基于EPC網絡的物流供應鏈管理

程超超，殷正正，費先玉

宿州學院信息工程學院，安徽宿州，234000

1 EPC網絡

RFID技術作為傳統條形碼識別技術的替代者具有諸多優勢，它幾乎可以追蹤和管理任何物理對象。采用RFID技術最大的好處是可以對企業的供應鏈進行高效的可視化管理，并且能降低成本。而要使這些好處成為現實并且最大化，必須要制定一個全球統一的標準。因此，將RFID技術與現有的Internet相結合，人們提出了全球范圍標識的電子產品碼（EPC）的概念，旨在搭建一個可以識別任何事物，同時可以識別這個事物在物流鏈中位置的開放性全球互聯網絡，這就是EPC網絡。該系統主要由全球產品電子代碼（EPC）體系、射頻識別技術（FRID）系統以及信息網絡系統（INS）三部分組成，見表1所示［1－2］。

表1 EPC網絡結構

電子產品碼（EPC）是目標物體的身份認證，由一連串的特定編碼組成，它在全球范圍內是唯一的，也是在全球范圍內流通的；射頻識別技術系統（FRIDS）負責原始信息的采集和最初的處理工作。當電子標簽通過讀寫器時，內部集成芯片會自動地發送和接收射頻信號來完成電子標簽信息的讀和寫；信息網絡系統（INS）是EPC網絡的軟件支持系統，它為上層應用提供服務，包括中間件、對象名稱解析服務（ONS）、物理標記語言和EPC信息服務；ONS是現有域名解析服務（DNS）的拓展，它基于DNS，同時又高于DNS。利用電子產品碼，通過ONS服務解析出URL，從而獲得相應產品的訪問通道，如圖1所示。

圖1 EPC中各模塊的關系及工作流程

EPC網絡是一個分層次的結構化系統，以RFID技術為主體的感知層負責對物體進行追蹤、信息的采集并作簡單處理，以現有互聯網為主體的網絡層實現產品信息的傳輸、存儲和共享。企業、零售商、用戶以及移動終端都可以利用應用層提供的一些應用平臺，實現產品信息的查詢和處理。

2 ONS工作流程

ONS的工作實際上是最大程度地利用Internet上現有的資源，一些主要協議及基礎通訊設施都可以在ONS中得到充分的利用。這樣，既可以增加系統之間的兼容性，也可以降低投資成本。ONS查詢的前部分工作主要是利用一個與DNS相同結構的系統來完成的，而后續的一些查詢解析工作則完全是由現有的DNS系統來完成，所以說ONS是DNS的拓展，它是離不開DNS的。如果把ONS與DNS完全獨立開來，擁有不同的網絡設備、不同的網絡協議，這樣的設計會大大增加基礎設施建設，是完全不現實的，也是完全不必要的。圖2描述了基于產品電子碼EPC查詢產品信息的主要流程。

圖2 基于產品電子碼EPC查詢產品信息的主要流程

步驟1：讀寫器從EPC標簽上讀取EPC序列，并作簡單處理。

步驟2：標簽讀寫器將EPC序列發送到本地服務器。

步驟3：本地服務器對電子產品碼進行相應的URL（Uniform Resource Locator，統一資源占位符）格式轉換，發送到本地ONS解析器（Resolver）。

步驟4：本地ONS解析器把URI轉換成DNS域名格式。

步驟5：本地ONS解析器基于DNS域名訪問本地的ONS服務器，如發現相關的ONS記錄，直接返回 DNS NAPTR（Naming Authority Pointer，名稱權威指針）記錄；否則，轉發至上級ONS服務器。

步驟6：DNS服務系統基于提供的DNS域名，通過迭代查詢或遞歸查詢，將結果返回給本地ONS解析器一條或多條對應的DNS NAPTR記錄。

步驟7：本地ONS解析器從返回的NAPTR記錄中提取需要的PML服務器的URL地址，并返回給本地服務器，從而獲得相關產品的訪問通道。

步驟8：本地服務器基于這些訪問通道就可以訪問相應的PML服務器或產品信息網頁。

3 PML服務器的實現

電子標簽是EPC網絡中最為普遍的一種元件，功能簡易、價格低廉，同時又是層次化結構。這就需要盡量減少電子標簽的內存容量，只攜帶必要的信息，其他有用信息存儲在另一個地方。因此，PML服務器的設計方案應為：電子標簽內只攜帶電子產品碼信息，產品其余的一些相關信息則存儲在網絡各個分布式服務器上，亦即PML服務器。廠商和用戶可以通過電子產品碼得到相關PML服務器的訪問權限，以獲得具體的產品信息。物理標記語言PML是Auto－ID中心設計的一種計算機可以理解、描述商品的描述語言，它正逐漸成為一個全球化的開放標準，這樣，位于世界各地的廠商可以毫無隔閡地使用統一的方式來交換彼此的產品信息，避免不同領域、不同行業之間傳輸產品信息時的轉換問題。

圖3描述了PML服務器的結構和工作流程，各模塊功能描述如下。

圖3 PML服務器結構

（1）Web服務器：位于PML服務器的最前端，客戶端發出的SOAP請求直接遞交給Web服務器，并將后臺系統處理后的結果反饋給客戶端，它直接肩負著與客戶端交互的任務。

（2）SOAP引擎：PML服務器上所有提供的服務都在SOAP上完成注冊［4］，并記錄相應的注冊信息，以更好地完成對相關服務的搜索和查詢。它對來自Web服務器的相關查詢請求服務起到牽線搭橋的作用，即讓該請求與相應的服務程序建立關聯，以便能及時完成某個查詢處理服務，同時將處理后的結果返回給Web服務器。

（3）服務端處理程序：具有強大的搜索和查詢功能的軟件模塊，用來處理客戶端提出的特定查詢請求服務，每個處理程序對應一個特定的查詢請求，這樣，每個程序既簡單又能高效地完成查詢任務。

（4）數據源（數據存儲單元）：是PML服務器端數據的存儲中心，儲存產品所有的信息。

PML服務器提供以下三個功能。

（1）庫存信息查詢：數據信息只對PML服務器所有者或一些特權用戶開放，可以實現對每個產品庫存量的記錄和儲存，使企業合理安排產品數量，有效地緩解庫存積壓。

（2）路徑信息查詢：記錄產品的整個生命期在各個供應鏈結點中的地理信息、路徑信息、物流信息等。它是企業與企業、企業與用戶共同建立和分享的信息系統。

（3）原始信息查詢：是產品出廠時所攜帶的一些主要信息，它定義了該產品的基本屬性和功能。

4 EPC網絡對企業產品供應鏈的影響

如圖4所示，EPC網絡在供應鏈的各個環節上發揮著重要的作用。以企業EPC網絡為核心，各個環節緊密聯系在一起，有條不紊地管理和控制整個供應鏈，統籌兼顧各種行為因素，使其發揮最大的效益。

原材料采購環節：原材料的采購作為供應鏈的源頭，它是決定能否成功實施其他環節的重要保證和物質基礎，所以實現對源頭的有效管理顯得尤為重要。有效管理原料采購環節，能綜合原料價格、性能、兼容性等因素，選擇適合的供應商，完成采購任務。

圖4 基于EPC網絡的物流管理模型

生產制造環節：實現對整個生產線上所有在生產過程中能用到的物品的識別和跟蹤［5］。減少人工操作過程中出現的差錯，完成生產線自動化運轉，提高生產效率和效益。各個部門能有效地對產品進行跟蹤和定位，這樣，就能順利地從龐大的倉庫中及時找到原材料和零部件投入到生產制造中，縮短生產周期。

交通運輸環節：當產品每經過一個中轉點或檢查站時就被讀寫器等相關設備記錄下產品當前位置和狀態信息，并作簡單處理后送至后臺服務器，供用戶查詢和廠商管理。這樣，廠商和用戶能及時了解產品的位置并估算出物流的到達時間［6］，使得貨物運輸過程中工作量大大減少，從而降低企業在運輸環節中的成本預算。

貨物倉儲環節：方便而有效的倉儲管理能夠對產品的進出倉庫作出及時迅速的響應，自動無接觸地掃描記錄貨物的每一次流動；通過統計相關數據，還能快速而準確獲取倉庫的庫存水平以及倉儲效率，實現降低庫存，有序管理倉庫貨物以及降低人工配送錯誤，逐步提高倉儲管理水平和人員工作效率。在清點貨物時，還可以全程搜尋和跟蹤EPC標簽信號，實現系統自動清點，從而直接獲取貨物的數量、轉運地、始發地等信息。

產品銷售環節：在貨架上安裝自動掃描器，貼有EPC標簽的貨物放置在貨架上后，當某件貨物被顧客購買時，收銀臺能自動識別并向系統報告該貨物的移動情況并記錄每一筆交易。在大型零售業中，采用EPC技術，系統可詳細記錄貨物信息和交易記錄，也易查詢一段時期的銷售情況和賬目管理工作。

資源回收環節：當可循環使用的物品生命期快到時，會產生一種特定信號，系統根據這個信息迅速作出響應，以做好回收準備。資源回收后，可以對產品整個生命期的使用情況作系統而詳盡的分析，并根據此分析報告來對產品的功能進行完善和優化；同時，有利于發現供應鏈各個環節上潛在的問題，從而為整個供應鏈物流管理的改進和拓展提供可靠而真實的信息。另外，這些回收的資源也可以作為原料被重復利用。

5 優勢分析

隨著EPC編碼的行業標準化問題得以解決，以及物流行業的蓬勃發展，EPC網絡必然在經濟發展和社會建設中得到廣泛應用。EPC網絡是一個多層次、多功能的網絡系統，用戶無須了解底層的具體實現細節，就能方便地享受底層協議所提供的各種服務和應用。同時，企業也可實現對供應鏈的透明管理［7］。與傳統供應鏈相比，其優勢主要體現在：

（1）EPC網絡整合所有可利用的資源，使各個環節緊密聯系，而不是相互獨立，并處于可控狀態，實現方便有效的管理。同時，有利于降低存貨量、運輸成本、生產成本，提高銷售總額，縮短產品的供貨周期。

（2）提高資源使用率。EPC網絡技術的應用，讓企業很容易跟蹤可回收性資產，如棧板、手推車、貨物箱等，使其重復利用，因而可以提高資源使用率，避免浪費，節約成本。

（3）EPC碼和RFID 能有效地防止假冒偽造產品的產生，因為它是用全球唯一的識別碼來標識的，標簽經讀取后與生產商資料庫對比，可確定是否經過授權。

6 發展與展望

RFID識別技術已經在物流供應鏈方面得到了大規模的應用和發展，它是多能性的自動識別技術［8］。整個EPC網絡系統是一個紛繁復雜的龐大體系，離真正進入大規模商業化的應用還有一段距離。同時還有很多難題有待突破，比如，標準化問題、關鍵技術的突破問題以及安全隱私問題［9］。但可以看到，隨著經濟全球化、企業結構調整的迫切需求，一些實驗過程中所遇到的問題將不斷被發現并被有效地解決，使整個供應鏈物流管理朝著高度信息化、網絡化、透明化以及智能化的方向發展［10］。

［1］杜洪禮，吳雋，俞虹.物聯網技術在企業供應鏈管理中的應用研［J］.物流科技，2011（3）：6－8

［2］張飛舟，樣東凱，陳智.物聯網技術導論［M］.北京：電子工業出版社，2010：43－57

［3］李再進，謝勇，鄔方，等.物聯網中PML服務器的設計和實現［J］.物流技術，2004（11）：81－83

［4］鄧亦濤.物聯網技術在供應鏈管理中的應用［J］.物流科技，2010（9）：92－94

［5］李穎超.基于物聯網的供應鏈管理優化探析［J］.中國市場，2011（10）：18－24

［6］趙紅梅.EPC物聯網技術在供應鏈管理中應用研究［J］.通信技術，2012（4）：57－59

［7］RFID Deployment and Use in the Dairy Value Chain：Applications，Current Issues and Future Research Directions［EB／OL］.［2013－08－12］.http：／／autoidlabs.org／singleview／dir／article／6／340／page.html

［8］王輝，沈潔，石英琳.基于物聯網的供應鏈管理發展新趨勢［J］.商業時代，2010（26）：21－22

［9］Auto ID－21st Century Supply Chain Technology［EB／OL］.［2013－08－12］.http：／／autoidlabs.org／single－view／dir／article／6／82／page.html