基于RFID技術的服裝行業供應鏈的資源分配系統研究

浙江工商大學杭州商學院 梁祝華

RFID技術目前在服裝行業已經得到了廣泛應用，例如世界著名的服裝生產企業Zara、H&M等都使用了RFID技術。國際數據公司（International Data Corporation，IDC）指出，2010年美國服裝業用在RFID硬件、軟件和服務上的費用已突破850萬美元，這些企業產品裝配線的每個工位都安裝有RFID讀寫器，服裝供應鏈的每一個環節都嚴格采用RFID技術進行監控。企業資源分配是服裝供應鏈中的一個重要問題，服裝制造商通過企業分配資源，使面料的采購、服裝生產、倉儲、配送等環節相互協調。如果企業的某個部門資源分配不足，整個產品生產周期將被延長，從而可能造成半成品庫存過大。相反如果資源分配過多，成品庫存將會增加，給企業服裝配送帶來壓力。我國傳統企業資源分配管理基本上采用手工作業，制定資源分配計劃所需時間長且容易出現誤差。尤其考慮到某些時裝的易逝品特性，需要對市場需求做出快速反應，例如Zara從生產到產品上市僅需要半個月左右時間，這樣就對企業的資源分配系統提出了更高的要求。

1 企業資源分配系統需求分析

服裝行業所面對的最常見問題之一就是原材料的采購數量與實際需求量不一致。服裝生產在實際操作過程中往往存在原材料損耗，現在的通用方法是企業在采購原材料時考慮一定水平的材料損耗，但是目前仍舊沒有系統的方法來確定不同服裝類型的原材料損耗比。當原材料的損耗比設置得太小，就需要重新訂購原材料，這對于一些全球采購原材料的企業來說顯得尤為不利。

服裝行業在生產過程中往往依據經驗來決定需要機器的數量。不同類型的服裝款式、裁剪的數量以及服裝面料等需要不同的機器類型。然而，這些技術在很大程度上依賴于管理者的經驗，因此很容易造成偏差。

服裝行業往往存在庫存偏大的現象，這不僅包括原材料的庫存，還包括半成品及成品的庫存。當采購數量過大或是機器數量偏少時，就容易造成原材料積壓。當機器數量配合出現偏差時，可能會出現半成品庫存過大等。

此外，服裝行業缺乏實時信息監測實際的采購、生產、倉儲、配送等環節。沒有可供借鑒的實時數據，管理者也就不能及時地跟蹤各個環節，以提前應對生產過程中出現的問題。為了解決上述問題，本文提出了一種基于RFID技術的資源分配系統（RFID-RAS）。該系統集成RFID技術和模糊邏輯的實時數據，對采購、生產、倉儲等各個環節進行跟蹤、管理，以提高企業的效率。

2 基于RFID的資源分配系統方案

RFID在企業資源分配方面的主要應用包括：追蹤識別、傳感和記錄數據。RFID技術追蹤識別主要應用于原材料采購、服裝生產、倉儲以及配送等，通常采用的標簽為只讀或者一次寫入多次讀取的方式，根據標簽內容和應用系統實時跟蹤商品的位置、規格、數量等信息，并且可以通過識別標簽中唯一性標示及互聯網的數據查詢系統。RFID技術傳感主要應用于生產運作流程，生產運作流程中通過閱讀器對零部件快速識別，可以實現原材料、半成品等流向管理以及對加工信息的查詢。記錄數據主要是閱讀器與標簽之間的讀寫操作，RFID標簽通常可多次讀取并寫入信息。

RFID數據采集終端可以容易地收集原材料、半成品和成品中電子標簽存儲的身份信息與產品的批次信息。根據所收集的信息實現原材料、半成品和成品中批號生成與管理以及采購、生產、倉儲、配送等信息的在線查詢、顯示、錄入等，實現企業的無紙化作業。信息的高度共享性使得企業的各個部門人員能夠對各個流水線進行實時監控，例如可以迅速了解原材料的耗損情況、半成品庫存狀況等。

RFID-RAS可以很好地幫助服裝行業實現企業資源優化配置。如圖1所示，該系統主要由兩個模塊組成，即數據采集模塊和決策支持模塊。數據采集模塊由RFID技術來獲取采購、生產、倉儲、配送等環節的相關數據，并進行監控。采集的信息被存儲在中央數據庫中，中央數據庫充當這兩個模塊之間的橋梁，并且與其它數據庫相連接，如倉庫管理系統（WMS）、企業資源規劃（ERP）、客戶關系管理（CMR）等。當企業要查詢某項資源的分配情況時，查詢數據從中央數據庫傳送到決策支持模塊中的模糊邏輯建議資源分配計劃。輸入的數據根據定義的模糊規則被模糊化，其模糊化規則可以通過RFID在采購、生產、倉儲、配送等過程中搜集的信息以及生成的相應的質量檢查（QC）報告、庫存報告來進行修正、改進，不斷提高資源分配能力。每個模塊的詳細功能構成的RFID-RAS的描述如下。

（1）RFID-RAS數據采集模塊。該模塊采用不同的RFID設備對企業的采購、生產、倉儲以及配送進行數據采集和監控。RFID標簽被包含在采購、生產、倉儲以及配送各個環節的各種形態的產品中。企業采用移動RFID終端設備對流水線上所讀取的RFID標簽信息進行收集，實現數據無線傳輸，這樣就可以通過中央數據庫由決策支持模塊決策資源分配計劃。同時中央數據庫允許其它的數據庫系如WMS、ERP、CRM等以標準化的數據格式進行數據交換。另一方面，生產訂單的原材料以及與之捆綁的RFID標簽信息傳輸到生產線閱讀器中去，同時各個生產部門也可以通過信號檢測到該原材料已經到達的相應生產部門，所有標簽中的數據通過使用RFID中間件轉換成有意義的信息并存儲在中央數據庫中，從而通過RFID-RAS在各個部門進行共享。這樣就使得生產運作的各個環節實現了可視化，生產運營的瓶頸可以從RFID信號中予以確定。

圖1 RFID-RAS架構圖

（2）RFID-RAS決策支持模塊。該模塊采用模糊推理機進行模糊決策，模糊推理機的輸入數據包括顧客需求參數（產品數量、生產提前期以及顏色、尺寸等）、產品需求參數（裁剪樣式、縫紉距離等）、原材料參數以及運營參數等。在輸入參數之后，會員函數和顯示規則將輸入數據轉化成模糊集，并且通過模糊推理機產生輸出數據。輸出數據主要包括展幅臺、裁剪機、縫紉機、精加工臺以及質檢臺編號等。

通過RFID從采購、生產、倉儲、配送環節中采集到的數據，以及各個部門的庫存報告和QC報告，管理決策者可以對資源分配計劃進行有效的評估。如果評價結果與預期結果有較大差異，比如原料損耗嚴重、產品存在缺陷、半成品庫存過大等，此時需要調整該模塊中的模糊規則，從而實現資源配置的優化。

3 案例研究

某公司成立于1987年，總部設在深圳，每年生產超過150萬件服裝，主營為女士服裝。由于時裝的快速異變以及生命周期短等特性，公司不僅要保證產品質量，而且還要縮短服裝從設計到上市的時間。該公司自主研究一套RFID-RAS來提高企業運營效率，以保持在行業中的競爭力。

3.1 企業實施RFID-RAS前面臨的困境

該公司在實施該系統之前缺乏實時的數據跟蹤采購、生產、倉儲、配送等環節的操作，因此無法及時識別運作流程中的瓶頸。同時該公司決策者的評估主要依賴于服裝樣品和生產文檔，這在很大程度上依賴個人的特定經驗。如果沒有系統提供足夠的數據支持，經驗不足的員工可能無法做出適當的決定。該公司估計每件產品的原料浪費為1%～5%，然而原料在采購、生產、倉儲等環節中的損耗不易控制，導致原料實際與預期不符。因為沒有可以實時檢測的數據，輸入變量如生產數量、顏色、尺寸以及決策變量如展幅臺、裁剪機、縫紉機、精加工臺、質檢臺的數量等都取決于個人經驗，決策質量并不能得到保證，因此需要開發一個智能化系統幫助決策者來進行資源分配。

圖2 資源分配計劃流程圖

3.2 RFID-RAS流程

在輸入變量和決策變量確定以后，企業開始實施RFID-RAS，其流程如圖2所示。RFIDRAS的工作流主要包括三個步驟：獲取生產訂單屬性、產生資源配置計劃并進行實時追蹤以及評估生產運營。訂單屬性主要通過技術評估來獲得，當附有RFID標簽的生產文件到達生產部門時，其對應的讀寫器確認生產訂單、取得相應的生產訂單屬性并儲存在中央數據庫中。當生產文檔的RFID標簽到達生產各個部門時，RFID讀取器提取所有相關訂單屬性并存儲在資源分配決策系統的數據庫中。用戶可以查看生產屬性，并將它們發送到生產資源分配計劃中去。在每一個制造企業中，RFID獲取的信息都被傳遞到生產部門，這樣就可以實現物料的可視化，公司也能夠及時確定生產運營中的瓶頸，并且評估現有資源計劃的有效性。資源計劃的評估主要基于以下三個信息源：生產績效的實時反饋、生產部門的QC報告以及制造部門和倉庫的庫存報告。通過參考生產績效的實時反饋信息，企業能夠在一個真實的環境中監控生產運作并且及時調整企業資源分配計劃。當某個部門出現物料積壓時，這就暗示該部門的機器數量不能滿足真實的生產需求，因此必須增加相應的機器數量。各個部門的半成品、成品的質量反映了資源分配計劃是否可行，質量缺陷可能來源于不恰當的資源應用或不充足的原材料。在這種情形下，提高資源的數量就能夠降低相應的缺陷率。各個部門的物流流入與流出數據是計算真實物流需求的主要保證，當真實物料與期望物流產生矛盾時，企業有必要重新修改模糊規則來提高企業資源分配計劃。

3.3 企業實施RFID-RAS效果

利用Matlab模糊邏輯工具箱進行為期三個月的試驗，根據企業的實際情況不斷對模糊規則進行修正。企業在三個月內的運營結果顯示，采購提前期出現較大幅度縮短，庫存水平有效減少，生產損耗得到有效控制。結果表明RFID-RAS優于傳統的資源配置計劃。

（1）原材采購提前期縮短。RFID-RAS使得企業可以從中央數據庫中獲取所需的生產實時信息，并被實時傳遞到決策支持系統。通過使用這個系統，訂單提前期時間減少10.30%，并且準確率提高了20%。

（2）原材料、半成品庫存水平減少。隨著RFID技術的使用，企業的生產經營情況更加透明化。根據RFID標簽的信息對原材料以及半成品進行監控，企業更好地進行企業資源分配，生產運作流程得到優化，從而使得原材料、半成品到達庫存之后及時進行安排生產，原材料和半成品庫存分別減少3.28%和1.55%。

（3）生產損耗得到控制。企業通過采用RFID-RAS能夠采集到企業生產原材料的使用數據，為企業的決策提供客觀，準確的決策。