基于EPC网络的物流供应链管理

程超超，殷正正，费先玉

宿州学院信息工程学院，安徽宿州，234000

1 EPC网络

RFID技术作为传统条形码识别技术的替代者具有诸多优势，它几乎可以追踪和管理任何物理对象。采用RFID技术最大的好处是可以对企业的供应链进行高效的可视化管理，并且能降低成本。而要使这些好处成为现实并且最大化，必须要制定一个全球统一的标准。因此，将RFID技术与现有的Internet相结合，人们提出了全球范围标识的电子产品码（EPC）的概念，旨在搭建一个可以识别任何事物，同时可以识别这个事物在物流链中位置的开放性全球互联网络，这就是EPC网络。该系统主要由全球产品电子代码（EPC）体系、射频识别技术（FRID）系统以及信息网络系统（INS）三部分组成，见表1所示［1－2］。

表1 EPC网络结构

电子产品码（EPC）是目标物体的身份认证，由一连串的特定编码组成，它在全球范围内是唯一的，也是在全球范围内流通的；射频识别技术系统（FRIDS）负责原始信息的采集和最初的处理工作。当电子标签通过读写器时，内部集成芯片会自动地发送和接收射频信号来完成电子标签信息的读和写；信息网络系统（INS）是EPC网络的软件支持系统，它为上层应用提供服务，包括中间件、对象名称解析服务（ONS）、物理标记语言和EPC信息服务；ONS是现有域名解析服务（DNS）的拓展，它基于DNS，同时又高于DNS。利用电子产品码，通过ONS服务解析出URL，从而获得相应产品的访问通道，如图1所示。

图1 EPC中各模块的关系及工作流程

EPC网络是一个分层次的结构化系统，以RFID技术为主体的感知层负责对物体进行追踪、信息的采集并作简单处理，以现有互联网为主体的网络层实现产品信息的传输、存储和共享。企业、零售商、用户以及移动终端都可以利用应用层提供的一些应用平台，实现产品信息的查询和处理。

2 ONS工作流程

ONS的工作实际上是最大程度地利用Internet上现有的资源，一些主要协议及基础通讯设施都可以在ONS中得到充分的利用。这样，既可以增加系统之间的兼容性，也可以降低投资成本。ONS查询的前部分工作主要是利用一个与DNS相同结构的系统来完成的，而后续的一些查询解析工作则完全是由现有的DNS系统来完成，所以说ONS是DNS的拓展，它是离不开DNS的。如果把ONS与DNS完全独立开来，拥有不同的网络设备、不同的网络协议，这样的设计会大大增加基础设施建设，是完全不现实的，也是完全不必要的。图2描述了基于产品电子码EPC查询产品信息的主要流程。

图2 基于产品电子码EPC查询产品信息的主要流程

步骤1：读写器从EPC标签上读取EPC序列，并作简单处理。

步骤2：标签读写器将EPC序列发送到本地服务器。

步骤3：本地服务器对电子产品码进行相应的URL（Uniform Resource Locator，统一资源占位符）格式转换，发送到本地ONS解析器（Resolver）。

步骤4：本地ONS解析器把URI转换成DNS域名格式。

步骤5：本地ONS解析器基于DNS域名访问本地的ONS服务器，如发现相关的ONS记录，直接返回 DNS NAPTR（Naming Authority Pointer，名称权威指针）记录；否则，转发至上级ONS服务器。

步骤6：DNS服务系统基于提供的DNS域名，通过迭代查询或递归查询，将结果返回给本地ONS解析器一条或多条对应的DNS NAPTR记录。

步骤7：本地ONS解析器从返回的NAPTR记录中提取需要的PML服务器的URL地址，并返回给本地服务器，从而获得相关产品的访问通道。

步骤8：本地服务器基于这些访问通道就可以访问相应的PML服务器或产品信息网页。

3 PML服务器的实现

电子标签是EPC网络中最为普遍的一种元件，功能简易、价格低廉，同时又是层次化结构。这就需要尽量减少电子标签的内存容量，只携带必要的信息，其他有用信息存储在另一个地方。因此，PML服务器的设计方案应为：电子标签内只携带电子产品码信息，产品其余的一些相关信息则存储在网络各个分布式服务器上，亦即PML服务器。厂商和用户可以通过电子产品码得到相关PML服务器的访问权限，以获得具体的产品信息。物理标记语言PML是Auto－ID中心设计的一种计算机可以理解、描述商品的描述语言，它正逐渐成为一个全球化的开放标准，这样，位于世界各地的厂商可以毫无隔阂地使用统一的方式来交换彼此的产品信息，避免不同领域、不同行业之间传输产品信息时的转换问题。

图3描述了PML服务器的结构和工作流程，各模块功能描述如下。

图3 PML服务器结构

（1）Web服务器：位于PML服务器的最前端，客户端发出的SOAP请求直接递交给Web服务器，并将后台系统处理后的结果反馈给客户端，它直接肩负着与客户端交互的任务。

（2）SOAP引擎：PML服务器上所有提供的服务都在SOAP上完成注册［4］，并记录相应的注册信息，以更好地完成对相关服务的搜索和查询。它对来自Web服务器的相关查询请求服务起到牵线搭桥的作用，即让该请求与相应的服务程序建立关联，以便能及时完成某个查询处理服务，同时将处理后的结果返回给Web服务器。

（3）服务端处理程序：具有强大的搜索和查询功能的软件模块，用来处理客户端提出的特定查询请求服务，每个处理程序对应一个特定的查询请求，这样，每个程序既简单又能高效地完成查询任务。

（4）数据源（数据存储单元）：是PML服务器端数据的存储中心，储存产品所有的信息。

PML服务器提供以下三个功能。

（1）库存信息查询：数据信息只对PML服务器所有者或一些特权用户开放，可以实现对每个产品库存量的记录和储存，使企业合理安排产品数量，有效地缓解库存积压。

（2）路径信息查询：记录产品的整个生命期在各个供应链结点中的地理信息、路径信息、物流信息等。它是企业与企业、企业与用户共同建立和分享的信息系统。

（3）原始信息查询：是产品出厂时所携带的一些主要信息，它定义了该产品的基本属性和功能。

4 EPC网络对企业产品供应链的影响

如图4所示，EPC网络在供应链的各个环节上发挥着重要的作用。以企业EPC网络为核心，各个环节紧密联系在一起，有条不紊地管理和控制整个供应链，统筹兼顾各种行为因素，使其发挥最大的效益。

原材料采购环节：原材料的采购作为供应链的源头，它是决定能否成功实施其他环节的重要保证和物质基础，所以实现对源头的有效管理显得尤为重要。有效管理原料采购环节，能综合原料价格、性能、兼容性等因素，选择适合的供应商，完成采购任务。

图4 基于EPC网络的物流管理模型

生产制造环节：实现对整个生产线上所有在生产过程中能用到的物品的识别和跟踪［5］。减少人工操作过程中出现的差错，完成生产线自动化运转，提高生产效率和效益。各个部门能有效地对产品进行跟踪和定位，这样，就能顺利地从庞大的仓库中及时找到原材料和零部件投入到生产制造中，缩短生产周期。

交通运输环节：当产品每经过一个中转点或检查站时就被读写器等相关设备记录下产品当前位置和状态信息，并作简单处理后送至后台服务器，供用户查询和厂商管理。这样，厂商和用户能及时了解产品的位置并估算出物流的到达时间［6］，使得货物运输过程中工作量大大减少，从而降低企业在运输环节中的成本预算。

货物仓储环节：方便而有效的仓储管理能够对产品的进出仓库作出及时迅速的响应，自动无接触地扫描记录货物的每一次流动；通过统计相关数据，还能快速而准确获取仓库的库存水平以及仓储效率，实现降低库存，有序管理仓库货物以及降低人工配送错误，逐步提高仓储管理水平和人员工作效率。在清点货物时，还可以全程搜寻和跟踪EPC标签信号，实现系统自动清点，从而直接获取货物的数量、转运地、始发地等信息。

产品销售环节：在货架上安装自动扫描器，贴有EPC标签的货物放置在货架上后，当某件货物被顾客购买时，收银台能自动识别并向系统报告该货物的移动情况并记录每一笔交易。在大型零售业中，采用EPC技术，系统可详细记录货物信息和交易记录，也易查询一段时期的销售情况和账目管理工作。

资源回收环节：当可循环使用的物品生命期快到时，会产生一种特定信号，系统根据这个信息迅速作出响应，以做好回收准备。资源回收后，可以对产品整个生命期的使用情况作系统而详尽的分析，并根据此分析报告来对产品的功能进行完善和优化；同时，有利于发现供应链各个环节上潜在的问题，从而为整个供应链物流管理的改进和拓展提供可靠而真实的信息。另外，这些回收的资源也可以作为原料被重复利用。

5 优势分析

随着EPC编码的行业标准化问题得以解决，以及物流行业的蓬勃发展，EPC网络必然在经济发展和社会建设中得到广泛应用。EPC网络是一个多层次、多功能的网络系统，用户无须了解底层的具体实现细节，就能方便地享受底层协议所提供的各种服务和应用。同时，企业也可实现对供应链的透明管理［7］。与传统供应链相比，其优势主要体现在：

（1）EPC网络整合所有可利用的资源，使各个环节紧密联系，而不是相互独立，并处于可控状态，实现方便有效的管理。同时，有利于降低存货量、运输成本、生产成本，提高销售总额，缩短产品的供货周期。

（2）提高资源使用率。EPC网络技术的应用，让企业很容易跟踪可回收性资产，如栈板、手推车、货物箱等，使其重复利用，因而可以提高资源使用率，避免浪费，节约成本。

（3）EPC码和RFID 能有效地防止假冒伪造产品的产生，因为它是用全球唯一的识别码来标识的，标签经读取后与生产商资料库对比，可确定是否经过授权。

6 发展与展望

RFID识别技术已经在物流供应链方面得到了大规模的应用和发展，它是多能性的自动识别技术［8］。整个EPC网络系统是一个纷繁复杂的庞大体系，离真正进入大规模商业化的应用还有一段距离。同时还有很多难题有待突破，比如，标准化问题、关键技术的突破问题以及安全隐私问题［9］。但可以看到，随着经济全球化、企业结构调整的迫切需求，一些实验过程中所遇到的问题将不断被发现并被有效地解决，使整个供应链物流管理朝着高度信息化、网络化、透明化以及智能化的方向发展［10］。

［1］杜洪礼，吴隽，俞虹.物联网技术在企业供应链管理中的应用研［J］.物流科技，2011（3）：6－8

［2］张飞舟，样东凯，陈智.物联网技术导论［M］.北京：电子工业出版社，2010：43－57

［3］李再进，谢勇，邬方，等.物联网中PML服务器的设计和实现［J］.物流技术，2004（11）：81－83

［4］邓亦涛.物联网技术在供应链管理中的应用［J］.物流科技，2010（9）：92－94

［5］李颖超.基于物联网的供应链管理优化探析［J］.中国市场，2011（10）：18－24

［6］赵红梅.EPC物联网技术在供应链管理中应用研究［J］.通信技术，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］王辉，沈洁，石英琳.基于物联网的供应链管理发展新趋势［J］.商业时代，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