基于RFID的电子产品再制造物流系统方案设计

【摘要】归纳总结了电子产品再制造物流的电子标签应具备的动态、高可靠读写与抗污染、数据安全性等性能，提出一种基于ＲＦＩＤ的电子产品再制造物流系统的设计方案，并探讨了其系统组成、主要功能及基于ＲＦＩＤ的业务流程，最后比较了传统电子产品再制造物流与应用ＲＦＩＤ的电子产品再制造物流之优劣。

【关键词】ＲＦＩＤ；电子产品再制造物流系统；回收；维修；再装配

【中图分类号】Ｆ２７０．７【文献标识码】Ａ

【文章编码】１００５－１５２Ｘ（２００６）０６－０２１－０３

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐａｐｅｒｂｒｉｎｇｓｆｏｒｗａｒｄａｂｌｕｅｐｒｉｎｔｆｏｒｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｐｐａｒａｔｕｓｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｌｏｇｉｓｔｉｃｓｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＲＦＩＤ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｆｌｏｗｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｃｏｍｐａｒｅｓｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｐｐａｒａｔｕｓｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｌｏｇｉｓｔｉｃｓｗｉｔｈｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈＲＦＩＤ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＦＩＤ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｐｐａｒａｔｕｓｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｌｏｇｉｓｔｉｃｓｓｙｓｔｅｍ；ｒｅｃｙｃｌｅ；ｒｅｐａｉｒ；ｒｅａｓｓｅｍｂｌｅ

１引言

目前，我国的电子产品已进入报废的高峰，据国家统计局统计，从２００３年起，中国每年至少有４００万台冰箱、５００万台电视机、６００万台电脑及３０００万部手机要报废。除了自产垃圾，每年还有大量国外垃圾进入。而我国现阶段的电子产品回收仍处于极不规范的阶段，大致存在以下几种情况：（１）小商贩上门或临街零星收购；（２）旧货市场收购；（３）部分商店以旧换新收购。这种废旧电子产品的无序回收以及简单处理不仅造成了资源的严重浪费，也给生态环境带来污染，影响了人民生活质量。

造成问题的原因是多方面的，如政府法规不到位、企业和民众环保意识不强、处理技术低、专业知识不够等。目前政府和社会已经意识到问题的严重性，《废旧家电及电子产品回收处理管理条例》的颁布就是一个很好的证明。同时废旧家电的处理问题引起了国内外许多学者的关注，例如对废旧家电回收［１－３］、再制造物流［４－６］及逆向物流［７］的研究。在文献［２］中，糜仲春提出一种通过基金管理机构进行协调管理的废旧家电回收的反向物流系统模型，以解决我国目前废旧家电回收的低层次模式问题，并使总支出最小，达到模型的最优。文献［４］、［５］探讨了再制造物流的基本步骤，包括回收、分类、储存、包装与运输，再制造加工，再销售与服务，并归纳了再制造物流的特点及其与传统正向物流的区别。文献［６］在再制造／制造系统集成的物流网络模型基础上，给出了其选址——

—分配的扩展模型。在闭环的网络中统筹考虑再生品和新产品的物流分配。

以上文献分别从数学模型、再制造物流结构体系等方面对电子产品再制造物流进行研究。本文在上述文献的基础上，针对生产企业的实际情况，提出一种运用ＲＦＩＤ技术构建的电子产品再制造物流系统，其特点是：本系统作为电子再生品的管理子系统嵌入到生产企业原有信息管理系统中，具有良好的兼容性；销售、运输部分仍由原有信息管理系统统筹管理，再生品和新产品不能相互替代；ＲＦＩＤ技术的使用解决了原有条形码易磨损、污染和信息储存量小的问题，提高了电子产品再制造物流系统的效率和准确性。

２ＲＦＩＤ在电子产品再制造物流系统中的应用２．１ＲＦＩＤ标签的优势及设计

ＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技术与条码技术相比具有以下优势：（１）不需要光源，甚至可以透过外部材料读取数据；（２）使用寿命长，能在恶劣环境下工作；（３）能够轻易嵌入或附着在不同形状、类型的产品上；（４）读取距离更远；（５）可以写入及存取数据，写入时间比打印条形码更少；（６）标签的内容可以动态改变；（７）能够同时处理多个标签；（８）标签的数据存取有密码保护，安全性更高；（９）可以对ＲＦＩＤ标签所附着的物体进行追踪定位。特别是其中的（２）、（３）、（５）、（６）、（９）等特点，对于

基于ＲＦＩＤ的电子产品再制造物流系统方案设计ＤｅｓｉｇｎｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＡｐｐａｒａｔｕｓＲｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＬｏｇｉｓｔｉｃｓＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＲＦＩＤ

刘侃莹，赖明勇，聂凯

ＬＩＵＫａｎ－ｙｉｎｇ，ＬＡＩＭｉｎｇ－ｙｏｎｇ，ＮＩＥＫａｉ

（湖南大学经济与贸易学院湖南省物流实验室，湖南长沙４１００７９）（Ｅｃｏｎｏｍｉｃ＆ＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＡｃａｄｅｍｙ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７９，Ｃｈｉｎａ）

２１

－－

本系统尤其适用，因为电子废弃物多半存在污染，再制造过程中若使用条码标签，则条码标签容易受到腐蚀，影响读取工作；其次ＲＦＩＤ标签的可写入和动态改变等特性方便了再制造物流系统的跟踪定位工作；再次ＲＦＩＤ标签的读取特性提高了系统效率，改善了系统的信息化程度。

根据实际情况，电子产品再制造物流系统选用被动式的便携式数据文件。因为被动式ＲＦＩＤ标签相对于主动式ＲＦＩＤ标签来说具有体积小、成本低、寿命长等特性，而便携式数据文件相对于标识标签来说可以根据特定的应用目的控制数据的读出和写入，实现在不同情况下读出不同的数据部分，且存储量大。可为ＲＦＩＤ标签设计三个区域：基本信息区、位置信息区和状态信息区，分别存储电子废弃物的基本信息（如编号、品名、规格等），动态位置信息和状态信息（如检测是否合格、检测时间）。

２．２ＲＦＩＤ技术与系统架构

考虑到电子产品再装配和维修的复杂性、异构性，采

用生产商责任制的模式对电子产品进行回收再制造，ＲＦＩＤ技术在电子产品再制造物流系统中主要充当信息识别、采集和交换的角色。除了ＲＦＩＤ技术，系统还充分利用堆垛机、皮带运输设备、自动导引小车等现代化物流设备，便于再制造工作的执行。整个电子产品再制造物流系统作为企业信息管理系统的一个子系统与其他生产和销售子系统并行运作。如图１所示，电子产品再制造物流子系统本身可分为三个部分：管理层、通讯层和执行层。其中管理层指系统的应用软件部分，由系统管理人员进行操作；通讯层除保证数据通讯外，还负责对数据进行初始的拣选工作。

２．３系统功能及模块设计

基于ＲＦＩＤ的电子产品再制造物流系统共分为五个主要

模块，系统分别安装在电子产品回收部门和再制造管理部门，

以不同身份登陆的用户具有不同的使用权限，系统功能模块结构图如图２所示。

图２

基于ＲＦＩＤ的电子产品再制造物流系统结构图

系统设置模块：由于本系统是从属于企业信息管理系统的一部分，所以用户身份及密码的设置已在系统主体中进行，子系统仅包括用户变更、系统日志和退出等功能。

基本信息管理模块：主要对动态信息采集与记录系统中需要维护的一些静态信息进行管理，包括产品信息、业务员信息、仓库信息等。

回收管理模块：主要管理回收产品的检测、初步分类和拆卸工作。

再制造管理模块：主要管理零部件和维修品的再制造工作，包括维修控制、设计和规划、再装配等功能。

ＲＦＩＤ标签信息管理模块：是本系统的关键模块。主要对系统中使用的ＲＦＩＤ标签进行管理，包括读取ＲＦＩＤ标签信息、写入ＲＦＩＤ标签信息和ＲＦＩＤ标签管理等功能。

２．４

系统业务流程分析

电子产品再制造物流系统是基于回收、初步分类、拆卸与

再制造、储存与销售、运输等一系列物流配送流程建立起来的。如图３所示，在电子产品回收再制造过程中，使用ＲＦＩＤ标签记录各种检测和处理信息；在产品储存与运输中，使用ＲＦＩＤ

标签对产品进行实时跟踪。通过将这些信息及时读出和写入ＲＦＩＤ标签，体现对电子产品再制造物流中动态信息的识别、采集和交换。

回收中心：对从零售商和消费者手中回收的电子产品进行清洗和检测，以确定该产品是否进入再制造物流的下一环节。对需要维修和拆卸的电子产品，在拆卸工作完成后，将其产品的基本信息录入系统并初始化相应的ＲＦＩＤ标签，同时将

ＲＦＩＤ标签粘贴至产品上。

再制造中心：对进入再制造中心的电子元件和产品，首先读取其ＲＦＩＤ标签上的处理信息，需维修的产品依据其维修建

图１基于ＲＦＩＤ的电子产品再制造物流系统

企业信息管理系统

生产管理子系统

销售管理子系统

再制造管理子系统系统应用程序

通讯模块

管理层

通讯层

通讯模块通讯模块通讯模块通讯模块

执行层

堆垛机皮带运输设备

自动导

引小车ＲＦＩＤ

设备２２－

－

议来进行后续工作，通过检测后修改其状态信息，注意标明检测的日期和时间；需再装配的部件，在再装配任务单下达后，依据其再装配建议和系统设计规划模块的规划，完成再装配操作并为再装配产品粘贴一个新的ＲＦＩＤ标签，从总体的角度来标识该再制造电子产品。

其他：ＲＦＩＤ标签的应用不但能提高库存管理中的入库、储存、拣货、盘点等操作的效率，还可以在运输中对电子产品进行实时跟踪，在这些流程中注意及时修改电子产品的位置信息，以保持动态跟踪。

３电子产品再制造物流应用ＲＦＩＤ的优势分析

目前国内的电子产品回收再制造工作仍处于零散回收、二次使用、“土法”分解（手工、酸泡、火烧等）低层次模式，不但效率低下，形不成规模，而且严重污染环境。即便青岛和长江三角洲地区已建成具有一定规模的电子垃圾处理工厂，由于国内电

子垃圾的回收渠道不畅通、信息沟通存在问题，

这些工厂也处于“无米下锅”的状态。

基于ＲＦＩＤ的电子产品再制造物流系统的设计解决了传统电子产品回收中存在的一系列

问题。现将两者的优劣性比较分析如下：

（１）传统电子产品再制造业采取人工拆解、人工组装的模式运作，而拆解后得到的电子元件

种类繁多、形状不同，储存和再装配工作都容易

造成混乱，必须运用可靠的标识手段建立一个信

息化系统来控制处理过程。而条形码由于易划

破、易腐蚀等特性无法对电子回收物进行长期的

有效标识；ＲＦＩＤ标签体积小、形状多样且具有可

嵌入、抗腐蚀等优势，正好可以满足电子回收品

需求。

（２）由于回收的电子产品含有铅、水银、锂等有害金属，传统再制造物流中的手工拆解方式会

对人体造成极大危害；而ＲＦＩＤ标签具有非接触

式的自动识别的特点，因此设计基于ＲＦＩＤ的电

子产品再制造物流系统时，可充分利用自动导引

小车、皮带传输设备等自动化设备，执行起来无

须人工操作，既节省了人力又避免了电子产品中

的有害金属对人体造成侵害。

（３）目前电子产品的回收和再制造流程大多处于独立运作的状态，相互之间信息不能共享、

缺乏有效沟通，因此电子产品再制造效率低下，

甚至不能实行；基于ＲＦＩＤ的电子产品再制造物

流系统通过ＲＦＩＤ识别每一个电子回收品、货

箱、托盘，为回收中心和再制造部门提供了解电

子产品再制造物流的能力，从而识别任何一件再生品，检查其状态和来源史，并将再生品发送到供销网络中的任何地点，提高了电子产品再制造的效率。

（４）运用条形码或原始手工录入方式记录电子产品的再制造信息，在产品出厂后就无法对产品进行动态追踪，当产品进行第二次或第三次回收再制造时，需要再次录入产品相关信息；ＲＦＩＤ标签的运用能够动态记录电子再生品的出厂信息，便于第二次、第三次对产品进行回收再制造。

（５）ＲＦＩＤ技术的快速扫描性和低差错率也提高了系统效率。如果不采用ＲＦＩＤ技术，通常读取电子产品再制造物流中信息的方式有两种：手工录入和条形码识别两种。据统计，手工录入１笔数据的时间是１０秒，１００笔数据为２小时３３分，且人为疏忽造成的差错率较高；条形码虽然识别率较高，但条形码识读器一次只能扫描一个条码，读取１００笔数据的时间需要３３分；ＲＦＩＤ辨识器一次能扫描多个标签，每次读取时间只需０．１秒，读取１００笔数据所用时间仅为条形码的１／３３，而出错率又几乎为零［９］，提高效率的同时，节约数据录入和检测的成本。

图３系统业务流程图

？

２３

－－

（上接第１７页）

３结论

基于ＲＦＩＤ技术的仓储管理系统从根本上保障了仓储信息的准确统一，提高了仓储运作和管理的工作效率，大幅度减少了现有模式中查找货位信息的时间，大大加快了出、入库单的流转速度，增强了仓储系统的处理能力。并且提高了人员的利用率，减少了不必要的耗费。因此，基于ＲＦＩＤ技术的仓储管理系统可以满足现代物流管理模式下仓储管理系统的需求。

【参考文献】

［１］宋玉．仓储实务［Ｍ］．北京：对外经济贸易大学出版社，２００４．

［２］纪寿文，李克强，缪立新．一种集成化仓储管理系统研究［Ｊ］．计算机应用研究，２００３，（１２）．

［３］ＡｎｄｒｅｗＳＴａｎｅｎｂａｕｍ．计算机网络［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００２．［４］孙丹，宋瀚涛．无线实时仓储管理系统的设计与实现［Ｊ］．计算机工程与应用，２００２，（１２）．

［５］李麟．ＲＦ技术与无线实时仓储管理系统［Ｊ］．物流技术，２００４，（５）．［６］ＡｕｔｏｓｃａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司．ＲＦＩＤ高效仓储管理的必需［Ｊ］．现代制

造，２００４，（４）．

［７］徐伟民，李锋，胡志华．基于Ｂ／Ｓ模式和Ｃ／Ｓ模式结合策略仓储管理信息系统的开发［Ｊ］．物流技术，２００４，（５）．

［８］张文建，刘尚坤，王健．基于Ｗｅｂ的中小型制造企业仓储管理信息系统设计与开发［Ｊ］．中国制造业信息化，２００４，（６）．

［９］庞娟．ＲＦＩＤ与仓储管理系统的应用结合［Ｊ］．中国储运，２００４，（５）．［１０］李麟．条码管理及其在仓储管理中的应用［Ｊ］．物流技术，２００２，（３）．［１１］张剑芳，冯云，黄晓英．条码识别在物流管理系统中的应用［Ｊ］．物流科技，２００２，（５）．

［１２］丁毅，曹珊琪，刘莜霞，金多．二维条码在仓储上的应用［Ｊ］．包装工程，２００３，（４）．

【收稿日期】２００５－０３－１４

【基金项目】信息产业部２００４年信息产业科研计划项目（２００４）ＸＫ１１０００５），北京市物流系统与技术重点实验室开放课题

（２００５ＫＦ１００６）。

【作者简介】王晓华（１９７８－），女，新疆人，北京邮电大学博士生，主要研究方向为射频识别、物流技术。

周晓光（１９５７－），男，上海人，北京邮电大学教授，研究方

向：电子商务与自动化物流系统、计算机控制、无线通信

技术应用、机电一体化技术。

（６）目前条形码仍占据自动识别领域的一个重要原因就是ＲＦＩＤ标签成本较高，但条码印刷后就无法更改，而ＲＦＩＤ标签则可重复利用，所以长期使用的话反而更节省资源，且符合本系统提倡的环保需求。

４结论

随着计算机和互联网技术的飞速发展，信息的自动录入正成为信息流通的“瓶颈”。ＲＦＩＤ技术的使用能实现数据的自动识别与采集、交换，保障物流管理各流程的高速、顺畅，是未来商品和物资流通乃至供应链管理将普遍采用的技术。

本文针对现实中电子产品回收再制造难以实施的问题，从ＲＦＩＤ技术着手，在比较了ＲＦＩＤ标签与条形码的特点后，归纳总结出电子产品再制造物流的电子标签应具备动态、高可靠读写与抗污染、数据安全性等性能，设计了适于电子产品再制造的ＲＦＩＤ标签，提出一种以生产商为主体的基于ＲＦＩＤ的回收再制造物流系统，并详细探讨了系统的组成、主要功能模块和应用ＲＦＩＤ后电子产品再制造物流系统的优势。

【参考文献】

［１］林逢春，王珏．废旧电脑环境管理与回收利用体系研究［Ｊ］．环境保护，２００３，（８）．

［２］糜仲春，芮缅云．废旧家电回收的反向物流系统模型研究［Ｊ］．科技进步与对策，２００３，（１０）：６８－６９．

［３］温俊明，池涌，蒋旭光，等．国内外废旧家电回收处理的进展与对策［Ｊ］．科技通报，２００４，２０（２）：１３５－１３６．

［４］赵昱卿，夏守长，奚立峰．产品再制造特征的研究［Ｊ］．新技术新工艺，２００３，（１）：７－９．

［５］向永华，姚巨坤，徐滨示．再制造工程中的逆向物流体系［Ｊ］．新技术新工艺，２００４，（６）：１６－１７．

［６］顾巧论，陈秋双．再制造／制造系统集成物流网络扩展模型研究［Ｊ］．信息与控制，２００４，３３，（５）：６１９．

［７］佘路彤．逆向物流及信息技术在其实施中的作用［Ｊ］．中国资源综合利用，２００５，（２）：３６－３７．

［８］ＲＦＩＤ技术的发展历史和标准现状［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｆｉｄｃｈｉｎａ．ｏｒｇ／，２００５－０８－１９．

［９］ＲＦＩＤ无线射频识别标识系统的探讨（上）［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｇａｎ．ｎｅｔ／，２００４－０５－２３．

［１０］ＭｏｎｔｉｅｌＣＭ，ＦａｎＬｕａｎｄＣｈａｎｇＪａｉ．ＡＮｏｖｅｌＡｃｔｉｖｅＡｎｔｅｎｎａｗｉｔｈＳｅｌｆ－ＭｉｘｉｎｇａｎｄＷｉｄｅ－ｂａｎｄＶａｒａｃｔｏｒ－ＴｕｎｉｎｇＣａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓｆｏｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄＶｅｈｉｃｌｅＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＭｉｃｒｏｗａｖｅＴｈｅｏｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，１９９６，１２：２４２１－２４３０．

［１１］ＰｏｌｅｎｚＣＭａｎｄＴａｔｓｕｏＩｔｏｈ．ＡＭｉｃｒｏｗａｖｅＮｏｎｃｏｎｔａｃｔＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎＴｒａｎｓｐｏｎｄｅｒｕｓｉｎｇＳｕｂｈａｒｍｏｎｉｃＩｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＭｉｃｒｏｗａｖｅＴｈｅｏｒｙａｎｄＴｅｃｈ，１９９５，４３，（７）：１６７３－１６７９．

【收稿日期】２００６－０３－１４

【作者简介】刘侃莹（１９８１－），女，湖南长沙人，硕士。主要研究方向：物流工程与电子商务。

赖明勇（１９６５－），男，江西吉安人，博士生导师，教授。主要

研究方向：国际贸易与经济增长、物流工程与电子商务、系

统工程。

聂凯（１９７９－），男，湖南长沙人，博士。主要研究方向：物流

工程与电子商务。

２４－－