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前言
随着我国国民经济二十多年持续稳定的高速发展，中国已经成为继美国、日本和德国之后排行世界第四的制造业大国。根据有关预测，我国制造业产值有可能在2015年前后占全球制造业总产值的10%，成为世界制造业中心。
随着工业化大规模生产和自动化、信息化制造技术的发展，过去在同一条生产线上同时且自动地生产不同的产品，需要在每个生产岗位上放置工艺卡对产品进行识别并明确地判定出它的状态，使操作人员可以读到其生产岗位所需的所有信息以便执行正确的操作工序的工作方式已经远远不能满足社会化大生产的需要。
基于射频识别技术EPC网络的产生为实时掌握生产岗位所需的所有信息提供了另外的选择。EPC网络是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造的一个覆盖世界上万事万物的实物互联网（Internet of Things）。EPC网络是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。其最终目标是为每一单品建立全球的、开放的标识标准。
1 EPC网络
美国麻省理工Auto-ID中心正在联合世界上的产业领导者和专业机构设计一种给全球供应链带来巨大利润的RFID射频识别系统。这个系统由产品电子码（EPC）、RFID技术和基于EPCglobal标准的支持软件组成，称为EPC网络。
一旦EPC技术开始发展，实现其商业化是有经验的标准制定团体的目的。EAN和UCC往往被选为实施伙伴，因为它们拥有多年发展和管理全球编码标准的经验。EAN和UCC是一个开放的全球的非营利机构，它们作为供应链的合作伙伴致力于推进全球采用EPC网络系统。EPC网络应用现有的RFID和Internet技术，实时传送每个在供应链中流动的单品的数据。因此，经过授权的用户能够获得一系列的产品信息。
在EPCglobal成立之前，没有一个中间组织发展全球公认的标准和方法来采集和传达这样的信息。而且，也没有一个在全球供应链中数据共享和通信的手段。随着EPC网络的创建，将产生一个中间媒体，这个媒体可以在供应链、工业乃至全世界实现信息的采集、使用和通信。作为一个媒体，EPC网络将给商业、安全和消费者提供极大的利益。
1.1 EPC网络系统的组成
EPC网络是在全球供应链中应用RFID技术的一种方法，它利用廉价的RFID电子标签和识读器传递产品电子码的数据，然后以Internet为纽带在授权用户之间进行相关信息的共享。它由全球产品电子代码（EPC）体系、射频识别系统及信息网络系统三部分组成，主要包括六个方面，见表1-1[6]。
尽管大部分部门仅仅需要结构简单价格低廉的标签，在某些行业结构更复杂的标签的潜在价值被证实在增长。例如，食品工业想在标签上增加一个温度传感器跟踪食品的温度。因此，为了适应复杂性的不同水平不同的标签分类正在发展。
1.2 EPC网络的工作流程
在由EPC标签、识读器、Savant服务器、Internet、ONS服务器、PML服务器以及众多数据库组成的EPC网路中，识读器读出的EPC只是一个信息参考（指针），由这个信息参考从Internet找到IP地址并获取该地址中存放的相关的物品信息，并采用分布式Savant软件系统处理和管理由识读器读取的一连串EPC信息。
由于在标签上只有一个EPC代码，计算机需要知道与该EPC匹配的其它信息，这就需要ONS来提供一种自动化的网络数据库服务，Savant将EPC传给ONS，ONS指示Savant到一个保存着产品文件的PML服务器查找，该文件可由Savant复制，因而文件中的产品信息就能传到供应链上，相对应地，EPC网络系统的工作流程如图1-1所示。
图1-1 EPC网络系统工作流程示意图
1.3 EPC网络的优点
EPC网络在供应链中产品信息识别上，较以前的条码识别有三个重要的进步：
（1）进步之一是创造了在全球供应链中运动单品的唯一标识码，使得特定物理对象能够互通信息。
（2）进步之二是解除了读取产品标识的可视流水线设备。识读器在它的射频范围内即时探测通过的所用EPC标签。因此，能够实现瞬间读取每个EPC标识的物理对象的EPC代码。根据GTIN标准的对象标识，数据的读取将包括集装箱，托盘或货箱的每个EPC标签的标识信息。
（3）进步之三是建立了为授权用户提供移动单品实时信息的网络。
2 EPC网络在制造业的应用
2.1 现代制造业的发展与EPC网络
现代制造业发展的趋势是MTO（面向订单的制造），实行JIT的管理，从制造业而言实施制造业的信息化是大势所趋。制造业的信息化有ERP、MES和WMS几个热点。
现代制造业作业的过程是依靠制度和规范保障的一个精确的执行过程，这必然要求对计划和执行进行精确的比对，即生产过程的每一个环节包括IQC（入库检验）的数据都要准确记录，并同计划比较，这需要过程中更多的进行自动识别，保证计划和执行相符合，并针对不符合的及时采取措施调整。由此可见现代制造业对自动识别技术的依赖。
采用RFID技术避免了采用条形码所必需的可视扫描并且提供了一个全球化的信息通讯标准，EPC网络提高了供应链的透明度。这种可视化不仅在供应链全程跟踪发挥了重要的作用而且简化了合作者之间的交易、提高了仓储速度。
EPC网络有很大应用潜力，因此EPCglobal鼓励各个组织采用EPC技术保证它们在竞争中的优势。EPCglobal已经和一些行业交流过，希望与他们合作建立一个规范的、系统的方法能够实现行业的特殊需要。根据多家产业研究组分析，在制造业中使用RFID，从托盘到单品标识已经逐步取得了人们的认可。使用RFID的部署全面已经展开，使用情况、技术发展和早期的投资将直接决定它对生产商、供应商和消费者带来的影响。下图（图1-2）是主要生产商的短期和长期战略计划[3]：
图1-2 发展计划
(图片来源：Rockwell Automation)
在EPC网络发展的初期，许多有价值的案例已经实现跨行业的产品识别，例如：零售业、卫生保健、物流业、汽车行业和国防安全等。
2.2 EPC技术在制造业中的应用分析[1]
制造业产品主要包括重型设备和仪器；工业MRO(例如：切削工具，剪刀，按钮等)；电子产品；建筑材料和维修器材；安全设备；水和下水道；纸浆，纸和包装；化学制品，涂料和衣料；石油，燃气和煤；钢铁和木材；塑料和橡胶等。
不管制造过程如何，公司继续投资提高产量、在规定之内提高工作效率，力争在产品和创新的快速发展中保持相对的优势。获取精确、及时的信息并且正确的利用对厂商的投资有着直接的影响。EPC技术抓住了这个给现代制造业提供重要信息的机会，给一些手工或现代技术生产者提供操作所必需的详细信息而无需耗费大的花销，从以下几方面进行分析：
（1）产品管理
世界各地的公司正在快速发展，EPC技术是它们低价高效操作并且创造新生产工艺的最佳选择。
在制造行业，将EPC技术和现有的制造信息系统如MES、ERP、CRM和IDM等相结合，可建立更为强大的信息链，以及在准确的时间及时传送准确的数据，从而增强生产力、提高资产利用率以及更高层次的质量控制和各种在线测量。通常从RFID获取数据后，还需要中间件将数据进行处理，反馈送到制造信息系统。
（2）制造执行和质量控制
采用EPC技术，有望不需要增加工厂自动化装置来提高产品质量控制。例如，贴在原材料上的EPC标签能够提供详细的信息资料以实现高水准的过程控制。通常，材料规格决定一定的生产过程，例如产品元素／组成部分或者加工时间。一种解决方法就是在原材料的容器上贴有电子标签并在机器上安装识读器，当有不符合规格的原材料时，就会有错误提示。这样能够减少废料而增加收益。
此外，为支持精益制造和6 Sigma质量控制，RFID可提供不断更新的实时数据流。与制造执行系统互补，RFID提供的信息可用来保证正确使用劳动力、机器、工具和部件，从而实现无纸化生产和减少停机时间。更进一步地，当材料、零部件和装配件通过生产线时，可以实时进行控制、修改甚至重组生产过程，以保证可靠性和高质量并且符合国家标准和规范。
（3）产品跟踪及其相关信息
EPC技术能够通过记录产品ID、印时戳、物理特性、数字和配置等在生产过程中的相关信息来跟踪系列产品，还能跟踪特殊原材料的组成，每一步生产过程采取的步骤等。这些信息可以被转换成EPC编码并传送到供应链，帮助制造商跟踪和追溯产品的历史信息。
单件产品生产之后，EPC能够在以下方面详细的跟踪产品的历史或材料：产品的原材料的产地，什么人对产品做了什么，产品的位置和经过的地方。批量和货堆管理能够较容易的完成对微小产品的追踪。
EPC技术使得制造商能够管理控制所需的信息，只要有需要，EPC就可以追溯到特定的单元及其相关的信息（原材料的供应商，特定生产设备，操作员等）。
（4）资产的再利用
资产再利用包括在价值链中用来运送原材料、工作使用和放置成品的工具、集装箱、托盘和货架等。这些可再利用资产对于生产效率起着重要的作用。
EPC标签能够在供应链中跟踪可再利用资产，提供其位置、可用性状态、性能特征、储存量等信息。基于这些信息的生产过程，维护、劳动力调整等有助于提高资产价值，优化资产性能和最大化资产利用率。由于减少停机时间和更有效地进行维护（规划的和非规划的），因此能积极地影响非常重要的制造性能参数，例如装置的整体有效性。
长远看来也许可再利用资产不能给公司带来巨大的回报，但是它能在短时间内给公司带来可掌控的、闭环的利润。这有利于公司更好的准备后续的工作，并使EPC标签和识读器的价格继续下降。
（5）维护、修理和彻底检修
MRO（即维护、修理和运行）和利于设备操作的原料摆放对于许多公司都非常重要。MRO由CMMS（即计算机维护系统）来实现，CMMS是制造业优先选择的IT三大应用之一。然而，详细、精确和实时的数据是CMMS应用不可缺少的条件。EPC可以提供这些数据，而且比其它自动数据采集技术更加节省成本。
采用了EPC技术，生活中许多重要的事件（安装、使用、事件、修理、检修等）的信息都能够获得。
当需要对资产采取预防性的维修或清理的措施时，EPC会提醒操作者采取行动
高度工程加固设备需要每个部件的详细地说明书。如果要为机器更换某一个部件，要弄清楚部件功能和机器的版本号以便于更换。EPC能够轻易的跟踪机器的版本号和快速的辨别每一个部件，这样可以增加机器的实用性。
EPC能够捕获工具或者设备的信息，提供正在使用的机器的操作信息的索引。这些利益关系到库存的跟踪和可视化。
EPC通过智能远程监控和支持实时产品信息为联网的或未联网的机器提供预测性的信息，从而使计划停工更有效率并减少计划外停工。
EPC能够提供有关产品、速度和质量检测等变化的实时信息。
（6）存货跟踪和可见度
由于合同制造变得越来越重要，因而同步供应链和制造过程的清晰可见就成为关键。EPC能够使生产厂商通过实时跟踪并且自动的实现同步来压缩库存和缓冲，加强响应时间和库存管理。这对于第三方生产制造的安排尤其重要。在生产中EPC能够提高库存可见度和跟踪的一些领域包括：
l 内部原材料和紧急部件的可视化
l 通过管理系统对内地的或外地的运送情况的可视化和控制
l 生产过程中工作进程的位置的控制和可视化
l 对敏感原材料和到期或不符合规格等工作中的危险进行提醒
l 材料放置位置的改进
l 废料和重做部署的跟踪和确认
l 预防商品丢失
EPC技术适合于各种规模的应用系统（局部的或扩展到整个工厂）。EPC技术实现了对进料、WIP、包装、运输和仓储直到最后发送到供应链中的下一个目的地，全方位和全程的可视化，所有这些都和信息管理有关。
（7）劳动效率
在生产制造的数据输入时仍然存在着各种形式的手工操作。在此情况下，EPC能够提高速度和数据精度。目前条形码盛行于现代生产制造和供应链中，如果使用EPC却能够提高原材料供应和工作流程的效率。条码扫描需要操作员来完成，相反，采用EPC技术任何不在生产线的标签都能够被“看到”，而且节省了一个一个扫描条码所花费的时间。这将对大规模的生产带来巨大的影响。EPC技术将在以下几个方面给公司带来利润：：
l 将使用者、机器和任务结合起来，确认唯一的合格的工作人员去维护/操作设备
l 了解雇员在生产质量方面或是生产安全方面已经完成了哪些工作
l 了解工作人员的具体位置，衡量效率和维持安全
l 标识单品、设备和材料能够提高安全和劳动效率。
3 结束语
EPC应用的测试在美国和西欧已经成功完成，但在我国的应用还刚刚起步。虽然RFID还存在很多尚未解决的问题，但随着新的制造技术的使用和巨大的市场需求，电子标签的成本将大大降低，其价格有望在不远的将来极大地降低。同样，阅读器及其它硬件设备的价格也会大幅下降[5]。希望Auto-ID中心与众多成员企业共同制订一个统一开放的技术标准，在现有计算机互联网的基础上，实现商品信息的交换与共享，顺利地解决标准化这一难题。尽管EPC技术在制造业中的广泛应用还存在着一些问题，但不断成熟的RFID技术，应用领域的不断开发以及走向统一的技术标准，将推动RFID及EPC网络的发展。EPCglobal技术应用于制造业领域将会给现代化的生产制造带来巨大变革。
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