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RFID于農產品低溫倉儲之應用

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RFID于農產品低溫倉儲之應用

2019-07-25 06:38
  將RFID應用在物流作業或是供應鏈管理,一直是眾人所看好的一個應用方向,希望可以透過RFID的長距離、復數讀取、穿透性佳等特性提升作業自動化的程度,增加供應鏈的能見度(visibility),從而降低供應鏈的成本,提升產品的價值。
  苗栗地區多山,出產多種水果,例如高接梨、葡萄、草莓、楊桃、芭樂、枇杷、桃子、蕃茄及柑橘等等,多具有很高的經濟價值?;趯FID的認知,及改善農產品物流的期望,負責苗栗地區農業技術研究及推廣任務的苗栗區農業改良場,為加速農產品低溫倉儲作業流程及導入資訊化管理模式,并配合行政院農業委員會“建構安全飲食生活U化服務基礎計劃”,乃規劃將RFID應用在農產品低溫倉儲管理,以降低農產品倉儲過程中人力及時間浪費,提高處理效率及降低農產品損耗,并達到提供消費者安全飲食需求之目標。
  卓蘭低溫倉儲為應用對象
  專案初期選擇水果產品做為試驗點,并獲得卓蘭鎮農會的配合,以農會所屬果菜市場的低溫倉庫所儲存的農產品為試驗對象。該倉庫有近千坪之冷藏庫設施,作為區域作物調節供貨使用。
  目前,該庫在進出貨時,皆以紙筆登錄后再鍵入電腦中做成紀錄,因此相關登錄作業相當耗費人力,乃至作物生產旺季時作業處理負擔重,且農產品長期處于相對高溫之環境再進行冷藏將容易發生腐壞等癥狀,進而造成農民損失。另外,各類鮮果之運銷過程不同造成提貨時間不一,致使農會必須全天候指派管理人員隨時登錄使用農友之出貨情形,而造成人力成本提高。
  卓蘭鎮擁有日夜溫差大、干凈水源與肥沃土壤的果樹生長自然環境,加上農友純熟的栽培技術,一年四季均有高品質風味水果生產。在每年七到十月適逢卓蘭鎮高接梨的盛產期,為了產銷調節,農友每天下午在采收后,先在產地分級、以紙箱包裝,然后運送到倉庫前;由倉庫作業人員計數后,將紙箱堆疊,放入倉庫中,再配合市場的需求,分批出貨售出。
  本計劃擬運用RFID相關技術進行倉儲管理之應用研究,期能降低農產品倉儲過程中人力及時間浪費,提高處理效率并降低農產品損耗,建立較佳之生鮮蔬果儲藏管理模式,相關紀錄擬提供作為后續農產品運銷資訊及其產銷履歷物流資訊。
  RFID于低溫倉儲之挑戰
  以本案為例,RFID于卓蘭鎮農會所屬果菜市場的低溫倉庫之應用需面臨以下挑戰:
  紙箱讀取率:農產品富含水分,運搬過程中,又都是堆疊后運搬,對RFID的讀取造成很大影響。
  棧板讀取率:堆高機插取棧板時,方向并不一定,必須確保不論任何方向插曲,安裝在門框的固定式READER都可以讀到。
  儲位設計:目前低溫倉庫有二種儲位設計,一種是貨架式(如圖1),一種是平面堆疊(如圖2)。貨架只能單方向進出,平面堆疊的倉庫也只有一個門進出,造成盤點、出貨方式的限制。
  將RFID應用在物流作業或是供應鏈管理,一直是眾人所看好的一個應用方向,希望可以透過RFID的長距離、復數讀取、穿透性佳等特性提升作業自動化的程度,增加供應鏈的能見度(visibility),從而降低供應鏈的成本,提升產品的價值。
  苗栗地區多山,出產多種水果,例如高接梨、葡萄、草莓、楊桃、芭樂、枇杷、桃子、蕃茄及柑橘等等,多具有很高的經濟價值?;趯FID的認知,及改善農產品物流的期望,負責苗栗地區農業技術研究及推廣任務的苗栗區農業改良場,為加速農產品低溫倉儲作業流程及導入資訊化管理模式,并配合行政院農業委員會“建構安全飲食生活U化服務基礎計劃”,乃規劃將RFID應用在農產品低溫倉儲管理,以降低農產品倉儲過程中人力及時間浪費,提高處理效率及降低農產品損耗,并達到提供消費者安全飲食需求之目標。
  卓蘭低溫倉儲為應用對象
  專案初期選擇水果產品做為試驗點,并獲得卓蘭鎮農會的配合,以農會所屬果菜市場的低溫倉庫所儲存的農產品為試驗對象。該倉庫有近千坪之冷藏庫設施,作為區域作物調節供貨使用。
  目前,該庫在進出貨時,皆以紙筆登錄后再鍵入電腦中做成紀錄,因此相關登錄作業相當耗費人力,乃至作物生產旺季時作業處理負擔重,且農產品長期處于相對高溫之環境再進行冷藏將容易發生腐壞等癥狀,進而造成農民損失。另外,各類鮮果之運銷過程不同造成提貨時間不一,致使農會必須全天候指派管理人員隨時登錄使用農友之出貨情形,而造成人力成本提高。
  卓蘭鎮擁有日夜溫差大、干凈水源與肥沃土壤的果樹生長自然環境,加上農友純熟的栽培技術,一年四季均有高品質風味水果生產。在每年七到十月適逢卓蘭鎮高接梨的盛產期,為了產銷調節,農友每天下午在采收后,先在產地分級、以紙箱包裝,然后運送到倉庫前;由倉庫作業人員計數后,將紙箱堆疊,放入倉庫中,再配合市場的需求,分批出貨售出。
  本計劃擬運用RFID相關技術進行倉儲管理之應用研究,期能降低農產品倉儲過程中人力及時間浪費,提高處理效率并降低農產品損耗,建立較佳之生鮮蔬果儲藏管理模式,相關紀錄擬提供作為后續農產品運銷資訊及其產銷履歷物流資訊。
  RFID于低溫倉儲之挑戰
  以本案為例,RFID于卓蘭鎮農會所屬果菜市場的低溫倉庫之應用需面臨以下挑戰:
  紙箱讀取率:農產品富含水分,運搬過程中,又都是堆疊后運搬,對RFID的讀取造成很大影響。
  棧板讀取率:堆高機插取棧板時,方向并不一定,必須確保不論任何方向插曲,安裝在門框的固定式READER都可以讀到。
  儲位設計:目前低溫倉庫有二種儲位設計,一種是貨架式(如圖1),一種是平面堆疊(如圖2)。貨架只能單方向進出,平面堆疊的倉庫也只有一個門進出,造成盤點、出貨方式的限制。
  將RFID應用在物流作業或是供應鏈管理,一直是眾人所看好的一個應用方向,希望可以透過RFID的長距離、復數讀取、穿透性佳等特性提升作業自動化的程度,增加供應鏈的能見度(visibility),從而降低供應鏈的成本,提升產品的價值。
  苗栗地區多山,出產多種水果,例如高接梨、葡萄、草莓、楊桃、芭樂、枇杷、桃子、蕃茄及柑橘等等,多具有很高的經濟價值?;趯FID的認知,及改善農產品物流的期望,負責苗栗地區農業技術研究及推廣任務的苗栗區農業改良場,為加速農產品低溫倉儲作業流程及導入資訊化管理模式,并配合行政院農業委員會“建構安全飲食生活U化服務基礎計劃”,乃規劃將RFID應用在農產品低溫倉儲管理,以降低農產品倉儲過程中人力及時間浪費,提高處理效率及降低農產品損耗,并達到提供消費者安全飲食需求之目標。
  卓蘭低溫倉儲為應用對象
  專案初期選擇水果產品做為試驗點,并獲得卓蘭鎮農會的配合,以農會所屬果菜市場的低溫倉庫所儲存的農產品為試驗對象。該倉庫有近千坪之冷藏庫設施,作為區域作物調節供貨使用。
  目前,該庫在進出貨時,皆以紙筆登錄后再鍵入電腦中做成紀錄,因此相關登錄作業相當耗費人力,乃至作物生產旺季時作業處理負擔重,且農產品長期處于相對高溫之環境再進行冷藏將容易發生腐壞等癥狀,進而造成農民損失。另外,各類鮮果之運銷過程不同造成提貨時間不一,致使農會必須全天候指派管理人員隨時登錄使用農友之出貨情形,而造成人力成本提高。
  卓蘭鎮擁有日夜溫差大、干凈水源與肥沃土壤的果樹生長自然環境,加上農友純熟的栽培技術,一年四季均有高品質風味水果生產。在每年七到十月適逢卓蘭鎮高接梨的盛產期,為了產銷調節,農友每天下午在采收后,先在產地分級、以紙箱包裝,然后運送到倉庫前;由倉庫作業人員計數后,將紙箱堆疊,放入倉庫中,再配合市場的需求,分批出貨售出。
  本計劃擬運用RFID相關技術進行倉儲管理之應用研究,期能降低農產品倉儲過程中人力及時間浪費,提高處理效率并降低農產品損耗,建立較佳之生鮮蔬果儲藏管理模式,相關紀錄擬提供作為后續農產品運銷資訊及其產銷履歷物流資訊。
  RFID于低溫倉儲之挑戰
  以本案為例,RFID于卓蘭鎮農會所屬果菜市場的低溫倉庫之應用需面臨以下挑戰:
  紙箱讀取率:農產品富含水分,運搬過程中,又都是堆疊后運搬,對RFID的讀取造成很大影響。
  棧板讀取率:堆高機插取棧板時,方向并不一定,必須確保不論任何方向插曲,安裝在門框的固定式READER都可以讀到。
  儲位設計:目前低溫倉庫有二種儲位設計,一種是貨架式(如圖1),一種是平面堆疊(如圖2)。貨架只能單方向進出,平面堆疊的倉庫也只有一個門進出,造成盤點、出貨方式的限制。
  
  圖1、貨架式儲位設計
  
  圖2、平面堆疊倉庫
  結合RFID之倉儲作業情境設計
  考慮專案需求以及實務作業上的條件限制,規劃使用的情境說明如下:
  產品分級及包裝作業:產品在進倉之前要先完成,以做為設施規劃及計費之參考。
  輸入產品及農友資料:將要進倉的資料建檔,做為列印標簽的依據。
  列印RFID標簽:根據前述作業所輸入的產品資料,產生RFID標簽,給每一箱產品唯一的EPC編碼。
  標簽貼附:將RFID標簽貼附在紙箱上,并掃描標簽。
  入庫、開始計費:將貨箱堆放在棧板上,貨箱貼附RFID標簽的面必須朝外,以利設備判讀,提高讀取率。貨相通過倉庫門口時,門口的固定式READER將會自動辨識貨箱和棧板的標簽內容,并通知系統計費開始的時間。
  貨物存放在倉庫中時,可根據作業需要,使用手持式RFID READER隨時進行盤點及查找作業。
  出庫:根據系統指示產生出貨單進行揀貨作業,通過門口時,門口的固定式READER將會自動辨識貨箱和棧板的標簽內容,并通知系統出庫時間。
  系統根據入、出庫時間及產品數量、計費方式計算費用。
  產生應收帳款等單據。
  
  圖3、結合RFID之倉儲作業情境設計
  不同用途的標簽設計
  1.不可回收式紙箱RFID標簽:
  可緊密黏附于紙箱,并可存放于冷藏庫現場環境下至少3個月仍可發揮正常功能。為使存貨農民便于識別自身產品及做為未來產銷履歷標簽用,選用背面可列印文字及條碼、二維碼之RFID標簽,或RFID標簽與二維碼標簽搭配使用。
  2.可回收式人員RFID標簽:
  約一般名片大小,可如識別證佩掛于胸前,可在人員進出時被固定式RFID讀取器所讀取。
  3.可回收式棧板RFID標簽:
  可緊密釘入或嵌入于棧板之不易受到撞擊處,且影響棧板原有負重強度與日常使用作業,并可長期置放于冷藏庫現場環境下使用至少1年,有100%被讀取率(本項作業須將RFID標簽裝設于棧板)。
  4.所購置之所有RFID標簽
  須能長期在現場低溫(至少-5℃以上) 、高濕度之應用環境下發揮應有完整功能。另考量現場作業需求及農產品之價值,需要考量低成本且能發揮應有功能之RFID標簽。
  RFID的倉儲管理系統
  配合本案的進行,另外建置可以整合RFID的倉儲管理系統(Warehouse Management System, WMS)一套,農產品低溫倉儲管理資訊系統功能至少含:
  1.管理資訊系統模組:含基本碼管理、庫存編碼管理、使用者權限管理、中介軟體連線組態設定、資料同步整合機制等。
  2.貨件進出庫管理模組:整合紙箱及棧板RFID標簽,具有入庫管理模組、出庫管理模組、查詢模組(至少可查詢農民、產銷班、貨件種類等條件)等。
  3.人員進出庫管理模組:整合人員用的RFID標簽,具有入庫管理模組、出庫管理模組、查詢模組,并可與貨件進出庫時間相互比對等。
  4.交易記錄管理系統模組:含農友管理資訊(至少包含新增、刪除、查詢等)、帳務資訊系統(至少包含表單輸出等)、流通狀態查詢模組等。
  5.查詢模組:含查詢系統模組(至少包含營業額、農民、種類、倉位等條件)、報表查詢模組(至少包含營業額、農民、種類、庫位等條件)等。
  6.系統須規劃與行政院農業委員會“臺灣農產品安全資訊追溯網TAFT”及未來將開發之“農產品運銷資訊服務平臺”相互介接整合及資料流通等。
  7. RFID行動裝置資訊管理系統:整合RFID Compact控制模組、盤貨與稽查、貨件進出庫支援管理、尋找倉位與查詢、與后臺資料狀態同步等。
  上述關于WMS的需求中,除了1、2、3、6、7功能項目和RFID有關之外,考慮將來消費者意識抬頭,對產品的產銷履歷逐漸重視,同時考慮到未來兩岸共同市場日漸成熟,農產品外銷成為農友增加收入的管道之一 ,本案在開發時就要考慮:
  1.RFID中介軟體開發或市面相關產品采用應符合EPC ALE server標準規范。
  2.開發軟體應規劃具備EPCglobal Network標準架構之資訊交換能力。
  關鍵學習--RFID讀取率之確保
  RFID使用無線射頻來辨識標簽內容,但是無線射頻先天上就容易受到金屬、水份及讀取角度的影響,而造成讀取不良。為了確保入、出庫過程中,所有的標簽都可以被正確讀取,本專案使用以下的規劃:
  1.貨箱的標簽必須朝外
  因為貨箱的內容都是農產品,本身就含有大量水份,為減少水份對標簽讀取的影響,建議必須將貨箱標簽朝外列入標準作業書中。
  2.使用雙標簽棧板
  堆高機作業時,可能從任意方向叉取棧板,為了避免因為標簽的方向和READER垂直,造成讀取問題,本公司規劃在每個棧板的二個方向均安裝RFID標簽,如此不論堆高機操作員從任何方向叉取棧板,均可以確保其一標簽會和READER的讀取方向平行,以確保棧板讀取率可以達到100%。
  3. TAG GROUPING設計
  在實務操作時,為了避免任何可能的讀取問題,本專案使用TAG GROUPING功能,以將棧板和棧板上的貨箱標簽結合成一個群組,如此,即使有貨箱標簽因為任何問題造成讀取障礙時,系統可以透過軟體功能提醒使用者,得做進一步確認。
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