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当基于TRIZ理论的RFID技术在汽车物流

发布时间:2021-09-14 17:38:25 阅读: 来源:湿巾厂家

基于TRIZ理论的RFID技术在汽车物流及其供应链管理中的应用研究

1 引言

随着我国经济的快速发展,市场经济行为正在全方位渗透,市场机制正在完善;在全球经济一体化进程加速的过程中,市场竞争主体之间面对日益激烈的竞争态势,新的经济社会环境、新的产业结构调整、新的生产模式和新的经济增长方式都要求企业迅速识别方向,适时调整自己的经营战略,与时俱进,以保持企业健康、快速的发展势头。

在信息如此发达的今天,企业战略要形成差异化确实是一件非常困难的事,而企业的组织管理能力才是其真正的竞争优势所在。管理的特点就是要关注过程,即流程。因此,研究企业业务流程重组必然会成为企业的重中之重。

汽车市场的竞争如此激烈。成本和效益的双重压力迫使企业不得不注重向管理要效益。如今,现代物流与供应链管理的理念正在逐步深入人心,物流新技术和新的管理工具不断涌现,为研究和实现企业物流业务流程重组打造了坚实的基础,创造了良好的应用环境。

借助RFID无线射频识别技术来实现企业物流业务流程重组,运用TRIZ理论的“冲突矩阵”工具来解决RFID技术在应用过程中的疑难问题,规避和控制风险,提高新技术创新应用的效率和效益,就是本文所要论述的主题。

2 TRIZ理论的相关信息

TRIZ的英文音译“Teofiya Resheniya hobreatatelskikh Zadatch”的缩写,其英文全称是“Theory of the Solution of Inventive Problems”,中文翻译为“发明问题解决理论”,也称“创新理论”,还有的音译为“萃智”。

TRIZ是一门由俄国学者阿利赫舒列尔(tshuller)及他的同事于1946年开始创立的新兴科学,最初从二十万份专利中取出符合要求的四万份作为各种发明问题的最有效的解,之后从这些最有效的解中抽象出了TRIZ解决发明问题的基本方法,这些方法又可以普遍的适用于新出现的发明问题,协助人们获得这些发明问题的最有效的解。阿利赫舒列尔先生的小组对该理论进行了不间断的完善,直到1985年阿先生退休。前苏联解体和冷战结束后,TRIZ传人西方国家。迅速在欧美、日本的企业和研发机构中推广和应用。

现在,国际上已经对超过250万份出色的专利进行过研究,总结出各种技术发展进化遵循的规律模式,以及解决各种技术冲突和物理冲突的创新原理和法则,建立了一个由解决技术,实现创新开发的各种方法、算法组成的综合理论体系,并综合多学科领域的原理和法则,形成了TRIZ理论体系。TRIZ理论揭示出创新活动的基本原理和技术进化规律,它使得整个创新过程变成一个可预测、可操作并行之有效的技术过程电子万能材料实验机是现代电子技术与机械传动技术相结合的产物,从而使系统化、产业化的科学创新成为可能。有些公司根据TRIz和专利的数据库,创建出计算机辅助创新系统,使发明创新的自动化逐渐实现。

从应用的角度出发,TRIZ理论更多的是一种科学的思想和方法。它研究进行发明性思维的系统性结构化方法,它阐明了发明或创新是有规律可循的,应用TRIZ理论的直接效益是考察、分析及解决问题方面非常规思考的能力及创造力的全面提升。

TRIZ包括一套完整的理论基础及各类知识库工具,可以帮助人们进行系统性的创建并解决复杂的多元化问题。最常用的工具有基于宏观的冲突矩阵法和基于微观的物场变该软件还具有完全的文件操作功能换法。

目前在美国,TRIZ的主要使用者集中在工程界,包括设计、研发、制造、安全、可靠性等及其他领域,然而,TRIZ科学还在持续发展中,随着它的完善,正在被越来越广泛地应用于流程创新及策略规划等管理和商业领域。Knowledge Wizard软件就是TRIZ专门在非技术领域(业务、管理、营销、物流等)解决创新问题的专业工具。该软件能够帮助其使用者获取问题情况的详细信息,并将数据转换成一个可视的模型,该模型能把因果关系与特定的事件和情况联系起来。然后利用获得专利的Problem Formulator Knowledge Wizard(问题表达知识向导)生成一套综合的创新思考“方向”,帮助使用者形成更广泛的想法,并合理处理这些想法,做出确定、全面决策。这种动态方法可影响个人和团队知识,并能指出最有可能的机会。

TRIZ理论认为发明问题的核心就是解决冲突,冲突主要分为技术冲突和物理冲突。当技术系统某个特性或参数得到改善时,常常会引起另外的特性或参数劣化,这种冲突称作技术冲突。解决这种冲突的传统方法是在多个要求间寻找“折中”,而TRIZ则是努力寻求突破性方法消除冲突;另一类冲突是物理冲突,是指系统同时具有冲突或要求相反的状态。TRIZ引导设计者挑选能解决特定冲突的原理,其前提是要按标准参数确定冲突,然后利用39X39条标准冲突和40条发明创造原理解决冲突。人们应该通过大量的实践来掌握它,在实践过程中不断的发现并解决冲突是推动创新的动力。

3 RFID无线射频技术产业化应用的核心价值

现阶段,许多人认为:RFID技术只是一种信息自动采集技术。将其作为条形码应用的补充或替代;也有些人认为:RFID技术就是一种大容量的信息存贮和交换技术。将其作为对原有信息系统的补充或完善;还有些人认为:现在二维条形码的容量已经大大提高,而应用成本比RFID更具优势。

3.1 RFID技术产业化应用的核心价值

就技术本身而言,RFID具有条形码无法比拟的优势,这些优势可以归纳为:可无接触远距离高速读取信息、可擦写、可循环使用、存储容量大和环境适应性强等。

就产业化应用而言,RFID的核心价值主要体现在:(1)促进实现业务流程重组;(2)通过业务流程可视化实现对流程的管理;(3)实现信息流的连贯、完整、动态、实时;(4)实现信息自动采集和处理分析并支持工作人员做出业务决策。

毫无疑问,只有RFID技术在整个供应链上得到产业化应用,才能充分释放该项技术的优势、快速降低使用成本、促进产业链迅猛发展,为供应链上所有企业带来巨大的经济效益。

3.2 验证RFID产业化应用的价值所在的应用案例

(1)美国医药行业通过RFID技术在其供应链管理领域的应用,实现了药品在生产、储存、流通、消费等供应链上各个环节的高度的追踪性和可视性,有效地杜绝了假冒药品和过期药品的流通,解决了大量过期药品回收难的问题。

(2)国际零售业巨头沃尔玛公司从2006年起,在其商品的采购、仓储、配送和销售等整个供应链上应用RFID技术.目的是加强对供应链上各个环节的掌控,以此提高自己的竞争力。

(3)中国最大的第三方物流服务供应商中远物流,以往采用条码数据采集技术和手工操作,但无法实现库存可视化管理,资源利用效率很低。目前,正在实施在其仓库作业的全流程中应用RFID技术,意欲在大批量、高频率处理货物的工况下,使仓库资源的使用率和仓储配送服务过程实现可视化管理。通过对库内托盘和货位的RFID管理,以大幅度提高管理精准度、提高仓储的效率和效益,为企业的经济效益带来更大的获利空间。

因此,可以这样说:RFID技术的生命力体现在其产业化应用的过程中,产业化应用核心价值的发挥是RFID技术产业化应用的催化剂。而被动使用RFID技术,仅仅将其运用于信息自动采集或仅仅作为信息系统的功能扩展。不能从整体上提高企业各项经营活动的效率,无法充分释放RFID技术巨大的效益空间,阻碍了该项新技术的产业化应用。

4 物流业务流程重组的目标与原则

业务流程重组的第一步是根据企业经营目标,全面反思现行的业务流程,然后对之进行彻底地重新设计,重新组合形成协调紧凑的工作流程,以便在成本、质量、期限等关键绩效方面得到有效改善。

物流业务流程重组的目标是积极适应以客户需求为导向的“快速反应”体系的要求,必须降低数据处理时间,提高数据信息的及时性与准确性;必须依靠快速、准确的原始信息搜集和处理技术,保证供应链上下游动态信息完整、连续、准确;通过对完整、连续的信息流进行跟踪和分析处理,及时准确地做出决策和响应,从而降低供应链采购、生产过程物流保障和销售服务过程中逐级放大的库存,提高物流与供应链管理过程的整体效率。

遵循“物畅其流”这一物流科学宗旨,业务流程重组的原则就是在流程中创造增值。而要想在流程中实现增值,就必须对物流在供应链中的流速、流向和流量进行精细分析,从而形成业务流程重组的解决方案。

流速关注流程有序和均衡,只有均衡有序,才能“提速”。在企业内部供应链的同步化生产,按预定排序生产、具有正反改变功能;整车流排产指导零件流组织、生产计划与商务需求同步等方而对原有流程进行分析,识别阻碍流速的瓶颈,在流程重组的解决方案中,运用TRIZ“冲突矩阵”工具,找到排除瓶颈的方法和手段。

流向要求流程简单和快捷,只有简捷,才能“高效”。在企业外部供应链的供应商合理布局、物流节点科学定位、外部物流稳定运行等方面对原有流程进行分析,运用TRIZ“冲突矩阵”工具,识别流程中的多向无效流动,在流程重组的研究中,科学规划物流路线,消除尤效运行,积极拓展对流业务范围,实现最短路径。

流量强调规模和整合,只有形成了规模效应,才能实现“增值”。在整合社会物流资源实现共享、地区集配和络配置等方面对原有流程进行分析,运用TRIZ“冲突矩阵”工具,解决自备资源和综合利用社会资源的矛盾,构筑物流量的规模效应,以此来拓展资源利用率。

在物流业务流程重组的过程中,积极拓展物流与供应链信息化的管理范围并对其实施集成化管理;同时,企业的信息系统要进行适应性演变,而系统的演变又会对规范物流与供应链管理的业务流程、运作效率和管理精益化起到促进作用,在信息和流程集成的基础上有效发挥信息系统对物流业务流程的指导作用。

业务流程重组需要依靠现代信息技术,借助信息技术有利于实现流程的电子化、自动化,可视化。必须强调的是业务流程重组的出发点是业务,而非信息技术,信息技术是业务流程重组的工具。

5 运用TRIZ理论进行RFID技术在汽车备件物流及其供应链管理领域的应用

如前所述,汽车市场需求的快速增长要求汽车制造业必须对其物流业务流程进行重组,以此迅速提高市场反应速度,而重组的目标是整个供应链运转“提速”,提速就要求流程可视、信息连贯,数据完整,以便决策及时正确。这正是RFID技术产业化应用的核心价值。

众所周知,目前RFID技术应用于开环的物流与供应链管理领域仍处于探索阶段,产业化应用的成功案例还十分鲜见。因此,在该领域探索出一套适应于外部环境和企业经营战略的产业化应用方法非常有意义。

TRIZ的基本思想是“将产品(或创新项目)作为一个系统加以考虑。对产品(或创新项目)的技术改进(或方法改进)问题着手解决之前首先勾画出理想的解决目标,进而设法消除创新设计过程中的工程技术冲突(矛盾)。

运用TRIZ理论工具实现RFID技术的系统化创新,首先要对初始问题进行情境描述,继而要进行创新需求系统分析,再次是建立问题模型,然后完成创新问题定义。针对RFlD技术的创新应用问题,需要采用有效的创新方法和工具支持,及时准确地获取创新性解决方案,最后对所得解决方案进行客观合理的评价。

为了方便讨论,需要建立一个研究平台,本文以在汽车制造企业RFID技术产业化应用研究为例来开展探讨。

5.1 初始问题情景描述

汽车备件领域的实物流独立于企业整车制造系统.其信息流是企业ERP中完整的子系统、供应链涵盖了生产计划、采购供应、生产制造、包装储存、配送服务等。备件业务需求随整车市场保有量的增加而增加,随新车型的增加而增加;备件物流与供应链管理领域直面市场,需要对需求、仓储、客户满足率实施多频次、高效能的管理,它是企业的窗口领域,其运作和管理的质量、期限和成本将直接影响企业的品牌建设和市场竞争力。

期望RFID技术的产业化应用从备件物流与供应链管理领域起步,逐步推广到企业整个供应链管理的全过程。应用步骤是从企业内部物流的改善人手,并逐步向企业外部供应链发展;从一级备件供应商逐步深化到供应链}的所有供应商;从一个地区的经销商逐步推广到整个营销服务络;从对单元化器具层级的数据采集到对单品的跟踪管理;从零部件到整车;从客户订单处理到交付下游经销商和售后服务商等。

5.2 需要解决的问题

根据循序渐进、稳步拓展的原则,选取RFID技术应用研究的出发点是对现生产影响微弱、可变因素少、对生产管理信息系统无干扰、有供应链代表性和可推广应用示范效应的闭环子系统局部闭环。因此,应用研究范围确定为备件管理子系统中的一个完整的丁作环节,即:备件内部供应链的收货、入库、备货、装车、发货和容器返卒等物流全过程,客户订单产生、供应商送货、库位调配、补货、发运、容器追踪等信息流全过程,摸索RFID产品和设备的应用特性与使用条件、RFID中间件系统与上游管理信息系统的接口演变等;应用范围涉及的企业包含了汽车制造企业、部分上游供货商和部分下游经销商在上述应用范围内的全程跟踪、资源凋配、质量控制和防伪鉴别等。

通过对该闭环当前物流业务流程的分析,识别出以下主要问题:

(1)信息流数据采集自动化程度低,人工进行各阶段数据采集和系统更新维护,无法生成相应单据,缺乏对单元化容器实施管理和跟踪的手段,设备利用率低,人力资源浪费。

(2)信息流与实物流不同步,劳动生产率低,无法对作业过程进行实时监控,作业等待时间长,物流速度低。

(3)信息流不完整,分类管理难实施,质量控制难度大。基于预定的业务流程重组目标,利用RFID技术的实时显示加载曲线;自动间隔计时和连续实验;查询、打印实验结果灵活方便;优势,希望重组后的业务流程简洁、管理过程受控、物流速度加快、综合成本降低,持续改善决策科学化。

5.3 创新需求分析

利用RFID技术进行物流业务流程改善的研究应分成几个阶段实施,以上一阶段的研究成果和工作经验。指导下一阶段的研究方向,保证研究工作能够以科学高效的方法稳步推进。

联合学术界、企业界的先行者和国内外业内专家,形成开放的横向推进项目研究小组。共同对RFID技术的产品、设备、中间件、可靠性等方面进行系统的了解和实地试验,在试验过程中研究创新需求并对之加以分析。需求分析的步骤如下:

(1)试验前,建立物流和信息流程分析图、试验动作时间表、设备清单、辅助工具清单;试验中,动态制作单品电子标签、纸包装电子标签和金属容器电子标签,实时拍照和录制视频;试验后,建立实验报告,分析试验数据,把握项目关键因素,总结经验;

(2)借助静态试验分析业务流程和与之相符合的数据流程,测试产品性能,确定设备布置方案;体会工况环境、中间件开发、系统接口等问题,识别应用风险,寻找合适的解决方案;

(3)在静态试验的基础上,用几票真实的备件订单进行若干次动态实战试验。动态试验环节从订单生成开始,到空容器返回为止;逐步完善中间件,实现工作流程可视化;全程跟踪RFID电子标签数据、测试数据层级关联、实现单据生成等,从中剖解出RFID技术可靠性、投资成本、运行费用、编码标准、数据与接口、信息系统演变以及流程改善等各项经济和技术指标;

(4)建立业务流程分析报告、信息系统流程分析报告、试验动作报告、标签信息格式建议、试验报告。

5.4 建立解决方案(基于探讨)

通过动静态试验经验和试验报告。建立的解决方案,编制投资需求估算清单;以RFID技术为核心,构筑新的业务流程,确定工时表,估算劳动生产率水平;依据整车市场保有量,估算备件需求量;基于可视化程度,估计降低库存的贡献等等。

动态实战试验基于上述目标实践,目的是建立解决方案。尽管试验范围仅涉及备件业务的一个局部子系统,但为了今后在全供应链领域中推广应用而积累经验,在RFID系统架构的设计上考虑了整个企业应用需求可能,尽可能全面地使用RnD相关功能。

RFID技术总体应用架构由阅读器层、边缘层、集成层和应用层等组成。

(1)阅读器层位于架构的最底层,读取速率为每秒上百次。

(2)边缘层的服务器定期轮询阅读器并执行过滤和设备管理,产生ALE事件并将其发送至集成层。

(3)集成层接收多个ALE事件,并将其合并至丁作流中,工作流又将其作为更大业务流程的一部分与其他多个系统和人员交互。

根据这个解决方案,进行项目的投入与产出的效益分析,建立产业化应用的工作方法。

5.5 创新效果评价

通过RFID技术应用于备件物流与供应链管理领域研究的动静态试验建立的解决方案,可以展开对项目的投入、产出、利润和I旦l收期的综合分析和评估。首先是编制投资估算清单;以RFID技术为核心构筑新的业务流程,确定工时表,估算劳动生产率水平;依据整车市场保有量,估算备件需求量;基于可视化程度,估计降低库存的贡献等等。

该项目的相关技术经济指标可以做出如下预期:

(1)项目内部收益率:通过对项目在整个寿命期内,按照每年的现金流量折算成现值之和的折现率。考虑到综合银行利率、投资风险率和同行业利润率等因素,预计本项目的内部收益率约为30%。

(2)投资利润率:通过对此项日所预计获得的收益与投资之间的比率,本项目第一阶段的投资利润率预计为20%。

(3)投资回收期:通过对本项目第一阶段投资的累计收益分析,本项目第一阶段的投资回报期约为1.3年。

6 结论

物流业务流程重组随着RFID射频识别技术的发展会得到促进,越来越多的企业在RFID技术产业化积极应用的过程中,必然会遇到许多矛盾冲突。实现创新就是要解决前人没有解决的矛盾冲突。

运用TRIZ理论工具解决矛盾冲突,不需要像以前那样仅仅凭借偶然和无数次试验来获得成功,而是可以按照有序的步骤、明确的目标、科学的手段来逐步获得高质量、高效率的创新性解决方案。RFID技术的产业化应用不再像人们想象的那么复杂和遥不可及了,其核心价值的体现也离我们不远了。(end)

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