中原大学工业工程学系硕士学位论文RFID 于物流中心应用.pdf

中 原 大 學 工 業 工 程 學 系 碩士學位論文 RFID 於物流中心應用之探討 Survey of a RFID Application in Distribution Center 指導教授 宮大川 教授 研 究 生 鄭炳坤 中華民國九十四年七月 i 摘要摘要 近年來無線射頻辨識 Radio Frequency Identification RFID 技術應用日益 廣泛 舉凡門禁安全管理 貨物追蹤管理 醫療管制應用及動物植入晶片監控以 及捷運系統使用的悠遊卡 甚至美軍在伊拉克戰爭中的後勤補給支援 都可以透 過RFID技術的應用獲得良好的監控及追蹤 目前國內 外對RFID系統應用於物流中心所產生實質效益之文獻並不多 造成有心導入RFID系統於物流中心的業者 遲遲不敢有所行動 大多抱著觀望 的心態 因此 本研究基於上述的理由 將以情境方式探討RFID物流中心作業 模式 並研究RFID系統應用於物流中心後 所產生的實質效益 以提供未來有 心導入RFID技術之物流中心管理者參考應用 本研究探討物流中心導入 RFID 系統 可即時追蹤貨品狀況 監控貨品流向 及貨品資訊透明化等效益 在諸多有利於企業獲利的因素考量下 國內物流業者 應該儘早做好相關準備 雖現階段 RFID 系統的成本過高 但是 RFID 系統在國 內試行及導入有其必要性 歸納出本研究結果 有下列幾點的結論 1 透過情境方式探討RFID技術可追蹤特性 本研究以情境方式 透過 RFID 系統元件的功能及意義 藉由情境瞭解 RFID 系統可追蹤性功能 針對物流中心作業模式作分析與歸類 利用 EPC Network 系統的發展 可以讓物流中心管理者 追蹤系統的使用者 藉由追蹤系統 獲得 貨品即時位置及安全狀態 2 RFID可即時獲得商品資訊 透過RFID之EPC Network系統架構 可即時掌握商品各項資訊 有助於產品 供應鏈生命週期之透明化 3 分析及歸納RFID系統在物流中心的效益 本研究整理出物流中心應用EPC Network系統架構 可提供了物品資訊交換 環境 有助於供應鏈自動化 提高物品資訊透明度以及供應鏈流程的追蹤與追溯 關鍵字 RFID 無線射頻識別系統 物流中心 Distribution Center ii Abstract Over the past few years the application of RFID Radio Frequency Identification is wider and deeper than before For example access security goods tracking medical process control tickets used in public transportation and even the logistic support in U S military during Gulf War can be more efficient and more manageable by the implement of RFID Although the prospect of RFID can be expected most firms hesitate to introduce it practically due to the lack of research relevant to its practical implement Accordingly the thesis will discuss the operation within a distribution center through the predetermined scenario which implements RFID and demonstrate the effectiveness and the efficiency RFID generates to offer the managers who attempt to introduce RFID in the distribution center a reference guideline The thesis shows that RFID is able to help to track the goods monitor where they go and visualize the data carried by goods Because of the benefit of RFID for the business process in the future the logistic companies in Taiwan should prepare for the revolution in advance Though the cost to build up RFID system is too expensive currently it is still necessary to introduce RFID system experimentally The follows are the summary of the conclusion in the thesis 1 The characteristics of tracking of RFID system under the predetermined scenario In the predetermined scenario the performance of tracking in a RFID system can be understood By analyzing and categorizing the operation models of distribution centers and the development of EPC Network the managers of a distribution center and the users of a RFID tracking system can know the real time position and current status of goods easily 2 The real time acquisition of goods data Through the framework of EPC Network the information of goods can be obtained immediately This helps to visualize the life cycle of the supply chain of a product 3 The analysis and summary of the effectiveness and the efficiency RFID generates in a distribution center This research summarizes the framework of EPC Network in a distribution center This provides a distribution center with an environment of goods data exchange and helps the automation of a supply chain the visualizing of goods data as well as the tracking of business process in a supply chain Key words RFID distribution centers iii 誌謝誌謝 本論文得以完稿付梓 首先要感謝恩師宮大川教授 宮老師除在學業上指導 外 並教導我許多做人處事的道理 從研究論文啟發到題目的訂定 在論文撰寫 過程中提供許多建設性的問題讓我思考與策進 並給予我諸多指引以及教誨 當 中雖碰到許多瓶頸 但在宮老師耐心的指導下均能順利克服 論文口試期間 承蒙何應欽教授 陳英一老師百忙之中細心審閱 並提供許 多寶貴意見 使本論文能更為充實完善 特於此表達誠摯的謝意 在研究所就學期間 由於需同時兼顧工作與課業 過程相當辛苦 本論文能 夠順利完成 首先要感謝好友麗卿時時刻刻的鼓勵與支持 並提供相當多的協助 同時要感謝宋 班及勝富學長的鼓勵及協助及同窗同學亦倩 邦玄 柏鼎及學 弟師彬 俊凱適時支援 讓課業得以如期完成 最後 要感謝父母親的栽培與支持 及我摯愛的老婆淑麗 由於妳無怨無 悔照顧家裡及兩個小寶貝 濰萱及杰毅 使我能全心全力專注課業並且如期順利 完成學業 要感謝的人實在太多 感恩一路陪在我身旁並協助我的師長與好友們 願以 此成果與之共享 鄭炳坤 謹誌於中原大學工業系 中華民國九十四年七月 iv 目錄 摘要摘要 i A b s t r a c tA b s t r a c t i i 誌謝誌謝 i i i 目錄目錄 i v 圖目錄圖目錄 v i 表目錄表目錄 v i i i 第一章 緒論第一章 緒論 1 1 1 研究背景與動機 1 1 2 研究目的 2 1 3 研究範圍與限制 2 1 4 研究步驟與方法 3 第二章 文獻探討第二章 文獻探討 6 2 1 RFID 系統簡介 6 2 1 1 RFID 應用範圍 7 2 1 2 RFID 之應用與發展趨勢 7 2 1 3 RFID 面臨的挑戰及限制 8 2 1 4 RFID 市場應用 11 2 2 國內外廠商應用 RFID 現況 16 2 2 1 國外廠商應用 RFID 現況 16 2 2 2 國內廠商應用 RFID 概況 18 2 3 RFID 與條碼之分析比較 2 0 2 4 RFID 相關文獻 2 1 2 5 物流中心介紹 2 4 2 5 1 物流之定義 2 4 2 5 2 物流中心類型 2 5 2 5 3 物流中心作業內容 2 6 2 6 國外 RFID 追蹤系統應用案例 2 7 2 6 1 美軍應用 RFID 系統 2 7 2 6 2 南非鐵路追蹤系統 30 第三章 第三章 RFID 系統描述系統描述 37 3 1 RFID 基本架構 37 3 2 EPC Network 系統 38 3 3 EPC Network 系統元件分析 42 3 3 1 EPC Network 情境說明 42 3 3 2 EPC Tag and Reader 元件 43 3 3 3 ONS 元件 44 v 3 3 4 Middleware Savant 元件 46 3 3 5 EPC IS 元件 48 3 3 6 EPC DS 元件 48 3 4 EPC 編碼 50 3 5 RFID 標準規格及使用頻率 51 3 5 1 EPC 標準規格 51 3 5 2 RFID 使用頻率 53 3 6 RFID 建置成本分析 56 第四章 第四章 RFID 系統供應鏈應用效益系統供應鏈應用效益 6 0 4 1 RFID 系統之供應鏈商品資訊模式 6 0 4 2 RFID 系統在供應鏈的應用效益 6 1 4 3 RFID 系統在物流中心的應用效益 6 2 4 4 RFID 系統在製造業的應用效益 6 5 4 5 RFID 系統在零售業的應用效益 6 6 4 6 RFID 系統應用效益 6 7 4 7 RFID 系統建置步驟 6 8 第五章 第五章 RFID 物流中心作業模式物流中心作業模式 70 5 1 物流中心作業模式 70 5 1 1 物流中心系統架構 70 5 1 2 物流中心作業現況說明 70 5 1 3 現行物流中心作業模式 72 5 1 4 RFID 物流中心作業模式 74 5 2 R F I D物流中心系統架構 77 5 2 1 R F I D物流中心資訊系統架構 78 5 2 2 R F I D物流中心資訊平台架構 79 5 3 物流中心 RFID 系統應用 8 0 5 3 1 RFID 進貨系統 8 0 5 3 2 RFID 庫儲系統 8 1 5 3 3 RFID 揀貨系統 8 2 5 3 4 RFID 出貨系統 8 3 5 4 RFID 商品監控系統 8 4 5 5 RFID 商品追蹤情境說明 8 5 第六章 結論與建議第六章 結論與建議 8 7 6 1 結論 8 7 6 2 未來研究方向 8 8 參考文獻 8 9 vi 圖目錄 圖目錄 圖 1 1 美軍在伊拉克戰爭中 RFID 後勤補給支援 2 圖1 2 研究架構 5 圖 2 1 美軍使用 RFID 後勤作戰系統 6 圖 2 2 2 004 年北美企業主管導入 RFID 技術意願分析 8 圖 2 3 2 000 至 2 008 年 RFID 產值預估 8 圖 2 4 燦坤公司導入 RFID 示意圖 12 圖 2 5 航空業運用 RFID 13 圖 2 6 醫院運用 RFID 系統 14 圖 2 7 日本畜牧業 RFID 技術運用於追踪系統 15 圖 2 8 物流中心作業流程 2 7 圖 2 9 美軍的集裝箱在各港口 機場 及物流中心裝置有射頻辨識 2 8 圖 2 10 美軍在前線運補的過程沿線布建移動式之射頻辨識讀取裝置 2 9 圖 2 11 南非鐵路網 31 圖 2 12 DIIS 系統整合示意圖 32 圖 2 13 Savi ST 604 RFID 標籤 33 圖2 14 裝置在列車上的標籤 33 圖 2 15 RFID 讀取器之裝置 34 圖 2 16 RFID 標示牌讀寫器裝置在混凝土的結構中 34 圖 3 1 RFID 基本架構圖 38 圖 3 2 EPC Network 系統圖 39 圖 3 3 註冊 EPC 資訊 41 圖 3 4 商品流通資訊的紀錄 41 圖 3 5 商品資訊的查詢 42 圖 3 6 EPC Network 情境架構 43 圖 3 7 EPC Tag 標籤 43 圖 3 8 ONS 運作情境 45 圖 3 9 ONS 商品查詢步驟 46 圖 3 10 RFID Middleware 架構 47 圖 3 11 EPC DS 註冊情境 49 圖 3 12 EPC DS 查詢步驟 50 圖 3 13 EPC 編碼結構 51 圖3 14 RFID應用產業發展與電子標籤成本 56 圖 4 1 RFID 供應鏈運作模式 6 1 圖 4 2 RFID 系統在供應鏈的應用 6 2 圖 5 1 物流中心系統架構圖 70 圖 5 2 現行物流中心作業模式 72 vii 圖 5 3 進貨作業示意圖 73 圖 5 4 倉儲 揀貨作業模式 73 圖 5 5 出貨作業示意圖 74 圖 5 6 RFID 物流作業模式 74 圖 5 7 RFID 進貨示意圖 75 圖 5 8 RFID 倉儲 揀貨作業模式示意圖 76 圖 5 9 RFID 出貨作業模式示意圖 77 圖 5 10 RFID 統與現有軟 硬體整合應用架構 78 圖 5 11 EPC Nwteork 系統架構 79 圖 5 12 RFID 資訊平台架構 8 0 圖 5 13 RFID 進貨系統 8 1 圖 5 14 RFID 庫存系統 8 2 圖 5 15 RFID 揀貨系統 8 3 圖5 16 RFID出貨系統 8 4 圖 5 17 RFID 商品監控系統 8 5 圖 5 18 RFID 系統商品追蹤 8 6 viii 表目錄 表目錄 表 2 1 RFID 應用範圍及實例 7 表 2 2 國外廠商導入 RFID 應用現況與效益 17 表 2 3 國內廠商導入 RFID 應用現況與效益 18 表 2 4 RFID 技術與條碼功能差異 2 1 表 2 5 國內外 RFID 系統應用相關文獻 2 2 表 2 6 物流中心定義 2 4 表 3 1 被動式標籤和主動式標籤兩種類型 38 表 3 2 EPC Network 組成元件 40 表 3 3 Auto ID Center RFID 標籤標準規範 44 表 3 4 RFID 系統常用的標準 54 表 3 5 ISO18000 訂定之頻率範圍 55 表 4 1 RFID 在零售商店的應用範圍及潛在效益的說明 6 7 1 第一章第一章 緒論緒論 1 1 研究背景與動機 近年來無線射頻辨識 Radio Frequency Identification RFID 技術應用日益 廣泛 舉凡門禁安全管理 貨物追蹤管理 醫療管制應用及動物植入晶片監控以 及捷運系統使用的悠遊卡 甚至美軍在伊拉克戰爭中的後勤補給支援 1 都可 以透過 RFID 技術的應用獲得良好的監控及追蹤 有鑒於 RFID 可為製造商 零 售商 物流中心及供應鏈上所有成員帶來效益 因此 國內 外許多廠商都積極 地投入 RFID 的研發及應用 如美國國防部要求四萬餘供應商於 2 005 年起提供 之商品須使用 RFID 標籤 另以零售業龍頭自居的威名百貨 Wal Mart 已正式 宣佈 要求前一百大供應商從 2 005 年起開始採用 RFID 系統 在供給威名百貨 的商品外箱及棧板上 必須有應用 RFID 技術的電子標籤 這將使整個零售業產 生革命性的變化 也將為國內零售業帶來巨大的衝擊 除美國外 歐洲 日本 中國大陸與新加坡的政府也訂定政策 有計劃推動 RFID 相關應用與產業 全球皆已瞭解 RFID 的技術應用已是勢在必行 未來被 國際客戶要求應用 RFID 也是趨勢所需 由於國內消費型態轉變 促使國內零售通路產生急遽變化 造就了許多專業 物流中心的成立 在目前如此競爭的環境下 想要創造更大的商機及利潤 是所 有物流中心積極追求的目標 以零售物流業而言 為因應消費者少量多樣的需求 變化 以及提高顧客的服務滿意度 專業的物流中心 必須提供更適時 高效率 的配送服務 並且能有效追蹤及監控商品 才能滿足顧客之需求 目前國內專業 物流中心運作模式 需要仰賴大量的人力投入 對於高達上千甚至上萬品項的商 品追蹤及管理已相當難以掌握 若在加上高頻率的配送及緊急訂單處理就更顯得 捉襟見肘 因此 要有效提昇物流作業效率 唯有應用資訊技術處理 方能有效 解決 而 RFID 技術正是針對商品監控及追蹤最有效的管理工具 2 目前 RFID 系統應用情形並不如預期 許多廠商對 RFID 產生之效益 仍有 認知上之差異 再加上 RFID 系統投資成本過高 回收期間過長 以及國 內外 對 RFID 技術改善作業效率之實證研究缺乏 造成許多廠商有心導入 RFID 系統 以改善公司作業效率的計畫停擺 有鑒於此 本研究要探討 RFID 導入於物流中 心作業所產生之效益 及供應鏈生命週期產品資訊透明化 2 圖 1 1 美軍在伊拉克戰爭中 RFID 後勤補給支援 2 4 1 2 研究目的 目前國內 外對 RFID 系統應用於物流中心所產生實質效益之文獻並不多 造成有心導入 RFID 系統於物流中心的業者 遲遲不敢有所行動 大多抱著觀望 的心態 因此 本研究基於上述的理由 將研究 RFID 技術應用於物流中心作業 之效益 並探討 RFID 系統應用於物流中心後 所產生的實質效益 以提供未來 有心導入 RFID 技術之物流中心業者及實際從事物流作業人員參考應用 因此本研究之目的為 1 由於 RFID 技術具有未來發展性 本研究探討 RFID 應用於相關產業現況及發 展趨勢 並以物流中心為例 探討 RFID 應用於物流中心之可行性 2 本研究以情境方式探討 RFID 之 EPC Network 各元件運作方式 探討 RFID 物 流中心作業模式及 RFID 具有商品追蹤的功能 1 3 研究範圍與限制 以下為本研究之範圍與限制條件 1 本研究僅針對物流作業模式之入庫管理 庫存管理及出庫管理探討 餘採購管 理 訂單 銷售管理 帳務管理等物流中心作業並不在本研究探討範圍 Handhel d 由無線標籤讀由無線標籤讀 取及寫入資料取及寫入資料 1 貨物裝入貨櫃 貨物裝入貨櫃 2 Reader 無線射頻讀取器確認貨 物離開基地前往碼頭 無線射頻讀取器確認貨 物離開基地前往碼頭 4 R e a d e rR e a d e r 3 3 無線射頻讀取器確認 貨物離開物流中心 無線射頻讀取器確認 貨物離開物流中心 3 2 本研究探討 RFID 物流中心之應用效益 暫不考慮 RFID 系統設置成本對企 業造成的投資效益問題 而僅探討 RFID 物流中心所產生的實質效益進行分 析 3 本研究不考量與 RFID 系統有關的安全性及隱私權等議題 1 4 研究步驟與方法 本研究架構如圖 1 2 所示 主要分為六個章節 各章節內容概述如下 第一章 緒論 說明本研究的背景 動機 目的 說明 RFID 具有未來性 由於 RFID 系統具可追性特特 正是對商品監控及追蹤最有效的管理工具 另說明 RFID 可提供產業供應鏈生命週期產品資訊透明化 第二章為文獻探討 本章根據國內外相關文獻進行探討 第一節介紹 RFID 系統簡介 包含 RFID 應用範圍 RFID 之應用與發展趨勢 RFID 面臨的挑戰及限制 RF ID 市場應用 第二節說明國內外廠商應用 RFID 現況 介紹國內外廠商運 用 RFID 系統於物流的效益及成果 第三節針對 RFID 系統與條碼進行分析 比較 第四節彙整國內外學者有關 RFID 應用相關之文獻 第五章介紹物 流中心簡介 第六節介紹國外應用 RFID 系統可追蹤性案例 第三章為 RFID 系統描述 本章與第二章有所區隔 第二章僅針對 RFID 系統國內外相關文獻 應 用範圍及國內外廠商應用 RFID 現況介紹 本章就 RFID 系統技術方面進行 探討 第一節介紹 RFID 基本架構 第二節介紹 RFID EPC Network 系統 運作模式 第三節介紹 RFID EPC Network 系統元件 第四節說明 EPC 編 碼方式 五節說明 RFID 標準規格及使用頻率 第六節說明 RFID 建置成本 分析 第四章為 RFID 系統產業應用效益 本章介紹 RFID 系統在供應鏈產品生命週期的應用效益 分別從物流 業 製造業及零售業說明 RFID 系統導入之效益 並介紹 RFID 系統導入實 4 施步驟 第五章 RFID 物流中心作業模式 本章探討 RFID 物流中心作業模式及 RFID 物流中心軟 硬體架構 依 照 RFID EPC Network 運作模式 以系統模擬及情境方式 就 RFID 物流中 心進貨 庫存 揀貨 出貨及商品追蹤方式 說明作業方式與系統運作畫面 第六 結論與未來研究方向 本章說明建構 RFID物流中心作業模式以及RFID系統商品追蹤與追溯 功能運作情境之貢獻 並說明本研究的未來研究方向 5 第一章 緒論 研究背景 動機 目的與範圍 第二章 文獻探討 國 內外應用 RFID 案例及研究 第三章 RFID 系統描述 RFID 技術與 EPC Network 元件運作方式 第四章 RFID 系統產業應用效益 物流業 效益 製造業 效益 零售業 效益 第五章 RFID 物流中心作業模式 運用 AS IS 及 TO BE 模式探討 RFID 系統 第六章 結論與建議 RFID 系統商品追蹤及商品資訊透明化之貢獻 RFID 物流 中心作業 模式 RFID 物流 中心系統 架構 物流中心 RFID 系統 應用 圖 1 2 研究架構 6 第二章第二章 文獻探討文獻探討 本章根據國內外相關文獻進行探討 第一節介紹 RFID 系統簡介 包含 RFI D 應用範圍 RFID 之應用與發展趨勢 RFID 面臨的挑戰及限制 RFID 市場應 用 第二節介紹國內外廠商應用 RFID 概況 第三節針對 RFID 系統與條碼進行 分析比較 第四節彙整國內外學者有關 RFID 應用之文獻 第五節介紹物流中心 簡介 第六節介紹國外應用 RFI 可追蹤性之案例 2 1 RFID 系統簡介 RFID 系統概念及其產品的應用並不是在近幾年才衍生出來的科技 早在第 二次世界大戰期間 這項科技就被英國空軍用來做為區分敵軍飛機及盟軍飛機之 識別應用 3 19 6 0 年代就已經有追蹤野生動物研究專用的無線電標籤產生 而在 19 70 年代初期 美國聯邦政府也利用該項技術來進行核子材料之追蹤及管 理 直至 19 8 0 年代初期 某些企業才體驗出 RFID 在管理上的效益 並將 RFI D 應用於貨品及裝箱上 以協助公司在貨品及裝箱上的管理識別 隨著 1990 年 代個人電腦的普及以及半導體的快速發展 使的 RFID 在功能及技術上的發展有 重大的突破 在 2003 年的波斯灣戰爭中 英美聯軍全面性的採用 RFID 來達成 可視化 Visibili ty 的後勤作戰系統如圖 2 1 順利解放了伊拉克 更促使 RFID 的 應用層面大幅地提昇 也讓產 官 學界見識到 RFID 所潛藏的利益及效用 更 因此引發 RFID 應用的熱潮 8 圖 2 1 美軍使用 RFID 後勤作戰系統 2 4 4 00 個 監 控 點 機 場 碼 頭 堆 場 及 鐵 道 遍 佈 全 球 36個 國 家 每 日 追 蹤 250 00 0個 物 流 載 具 B re m e rh a v e n S ko p je P o r t B ea um o nt M c Gu ire A irp o rt P o r t B rin d is i A ntwe r p 7 2 1 1 RFID 應用範圍 RFID 的應用範圍相當廣泛 而且越來越普遍 在國內最常見就是寵物植入 RFID 晶片 台北捷運的悠遊卡及門禁安全管制等應用 最近國內也將 RFID 技 術應用在嚴重呼吸道症候群 SARS 期間 用以追蹤醫護工作人員 病患及探病 的親友在院內的移動情形 以確實防制 SARS 的傳播 其實 RFID 的應用早已無 聲無息在日常生活中默默地進行中 而且應用的層面也愈來愈廣泛 只是仍有許 多潛在的使用者 對於 RFID 技術的應用仍相當的陌生 不瞭解 RFID 的應用現 況 1 0 本研究將目前國內 外 RFID 應用範圍及實例彙整如表 2 1 表 2 1 RFID 應用範圍及實例 應用範圍 大分類 小分類 應用實例 物料處理 工廠的物料清點 物料控制系統 回收資產 棧板 貨櫃 台車 籠車等可回收容器管理 物流應用 貨物管理 航空運輸的行李識別 存貨 物流運輸管理 交通運輸 高速公路的電子收費系統 交通門禁應用 門禁管制 人員出入門禁監控 管制及上下班人事管理 自動控制 汽車 家電 電子業之組裝生產 製造應用 廢物處理 垃圾回收處理 廢棄物管控系統 醫療應用 醫療管制 醫院的病歷系統 危險或管制之生化物品管理 商品銷售應用 結帳及防盜 超市的防盜 圖書館或書店的防盜管理 娛樂應用 聯合票證 聯合多種用途的智能型儲值卡 紅利積點卡 生態管理應用 動物監控 畜牧動物管理 寵物識別 野生動物生態的追蹤 2 1 2 RFID 之應用與發展趨勢 近年來 RFID 科技在台灣所受到的矚目 已是日益增熱 不僅是報章雜誌的 報導 政府有關部門及一些財團法人組織也開始熱絡地醞釀計畫與活動 至於不 同產業中的各企業 對 RFID 商機的注意更是不在話下 有的佈局快的 已在國 際上的 RFID 應用圈中佔有份量 有的已在公司內成立團隊 研究與發展商機 有的也開始局部應用 創造營運優勢 台灣公 私部門的熱絡 當然不是偶發的 由 Forres ter 在去年十一月份針對北美的 52 8 位 IT 決策主管 Decision Makers 8 所作的調查 已有許多的企業在應用 RFID 科技 1 7 圖 2 2 2 004 年北美企業主管導入 RFID 技術意願分析 1 7 另依據美國一家具權威性的市場顧問公司 Allied Business Intelligence Inc 估計 2002 年無線射頻識別系統的市場總值合計近乎 11 54 億美元 預測 2008 年市場為 38 43 億美元 年平均成長率為 22 如圖 2 3 所示 圖 2 3 2 000 至 2 008 年 RFID 產值預估 1 8 2 1 3 RFID 面臨的挑戰及限制 任何一項創新的科技 在實行時常會遭到許多來自不同層面的挑戰及限制 而相關挑戰及限制的克服 也將成為創新科技能否持續發展的關鍵 以 RFID 系 統而言 目前所面臨的挑戰主要來自技術的本質 經濟及社會三方面 Bushka 2 6 分述如下 9 1 成本問題 RFID 雖可廣泛應用在各種產品 但價格將影響推展速度 特別是零售業及 物流業 對於價格敏感度相當高 美國雖稱 RFID Tag 目標價格為 5 美分 日本 也朝向推出 5 日圓的 Tag 價錢而努力 但以 2004 年 RFID Tag 市場價格約為 20 至 40 美分看來 離目標仍有一定之距離及努力空間 製程之改善與市場規模量 提高將是 RFID 降價之兩大關鍵因素 另天線 被動元件與晶片進一步整合 有 利於降低 Tag 製作成本 而市場規模量之擴大 則仍有賴於標準底定後 才能提 高廠商導入誘因 2 讀取的精確性 以目前的技術而言 RFID 讀寫器仍無法百分百的保證能夠 次讀取所有 RF ID 標籤的資訊 因此 對於需要仰賴精確資料來改善作業效率 提升客戶服務 以及降低成本的企業而言 資料讀取的精確性將對企業產生重大的影響 3 訊號干擾的問題 RFID 運作主要是基於無線電波傳送的原理 很不幸的是當無線電波遇到金 屬或是液體時 訊號的傳導會產生干擾與衰減 因而影響到資料讀取的可靠性與 準確度 一些特殊環境中的應用情境 如將 RFID 標籤貼於裝飲料的鋁罐外 或 是金屬外殼的電腦設備上 都會遭遇到這個問題 所幸目前設備供應商正著手以 標籤特殊封裝的技術 來解決這個問題 將訊號干擾的影響程度減至最小 4 電磁波頻段法規的管制 目前 RFID 設備所使用的頻段分為低頻 LF 125KHz 高頻 HF 13 56 MHz 超高頻 UHF 868 915MHz 微波 Microwave 2 45 5 8 GHz 各個頻段的設備有不同的物理特性 如讀取的距離與讀取的速度 因此在不同應 用情境中會採用不同頻段的設備 然而目前各國電磁管制頻段的範圍不同 尤其 是在 UHF 和微波的頻段 各國可供使用開放的頻段不甚相同 由於頻段未統一 在跨國的 RFID 應用上會產生許多問題 目前 RFID 設備製造商正朝著提供多頻 段的功能來解決 但此舉也會造成設備成本的增加 而不利於 RFID 應用的推廣 10 5 國際共通標準的制訂 標準化是技術廣泛獲得市場接受的必要措施 但 RFID 讀寫機與標籤的技術 仍未見統一 不同製造商所使用的通訊協定 運作的頻率 儲存資料的格式等均 不相同 因此無法一體適用 運作頻率是阻礙發展的重要原因 從早期的 125K 136KHz 頻段 到目前導入實際應用的 13 56MHz 頻段 此外 廠商也往 2 4GHz 頻段以及 UHF 頻段 850MHz 930MHz 發展 因傳輸距離較長且抗干擾性佳 成為目前各方標準角力之重點 針對 RFID 應用標準之制訂 兩大標準組織為 EPCglobal 與 ISO EPCglobal 制訂 EPC Electronic Product Code 使用 UHF 頻段 而 ISO 則有 ISO 14443 A B ISO 15693 與 ISO 18000 標準 前兩者採用 13 56MHz 後者則是 860 至 930MHz 看來兩大陣營會在主要應用的 UHF 頻段 有一番爭鬥 誰能爭取重要關鍵客戶就有可能具有較高的市場佔有率 其次各國 開放給 RFID 頻段也不相同 特別是在 UHF 頻段 美國為 902 至 938MHz 歐洲 是 868MHz 日本為 950 至 956MHz 由於各國尚有其他應用在分享無線頻率其 他不同的頻段 所以跨國的統一看來是不太可能實現了 標準與頻率不一 將導 致 RFID Reader 與 Tag 之產品互通性降低 進而影響精準度 5 系統執行的效率 RFID 標籤所記載的資料量倘若全部累積起來 將會相當驚人 以 Wal Mart 為例 該零售的商品可能超過 10 億種 如果將相應對的資料加以蒐集 儲存並 透過庫存網際傳輸 也會大大地減緩資料傳輸的效率 因此資料平台的有效建 立 資料儲位的詳盡規劃及傳輸網路的頻寬發展 將成為未來 RFID 系統在跨供 應鏈進行資料傳遞 分享時將面臨的挑戰 6 隱私權的疑慮 由於 RFID 具有追蹤物品的功能 因此許多消費者擔心 一旦商品經過結帳 帶回家後 商品上的 RFID 資訊恐會被有心人士刻意收集而侵犯到個人的隱私 權 這部份的疑慮 主要是來自消費者對於 RFID 系統的運作與認知不足所產生 然而要讓消費者對於隱私權徹底寬心 除了可以透過教育的方式讓消費者瞭解 RFID 標籤內存有哪些資訊 如何運作的情況外 更應該讓消費者看見 RFID 所 能提供的價值 以取代對於隱私權曝光的恐懼 同時 未來尚需各國主管機關在 11 隱私保護的相關法令訂定遵循的方向 特別針對 RFID 使用上隱私權的保護 以 一些流程或機制來保障 才能促使業者開發相關確保隱私的資訊技術 並提高一 般民眾使用具備 RFID 技術的商品與服務的意願 2 1 4 RFID 市場應用 RFID 應用市場日趨普及 不僅是零售業使用 RFID 系統 甚至汽車業 航 空運輸業及醫療業者均開始導入 RFID 系統 以下就各個產業中 各類 RFID 的 應用加以說明 1 7 1 零售業 零售業 RFID 的應用不僅包含了零售商店 智慧貨架的應用 也包含了零售 商店和企業內物流中心體系的銷售點 point of sale POS 供應鏈後端 庫 存管理系統等應用 歐洲的 Marks Spencer 使用 RFID 標籤來追蹤 350 萬棧 板 他們進一步將採用 EPCglobal 制訂的架構來測試 Item level 的 RFID 追蹤 以了解在庫存追蹤與管理所獲得的效益 Carrefour Metro 目前也積極地從事 RFID 於供應鏈管理之相關試驗 成衣零售的應用則有 Benetton Gap 在成衣中 貼上 RFID 標籤 用於零售成衣的調度 減少過量的庫存 國內燦坤公司為資訊 產品流通業者 積極研究 RFID 運用於物流中心及門市部門 如圖 2 4 所示 12 圖 2 4 燦坤公司導入 RFID 示意圖 2 4 2 消費性商品業 消費性商品業包含了零售層級的消費者商品組裝或製造 由於消費性商品業 是一個處理大量商品的產業 並且會隨著消費者的偏好而不斷的推出新產品 另 一方面又必須處理動態銷售管道的關係 因此需要具備適應持續變革的能力 消 費性商品業製造商必須與零售商配合 共同來降低庫存以及商品流通的成本 使 得產品更加有競爭力 以供應鏈為基礎的 RFID 解決方案是降低這些成本的一個 重要方向 許多主要消費性商品業製造商都是 EPC global 的成員 包括了 Coca Cola Gillette Unilever Proctor Gamble Kimberly Clark 等廠商 目前 EPCglobal 正著手於發展供應鏈 RFID 的標準與解決方案 為了加強競爭力 他們必須將正 確的產品在正確的時間送至正確的零售商地點 以確保零售商的庫存與消費性商 品業業者的庫存水準一致 此外發貨單或發票資料的正確性也是一個重要的議 題 需同時在數量 履約 價格 促銷等各方面與消費性商品業的營收 零售業 者 消費者三方面取得滿足 13 3 汽車業 汽車業包括了汽車製造業以及零件供應商 RFID 的產品以及嵌入於汽車業 製造平台上的 RFID 系統 通常被用於製造的程序中 作為供應鏈以及資產管理 之主要技術 大多數的汽車製造商 如 Ford Toyota Mazda 等 積極地導入 RFID 的解決方案於資產和供應鏈的管理 此外另外一個應用是利用 RFID 於輪 胎的追蹤 Michelin 和 Goodyear 正著手將 RFID 嵌入於輪胎中 輪胎的 RFID 標 籤上會記錄製造日期 產地 購買日期等資訊 並可將輪胎上的唯一識別碼連結 汽車的識別碼來做追蹤 更進一步地可存取胎壓的資訊來做監控 未來隨著輪胎 追蹤的普及 市場會有很大成長的機會 4 運輸業 運輸業包含了物流 航空運輸 貨運 鐵路運輸 在 RFID 的應用上 包含 了各類不同形式的應用 如存取控制 資產管理 即時定位系統 行李包裹的處 理 Container level 的供應鏈管理 Item level 的供應鏈管理 自動化車輛識別 輪胎的追蹤 其中即時定位系統 自動化車輛識別 資產管理是目前較為顯著的 應用 DHL FedEx UPS 等流通業者 目前正積極地在他們的流通運作系統中 使用 RFID 技術 2002 年 Delta Airline 也將嘗試使用 RFID 來追蹤行李 並已完 成相關的測試 如圖 2 5 所示 圖 2 5 航空業運用 RFID 2 4 14 5 國土安全與國防 美國在 911 攻擊事件後 成立了美國國土安全部 Department of Homeland Security DHS DHS 主要在制訂國土安全政策以及籌組各式組織外 同時也 持續進行各類海防 個人識別 車輛追蹤 貨物封條的應用試驗 許多 RFID 相 關的公司同時間也提出許多採用 RFID 的安全應用情境及解決方案 目前這類的 應用需要更封閉式的系統來更進一步瞭解資料讀取的可靠度 衡量的標準 以及 使用者所能容忍的門檻 預計未來三到五年後 這些 RFID 的應用會變的更可靠 國土安全的應用也會廣泛地擴散 擴及到一般民間容器 人員 車輛 追蹤控管 之用 6 其他製造業 在許多工業的市場中 必須遵守嚴格監控與追蹤的規定 而 RFID 技術可幫 助製造業在生產流程中達成這個目標 提升生產率和產品的品質 另一方面則可 降低生產的成本 製造業可以使用 RFID 於倉儲管理系統中 用來追蹤成品在倉 儲中的位置 7 生命科學業 生命科學同時包含了健康照護以及製藥產業上之 RFID 應用 目前有許多醫 院與解決方案的供應商正在進行醫藥品管制 病人接觸史 病人身分識別 儀器 設備追蹤 注射藥品的管理 醫囑的監控 醫療疏失的防止 血袋品質的監控 製藥過程錯誤的防止等應用的測試 如圖 2 6 圖 2 6 醫院運用 RFID 系統 2 4 15 8 畜牧業 2004 年日本十和田湖高原農場 開始利用 RFID 技術運用於追踪系統 Trace abi lity System 在豬肉上 為日本首開先例 如此一來 需要買到 安全食品 的消費者 與追求 食品安全 的生產者之間 就可以透過 IT 技術共享 高度 的安心 進而產生理想的信賴關係 田湖高原農場為每隻豬的耳多別上 RFID 標籤 可以用 PDA 去感應讀取 藉此確實地辨識每一頭豬隻 以個別編號所管理的資訊內容真的是非常詳盡 從 豬隻的出生日期 母豬的資料等 到如何餵食飼料及成長的過程 豬舎的遷移狀 況 生病 用藥等資訊 全都記載於和每頭豬隻連結的主機裏 這些一連串的作 業 並不需要由專門的工程師來執行 而是讓原本負責飼育豬隻的工作人員來執 行即可 所得到的資訊內容也都和 生產資訊公開 的網路互相連結 成為值得 讓人信賴的資訊 並公開給消費者知道 圖 2 7 RFID 來源追踪系統 9 圖 2 7 日本畜牧業 RFID 技術運用於追踪系統 2 3 16 2 2 國內外廠商應用 RFID 現況 2 2 1 國外廠商應用 RFID 現況 由於 RFID 目前在成本的計算上與條碼有顯著的差別 因此在物流的應用 上 廠商導入 RFID 技術時會分成四階段來實施 2 2 1 貨櫃貨盤階段 Container Phase 在貨櫃上固定 RFID 進行辨識讀取 以追蹤 辨識貨櫃 空運盤櫃等 目前應用於國際貨櫃運送貨物上最多 除了有助於產 業作全 球運籌時 對貨物掌控能力增加之外 經由貨櫃 RFID 的追蹤 對於 國家安全或國際運籌之安全 也提供另一項保證 2 物流棧板階段 Pallet Phase 在載具上固定 RFID 進行辨識讀取 以追蹤辨識 物流載具如棧板 籠車 配送台車等 提供供應商及時的補貨資訊 有利於供 應商做生產規劃 物流中心更可加快收貨作業時間 驗貨與上架之資訊化 有 效管理存貨控制 3 包裝容器階段 Case Phase 單項產品成打或成箱包裝 在紙箱或其包箱容器 上裝置 RFID 來追蹤及辨識紙箱或容器的形狀 位置及交接貨物之數量 除了 對於需求 供應之規劃所提供的資訊更細緻之外 也增加了再包裝的可視性 對 於整板進貨卻需箱單位的出貨作業而言 較小單位的揀貨 包裝與出貨更為方 便 4 產品項目階段 Item Phase 在每一個產品上以 RFID 取代商品條碼 每一個 RFID 以商品編號加上序號 來識別每一個貨品的唯一性 利用這個方式來辨識 進行盤點 收貨及銷售點的收銀機作業 由於每一個產品具有唯一的辨別碼 可以將所有商品以最小的單位進行管理 由於可控管至最小單位 對於零售端 的銷售更為有利 包括貨架上的促銷 防竊 消費者行為分析等等均能做個別 產品的管理 雖然 RFID 應用產品項目的效益最高 不過在現實世界中 以產品本身的品 項管理 離現實尚有一段距離 主要原因在於成本過高 例如一罐鋁罐可樂售價 為新台幣 18 元 但是被動式的以品項為單位的 RFID 的成本卻仍要新台幣 20 40 元左右 因此在目前這個階段仍不會以產品本身階段來進行 RFID 的目標 至於 在包裝容器上的階段則要視容器是否回收利用而定 若在不回收的狀況下 以目 前 RFID 標籤價格而言 較適用於高單價之商品 目前國外廠商導入 RFID 應用 現況如表 2 2 所示 17 表 2 2 國外廠商導入 RFID 應用現況與效益 資料來源 2 4 個案產業 營運項目 應用現況與發展 RFID導入層級效益 美國 PRADA服 飾精品店 服飾 鞋 類 手提包 等時尚精 品 該店係由2001年 12月起 在所有商 品貼上RFID標 籤 進行實用性測 試 僅在該店中測 試 所使用的標籤 數量約13000至 15000個 產品項目階段 Item Phase 再該店中設有七 間RFID試衣間 RF ID 在收 銀台會將商品標 籤回收 Kraft 食品業 利用RFID來改善 在紐約倉庫的大 宗貨櫃管理 因此 要求其資產管理 公司TrenS tar來協 助 由原先的調碼 追蹤升級為全自 動的RFID追蹤系 統 貨櫃貨盤階段 Container Phase 透過RFID有效 的追蹤與管理貨 櫃來降低營運成 本 供應商每年 可省下約200萬 美元的成本 Wal Mart 美國大型 零售商 要求供應商到200 5年1月1日時必須 在棧板與箱上裝 上RF ID標籤 物流棧板階段 Pallet Phase 初期利用RFID 的技術來改善存 貨管理 並且提 高整個供應鏈的 可視度 日本服飾店 服飾業 未來將在所有製 品中加上RFID標 籤 進行實證性測 試 在卸貨或進出 貨時 可進行整批