庫存盤點(diǎn)。此處設(shè)想在整個配送中心倉庫中合理的安排各個RFID 閱讀器的位置, 從而能使所有的倉庫中的貨品所貼標(biāo)簽?zāi)鼙桓采w到, 這樣在進(jìn)行盤點(diǎn)時, 可以利用RFID 閱讀器讀入倉庫中所有RFID 標(biāo)簽的信息, 然后進(jìn)行匯總計(jì)算核對商品的庫存信息。

    對于分店的管理分系統(tǒng)而言, 總體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖與配貨中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖類似, 顧此處不再給出圖例, 需要說明的是, 此時主要是貨物( 確切的說是分店商品) 由顧客帶出分店時, 由閱讀器自動讀出商品信息, 如商品數(shù)量, 單價信息等傳給后臺分系統(tǒng)來進(jìn)行自動處理, 如結(jié)算出顧客所需付的總金額等。考慮到大型連鎖超市的各個分店的貨展面積比較大, 并且RFID 技術(shù)在定位方面的可行性, 顧在該分系統(tǒng)中初步設(shè)想了一個可選配的超市導(dǎo)購模塊( 對于比較小的分店不用此模塊) 。

    該模塊的設(shè)計(jì)思路如下:

    每個進(jìn)入分店購物中心購物的顧客手腕上戴有一個閱讀器( 有LCD 顯示屏, 可以顯示該分店的地圖) , 在分店的周圍墻壁上、天花板上等部位貼有被動式RFID 應(yīng)答器。利用一種改進(jìn)型的Monte- Carlo 定位算法, 該算法把要求定位點(diǎn)所有可能出現(xiàn)的位置以不同概率的隨機(jī)點(diǎn)來表示, 在收到測量信息后利用貝葉斯原理對這些隨機(jī)點(diǎn)的概率進(jìn)行更新, 找到出現(xiàn)最大概率的隨機(jī)點(diǎn), 取這些隨機(jī)點(diǎn)位置的平均值就是最后所求點(diǎn)的位置坐標(biāo)。這樣, 在手腕式閱讀器靠近周圍環(huán)境的被動式應(yīng)答器時, 閱讀器能夠讀出周圍的應(yīng)答器, 利用算法把自己的位置在電子地圖上標(biāo)出來, 消費(fèi)者輸入自己想找的物品, 顯示上能夠及時把銷售地點(diǎn)標(biāo)出來, 方便了購物。

    整個的連鎖超市RFID 應(yīng)用系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖3所示:

圖3 配貨中心系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    從圖3 可見, 該連鎖超市RFID 應(yīng)用系統(tǒng)是建立在分布式數(shù)據(jù)庫和遠(yuǎn)程通信網(wǎng)上的應(yīng)用系統(tǒng)。總部管理分系統(tǒng), 配送中心管理分系統(tǒng)與各超市分店管理分系統(tǒng)通過通信管理分系統(tǒng)構(gòu)成一個整體。而各分系統(tǒng)的各子模塊通過該分系統(tǒng)的公用數(shù)據(jù)庫有機(jī)地結(jié)合在一起, 各分系統(tǒng)的子模塊之間的關(guān)系是“局部公共環(huán)境耦合級”關(guān)系。而各分系統(tǒng)之間通過通信子網(wǎng)構(gòu)成一個整體, 實(shí)質(zhì)上是通過數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫記錄的復(fù)制與更新, 因而各分系統(tǒng)之間也是通過其公用數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)有機(jī)的集成, 各分系統(tǒng)之間的關(guān)系是“遠(yuǎn)程公共環(huán)境耦合級”關(guān)系。

    需要附加說明的是RFID 標(biāo)簽的成本問題。現(xiàn)在RFID 標(biāo)簽的成本是25 至30 美分, 也就是人民幣2 元左右。這么高的成本, 導(dǎo)致本文所闡述的RFID 連鎖超市應(yīng)用系統(tǒng)似乎是個空中樓閣, 毫無應(yīng)用價值可言,因?yàn)樵撓到y(tǒng)把RFID 標(biāo)簽貼到單件商品上, 這對超市中很多毛利很小的商品而言, 根本是不現(xiàn)實(shí)的。不過,根據(jù)網(wǎng)上的資料可知, 現(xiàn)在的全球的RIFD 標(biāo)簽的年需求量大約是1000 萬片, 當(dāng)需求量超過50 億片后,及格便能降到2 美分( 即人民幣1 毛5 分) 。并且據(jù)估計(jì), 當(dāng)2010 年時, 全球的RFID 標(biāo)簽消耗量有可能達(dá)到5 千億個( 國內(nèi)RFID 標(biāo)簽的需求量的增加可能還要滯后一點(diǎn)) , 這數(shù)據(jù)可能有點(diǎn)夸大, 但它充分說明了RFID 標(biāo)簽的需求潛力巨大, 一旦RFID 在超市上的應(yīng)用得到推廣, RFID 標(biāo)簽量產(chǎn), 完全有理由相信其成本可以降到可接受的范圍內(nèi), 顧本文所闡述的RFID 超市應(yīng)用系統(tǒng)可作為RFID 在超市上應(yīng)用的一個探索性研究。

    5 結(jié)束語

    本文根據(jù)RFID 的技術(shù)特點(diǎn), 把它應(yīng)用到連鎖超市上, 構(gòu)建了一個功能相對完整的連鎖超市RFID 應(yīng)用系統(tǒng)的框架, 并且突出強(qiáng)調(diào)了超市引入RFID 以后在物流方面效率的極大提高, 從而為超市盡可能的進(jìn)一步的降低商品附加成本提供了可能性, 增加了連鎖超市在市場中的競爭力。在實(shí)際中, 該連鎖超市RFID應(yīng)用系統(tǒng)具有一定的參考價值和現(xiàn)實(shí)意義。