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RFID于农产品低温仓储之应用
作者：双叶开发科技．梁士明
来源：经济部RFID公领域应用推动办公室
日期：2008-12-30 17:40:54
摘要：将RFID应用在物流作业或是供应链管理，一直是众人所看好的一个应用方向，希望可以透过RFID的长距离、复数读取、穿透性佳等特性提升作业自动化的程度，增加供应链的能见度(visibility)，从而降低供应链的成本，提升产品的价值。
将RFID应用在物流作业或是供应链管理，一直是众人所看好的一个应用方向，希望可以透过RFID的长距离、复数读取、穿透性佳等特性提升作业自动化的程度，增加供应链的能见度(visibility)，从而降低供应链的成本，提升产品的价值。
苗栗地区多山，出产多种水果，例如高接梨、葡萄、草莓、杨桃、芭乐、枇杷、桃子、蕃茄及柑橘等等，多具有很高的经济价值。基于对RFID的认知，及改善农产品物流的期望，负责苗栗地区农业技术研究及推广任务的苗栗区农业改良场，为加速农产品低温仓储作业流程及导入资讯化管理模式，并配合行政院农业委员会“建构安全饮食生活U化服务基础计划”，乃规划将RFID应用在农产品低温仓储管理，以降低农产品仓储过程中人力及时间浪费，提高处理效率及降低农产品损耗，并达到提供消费者安全饮食需求之目标。
卓兰低温仓储为应用对象
专案初期选择水果产品做为试验点，并获得卓兰镇农会的配合，以农会所属果菜市场的低温仓库所储存的农产品为试验对象。该仓库有近千坪之冷藏库设施，作为区域作物调节供货使用。
目前，该库在进出货时，皆以纸笔登录后再键入电脑中做成纪录，因此相关登录作业相当耗费人力，乃至作物生产旺季时作业处理负担重，且农产品长期处于相对高温之环境再进行冷藏将容易发生腐坏等症状，进而造成农民损失。另外，各类鲜果之运销过程不同造成提货时间不一，致使农会必须全天候指派管理人员随时登录使用农友之出货情形，而造成人力成本提高。
卓兰镇拥有日夜温差大、干净水源与肥沃土壤的果树生长自然环境，加上农友纯熟的栽培技术，一年四季均有高品质风味水果生产。在每年七到十月适逢卓兰镇高接梨的盛产期，为了产销调节，农友每天下午在采收后，先在产地分级、以纸箱包装，然后运送到仓库前；由仓库作业人员计数后，将纸箱堆叠，放入仓库中，再配合市场的需求，分批出货售出。
本计划拟运用RFID相关技术进行仓储管理之应用研究，期能降低农产品仓储过程中人力及时间浪费，提高处理效率并降低农产品损耗，建立较佳之生鲜蔬果储藏管理模式，相关纪录拟提供作为后续农产品运销资讯及其产销履历物流资讯。
RFID于低温仓储之挑战
以本案为例，RFID于卓兰镇农会所属果菜市场的低温仓库之应用需面临以下挑战：
纸箱读取率：农产品富含水分，运搬过程中，又都是堆叠后运搬，对RFID的读取造成很大影响。
栈板读取率：堆高机插取栈板时，方向并不一定，必须确保不论任何方向插曲，安装在门框的固定式READER都可以读到。
储位设计：目前低温仓库有二种储位设计，一种是货架式(如图1)，一种是平面堆叠(如图2)。货架只能单方向进出，平面堆叠的仓库也只有一个门进出，造成盘点、出货方式的限制。
考虑专案需求以及实务作业上的条件限制，规划使用的情境说明如下：
产品分级及包装作业：产品在进仓之前要先完成，以做为设施规划及计费之参考。
输入产品及农友资料：将要进仓的资料建档，做为列印标签的依据。
列印RFID标签：根据前述作业所输入的产品资料，产生RFID标签，给每一箱产品唯一的EPC编码。
标签贴附：将RFID标签贴附在纸箱上，并扫描标签。
入库、开始计费：将货箱堆放在栈板上，货箱贴附RFID标签的面必须朝外，以利设备判读，提高读取率。货相通过仓库门口时，门口的固定式READER将会自动辨识货箱和栈板的标签内容，并通知系统计费开始的时间。
货物存放在仓库中时，可根据作业需要，使用手持式RFID READER随时进行盘点及查找作业。
出库：根据系统指示产生出货单进行拣货作业，通过门口时，门口的固定式READER将会自动辨识货箱和栈板的标签内容，并通知系统出库时间。
系统根据入、出库时间及产品数量、计费方式计算费用。
产生应收帐款等单据。
1.不可回收式纸箱RFID标签：
可紧密黏附于纸箱，并可存放于冷藏库现场环境下至少3个月仍可发挥正常功能。为使存货农民便于识别自身产品及做为未来产销履历标签用，选用背面可列印文字及条码、二维码之RFID标签，或RFID标签与二维码标签搭配使用。
2.可回收式人员RFID标签：
约一般名片大小，可如识别证佩挂于胸前，可在人员进出时被固定式RFID读取器所读取。
3.可回收式栈板RFID标签：
可紧密钉入或嵌入于栈板之不易受到撞击处，且影响栈板原有负重强度与日常使用作业，并可长期置放于冷藏库现场环境下使用至少1年，有100％被读取率（本项作业须将RFID标签装设于栈板）。
4.所购置之所有RFID标签
须能长期在现场低温（至少-5℃以上） 、高湿度之应用环境下发挥应有完整功能。另考量现场作业需求及农产品之价值，需要考量低成本且能发挥应有功能之RFID标签。
RFID的仓储管理系统
配合本案的进行，另外建置可以整合RFID的仓储管理系统(Warehouse Management System, WMS)一套，农产品低温仓储管理资讯系统功能至少含：
1.管理资讯系统模组：含基本码管理、库存编码管理、使用者权限管理、中介软体连线组态设定、资料同步整合机制等。
2.货件进出库管理模组：整合纸箱及栈板RFID标签，具有入库管理模组、出库管理模组、查询模组（至少可查询农民、产销班、货件种类等条件）等。
3.人员进出库管理模组：整合人员用的RFID标签，具有入库管理模组、出库管理模组、查询模组，并可与货件进出库时间相互比对等。
4.交易记录管理系统模组：含农友管理资讯（至少包含新增、删除、查询等）、帐务资讯系统（至少包含表单输出等）、流通状态查询模组等。
5.查询模组：含查询系统模组（至少包含营业额、农民、种类、仓位等条件）、报表查询模组（至少包含营业额、农民、种类、库位等条件）等。
6.系统须规划与行政院农业委员会“台湾农产品安全资讯追溯网TAFT”及未来将开发之“农产品运销资讯服务平台”相互介接整合及资料流通等。
7. RFID行动装置资讯管理系统：整合RFID Compact控制模组、盘货与稽查、货件进出库支援管理、寻找仓位与查询、与后台资料状态同步等。
上述关于WMS的需求中，除了1、2、3、6、7功能项目和RFID有关之外，考虑将来消费者意识抬头，对产品的产销履历逐渐重视，同时考虑到未来两岸共同市场日渐成熟，农产品外销成为农友增加收入的管道之一 ，本案在开发时就要考虑：
1.RFID中介软体开发或市面相关产品采用应符合EPC ALE server标准规范。
2.开发软体应规划具备EPCglobal Network标准架构之资讯交换能力。
关键学习--RFID读取率之确保
RFID使用无线射频来辨识标签内容，但是无线射频先天上就容易受到金属、水份及读取角度的影响，而造成读取不良。为了确保入、出库过程中，所有的标签都可以被正确读取，本专案使用以下的规划：
1.货箱的标签必须朝外
因为货箱的内容都是农产品，本身就含有大量水份，为减少水份对标签读取的影响，建议必须将货箱标签朝外列入标准作业书中。
2.使用双标签栈板
堆高机作业时，可能从任意方向叉取栈板，为了避免因为标签的方向和READER垂直，造成读取问题，本公司规划在每个栈板的二个方向均安装RFID标签，如此不论堆高机操作员从任何方向叉取栈板，均可以确保其一标签会和READER的读取方向平行，以确保栈板读取率可以达到100%。
3. TAG GROUPING设计
在实务操作时，为了避免任何可能的读取问题，本专案使用TAG GROUPING功能，以将栈板和栈板上的货箱标签结合成一个群组，如此，即使有货箱标签因为任何问题造成读取障碍时，系统可以透过软体功能提醒使用者，得做进一步确认。
作者后记：相关资料由行政院农业委员会苗栗区农业改良场提供，兹此感谢。
苗栗地区多山，出产多种水果，例如高接梨、葡萄、草莓、杨桃、芭乐、枇杷、桃子、蕃茄及柑橘等等，多具有很高的经济价值。基于对RFID的认知，及改善农产品物流的期望，负责苗栗地区农业技术研究及推广任务的苗栗区农业改良场，为加速农产品低温仓储作业流程及导入资讯化管理模式，并配合行政院农业委员会“建构安全饮食生活U化服务基础计划”，乃规划将RFID应用在农产品低温仓储管理，以降低农产品仓储过程中人力及时间浪费，提高处理效率及降低农产品损耗，并达到提供消费者安全饮食需求之目标。
卓兰低温仓储为应用对象
专案初期选择水果产品做为试验点，并获得卓兰镇农会的配合，以农会所属果菜市场的低温仓库所储存的农产品为试验对象。该仓库有近千坪之冷藏库设施，作为区域作物调节供货使用。
目前，该库在进出货时，皆以纸笔登录后再键入电脑中做成纪录，因此相关登录作业相当耗费人力，乃至作物生产旺季时作业处理负担重，且农产品长期处于相对高温之环境再进行冷藏将容易发生腐坏等症状，进而造成农民损失。另外，各类鲜果之运销过程不同造成提货时间不一，致使农会必须全天候指派管理人员随时登录使用农友之出货情形，而造成人力成本提高。
卓兰镇拥有日夜温差大、干净水源与肥沃土壤的果树生长自然环境，加上农友纯熟的栽培技术，一年四季均有高品质风味水果生产。在每年七到十月适逢卓兰镇高接梨的盛产期，为了产销调节，农友每天下午在采收后，先在产地分级、以纸箱包装，然后运送到仓库前；由仓库作业人员计数后，将纸箱堆叠，放入仓库中，再配合市场的需求，分批出货售出。
本计划拟运用RFID相关技术进行仓储管理之应用研究，期能降低农产品仓储过程中人力及时间浪费，提高处理效率并降低农产品损耗，建立较佳之生鲜蔬果储藏管理模式，相关纪录拟提供作为后续农产品运销资讯及其产销履历物流资讯。
RFID于低温仓储之挑战
以本案为例，RFID于卓兰镇农会所属果菜市场的低温仓库之应用需面临以下挑战：
纸箱读取率：农产品富含水分，运搬过程中，又都是堆叠后运搬，对RFID的读取造成很大影响。
栈板读取率：堆高机插取栈板时，方向并不一定，必须确保不论任何方向插曲，安装在门框的固定式READER都可以读到。
储位设计：目前低温仓库有二种储位设计，一种是货架式(如图1)，一种是平面堆叠(如图2)。货架只能单方向进出，平面堆叠的仓库也只有一个门进出，造成盘点、出货方式的限制。
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图1、货架式储位设计
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图2、平面堆叠仓库
考虑专案需求以及实务作业上的条件限制，规划使用的情境说明如下：
产品分级及包装作业：产品在进仓之前要先完成，以做为设施规划及计费之参考。
输入产品及农友资料：将要进仓的资料建档，做为列印标签的依据。
列印RFID标签：根据前述作业所输入的产品资料，产生RFID标签，给每一箱产品唯一的EPC编码。
标签贴附：将RFID标签贴附在纸箱上，并扫描标签。
入库、开始计费：将货箱堆放在栈板上，货箱贴附RFID标签的面必须朝外，以利设备判读，提高读取率。货相通过仓库门口时，门口的固定式READER将会自动辨识货箱和栈板的标签内容，并通知系统计费开始的时间。
货物存放在仓库中时，可根据作业需要，使用手持式RFID READER随时进行盘点及查找作业。
出库：根据系统指示产生出货单进行拣货作业，通过门口时，门口的固定式READER将会自动辨识货箱和栈板的标签内容，并通知系统出库时间。
系统根据入、出库时间及产品数量、计费方式计算费用。
产生应收帐款等单据。
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图3、结合RFID之仓储作业情境设计
1.不可回收式纸箱RFID标签：
可紧密黏附于纸箱，并可存放于冷藏库现场环境下至少3个月仍可发挥正常功能。为使存货农民便于识别自身产品及做为未来产销履历标签用，选用背面可列印文字及条码、二维码之RFID标签，或RFID标签与二维码标签搭配使用。
2.可回收式人员RFID标签：
约一般名片大小，可如识别证佩挂于胸前，可在人员进出时被固定式RFID读取器所读取。
3.可回收式栈板RFID标签：
可紧密钉入或嵌入于栈板之不易受到撞击处，且影响栈板原有负重强度与日常使用作业，并可长期置放于冷藏库现场环境下使用至少1年，有100％被读取率（本项作业须将RFID标签装设于栈板）。
4.所购置之所有RFID标签
须能长期在现场低温（至少-5℃以上） 、高湿度之应用环境下发挥应有完整功能。另考量现场作业需求及农产品之价值，需要考量低成本且能发挥应有功能之RFID标签。
RFID的仓储管理系统
配合本案的进行，另外建置可以整合RFID的仓储管理系统(Warehouse Management System, WMS)一套，农产品低温仓储管理资讯系统功能至少含：
1.管理资讯系统模组：含基本码管理、库存编码管理、使用者权限管理、中介软体连线组态设定、资料同步整合机制等。
2.货件进出库管理模组：整合纸箱及栈板RFID标签，具有入库管理模组、出库管理模组、查询模组（至少可查询农民、产销班、货件种类等条件）等。
3.人员进出库管理模组：整合人员用的RFID标签，具有入库管理模组、出库管理模组、查询模组，并可与货件进出库时间相互比对等。
4.交易记录管理系统模组：含农友管理资讯（至少包含新增、删除、查询等）、帐务资讯系统（至少包含表单输出等）、流通状态查询模组等。
5.查询模组：含查询系统模组（至少包含营业额、农民、种类、仓位等条件）、报表查询模组（至少包含营业额、农民、种类、库位等条件）等。
6.系统须规划与行政院农业委员会“台湾农产品安全资讯追溯网TAFT”及未来将开发之“农产品运销资讯服务平台”相互介接整合及资料流通等。
7. RFID行动装置资讯管理系统：整合RFID Compact控制模组、盘货与稽查、货件进出库支援管理、寻找仓位与查询、与后台资料状态同步等。
上述关于WMS的需求中，除了1、2、3、6、7功能项目和RFID有关之外，考虑将来消费者意识抬头，对产品的产销履历逐渐重视，同时考虑到未来两岸共同市场日渐成熟，农产品外销成为农友增加收入的管道之一 ，本案在开发时就要考虑：
1.RFID中介软体开发或市面相关产品采用应符合EPC ALE server标准规范。
2.开发软体应规划具备EPCglobal Network标准架构之资讯交换能力。
关键学习--RFID读取率之确保
RFID使用无线射频来辨识标签内容，但是无线射频先天上就容易受到金属、水份及读取角度的影响，而造成读取不良。为了确保入、出库过程中，所有的标签都可以被正确读取，本专案使用以下的规划：
1.货箱的标签必须朝外
因为货箱的内容都是农产品，本身就含有大量水份，为减少水份对标签读取的影响，建议必须将货箱标签朝外列入标准作业书中。
2.使用双标签栈板
堆高机作业时，可能从任意方向叉取栈板，为了避免因为标签的方向和READER垂直，造成读取问题，本公司规划在每个栈板的二个方向均安装RFID标签，如此不论堆高机操作员从任何方向叉取栈板，均可以确保其一标签会和READER的读取方向平行，以确保栈板读取率可以达到100%。
3. TAG GROUPING设计
在实务操作时，为了避免任何可能的读取问题，本专案使用TAG GROUPING功能，以将栈板和栈板上的货箱标签结合成一个群组，如此，即使有货箱标签因为任何问题造成读取障碍时，系统可以透过软体功能提醒使用者，得做进一步确认。
作者后记：相关资料由行政院农业委员会苗栗区农业改良场提供，兹此感谢。
