实时企业与基于RFID的企业信息化

实时企业（Real-Time Enterprises，RTE）已成为企业发展的一个新目标和方向，它以信息化为核心体现出了一种新的客户价值，并将企业变革的价值集中到时间这个控制指标上，强调通过技术和管理两个角度的持续改善来提高业务流程的效率，创造经济价值。Gartner Group认为RTE更为强调企业提高信息能见度、准确度、及时度和信息集成度，因此，如何通过快速的数据获取以及将获取到的实时数据进行有效的传输与分发，并且通过ERP、CRM、SCM等企业信息化管理工具实现对实时数据信息的有效分析、处理与展示，并实现数据的价值增值以及对企业的有效管理与控制，已成为RTE在企业管理实现全方位提高和升级过程中的关键环节。本文针对RFID在实时企业环境下，对企业不同应用系统产生的影响以及应用集成模式等进行了分析与阐述。

企业信息化建设目标：实时企业与协同商务

■ 实时企业/协同商务的基本概念

Gartner Group将实时企业（Real Time Enterprise，RTE）定义为：是一家通过使用最新信息来积极地消除其关键性业务流程中的管理与执行过程中的延迟，从而展开竞争的企业。其核心在于两个方面：一个是业务流程不断优化，另一个是与新的信息技术的紧密结合。而协同的概念源自协同商务（Collaborative Commerce，CC）或协同产品商务（Cooperative Product Commerce，CPC），它是在90年代后期电子商务的环境下，提出的一种管理理念及技术，其核心思想是在Internet环境下，实现相关企业间销售、产品设计、制造等信息的统一管理、控制与信息共享的基础上实现相关过程的协作。它包含了：供应链协同管理和企业内部协同管理两个层次。因此，这两个概念从不同的侧面描述了企业信息化建设过程中的应用方向，实时企业将时间作为业务处理过程的重要评价指标，它强调了在信息技术的基础上不断地实现业务流程的优化，从而提高业务处理过程的效率与及时性；而协同商务则以资源的共享程度为评价指标，它强调了在资源共享的基础上通过业务协助与执行过程中实现业务资源的优化配置，从而提高业务处理过程的有效性与透明化。

■ 实时企业/协同商务的基本特征

实时企业与协同商务是企业信息化建设的一个动态目标和能力，通过及时的数据共享与处理来对个人、业务流程或决策产生影响，并消除决策和流程方面的延迟从而提升企业的核心竞争力，即实现低的信息利用成本以及高的信息处理、响应与价值增值的能力。它包含了企业改进服务并削减成本、制定更好的决策，或者是更有效地利用工厂与设备、库存量更少、现金需求量更低、人员需求量更少、对外部环境的认识更深、更快的响应等等，因此，实时企业与协同商务应该具有以下几个方面的关键特征：
 
1、实时数据资源的价值最大化：充分地挖掘实时数据资源的应用价值，并且通过IT技术(包括有线和无线技术)将这些关键数据传输到相关的人员与业务环节中，从而对个人、业务流程或企业决策产生及时的影响，并实现实时数据资源的价值最大化；
 
2、业务流程的持续改进与优化：实时数据的获取与处理使得业务流程的透明化成为了可能，特别是那些对企业最终效益产生具有高度价值与重要性的关键性流程，从而为业务流程的持续改进与优化提供基础和条件；
 
3、企业快速响应与竞争能力的提升：现场实现数据的获取、传输与处理使得基于事件驱动的管理模式成为一种新方向，从而提高了企业在动态变化的业务环节中的快速响应与决策能力以及工作的执行效率，并直接或间接提升企业的核心竞争能力。
 
4、业务资源有效共享与业务协同能力的提升：通过Internet与移动应用技术使得企业的现场、业务部门以及决策部门实现了数据信息的同步与共享，在提高业务计划与执行控制的精确性，并有效提升了企业业务间协同能力。

从上面的一些特征可以看到一个完整的实时企业的管理应用系统应该包括以下三个关键的环节：一是通过RFID、移动终端以及传感器等技术实现企业关键数据的实时获取；二是将这些获取的实时数据通过有线或无线的通信网络实现快速的传输，采用不同的方式会对前端数据的采集设备的部署方式以及数据的使用模式产生直接的影响；三是如何将这些传输过来的实时数据进行有效的数据分析、展示与决策支持，从而实现整个数据信息的价值增值。如果数据无法对业务人员、流程或决策产生影响的话，再好的技术也没有价值，因此实时数据价值增值则成为RTE的价值核心。整个实时企业信息系统的应用架构如右所示：
 
图1 实时企业的应用系统架构与场景示意图

■ 实时企业环境下的企业信息化

Gartner认为业务事件是企业情况中的一项富有意义的变化，作为业务过程中的一个部分，业务事件是由在企业内/外部工作组或个人所引发的或感受到的变化，并对此做出的响应。因此，实时企业是一种“事件驱动型”的企业，它对“系统”外部生成的刺激产生反应。那些具有“事件驱动型”流程的企业与那些具有“在企业内部被驱动”的流程的企业的工作方式存在着明显的不同。例如，在业务方面，事件驱动型可以意味着按订单制造而不是按预先确定的计划制造产品，因此可以适应外部需求的动态变化。另外，企业管理控制的基本过程主要包括：建立标准、用标准评定绩效和对计划执行过程中出现的偏差进行纠正三个基本步骤。实现实时企业迫切地需要缩短这三个步骤的延迟时间，为了实现这一目标，如何精确地、快速地获取相应的数据，并通过业务协同与资源共享来对业务事件进行快速响应，已经成为企业未来发展的一个重要的趋势。下图则显示出来企业产品、管理战略以及信息系统的演化过程，在企业业务过程透明化与决策实时化的管理需求下，对企业的管理信息系统也提出了实时性与移动性的更高要求。

图2 企业产品、管理战略与信息系统的演化    

 
2.1 RFID技术对实时企业的作用与影响

过去几十年IT建设，使企业形成了极为复杂的企业IT应用实体和网络，但是这种体系架构无法使得应用系统快速应对市场需求、业务流程的动态变化以及事件驱动下的业务的执行与处理过程，因此，面向服务的构架（SOA）、事件驱动的构架（EDA）以及业务流程融合（BPM-BPEL）等新一代的IT架构理念与管理方式则成为了目前全球关注的焦点。但是如何准确地获取这些最新的数据信息，并将这些关键的信息以最有效的方式传送给所需要的地点与人员，以及如何将这些数据事件以及信息与企业的业务流程有机地融合到一起，并为企业带来实时的执行、实时的控制以及实时的管理决策，则成为实现实时化企业的关键。因此，从客观上来看，实时企业迫切地需要解决实时的数据获取、实时的数据与业务控制与响应、自动化的业务流程以及实时的商务智能与业务决策与信息展示等一系列的关键性问题。而RFID技术作为自动识别和数据采集（AIDC）目前最新的应用技术，并且具有许多条码所不具备的优越特性，从而为上述问题的解决提供了一个有效的技术方案与支撑。

由于RFID的应用是一个高度复杂的产业化问题，标准和互操作化程度低就难以形成产业规模，没有规模就难以降低成本，对行业应用形成普及和规模覆盖。但从本质上来讲，RFID的核心特点包含了两个方面：一是RFID标签中包含了一个芯片，不仅可以存储标签的本身的ID号（或者EPC编码），同时，还可以将业务中的一些关键数据存储到RFID芯片中，从而可以实现离线的数据的共享与业务同步。二是RFID标签与读写器中的数据交换的传输介质采用了无线射频，因此，数据的传输与交换可以在快速运动过程中、无需“直视”的环境下对单一产品的全生命周期进行个性化的全程管理与监控等场合下得到了大量的应用。同时，由于射频的频段可以从低频（125KHz）、到高频（13.56MHz）、超高频（433MHz、900MHz）以及微波（2.45GHz或5.8GHz ）等不同的频率范围，且不同频率范围内的电磁特性也存在着显著的区别，如射频作用的距离、受环境的影响等。因此，RFID技术相关的优点与缺点均可以从这两个关键的特征得到有效的分析与评估。例如，由于芯片的存在以及芯片的高成本使得RFID的使用成本较条码高出许多；而水和金属对超高频电磁波信号的干扰作用较强的特征也使得EPC RFID标签在水和金属环境下的应用性能存在着一些的影响等等。

目前，随着RFID技术的迅速发展，它已经对制造业、物流业、供应链管理以及企业的内部管理应用带来许多全新的理念、新的功能和新的增长，同时也会对ERP软件的应用模式、业务架构以及开发理念带来许多新的变化，有观点曾预计，ERP产品将会从目前的RFID兼容的阶段很快地发展过渡到以RFID和传感器为核心的新的企业管理应用软件架构的新阶段，此时的ERP软件产品将更加突出实时化、精确化与业务处理的自动化的特征，从而会为企业带来更高的投资回报（ROI）与价值增值。Gartner将RFID在企业中的应用分成三个阶段：第一阶段——企业在内部采用了RFID技术，但应用的目的多半是为验证RFID能够被用在企业的某种环境下，强调RFID硬件的可用，对RFID应用带来的海量信息没有做有针对性的处理和分析；第二个阶段——企业把RFID和现有的业务流程结合在一起。虽然在应用上迈了一大步，但也是把RFID作为原有业务系统的一种完善和补充，仅仅是把RFID读取的数据整合到传统的业务流程中，即用新技术来适应传统的应用，没有业务流程上的创新，因此谈不上RFID应用的ROI(投资回报率)；第三个阶段是以RFID为核心设计业务流程，因为RFID应用从本质上不仅是要收集数据并把数据传送到IT设备进行处理，更重要的是要把信息实时回传以便做出合理的决定，因此必须定义出新的业务流程。因此，只有在以RFID为核心的设计业务流程阶段，才能真正体现出RFID的商用价值。由此可见，把RFID技术作为条码应用的一个补充或是对原有业务系统的完善都是无法体现出RFID的核心价值的。因此有专家强调说只有当RFID应用到以下方面，才能实现RFID价值的最大化，给企业以看得见、摸得着的ROI。这些方面包括：

通过企业系统中的核心业务流程实现企业应用。

将业务流程扩展到智能边缘产品。

通过企业应用的虚拟扩展创造价值。

利用外部工作流来驱动企业系统。

2.2 RFID技术应用中存在的一些误区

目前，在日常的RFID企业应用过程中还存在着一些认识误区。例如，RFID标签和阅读器经常被错认为是EPC/RFID的业务发展目标。但事实上，EPC/RFID的业务目标要深入到企业内部，并将原始的、自动化获取的精确数据应用于企业的各种业务流程中才会体现它的价值增值。此外，RFID技术在企业应用过程中还存在着几个关键的认识误区：

RFID的应用模式与部署方式与条码相同，因此对企业的信息化应用影响不大；
RFID是未来的智能标签，能够解决未来企业与智能家庭中的所有问题；
RFID系统只是完成前端的数据采集与获取工作；
目前，RFID系统的应用主要受到成本与标准的影响而无法大规模的实用。

从目前应用的情况来看，RFID只是处于企业应用系统中的单点式的应用模式，在许多场景下，它的应用方式与条形码有类似的地方，但是，由于RFID本身具有一个芯片，不仅可以进行标签编码的存储，同时，还可以进行大量业务数据的存储。此外，随着芯片性能与处理能力的不断提高，RFID标签不仅可以进行数据的存储，甚至还会包含：数据处理与通信的能力。由于大量的业务数据实现离线存储，使得企业在产品供应链管理过程中，真正实现了信息流与物流的协同，同时，还可以通过在供应链的不同环节下加注产品或企业的关键标注信息，使得在供应链中的任何一个节点均可以实现产品或物品的认证与追踪，从而构建了一个安全的供应链体系。这一种模式常被称为产品电子档案（E-Pedigree）的管理模式（参考图3所示），该模式是RFID所能提供而条形码却无法真正有效地做到的，因此，上面的第一种说法存在明显的不足。

由于目前RFID只是实现未来智能化企业与智能化家庭的一种重要的前端技术，它核心功能在于数据的采集与获取，并且需要与其它的多种技术有机的融合来共同实现企业与家庭中的各种关键性应用。但是，一个完整的企业级RFID系统，就不仅仅是获取或采集数据，它应该同时包括以下三个关键的技术与应用环节，即：数据信息的即时获取与采集、数据信息快速有效地传输以及数据信息的处理与业务展示。在数据信息的获取过程中可以通过RFID、无线传感技器、移动终端设备等新兴技术来实现数据的接入；而通过有线的Internet网络以及无线的网络组织在一起来实现数据的快速传输与路由，同时，数据的传输模式直接决定了RFID设备的部署方式；数据的获取与传输只是前提条件，而将得到的数据进行有效的分析与应用展示才会真正地为企业带来真实的价值。因此，只有将这三个技术环节有机地组织在一起，才能够真正实现一个RFID系统的应用功能，同时，也才会真正为企业带来真实的收益与价值增值，并且有效地帮助企业实现实时企业的长远目标。

最后，由于成本与标准化的问题一直困挠着企业对RFID系统大规模应用的接受与认同，它的确在一定程度上阻碍了RFID的应用与推广，但是，通过大量的实例分析可以发现，影响RFID大规模应用的还有一个更为重要的因素，即具有较高投资回报（ROI）的RFID关键应用模式。由于企业的趋利性特征，只有通过对RFID应用模式的有效设计使其应用具有更高的投资回报时，企业才会根据其受益的情况来采用RFID的相关技术，并且使其能够与企业的业务流程有机地融合在一起。例如，中国铁道部是国内较早采用RFID技术的单位，据报道铁道部在标签成本高、且无国家标准的情况下，对所有的机车车辆以及车厢加上的昂贵的RFID特种标签（约为数十美金），从而有效地实现了对车辆或车厢的追踪，以及车辆运行过程中的路况报警提示，盘活了资产并提高了车辆运行的安全性，据估算，采用RFID后每一年可为铁道部直接带来的收益超过了3亿人民币。因此，对企业来说，一个有效的且具有较高ROI的RFID应用模式，将是影响RFID大规模应用的最为重要的因素之一。目前，RFID硬件设备与技术正在已非常快的速度更新换代，人们已经开始将对RFID硬件的关注转移到了对RFID应用软件，特别是RFID在企业业务流程的优化与影响上来，这已经成为RFID技术的一个重要的发展趋势。人们对RFID技术关注点的变迁如下图所示：

因此，HP副总裁Lampman在第三届EPC/RFID高层论坛上介绍HP的RFID经验时曾说：“采用RFID技术获得的回报与在整个流程中用这种标签信息的次数成正比。”也就是说，企业更应关注能使EPC/RFID数据应用于整个业务流程的应用，不能仅仅简单的将RFID标签“即拍即发（Slap and Ship）”，在流程中读取EPC/RFID数据的次数越多、用这些数据分析并指导业务的实践越多，RFID对企业投资回报也相应会越多。可见RFID将在整个企业的实时化进程中起到关键性的影响。

3.1 面向实时企业的ERP应用发展

为了满足企业行业化、协同工作与动态电子商务以及实时企业与业务流程自动化的迫切需要，ERP系统已从基于概念、价值链向实时化ERP应用阶段发展，该阶段采用实时化的数据处理、事件驱动的业务过程以及基于服务驱动的松耦合动态集成企业应用架构模式，利用RFID、WSN等实时化信息获取处理技术以及SOA技术为ERP系统提供了一个新的技术应用框架，它不仅可以将数据信息动态地获取与实时化地传输，实现“无处不在”（Ubiquitous）数据处理平台，使企业业务流程更加自动化与智能化，管理过程更加透明化，企业的战略规范与经营决策更加精确化和适时化；同时还可以将网络中可获得的各种软件应用资源封装成服务，并可通过合成多个不同企业提供的粗粒度服务来实现业务过程的动态集成，从而在降低系统硬件平台要求以及部署与实施成本的同时，为业务用户提供了敏捷性与灵活性。作为未来实时化企业的技术解决方案，基于SOA并融合了RFID技术的新型ERP系统已成为目前各大ERP系统软件提供商竞相投入研发的焦点，其中，用友的U9与NC等基于SOA并且融合了RFID技术的下一代产品进入到了研发的关键阶段。ERP系统的主要功能与技术发展演化过程如图6所示。

图6 ERP系统功能与技术演化图

3.2基于RFID的实时ERP应用组装与协同服务

面向服务的体系结构(Service-Oriented Architecture, SOA) 是一种面向动态需求的企业架构模型，它为企业提供了业务敏捷性与松耦合的动态集成的一种服务驱动的分布式协同工作新模式，从而使企业获得通过对商业需求的变更进行快速和有效地响应、并从中获得竞争优势的能力。而事件驱动体系架构（EDA）则定义了在松散耦合的软件组件和服务之间进行事件消息传输的一个应用系统设计与实现方法学，由于事件驱动的系统更适合应用在不可预知的和异步的环境里应用，因此构建一个包含事件驱动构架的应用程序和系统，就可以使得这些应用程序和系统响应更加灵敏。可见，SOA解决了企业应用层面上的快速动态响应与适配的问题，且连接服务是以线性的可预测顺序发生的，它可通过ESB来实现大粒度服务的动态组装，但是对于数据来源的准确性、有效性、适配性以及基于数据触发的业务事件处理与响应等方面则有一些明显的不足，而EDA则通过事件驱动方式使得多个无法直接预测的异步事件并行地发生和触发单一动作，并可以根据实时化处理更多业务需求来实现对复杂事件的处理（CEP），满足了企业级应用架构中对事件和实时变化的及时响应需求，从而为实时化的ERP（RT-ERP）系统构建奠定了数据基础。因此，SOA以及EDA与ERP系统的技术融合已经成为了一个发展的趋势。

因此，我们可以清晰地看到RFID技术之所以能够受到业内分析人员广泛关注原因，即将SOA与EDA两种软件体系架构的有机融合，为实时企业提供一种基于动态松散耦合的、且实时事件响应的ERP软件新的技术体系架构。目前，企业中采用RFID技术最大的好处之一就是提高效率和减少人为错误，这是消除人工对业务流程影响后的必然结果，另一个好处是实现了企业新数据的自动化处理，并使企业从分析这些信息中获得收益，其结果是对业务流程的进一步优化，因为有信息支持就可以做出更好的决策。第三个好处则正是在于通过数据事件来驱动企业的业务过程，而且这些异步发生的数据事件通过对事件语义的解析处理后，形成了应用层事件，而这些事件基础架构包括了：企业服务总线(ESB)层中事件的产生、事件的信息发送、复杂事件处理，企业的核心业务流程的触发以及事件的监视处理过程等，从而会对企业的整个IT系统架构与设计产生一些影响，并加速了企业业务流程中的影响与流转速度。RFID事件在整个企业应用管理系统中的处理机制与方式如图7所示。

图7 RFID事件在企业应用管理系统中的处理机制

其中，在安全与容错机制的控制下，数据过滤采集器可以将各种标准的RFID编码信息进行采集、过滤和处理，并且形成一个相应的RFID事件，在将RFID事件进行语义封装后，将已订阅的消息进行发送、传递以及监控，随后通过解析后再将事件提交给业务过程引擎，从而触发企业的关键业务流程，为企业的各种业务应用平台（ERP、SCM等）提供数据与业务事件的支持。

例如，当一个贴有EPC RFID标签物品进入到仓库读写器天线的感应区时，系统无需人员处理而可以自动地获取该事件，从而根据设定的业务规则来驱动后台的事件处理系统感知当前正在进行的事件并且试图解读数据，并且实现网络化订单的同步自动验核与处理，从而实现应用层事件（ALE）驱动企业的业务过程的自动化。因此，在RFID事件语义封装与处理机制以及事件对业务过程驱动机制的保证下，当与企业ERP系统进行应用集成时，包含了数据与技术的集成外，应用业务的优化也是RFID与ERP系统的集成的关键，RFID从企业的客户到供应商之间的各种业务环节上，均有对应用价值增值的空间。

例如：针对客户，可以通过RFID与CRM的应用来增加客户满意度、增加收入机会、准确把握客户个性化需求等；针对分销环节，可以使得渠道商降低全局库存水平、提高伙伴忠诚度、降低渠道管理的成本、防止窜货、快速响应市场等；针对销售环节，通过RFID可以提高发货的准确率，降低营销费用以及退货率，减少销售提前期、合理快速报价，提高预测准确率、减少盲目促销、并可提供准确的销售分析；而对库存环节，通过RFID可能提高库存信息的准确性与及时性，减少库存呆滞、提高库存周转率并降低盘点差异率等；针对采购环节，通过RFID则可以降低采购成本与风险、缩短采购周期、保证物料质量、减少库存、提高采购订单执行的可视性；而在供应商管理环节，通过RFID可以有效地保证优质安全的货源。同时，通过增加管理过程的可视性、降低决策风险、挖掘信息的价值，并提高业务协同的效率，最终通过科学决策来实现增加收入、降低成本、从而实现企业可持续发展的目标。RFID在实时企业整个业务链中的价值增值分别如图8所示。

图8 RFID在实时企业整个业务链中的价值增值示意图

随着多数企业和产品的生产模式从MTS（面向库存的生产）向ATO（面向定单的装配）或ETO（面向定单的）模式转变，即从大量生产方式向精益化的生产方式转变，这就使得企业对包括原材料、在制品、零件和最终产品等所有物料的跟踪和控制重要性日益凸显，而物料和质量的跟踪以及物流与信息的协同一直是ERP系统设计过程中的重要内容。因此，通过RFID技术与ERP的应用集成与业务流程的持续优化，在企业精益化生产与及时生产的过程中，在现场数据、业务处理和实时决策的基础上，实现从计划、管理到控制一体化，从而为真正实现实时化企业的目标提供有效的技术支持与流程保障。

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