RFID技术在供应链管理中的研究综述

RFID技术在供应链管理中的研究综述王睿，霍佳震（同济大学经济与管理学院，上海，200092）摘要：RFID是一种非接触自动识别技术。近年来，它在供应链管理中的研究得到了广泛关注。本文将该领域的研究现状梳理和总结为相关技术研究、应用研究、安全问题探讨和标准制定四个方面，并对未来研究方向提出展望。关键字：RFID;供应链管理；研究现状1.引言信息技术的不断发展，有效地推动了供应链管理的变革与创新，它已成为提高企业生产效率和获得竞争优势的主要源泉。近年来，RFID(RadioFrequencyIdentification)射频识别技术在供应链管理中的应用逐渐成为国内外研究的热点。RFID是一种使用射频通信实现的非接触式自动识别技术，和目前广泛采用的条形码相比，它具有存储容量大，无线多目标识别，读取距离远以及数据可加密等优点。凭借其巨大的发展潜力，RFID被誉为21世纪最重要的技术之一[1]。RFID技术诞生于二战期间，但它在供应链管理领域中的应用在本世纪初才逐渐引起关注。全球化进程的日益深化为供应链管理带来机遇和挑战，企业纷纷在寻找提高供应链管理效率和降低成本的途径。RFID技术为此提供了新的思路和解决手段，在近年来得到重视并迅速成长。2003年，沃尔玛率先提出要求其前一百名供应商在所有商品货箱贴加RFID标签的强制命令[2]。2004年，美国国防部(DoD)也对其供应商宣布了类似的关于RFID标签的要求[3]。随着一系列政策的出台，RFID技术在全球供应链管理领域的应用已是势在必行。2005年AMR对美国500家公司做了一份关于RFID在2005至2007年应用计划的调查（图1），其中31%的调查者正在使用或是正在试行RFID系统，69%正准备试验、评估和实施RFID技术，并准备到2007年为止将RFID的预算到从目前的54万美元提高到77万美元。只有18%的调查者没有应用RFID的计划[4]。18%26%12%8%23%0%5%10%15%20%25%30%没有使用计划计划2006年评估计划2005年实施正在使用正在实验使用图1美国RFID应用情况调查[4]基金项目：上海市重点学科建设项目资助，项目编号：B310；作者简介：王睿(1982-),女,同济大学经济与管理学院博士生,研究方向:物流信息化;霍佳震(1962-),男,同济大学经济与管理学院教授,博士生导师,研究方向:管理信息系统、物流信息化及供应链管理近年来，我国已初步开展RFID相关技术的研发和产业化工作，并在部分领域开始应用，如奥运门票管理、上海等城市的一卡通系统以及铁路车号自动识别系统（ATIS）等。但由于我国RFID产业相对基础薄弱，缺乏核心技术，应用分散，仍不具备规模优势。尤其在供应链管理中的应用，尚处在起步阶段。RFID技术在供应链管理中的研究始于2002年底，从2004年至今一直是研究热点。本文将梳理和总结RFID技术在供应链管理领域的国内外研究现状，并对其发展前景进行讨论研究。2.RFID技术在供应链管理中的国内外研究现状这一节将对近年来RFID技术在供应链管理中的国内外研究情况进行介绍。国外研究文献的获得主要是以“RFID”和“supplychain”为关键词进行全文检索,检索源是Elsevier、ABI/INFORM和IEEE/IEEElectronicLibrary。国内文献以“RFID”和“供应链”为关键词在中国期刊全文数据库中检索获得。还有部分文献利用google学术搜索引擎得到。通过梳理和总结，发现目前关于RFID技术在供应链管理中的研究主要集中在以下四个方面：相关技术研究：RFID基本工作原理及其在供应链应用中的技术细节等；应用研究：RFID技术在供应链各个环节中的应用、案例分析以及绩效评价等；安全问题探讨：RFID技术在供应链应用中产生的安全风险和对策研究；标准制定：研究如何建立统一的标准，发挥RFID技术在全球供应链中的作用。下面将对这四个方面分别进行详细论述。2.1相关技术介绍RFID硬件系统至少包括电子标签和读写器两部分。电子标签是系统中可移动的部分，它贴附于标识物上，存储有识别信息或加密校验等附加信息。当它通过读写器控制区域时，将接收读写器发来的信号并自动做出应答。读写器接收来自标签的信号，并通过空中接口对标签进行能量供给。电子标签和读写器都由芯片和射频天线组成，借助天线的电磁耦合实现数据和能量的交换。文献[5]对硬件细节有详细介绍。数据管理由后台软件系统支持，如RFID中间件，数据库系统等。RFID系统的工作频率有低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)以及微波段（MF）。此外，RFID标签还根据是否内置工作电源分为被动式、半被动式和主动式三种。其中，被动式标签由于体积小、价格低廉、使用寿命长使用最为广泛，而主动式标签多用在军事、医疗和工业领域。表２是对文献[3,6,7,8]中所列出的RFID被动标签系统的总结，从中可以看到，在供应链管理领域所应用的主要是UHF频段下的被动式RFID系统。在实际应用中，基本数据（如生产日期和使用期限）、历史数据（如到货时间和出厂时间）、产品组数据（如产品描述、大小和销售量）以及厂商数据（如地址和电话）等产品信息都可以通过RFID系统获得和管理。近年来有较多学者针对RFID技术在供应链管理中的技术细节和系统设计进行研究。相关研究主要有几下几个方面：（1）在供应链管理不同场合中的RFID标签、天线以及读写器设计等[9,10]；（2）RFID应用体系的构架[11,12]；（3）中间件的设计[9]：中间件是实现RFID硬件设备与后台应用系统之间数据传输、过滤、转换的一种中间程序，可以说，它是整个RFID应用系统的神经中枢。对于供应链管理而言，中间件可以帮助RFID系统和企业原有信息系统的融合，为企业提供更加灵活的服务，并且提高供应链管理的透明度。然而，RFID中间件研究在国际上仍是一个较新的研究内容，成熟公认的研究成果尚不多[13]。频段读写距离读写速度标签价格应用场合低频LF135KHz1米以下慢高1.动物识别与监控2.货物管理、防盗管理高频HF13.56MHz3米以下中等低于LF标签1.智能卡系统2.废弃物管理3.门禁系统、进出控制4.行李运输识别超高频UHF433MHz10米以下快最低集装箱追踪、货架管理超高频UHF美国：902-928MHz欧洲：865-868MHz中国：920-925MHz;840-845MHz10米以下快最低全球供应链管理仓库管理微波MF2.45或5.8GHz大于10米很快高1.车辆识别2.区域定位表１RFID系统的工作频率和性能参数2.2应用研究目前RFID技术在供应链管理中的应用已成为国内外研究热点。很大一部分文献是对RFID在供应链管理应用中的优势进行讨论。Li和Visich[14]总结了RFID在供应链管理中的39个优点，Tajima[15]又进一步合并其中的重复点，梳理出15条优点（图2）。这些优点体现在供应链的各个环节，主要有减少人工成本、节省操作时间、增加定单完成率、加强质量控制、降低库存成本等等。国内对RFID应用的研究也主要集中在这一方面[16,17]。图2RFID技术为供应链管理带来的益处[10]制造商/供应商分销商/物流公司零售商对整个供应链的的改善：减少损耗减少物料搬运增加数据准确性加快异常情况处理改善信息共享产品跟踪质量控制供应和生产的连续性物料搬运空间利用资产管理降低缺货损失客户服务售后服务减少库存为各个供应链成员带来的益处在实证研究方面，大部分文献通过调查问卷和采访的方法，对RFID的实际应用价值进行分析。Juban和Wyld[18]以网上调查结果和研究报告为基础，从消费者角度分析RFID的应用价值；Leimeister[19]等通过采访德国工业界不同领域公司的CIO，讨论RFID对于企业战略发展的重要意义；Jeong等[20]通过分析2001-2006年的RFID投资情况，发现RFID技术的投资回报率在生产环节尤其是在信息技术等高新技术产业的投资回报率最为显著。另一部分进行实证研究的文献采用的是案例分析的方法，通过对RFID技术在某个领域的应用调查，分析其对供应连管理的作用和影响。如Doerr等[21]以对美国西海岸军械仓库的调查为基础，验证了RFID技术在军械库存管理中的有效性和优势；Hou等[22]研究RFID在印刷业供应链中的应用并对其进行评价；Srivastava[23]对印度部分批发商店进行走访调查，预测RFID对零售业的影响；Wamba等[24]以对移动通信业务的调查数据为基础，分析RFID对企业供应链管理的积极作用。由于RFID技术在国内供应链中的应用仍处于探索阶段，相关文献大部分都是在研究技术本身和应用领域，在实证研究方面还是空白。在理论研究方面，主要思路是通过建立数学模型来仿真使用RFID前后的供应链运作情况，并对比其性能。Wang等[25]在AnyLogic软件平台上对台湾液晶显示器行业的供应链进行了仿真，结果表明在RFID技术支持下的拉式供应链中库存成本减少6.19%，库存周转率增加7.6%。Jarugumilli等[26]利用数学模型分析了RFID技术在供应商管理库存情况下的性能效果和成本节省。Lee等[27]用数学分析的方法证明了RFID在减少供应链管理损失、提高供应链透明性中的重要价值。近年来国内也有学者开始对RFID在供应链中的应用进行理论研究，如宋培建等[28]分析了网络外部性和采购商策略对供应商采用RFID技术决策的影响等。2.3安全问题探讨安全问题是影响RFID在供应链中大规模应用的一个主要障碍，目前的讨论主要集中在两个方面：技术风险和隐私安全。技术风险:RFID系统使用的大部分是被动式标签，它不能自带能量，半主动式和主动式标签自身的能量也非常有限。此外，RFID系统在供应链管理等应用场合中往往要进行多目标识别，这就造成了标签信息的碰撞问题。在一些试验项目中，RFID系统误读和漏读的比率竟高达20%-50%[3,15]。目前研究防碰撞算法的国内外文献较多[29,30]，此外RFID系统对于其他无线设备的抗干扰问题也亟待解决[31]。隐私安全：由于RFID标签体积可以小到一粒沙子，在实际应用中可能会有商家将它贴在商品上在不被察觉的情况下进行市场信息窃取，这种情况甚至会发生在对私人住宅的监视和个人隐私的侵犯上。不仅如此，RFID标签中带有的产品价格信息和私人数据一旦遭到黑客攻击，就很有可能造成商业机密泄露，对企业发展产生不利影响[32]。因此RFID技术的安全保护也成为了研究热点，研究和采用的安全性机制主要有物理方法、密码机制以及二者的结合[33]。物理方法通常使用在低成本RFID标签中，通过静电屏蔽或主动干扰实现对标签信息的保护。与基于物理方法的硬件安全机制相比，基于密码技术的软件安全机制受到人们更多的青睐，其主要研究内容则是利用各种成熟的密码方案和机制来设计符合RFID安全需求的密码协议。2.4标准制定建立全球化的RFID标准化体系是近年来各国普遍关注的问题。首先，统一的RFID标准能够保证来自不同国家和不同厂商的电子标签和读写器之间的兼容；其次，兼容问题的解决可以进一步提高市场对RFID设备以及原件的需求，从而降低制造成本；更重要的是，全球化的RFID标准能够加速RFID市场在全球供应链的发展和壮大[34]。目前国际上最主要的RFID标准化机构是国际标准化组织ISO、EPCglobal产业联盟以及日本的UID中心（UbiquitousIDCenter）[35]。其中EPCglobal是由美国统一代码委员会（UCC）和欧洲物品编码（EAN）组织联合发起成立的一个独立的非盈利性机构，目前以推广RFID标签的网络化应用为宗旨。而UID是日本自行推出的一套RFID标准化系统。这些机构均在制定与RFID相关的区域、国家或产业联盟标准，并希望通过不同的渠道提升为国际标准。2008年1月，欧盟FP7项目组出资赞助举办GRIFS（GlobalRFIDIntero