基于RFID技術(shù)的服裝行業(yè)供應(yīng)鏈的資源分配系統(tǒng)研究

浙江工商大學(xué)杭州商學(xué)院 梁祝華

RFID技術(shù)目前在服裝行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，例如世界著名的服裝生產(chǎn)企業(yè)Zara、H&M等都使用了RFID技術(shù)。國(guó)際數(shù)據(jù)公司（International Data Corporation，IDC）指出，2010年美國(guó)服裝業(yè)用在RFID硬件、軟件和服務(wù)上的費(fèi)用已突破850萬(wàn)美元，這些企業(yè)產(chǎn)品裝配線的每個(gè)工位都安裝有RFID讀寫器，服裝供應(yīng)鏈的每一個(gè)環(huán)節(jié)都嚴(yán)格采用RFID技術(shù)進(jìn)行監(jiān)控。企業(yè)資源分配是服裝供應(yīng)鏈中的一個(gè)重要問(wèn)題，服裝制造商通過(guò)企業(yè)分配資源，使面料的采購(gòu)、服裝生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、配送等環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)。如果企業(yè)的某個(gè)部門資源分配不足，整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)周期將被延長(zhǎng)，從而可能造成半成品庫(kù)存過(guò)大。相反如果資源分配過(guò)多，成品庫(kù)存將會(huì)增加，給企業(yè)服裝配送帶來(lái)壓力。我國(guó)傳統(tǒng)企業(yè)資源分配管理基本上采用手工作業(yè)，制定資源分配計(jì)劃所需時(shí)間長(zhǎng)且容易出現(xiàn)誤差。尤其考慮到某些時(shí)裝的易逝品特性，需要對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng)，例如Zara從生產(chǎn)到產(chǎn)品上市僅需要半個(gè)月左右時(shí)間，這樣就對(duì)企業(yè)的資源分配系統(tǒng)提出了更高的要求。

1 企業(yè)資源分配系統(tǒng)需求分析

服裝行業(yè)所面對(duì)的最常見(jiàn)問(wèn)題之一就是原材料的采購(gòu)數(shù)量與實(shí)際需求量不一致。服裝生產(chǎn)在實(shí)際操作過(guò)程中往往存在原材料損耗，現(xiàn)在的通用方法是企業(yè)在采購(gòu)原材料時(shí)考慮一定水平的材料損耗，但是目前仍舊沒(méi)有系統(tǒng)的方法來(lái)確定不同服裝類型的原材料損耗比。當(dāng)原材料的損耗比設(shè)置得太小，就需要重新訂購(gòu)原材料，這對(duì)于一些全球采購(gòu)原材料的企業(yè)來(lái)說(shuō)顯得尤為不利。

服裝行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中往往依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定需要機(jī)器的數(shù)量。不同類型的服裝款式、裁剪的數(shù)量以及服裝面料等需要不同的機(jī)器類型。然而，這些技術(shù)在很大程度上依賴于管理者的經(jīng)驗(yàn)，因此很容易造成偏差。

服裝行業(yè)往往存在庫(kù)存偏大的現(xiàn)象，這不僅包括原材料的庫(kù)存，還包括半成品及成品的庫(kù)存。當(dāng)采購(gòu)數(shù)量過(guò)大或是機(jī)器數(shù)量偏少時(shí)，就容易造成原材料積壓。當(dāng)機(jī)器數(shù)量配合出現(xiàn)偏差時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)半成品庫(kù)存過(guò)大等。

此外，服裝行業(yè)缺乏實(shí)時(shí)信息監(jiān)測(cè)實(shí)際的采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、配送等環(huán)節(jié)。沒(méi)有可供借鑒的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，管理者也就不能及時(shí)地跟蹤各個(gè)環(huán)節(jié)，以提前應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本文提出了一種基于RFID技術(shù)的資源分配系統(tǒng)（RFID-RAS）。該系統(tǒng)集成RFID技術(shù)和模糊邏輯的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤、管理，以提高企業(yè)的效率。

2 基于RFID的資源分配系統(tǒng)方案

RFID在企業(yè)資源分配方面的主要應(yīng)用包括：追蹤識(shí)別、傳感和記錄數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)追蹤識(shí)別主要應(yīng)用于原材料采購(gòu)、服裝生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)以及配送等，通常采用的標(biāo)簽為只讀或者一次寫入多次讀取的方式，根據(jù)標(biāo)簽內(nèi)容和應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)時(shí)跟蹤商品的位置、規(guī)格、數(shù)量等信息，并且可以通過(guò)識(shí)別標(biāo)簽中唯一性標(biāo)示及互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)查詢系統(tǒng)。RFID技術(shù)傳感主要應(yīng)用于生產(chǎn)運(yùn)作流程，生產(chǎn)運(yùn)作流程中通過(guò)閱讀器對(duì)零部件快速識(shí)別，可以實(shí)現(xiàn)原材料、半成品等流向管理以及對(duì)加工信息的查詢。記錄數(shù)據(jù)主要是閱讀器與標(biāo)簽之間的讀寫操作，RFID標(biāo)簽通常可多次讀取并寫入信息。

RFID數(shù)據(jù)采集終端可以容易地收集原材料、半成品和成品中電子標(biāo)簽存儲(chǔ)的身份信息與產(chǎn)品的批次信息。根據(jù)所收集的信息實(shí)現(xiàn)原材料、半成品和成品中批號(hào)生成與管理以及采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、配送等信息的在線查詢、顯示、錄入等，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的無(wú)紙化作業(yè)。信息的高度共享性使得企業(yè)的各個(gè)部門人員能夠?qū)Ω鱾€(gè)流水線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，例如可以迅速了解原材料的耗損情況、半成品庫(kù)存狀況等。

RFID-RAS可以很好地幫助服裝行業(yè)實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化配置。如圖1所示，該系統(tǒng)主要由兩個(gè)模塊組成，即數(shù)據(jù)采集模塊和決策支持模塊。數(shù)據(jù)采集模塊由RFID技術(shù)來(lái)獲取采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、配送等環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行監(jiān)控。采集的信息被存儲(chǔ)在中央數(shù)據(jù)庫(kù)中，中央數(shù)據(jù)庫(kù)充當(dāng)這兩個(gè)模塊之間的橋梁，并且與其它數(shù)據(jù)庫(kù)相連接，如倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)（WMS）、企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）、客戶關(guān)系管理（CMR）等。當(dāng)企業(yè)要查詢某項(xiàng)資源的分配情況時(shí)，查詢數(shù)據(jù)從中央數(shù)據(jù)庫(kù)傳送到?jīng)Q策支持模塊中的模糊邏輯建議資源分配計(jì)劃。輸入的數(shù)據(jù)根據(jù)定義的模糊規(guī)則被模糊化，其模糊化規(guī)則可以通過(guò)RFID在采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、配送等過(guò)程中搜集的信息以及生成的相應(yīng)的質(zhì)量檢查（QC）報(bào)告、庫(kù)存報(bào)告來(lái)進(jìn)行修正、改進(jìn)，不斷提高資源分配能力。每個(gè)模塊的詳細(xì)功能構(gòu)成的RFID-RAS的描述如下。

（1）RFID-RAS數(shù)據(jù)采集模塊。該模塊采用不同的RFID設(shè)備對(duì)企業(yè)的采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)以及配送進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。RFID標(biāo)簽被包含在采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)以及配送各個(gè)環(huán)節(jié)的各種形態(tài)的產(chǎn)品中。企業(yè)采用移動(dòng)RFID終端設(shè)備對(duì)流水線上所讀取的RFID標(biāo)簽信息進(jìn)行收集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸，這樣就可以通過(guò)中央數(shù)據(jù)庫(kù)由決策支持模塊決策資源分配計(jì)劃。同時(shí)中央數(shù)據(jù)庫(kù)允許其它的數(shù)據(jù)庫(kù)系如WMS、ERP、CRM等以標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。另一方面，生產(chǎn)訂單的原材料以及與之捆綁的RFID標(biāo)簽信息傳輸?shù)缴a(chǎn)線閱讀器中去，同時(shí)各個(gè)生產(chǎn)部門也可以通過(guò)信號(hào)檢測(cè)到該原材料已經(jīng)到達(dá)的相應(yīng)生產(chǎn)部門，所有標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)通過(guò)使用RFID中間件轉(zhuǎn)換成有意義的信息并存儲(chǔ)在中央數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而通過(guò)RFID-RAS在各個(gè)部門進(jìn)行共享。這樣就使得生產(chǎn)運(yùn)作的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了可視化，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的瓶頸可以從RFID信號(hào)中予以確定。

圖1 RFID-RAS架構(gòu)圖

（2）RFID-RAS決策支持模塊。該模塊采用模糊推理機(jī)進(jìn)行模糊決策，模糊推理機(jī)的輸入數(shù)據(jù)包括顧客需求參數(shù)（產(chǎn)品數(shù)量、生產(chǎn)提前期以及顏色、尺寸等）、產(chǎn)品需求參數(shù)（裁剪樣式、縫紉距離等）、原材料參數(shù)以及運(yùn)營(yíng)參數(shù)等。在輸入?yún)?shù)之后，會(huì)員函數(shù)和顯示規(guī)則將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成模糊集，并且通過(guò)模糊推理機(jī)產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)主要包括展幅臺(tái)、裁剪機(jī)、縫紉機(jī)、精加工臺(tái)以及質(zhì)檢臺(tái)編號(hào)等。

通過(guò)RFID從采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、配送環(huán)節(jié)中采集到的數(shù)據(jù)，以及各個(gè)部門的庫(kù)存報(bào)告和QC報(bào)告，管理決策者可以對(duì)資源分配計(jì)劃進(jìn)行有效的評(píng)估。如果評(píng)價(jià)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果有較大差異，比如原料損耗嚴(yán)重、產(chǎn)品存在缺陷、半成品庫(kù)存過(guò)大等，此時(shí)需要調(diào)整該模塊中的模糊規(guī)則，從而實(shí)現(xiàn)資源配置的優(yōu)化。

3 案例研究

某公司成立于1987年，總部設(shè)在深圳，每年生產(chǎn)超過(guò)150萬(wàn)件服裝，主營(yíng)為女士服裝。由于時(shí)裝的快速異變以及生命周期短等特性，公司不僅要保證產(chǎn)品質(zhì)量，而且還要縮短服裝從設(shè)計(jì)到上市的時(shí)間。該公司自主研究一套R(shí)FID-RAS來(lái)提高企業(yè)運(yùn)營(yíng)效率，以保持在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。

3.1 企業(yè)實(shí)施RFID-RAS前面臨的困境

該公司在實(shí)施該系統(tǒng)之前缺乏實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)跟蹤采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、配送等環(huán)節(jié)的操作，因此無(wú)法及時(shí)識(shí)別運(yùn)作流程中的瓶頸。同時(shí)該公司決策者的評(píng)估主要依賴于服裝樣品和生產(chǎn)文檔，這在很大程度上依賴個(gè)人的特定經(jīng)驗(yàn)。如果沒(méi)有系統(tǒng)提供足夠的數(shù)據(jù)支持，經(jīng)驗(yàn)不足的員工可能無(wú)法做出適當(dāng)?shù)臎Q定。該公司估計(jì)每件產(chǎn)品的原料浪費(fèi)為1%～5%，然而原料在采購(gòu)、生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)等環(huán)節(jié)中的損耗不易控制，導(dǎo)致原料實(shí)際與預(yù)期不符。因?yàn)闆](méi)有可以實(shí)時(shí)檢測(cè)的數(shù)據(jù)，輸入變量如生產(chǎn)數(shù)量、顏色、尺寸以及決策變量如展幅臺(tái)、裁剪機(jī)、縫紉機(jī)、精加工臺(tái)、質(zhì)檢臺(tái)的數(shù)量等都取決于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，決策質(zhì)量并不能得到保證，因此需要開(kāi)發(fā)一個(gè)智能化系統(tǒng)幫助決策者來(lái)進(jìn)行資源分配。

圖2 資源分配計(jì)劃流程圖

3.2 RFID-RAS流程

在輸入變量和決策變量確定以后，企業(yè)開(kāi)始實(shí)施RFID-RAS，其流程如圖2所示。RFIDRAS的工作流主要包括三個(gè)步驟：獲取生產(chǎn)訂單屬性、產(chǎn)生資源配置計(jì)劃并進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤以及評(píng)估生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。訂單屬性主要通過(guò)技術(shù)評(píng)估來(lái)獲得，當(dāng)附有RFID標(biāo)簽的生產(chǎn)文件到達(dá)生產(chǎn)部門時(shí)，其對(duì)應(yīng)的讀寫器確認(rèn)生產(chǎn)訂單、取得相應(yīng)的生產(chǎn)訂單屬性并儲(chǔ)存在中央數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)生產(chǎn)文檔的RFID標(biāo)簽到達(dá)生產(chǎn)各個(gè)部門時(shí)，RFID讀取器提取所有相關(guān)訂單屬性并存儲(chǔ)在資源分配決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。用戶可以查看生產(chǎn)屬性，并將它們發(fā)送到生產(chǎn)資源分配計(jì)劃中去。在每一個(gè)制造企業(yè)中，RFID獲取的信息都被傳遞到生產(chǎn)部門，這樣就可以實(shí)現(xiàn)物料的可視化，公司也能夠及時(shí)確定生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中的瓶頸，并且評(píng)估現(xiàn)有資源計(jì)劃的有效性。資源計(jì)劃的評(píng)估主要基于以下三個(gè)信息源：生產(chǎn)績(jī)效的實(shí)時(shí)反饋、生產(chǎn)部門的QC報(bào)告以及制造部門和倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)存報(bào)告。通過(guò)參考生產(chǎn)績(jī)效的實(shí)時(shí)反饋信息，企業(yè)能夠在一個(gè)真實(shí)的環(huán)境中監(jiān)控生產(chǎn)運(yùn)作并且及時(shí)調(diào)整企業(yè)資源分配計(jì)劃。當(dāng)某個(gè)部門出現(xiàn)物料積壓時(shí)，這就暗示該部門的機(jī)器數(shù)量不能滿足真實(shí)的生產(chǎn)需求，因此必須增加相應(yīng)的機(jī)器數(shù)量。各個(gè)部門的半成品、成品的質(zhì)量反映了資源分配計(jì)劃是否可行，質(zhì)量缺陷可能來(lái)源于不恰當(dāng)?shù)馁Y源應(yīng)用或不充足的原材料。在這種情形下，提高資源的數(shù)量就能夠降低相應(yīng)的缺陷率。各個(gè)部門的物流流入與流出數(shù)據(jù)是計(jì)算真實(shí)物流需求的主要保證，當(dāng)真實(shí)物料與期望物流產(chǎn)生矛盾時(shí)，企業(yè)有必要重新修改模糊規(guī)則來(lái)提高企業(yè)資源分配計(jì)劃。

3.3 企業(yè)實(shí)施RFID-RAS效果

利用Matlab模糊邏輯工具箱進(jìn)行為期三個(gè)月的試驗(yàn)，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況不斷對(duì)模糊規(guī)則進(jìn)行修正。企業(yè)在三個(gè)月內(nèi)的運(yùn)營(yíng)結(jié)果顯示，采購(gòu)提前期出現(xiàn)較大幅度縮短，庫(kù)存水平有效減少，生產(chǎn)損耗得到有效控制。結(jié)果表明RFID-RAS優(yōu)于傳統(tǒng)的資源配置計(jì)劃。

（1）原材采購(gòu)提前期縮短。RFID-RAS使得企業(yè)可以從中央數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取所需的生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息，并被實(shí)時(shí)傳遞到?jīng)Q策支持系統(tǒng)。通過(guò)使用這個(gè)系統(tǒng)，訂單提前期時(shí)間減少10.30%，并且準(zhǔn)確率提高了20%。

（2）原材料、半成品庫(kù)存水平減少。隨著RFID技術(shù)的使用，企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況更加透明化。根據(jù)RFID標(biāo)簽的信息對(duì)原材料以及半成品進(jìn)行監(jiān)控，企業(yè)更好地進(jìn)行企業(yè)資源分配，生產(chǎn)運(yùn)作流程得到優(yōu)化，從而使得原材料、半成品到達(dá)庫(kù)存之后及時(shí)進(jìn)行安排生產(chǎn)，原材料和半成品庫(kù)存分別減少3.28%和1.55%。

（3）生產(chǎn)損耗得到控制。企業(yè)通過(guò)采用RFID-RAS能夠采集到企業(yè)生產(chǎn)原材料的使用數(shù)據(jù)，為企業(yè)的決策提供客觀，準(zhǔn)確的決策。