國軍裝備零附件導入RFID後勤作業研究

(1)

行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告

國軍裝備零附件導入 RFID 後勤作業研究研究成果報告(完整版)

計畫類別：個別型

計畫編號： NSC 99-2623-E-011-006-D

執行期間： 99 年 01 月 01 日至 99 年 12 月 31 日執行單位：國立臺灣科技大學工業管理系

計畫主持人：陳建良共同主持人：王孔政

計畫參與人員：碩士班研究生-兼任助理人員：黃建融碩士班研究生-兼任助理人員：丁滌塵碩士班研究生-兼任助理人員：吳士昌碩士班研究生-兼任助理人員：古孟塵碩士班研究生-兼任助理人員：吳霽耕

處理方式：本計畫涉及專利或其他智慧財產權，2 年後可公開查詢

中華民國 100 年 03 月 31 日

(2)

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 ■成果報告

□期中進度報告國軍裝備零附件導入 RFID 後勤作業研究

計畫類別： ■ 個別型計畫 □整合型計畫計畫編號：NSC 99－2623－E－011－006－D 執行期間：99 年 1 月 1 日至 99 年 12 月 31 日

執行機構及系所：

國立台灣科技大學工業管理系

計畫主持人：

陳建良教授

共同主持人：

王孔政教授

計畫參與人員：

國立臺灣科技大學工業管理系：黃建融、吳霽耕

中原大學工業與系統工程系：丁滌塵、吳士昌、古孟晨

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：□精簡報告 ■完整報告

本計畫除繳交成果報告外，另須繳交以下出國心得報告：

□赴國外出差或研習心得報告

□赴大陸地區出差或研習心得報告

□出席國際學術會議心得報告

□國際合作研究計畫國外研究報告

■ 涉及專利或其他智慧財產權(軍方敏感資訊)，不公開查詢

考量軍方敏感資訊，部分圖片與表格已經特殊處理

中華民國一百年三月二十八日

(3)

摘要

無線射頻辨識系統 (Radio Frequency Identification, RFID) 在美國軍方、零售業者沃爾瑪 (Wal-Mart)以及各界的推動下，被認為是影響未來全球產業發展之重要技術，極具未來發展性。而國軍正值推動人力精實與新一代後勤戰力之際，將RFID 技術與軍事後勤管理進行整合是非常重要的，其中包括庫存管理、維護管理以及運輸管理等。RFID 技術可促進精準後勤 (Focused Logistics) 適時、適地、適質、適量、適人地提供支援，有效支援部隊作戰。

本計畫由國家科學委員會補助國立台灣科技大學與國防部後勤管理處合作，選定聯勤儲備物流中心提供RFID 系統資訊並對 RFID 應用於國軍後勤管理進行可行性分析與成本效益分析。本計畫首先參考產官學研既有的成果及經驗(包括軟硬體、資訊架構、關鍵技術、應用限制與成功案例)，以加速系統建置及驗證。本計畫進行流程分析與系統分析，利用價值溪流分析製作現況圖與具有物流，資訊流及時間流的現行流程圖 (As-Is Model)，並以企業流程再造 (Business Process Reengineering, BPR) 的概念製作未來理想圖與改善後流程圖 (To-be Model)。本計畫亦進行 RFID 軟硬體上線測試，並提供具體改善數據。本計畫結果將能提供有價值的資訊以作為策略管理基礎並能在未來運用至RFID 軍事後勤管理。

關鍵詞：無線射頻辨識系統、國軍後勤管理、價值溪流分析

(4)

Abstract

With the promotion from US military, Wal-Mart and the other industry leaders, Radio Frequency Identification (RFID) has become one the key technology influencing the industry development all over the world. Due to the manpower reduction in coming years, it is important for R.O.C. military to integrate RFID technology to modern military logistics management, including inventory management, maintenance management, and transportation management. RFID can facilitate the focused logistics providing the right amount of right part to the right user at the right time and at the right place.

National Science Council supports this project to National Taiwan University of Science and Technology to cooperate with Division of Logistics Management, Ministry of National Defense to develop a prototype RFID system and apply it to Combined Logistics Distribution Center. Both feasibility study and cost-effectiveness study are conducted for the application of RFID system to military logistics. This research first reviews existing RFID-related application results and

experience from industry, government, university, and research institute (including hardware, software, system architecture, key technology, application constraint, and successful case study) to speed up the system development and feasibility study. This study emphasizes the flow analysis and system analysis and uses value stream mapping methodology to draw current state mapping and as-is model with material flow, information flow, and time flow. Based on the concept of business process reengineering (BPR), future state mapping and to-be model with RFID application are also development. The pilot implementation of RFID application to warehouse is conducted and real data of efficiency improvement is also demonstrated. The results of this study can provide valuable information for the strategy management and the future application of RFID to military logistics management.

Keywords: RFID, Military Logistics Management, Value Stream Mapping

(5)

誌謝

本計畫為行政院國家科學委員會補助研究國防部後次室研究主題「國軍裝備零附件導入 RFID 後勤作業系統」，由國立臺灣科技大學工業管理系陳建良教授與王孔政教授帶領國立臺灣科技大學與中原大學研究生共同執行。計畫進行時間自 2010 年 1 月 1 日至 2010 年 12 月 31 日，計畫主要參與人員包括

國防部後次室：蒲澤春中將次長、程振寰少將處長、張智強少將處長、梁永坤上校、孟俊伸中校

聯勤司令部：房茂宏少將處長、紀華新上校聯勤汽車基地勤務廠：方裕軍少將廠長

鶯歌庫：賴俞雯中校、高建文少校、李昆峰上尉、莊為評中尉、陳望月士官長台北廠：張懷祖上校、郭俊佑中校、陳冠緯少校、陳培欣士官長

國立臺灣科技大學：陳建良、王孔政、黃建融、吳霽耕中原大學：丁滌塵、吳士昌、古孟晨

本計劃由衷感謝國家科學委員會補助，國防部後次室、聯勤司令部、聯勤汽車基地勤務廠、鶯歌庫、台北廠大力支持與協助，國立臺灣科技大學與中原大學兩校研究生任勞任怨，

日以繼夜的執行計畫。本計劃成果已發表一篇 EI 期刊論文與兩篇國際研討會論文 1. J. C. Chen, K. J. Wang, C. H. Cheng, Y. J. Fang, C. J. Sun, J. W. Chien, 2011, Logistics

Efficiency Improvement with Lean Management and RFID Application, Key Engineering Materials, Vol. 450, pp. 373 – 376 (EI).

2. C. H. Cheng, J. C. Chen, P. T. B. Huang, C. C. Chang, T. C. Ting, C. J. Huang, K. F. Li, P. S.

Chen, Application of Lean and RFID to Warehouse Management, The Second POMS-HK International Conference, Hongkong, China, January 6 – 7, 2011.

3. J. C. Chen, K. J. Wang, C. H. Cheng, Y. J. Fang, C. J. Sun, J. W. Chien, 2010, Logistics Efficiency Improvement with Lean Management and RFID Application, The 3rd International Conference on Advanced Design and Manufacturing (ADM 2010), Nottingham, UK,

September 8 - 10, 2010.

願在此與計畫夥伴分享此計畫成果，謝謝。

國立臺灣科技大學工業管理系陳建良、王孔政謹致

2011.03.30

(6)

目錄

摘要 ... I Abstract ... II 致謝 ... II 目錄 ... IV 圖目錄 ... VI 表目錄 ... IX

第一章緒論 ... 1

1.1 研究背景與動機 ... 1

1.2 研究目的 ... 2

1.3 研究範圍與工作分解結構 ... 4

1.4 研究步驟 ... 6

第二章文獻探討 ... 11

2.1 無線射頻系統簡介 ... 11

2.2 國內應用 RFID 之實際案例 ... 22

2.3 國外應用 RFID 之實際案例 ... 27

2.4 價值溪流分析 (Value Stream Mapping, VSM) ... 40

2.5 企業流程再造 (Business Process Reengineering, BPR) ... 43

第三章資料收集與分析 ... 47

3.1 現況作業流程 ... 47

3.2 現行流程圖 ... 50

3.3 未來流程圖 ... 51

3.4 零附件選定 ... 51

第四章流程圖之建構 ... 54

4.1 情境示意圖 ... 54

4.1.1 現況情境示意圖 ... 54

4.1.2 導入 RFID 後之示意圖 ... 55

4.2 作業流程圖 ... 56

4.2.1 現況作業流程圖 ... 56

4.2.2 導入 RFID 後之作業流程圖 ... 58

4.3 價值溪流圖 ... 60

4.3.1 現況價值溪流圖 ... 61

4.3.2 未來價值溪流圖 ... 65

4.4 計算假設之條件 ... 72

(7)

第五章 RFID 導入模擬測試... 73

5.1 RFID 設備種類之選擇 ... 73

5.2 RFID 設備實地架設 ... 75

5.3RFID 讀取率測試 ... 77

5.4 RFID 模擬實地測試 ... 80

5.4.1 儲備中心鶯歌庫收貨流程記錄 ... 81

5.4.2 儲備中心鶯歌庫出貨流程記錄 ... 82

5.4.3 台北聯保廠收貨流程記錄 ... 83

第六章績效衡量 ... 86

6.1 儲備中心鶯歌庫績效衡量 ... 86

6.1.1 儲備中心鶯歌庫收貨清點時間績效 ... 86

6.1.2 儲備中心鶯歌庫收貨每人每時收貨清點處理量績效 ... 86

6.1.3 儲備中心鶯歌庫接受回報時間績效 ... 87

6.1.4 儲備中心鶯歌庫撥發回報時間績效 ... 88

6.1.5 儲備中心鶯歌庫回報人員績效 ... 88

6.2 台北聯保廠績效衡量 ... 88

6.2.1 台北聯保廠收貨清點時間績效 ... 88

6.2.2 台北聯保廠每人每時收貨清點處理量績效 ... 89

6.2.3 台北聯保廠接收回報時間績效 ... 90

6.2.4 台北聯保廠回報人員績效 ... 90

6.3 績效衡量分析 ... 91

第七章成本效益分析 ... 93

7.1 成本效益分析指標 ... 93

7.2 成本效益分析模型建置 ... 93

7.3 成本分析 ... 95

7.3.1 設置成本分析 ... 95

7.3.2 變動成本分析 ... 96

7.4 效益分析 ... 96

7.5 成本效益推估 ... 98

第八章研究成果 ... 101

參考文獻 ... 102

國科會補助專題研究計畫成果報告自評表 ... 106

附錄一會議記錄 ... 107

附錄二年度計劃執行項目 ... 108

附錄三各零附件價值溪流圖 ... 109

(8)

圖目錄

圖 1 2005-2011 全球 RFID 產值預估 ... 1

圖 2 工作分解結構圖 ... 5

圖 3 研究流程 ... 7

圖 4 RFID 系統資訊 ... 9

圖 5 RFID 系統架構 ... 11

圖 6 各種樣式的電子標籤外觀 ... 12

圖 7 各種主動式標籤 ... 13

圖 8 各種被動式標籤 ... 14

圖 9 各種樣式 RFID 讀取器 ... 15

圖 10 Auto-ID Center 定義之 RFID 中介軟體架構... 16

圖 11 RFID 系統運作架構圖 ... 17

圖 12 電磁感應式系統的工作原理 ... 17

圖 13 微波式系統的工作原理 ... 18

圖 14 國內 RFID 產值 ... 23

圖 15 RFID 應用與產業策略發展... 23

圖 16 台灣 RFID 整體策略及推動藍圖 ... 24

圖 17 精技物流中心使用 RFID 收貨 ... 26

圖 18 精技物流中心使用 RFID 出貨 ... 27

圖 19 2007 年全球主要零售業者 RFID 應用情形... 28

圖 20 Wal-Mart 導入 RFID 情境 ... 29

圖 21 RFID 電子貨櫃封條 (Smart-Seal) ... 31

圖 22 Smart-Seal 插銷後，使用於貨櫃開啟門處 ... 31

圖 23 港口到港口之安全通道作業流程 ... 32

圖 24 裝置 RFID 電子封條到貨櫃 ... 32

圖 25 貨櫃抵達貨櫃中心 ... 33

圖 26 記載封條與貨櫃資訊 ... 33

圖 27 解除 RFID 電子封條 ... 33

圖 28 美軍規劃標籤之階層標準與發展步驟 ... 34

圖 29 美軍 RFID 使用進程 ... 35

圖 30 貨櫃上負載著主動式 RFID 標籤 ... 35

圖 31 美軍的集裝箱在各港口、機場、鐵道、及物流中心裝置有射頻辨識 ... 36

圖 32 美軍沿線布建移動式之 RFID 讀取裝置... 36

圖 33 價值溪流分析圖 ... 41

圖 34 價值溪流分析繪製之圖像 ... 41

圖 35 原來照後鏡生產的價值溪流圖 ... 43

圖 36 現狀照後鏡生產的價值溪流圖 ... 43

圖 37 企業流程再造基本定義 ... 45

圖 38 企業再造模型圖 ... 46

(9)

圖 39 四個主要影響流程再造因子 ... 46

圖 40 接收撥發現況 ... 47

圖 41 零附件一般申請撥發作業流程 ... 48

圖 42 零附件緊急申請撥發作業流程 ... 48

圖 43 零附件入庫上架作業流程 ... 49

圖 44 零附件撿料下架作業流程 ... 49

圖 45 零附件軍品清點作業流程 ... 50

圖 46 物料流與資訊流現況圖 (國內自製軍品) ... 50

圖 47 物料流與資訊流未來圖 ... 51

圖 48 儲備中心鶯歌庫現況示意圖 ... 54

圖 49 台北聯保廠現況示意圖 ... 55

圖 50 儲備中心鶯歌庫導入 RFID 後示意圖 ... 55

圖 51 台北聯保廠導入 RFID 後示意圖 ... 56

圖 52 儲備中心鶯歌庫現況收貨流程圖 ... 57

圖 53 儲備中心鶯歌庫現況出貨流程圖 ... 57

圖 54 台北聯保廠現況收貨流程圖 ... 58

圖 55 台北聯保廠現況出貨流程圖 ... 58

圖 56 儲備中心鶯歌庫導入 RFID 後之收貨流程圖 ... 59

圖 57 儲備中心鶯歌庫導入 RFID 後之出貨流程圖 ... 59

圖 58 台北聯保廠導入 RFID 後之收貨流程圖 ... 60

圖 59 台北聯保廠導入 RFID 後之出貨流程圖 ... 60

圖 60 儲備中心鶯歌庫與台北聯保廠現況價值溪流圖 ... 62

圖 61 儲備中心鶯歌庫現況價值溪流圖 ... 63

圖 62 台北聯保廠現況價值溪流圖 ... 64

圖 63 基本倉儲作業 ... 65

圖 64 庫存撥發與欠撥撥發效益比較 ... 65

圖 65 儲備中心鶯歌庫與台北聯保廠庫存撥發未來價值溪流圖 ... 66

圖 66 儲備中心鶯歌庫與台北聯保廠欠撥撥發未來價值溪流圖 ... 67

圖 67 未來組織扁平化價值溪流圖 ... 69

圖 68 未來組織扁平化庫存撥發價值溪流圖 ... 70

圖 69 未來組織扁平化欠撥撥發價值溪流圖 ... 71

圖 70 購買設備實體圖 ... 75

圖 71 儲備中心鶯歌庫 RFID 架設示意圖 ... 76

圖 72 台北聯保廠 RFID 架設示意圖... 76

圖 73 模擬供應商黏貼 RFID 標籤示意圖 ... 77

圖 74 鶯歌儲備庫黏貼 RFID 標籤示意圖 ... 77

圖 75 RFID 標籤黏貼與紙箱擺放示意圖... 78

圖 76 載具 ... 79

圖 77 系統畫面 ... 79

圖 78 儲備中心鶯歌庫模擬使用 RFID 收貨實況... 81

(10)

圖 79 儲備中心鶯歌庫模擬使用 RFID 出貨實況... 83

圖 80 台北聯保廠模擬使用 RFID 收貨實況 ... 84

圖 81 台北聯保廠上架作業 ... 85

圖 82 RFID 導入前後儲備中心鶯歌庫每人每時接收清點棧板數比較... 87

圖 83 RFID 導入前後儲備中心鶯歌庫每人每時接收清點件數比較... 87

圖 84 RFID 導入前後台北聯保廠每人每時接收清點棧板數比較... 89

圖 85 RFID 導入前後台北聯保廠每人每時接收清點件數比較... 90

圖 86 模擬導入 RFID 作業時間改善績效 ... 92

圖 87 成本效益估算模型 ... 94

(11)

表目錄

表 1 標籤的選用與各種因子之評估表 ... 10

表 2 R/O 、WORM 和 R/W 標籤比較表... 12

表 3 主動式標籤與被動式標籤比較表 ... 13

表 4 標籤分類 ... 14

表 5 無線電波頻譜分類 ... 18

表 6 RFID 標籤與傳統條碼之比較 ... 20

表 7 傳統條碼與 RFID 系統作業效率與資料取得速度之比較... 20

表 8 各類頻段建議選用標籤 ... 21

表 9 國內政府單位推動 RFID 現況 ... 25

表 10 國內企業推動 RFID 情況... 26

表 11 精技物流中心 RFID 系統績效指標表 ... 27

表 12 國外企業推動 RFID 現況... 28

表 13 Wal-Mart 導入 RFID 獲益表 ... 30

表 14 企業流程再造的定義 ... 45

表 15 選定零附件之材質與尺寸 ... 52

表 16 儲備中心鶯歌庫各項軍品之前置與工作時間 ... 52

表 17 台北聯保廠各項軍品之前置與工作時間 ... 52

表 18 RFID 各頻段特性... 73

表 19 購買設備規格介紹 ... 74

表 20 庫房 RFID 設備實地架設佈置資訊 ... 76

表 21 不同容量標籤比較 ... 77

表 22 RFID 讀取率環境及假設說明... 79

表 23 儲備中心鶯歌庫裝箱 RFID 讀取率 ... 80

表 24 台北聯保廠裝箱 RFID 讀取率 ... 80

表 25 儲備中心鶯歌庫模擬導入 RFID 收貨時間... 82

表 26 儲備中心鶯歌庫模擬導入 RFID 接收回報時間... 82

表 27 儲備中心鶯歌庫模擬導入 RFID 撥發回報時間... 83

表 28 台北聯保廠模擬導入 RFID 收貨時間 ... 84

表 29 台北聯保廠模擬導入 RFID 接收回報時間 ... 85

表 30 儲備中心鶯歌庫收貨清點時間績效 ... 86

表 31 儲備中心鶯歌庫每人每時收貨清點處理量績效 ... 86

表 32 儲備中心鶯歌庫接受回報時間績效 ... 87

表 33 儲備中心鶯歌庫撥發回報時間績效 ... 88

表 34 儲備中心鶯歌回報人員績效 ... 88

表 35 台北聯保廠收貨清點時間績效 ... 89

表 36 台北聯保廠每人每時收貨清點處理量績效 ... 89

表 37 台北聯保廠收貨清點時間績效 ... 90

表 38 台北聯保廠回報人員績效 ... 90

(12)

表 39 儲備中心鶯歌庫時間績效 ... 91

表 40 台北聯保廠時間績效 ... 91

表 41 儲備中心鶯歌庫綜合績效衡量 ... 91

表 42 台北聯保廠綜合績效衡量 ... 92

表 43 設置成本試算表 ... 94

表 44 變動成本試算表 ... 94

表 45 效益項目試算表 ... 94

表 46 成本效益分析表 ... 94

表 47 儲備中心鶯歌庫設置成本 ... 95

表 48 台北聯保廠設置成本 ... 96

表 49 儲備中心鶯歌庫變動成本 ... 96

表 50 儲備中心鶯歌庫人事成本節省 ... 97

表 51 台北聯保廠人事成本節省 ... 97

表 52 儲備中心鶯歌庫變動成本 ... 97

表 53 台北聯保廠作業時間成本節省 ... 97

表 54 欠撥撥發儲備中心鶯歌庫額外節省成本 ... 97

表 55 欠撥撥發台北聯保廠額外節省成本 ... 98

表 56 儲備中心鶯歌庫效益 ... 98

表 57 台北聯保廠效益 ... 98

表 58 儲備中心鶯歌庫成本效益 ... 99

表 59 台北聯保廠成本效益 ... 99

表 60 成本效益分析 ... 100

(13)

第一章緒論

美國國防部 (Department of Defense, DoD) 於 2003 年 9 月對主要供應商宣布 (孫秀惠，

2006)，自 2005 年 1 月開始，所有軍品應儘可能的使用 RFID 標籤，並且積極地推動射頻標籤應用。在第二次美伊戰爭中，美國陸軍在車輛與貨櫃上使用 RFID 標籤，使得美國陸軍的後勤支援系統變得更有效率。全球規模最大的百貨零售業者沃爾瑪 (Wal-Mart) 百貨公司自 2005 年1 月 1 日正式導入無線射頻辨識系統 (Radio Frequency Identification, RFID) 後，要求前 100 大供應商必須將 RFID 使用在棧板、紙箱上，其他次要廠商也能在 2006 年 12 月起跟進其 RFID 實行配套措施，並於 2007 年 1 月前，前 600 大供貨商的紙箱都必須建有 RFID 標籤。

Wal-Mart 與美軍積極倡導使用 RFID 於其供應鏈管理，使 RFID 在供應鏈物流管理上的使用為一大躍進。美國Auto-ID Center 對 IBM 的研究指出 (江美欣，2004)，RFID 應用在物流所帶來的好處，包括節省人工成本、提高精確性及加快處理速度三部分。相較於現行已久的條碼技術，RFID 的導入確實替世界上某些具有影響力的企業帶來許多便利，而且所呈現的發展潛力，亦超越條碼技術所能到達的水準，引起全球企業高度的注意，成為21 世紀物流管理熱門話題。

1.1 研究背景與動機

無線射頻辨識系統是一項利用無線射頻作為新的應用，並不是近幾年發明的技術，卻於最近幾年開始蔚為風潮。最早於第二次世界大戰時期，RFID 技術即被英軍運用來作為戰鬥用機敵我識別用途，直至目前，飛機航安系統仍使用 RFID 做識別。隨著電腦資訊技術以及超大型積體電路技術的成熟與發展，RFID 技術愈發成熟，加上 Wal-Mart、美國國防部、德國麥德龍 (Metro Group)、英國特易購 (Tesco) 等大型物流系統企業組織的推波助瀾，以及 Business Week 等國際商業媒體競相報導，各行各業的大小企業都在關注這一技術。許多市場分析、顧問公司及設備製造商更預估未來 RFID 會創造出驚人的市場規模 (李耿賢，2006)。ABI Research 資料顯示 (經濟部投資業務處，2008)，2007 年全球 RFID 市場規模達 51.19 億美元，

較2006 年的 38.13 億美元成長 34%；預測 2011 年可達 115.14 億美元。推估 2006~2011 年 RFID 市場整體複合成長率 (CAGR)約 25%，其中軟體的複合成長率最高達 36%，如圖 1 所示。

資料來源：經濟部投資業務處，2008 圖 1 2005-2011 全球 RFID 產值預估

(14)

於各界的推動下，RFID 被認為是影響未來全球產業發展之重要技術，且其應用於企業界已有多年，部分成功個例的實行及導入方法都可供其他相關企業作為參考。惟將 RFID 導入軍事用途，目前以美國國防部獨占鰲頭。

現行軍品補給系統由於國軍軍隊的各式補給品、料件之品項數量繁多、彈藥及軍品的運輸與管理 (羅振錡、羅淑蝦，2005)，以及部署作戰的需要，產生了大量物流與後勤管理的需求，於進行儲存與運補時對於品項、數量的掌控均需投入大量的人力；而戰時條件的緊急與惡劣，讓軍隊後勤的挑戰，更遠大於民間。由於國軍裝備零附件具有來源眾多、新舊雜陳、

樣多量雜、參數多樣等特性，於管理執行面難度甚高，要達到人力的精簡、成本的降低、資產的透明化、供補的時效，就必須打破現行以人工進行的庫管作業層級，選擇更精確且有效的科技技術，致力於改善缺失及即時滿足部隊需求，並縮短支援路線及反應時間，才能達到精準零附件存貨、有效支援作戰部隊之目標。隨著 RFID 所能應用的範圍越來越廣，在國軍實施“精進案”之際，若能將 RFID 辨識標籤的識別技術，運用於補保、運輸作業與勤務管理等國防後勤作業，結合部隊任務，當可有效節省人力。除可確實掌握各類補給品之品項、數量與補貨需求，提供部隊適切之勤務支援之外，相信在整個後勤支援體制裡，數位化科技的投入更能有系統的掌握物資的脈動，以達成適時、適地、適質、適量地提供精準後勤 (Focused Logistics) 支援，有效支援部隊作戰。

而RFID 技術的興起，雖有國內外知名企業導入 RFID 技術之優勢與利益，但我國軍方對 RFID 技術的研究和應用仍處初步的階段，尚未完全成熟。目前國軍正致力於改善後勤資訊系統，力圖人力作業的精減。本計畫將針對現行後勤作業流程進行重整，與國軍單位相關部隊長官確認本計畫所發展之改善後流程，並提出 RFID 導入國軍後勤管理作業之可行性分析。

我國國軍後勤是否使用、如何使用RFID，必須在客觀分析自身條件、RFID 技術特點、RFID 技術的侷限性以及如何面對導入應用中可能出現的問題等情況，選擇適合我軍後勤作業實際的策略，期以本計畫之施行，能更完善國軍後勤資訊系統。

1.2 研究目的

現代戰爭具有「預警時間短、決戰速度快」等特色 (高整軍，2005)，當作戰期程愈趨縮短，武器系統與軍用裝備日益精良，後勤補給之難度便隨之升高，任務亦更形繁重；又因為國防預算逐年降低，導致人員訓練、後勤補給等經費相對減少，加上配合政府之國軍精實案、

精進案的推行，為了應付日益龐大的維修運補體系運作與作業人員的逐年減少，國軍勢必需要另尋適用之後勤資訊系統，以達到高效率與低人力之主動補給目標。

為有效推動國軍後勤策略推動方案，精進國軍後勤支援效率，若導入 RFID 支援管理國軍後勤管理，將重大助益國防部策頒之「國防施政」綱要計畫，而且有效解決物流資訊的即時採集和傳輸問題，加快各項業務的處理速度，實現物資保障從供應地到需求地的全程可視。

加上對戰場在途軍品的即時追蹤和指揮控制，可提升我國軍整體的供補保修能力、精準、迅速地完成各型裝備修護任務，必將大大改善我軍的物資保障現狀，提高軍事物流保障能力，

共創整體供應鏈物流系統的附加價值。本計畫即是針對軍中現行後勤補給物流作業之瓶頸，

運用 RFID 其強大自動化管理的特性及技術，快速反應下級單位需求、減少作業時間與步驟以及降低人力作業負擔。

本計畫為配合國防部進行“國軍裝備零附件導入 RFID 後勤作業研究”之研究，探討 RFID 應用於軍事業之現況及發展趨勢，對於我國軍事物流如何導入 RFID 管理技術，以國軍裝備

(15)

零附件為例，進行導入策略研究。計畫首先將參考產官學研既有的成果及經驗 (包括軟硬體、

資訊架構、關鍵技術、應用限制與成功案例)，應用至聯勤儲備物流中心，針對聯勤儲備物流中心提供RFID 系統資訊，以加速系統建置及驗證，並對 RFID 應用於國軍後勤管理進行可行性分析與成本效益分析。本計畫將加強流程分析與系統分析工作，先對於聯勤儲備物流中心補給流程現況進行瞭解，利用價值溪流分析 (Value Stream Mapping, VSM) 製作具有物料流、

資訊流及時間流的補給流程現行流程圖 (As-Is Model)，再以企業流程再造 (Business Process Reengineering, BPR) 的概念製作平時未來流程圖 (To-Be Model)，並選擇適合國軍後勤管理使用之RFID 技術、標準、頻率、軟硬體與零附件包裝，規劃 RFID 標籤及讀取器之安裝位置，

提供 RFID 系統資訊並進行可行性與成本效益分析，發揮有限資源最大之成本效益，滿足全方位作戰需求，提昇三軍聯合作戰整體戰力，並達「緊急應變、快速反應、立即作戰」之目標。藉 RFID 結合國軍後勤資訊系統管理，除可縮短軍品出入庫撥發時間、精簡人力、減少人工作業誤差，還可提升庫管申撥透明化、強化物資調節、增進軍品管理效益，並大幅提升供補時效與準確性，以「速度管理」的後勤理念，達成速度快、效能佳、成本低的優勢。

系統導入前的可行性分析是不可或缺，未來國軍後勤 RFID 管理系統開發前所需之可行性分析，本計畫成果將提供其計劃導入之依據，經由本計畫之執行將可使 RFID 資訊系統開發與導入更為順利且成功機率增加。本計畫研究重點如下：

策略面：給予未來國軍各單位後勤補給策略應用與建議。

管理面：參考國內外應用RFID 之實際案例以及美軍執行 RFID 於零附件管理上之經驗、執行策略、計劃與應用細節。並探討三軍各補保單位導入RFID 應用於零附件管理的關鍵成功因素與方法。

技術面：依據美軍方之RFID 技術與規範，或自行建立國軍 RFID 技術與相關技術的介面和服務的標準規範，對各類軟硬體之運用進行總體規劃。同時，提出 RFID 導入國軍後勤裝備零附件管理之可行性分析，以利國軍整合三軍後勤資訊管理系統，完成後勤支援共同作業平台，達到資產全程透明化之目標。

執行面：以企業流程再造 (Business Process Reengineering, BPR) 及價值溪流分析 (Value Stream Mapping, VSM) 進行國軍後勤管理現有流程診斷，對現有的軍品運補過程重新思考和再設計，並與專案管制室共同訂定驗證實務流程，進行模式驗證，於規劃未完善處提出缺失改善。探討RFID 導入零附件管理前之成功關鍵因素，期使三軍在有限資源前提下，能妥善規劃分配資源於重要基礎條件上，增加 RFID 導入零附件管理成功機率。在本計畫執行下，期望以 RFID 導入策略之探 討達到下列目標：

分析美軍導入RFID 之經驗、執行策略、計劃與應用細節。

探討國軍裝備零附件現行一維條碼導入RFID 的關鍵因素與可行性分析。

選擇適合國軍使用之RFID 技術標準、頻率與軟硬體。

確認計畫選定之國軍後勤管理單位於RFID 應用下必須部署的設備、要項。

訂定驗證實務流程，進行模式驗證並提出缺失改善。

供應商協同合作管理標籤配置及應用。

使供補作業有下列改善：

減少資料錯誤縮短盤點揀貨時間

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即時資訊更新降低人力耗費

RFID 之應用策略上隨著各產業特性不同而有所差異，目前台灣 RFID 研究與應用範圍尚未擴及至國防軍事後勤管理領域，因此本計畫與過去執行之 RFID 相關計畫在應用範圍有所不同，期望以本計畫之施行成為未來在各軍種各軍品推廣RFID 之重要參考依據。

1.3 研究範圍與工作分解結構

本計畫預計完成下列的工作項目。其中部份項目完成後將有文件或資訊系統等具體成果:

資料收集與分析

經由會議確認執行單位與零附件，了解相關單位之後勤補給流程，計畫執行過程將對於流程進行分析，並對於人員口述經驗法則彙整成文件。計畫完成後將以文件化的結果呈現，

可供軍方將部屬經驗轉為文件化知識，未來可建立知識平台進行分享或教育訓練使用。

建立價值溪流分析As-Is Model 與 To-Be Model

計畫執行前，相關作業流程可能不盡完善。計畫完成後可提供詳細的流程圖供軍方參考。

彙整與分析RFID 導入相關資料

蒐集RFID 導入相關資料，並對於所蒐集之資料進行分析，列出 RFID 使用上之限制，評估出最適當的導入措施及軟硬體設備。計畫完成後將以文件化的結果呈現，可供軍方進行教育訓練，將RFID 推廣至其他執行單位。

提供RFID 系統資訊

計畫執行前，沒有RFID 系統可供軍方進行實際測試。計畫完成後將可提供 RFID 系統資訊，未來可利用此資訊評估RFID 系統導入後勤補給之可行性。

成果報告

計畫完成後將進行成果報告之撰寫，未來軍方可參考此報告，考量到軟硬體、環境等限制，將RFID 相關技術推廣至其他單位。

本計劃工作分解 Work Breakdown Structure (WBS)、分工與查核點，如圖 2 所示，其中台灣科技大學/中原大學與聯勤儲備物流中心的分工，依據圖示中的大小點，作為分工之主力。如補給流程分析，聯勤儲備物流中心針對目前運補情況進行說明，中原大學/台灣科技大學則進行紀錄並加以分析。主要之工作項目為：資料收集與分析、文獻收集與分析、建立As-Is Model 與 To-Be Model、提供 RFID 系統相關資訊。

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圖 2 工作分解結構圖

(18)

1.4 研究步驟

首先以軍售、商購、跨區調撥支援等裝備零附件為研究選擇範圍，確認實施 RFID 之執行單位與零附件標的物。而後與執行單位進行訪談，深入了解相關單位之後勤補給詳細流程現況，並將該零附件補給流程之物料流與資訊流現況以流程圖形式表達，製作詳細的現行流程圖 (As-Is Model)。經由普查既有軟硬體、資訊架構與成功案例等相關技術後，探究目前成功企業及美軍施行 RFID 之導入策略，彙整與分析相關案例之規劃歷程與相關應用標準，供本計畫導入之參考。

本計畫之重點在於改善現行流程，強調需求分析與流程改造。以企業流程再造 (Business Process Reengineering, BPR)進行國軍後勤管理現有流程診斷，針對現有的軍品運補過程重新思考和再設計，分析漢光演習與戰區實兵實施 RFID 管理後，接收國內緊急物資之配送作業流程與效率。將以價值溪流分析 (Value Stream Mapping, VSM)針對現行流程圖去蕪存菁，並規劃RFID 標籤及讀取器之設置地點，製作平時後勤補給的詳細改善後未來模式圖。於 To-Be Model 建立完備後將進行模式驗證，於規劃未完善處提出缺失改善，最後針對國軍後勤作業裝備零附件進行RFID 導入之可行性評估。

本計畫書中所使用之As-is Model 與 To-be Model，其用意為闡述未來研究將使用的方法，

現有流程為研究團隊與軍方需求單位討論後所繪製，目前僅限於概略了解之情形，只包含了資訊流及物流之基本規劃。未來在選定執行單位及裝備零附件後，將與執行單位確認各流程之詳盡細節，對於物料流及資訊流進行詳細的了解並分析，其中物料流將包含項目、規格、

數量與包裝等訊息，資訊流將包含訂單資訊、倉儲資訊、配送資訊、銷售資訊等訊息，完成物料流與資訊流之規劃後，再加入時間線藉以了解前置時間與加工時間，以利後續進行流程分析與改善。詳細切實的流程將於計畫實際執行時做調整。執行單位將成立專案管制室定期與本計畫研究小組研討策略方向與研究方法，依據目標修訂研究程序，另規劃試行單位成立執行小組，訂定人、物、評估成效標準，作為未來推行之依據。最後根據計畫研究內容，說明研究成果，並提出本計畫執行結論。本研究流程如圖 3，各步驟說明分述如下。

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可行性分析

(技術面、管理面、成本效益面)

訪談執行單位開始

分析價值溪流建立 As-Is Model

彙整與分析 RFID導入相關資料

分析價值溪流建立 To-Be Model

模式驗證 (是否符合需求)

結束

NO Yes

確認執行單位與零附件

提供RFID系統資訊

撰寫成果報告步驟一

步驟二

步驟三

步驟四

步驟五

步驟六

步驟七

步驟八

步驟九

圖 3 研究流程

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步驟一：確認執行單位與零附件

首先確認本計畫實施 RFID 之執行單位與零附件，目前選定執行單位為聯勤儲備物流中心及台北聯保廠。以軍售、商購、跨區調撥支援等裝備零附件為選擇範圍，於計畫執行單位與零附件選擇上將優先選擇較易凸顯 RFID 績效之裝備零附件，以陸軍旋翼機例，其來源以軍、商購為主，各級維保單位分布北、中、南，導入 RFID 後可研究分析其差異性與效能，

此類零附件可作為本計畫優先選擇研究對象，其他如因採購作業流程或供應商出貨等問題則不列入選擇考量。

步驟二：訪談執行單位

先前已與國防部後次室後勤管理處進行多次會談，瞭解軍方現行狀況及導入 RFID 之需求，已選定軍方合作單位為聯勤儲備物流中心，並已與國防部後次室後勤管理處主管一起參訪此中心，與中心廠長及主管訪談，實地瞭解現行作業與所遭遇問題。

步驟三：利用價值溪流建立As-Is Model

透過訪談深入了解聯勤儲備物流中心現況後，將該零附件補給流程之物料流與資訊流現況以流程圖形式表達，製作詳細的現行流程圖 (As-Is Model)。

步驟四：彙整與分析RFID 導入相關資料

完成執行單位需求確認及單位現況資訊蒐整後，本計畫於RFID 技術導入零附件管理前，

將普查既有軟硬體、資訊架構與成功案例等相關技術，先行探究目前成功企業及美軍施行之 RFID 導入策略，彙整與分析相關案例之規劃歷程與相關應用標準供本計畫導入之參考。

步驟五：利用價值溪流建立To-Be Model

本計畫重點在於改善現行流程，因此本部分以企業流程再造 (Business Process Reengineering, BPR)進行國軍後勤管理現有流程診斷，針對現有的軍品運補過程重新思考和再設計。將以價值溪流分析 (Value Stream Mapping, VSM)針對現行流程圖去蕪存菁，並規劃 RFID 標籤及讀取器之設置地點，製作平時後勤補給的詳細改善後流程圖 (To-be Model)。

步驟六：提供RFID 系統資訊

考量部份零附件為金屬，預計使用超高頻 (UHF) 被動式 RFID 產品安置於棧板、箱子、

零附件。將 RFID 標籤嵌入各種補給產品上，使每項產品的資料在接收與出庫時，能及時的將資料匯入伺服器，讓倉庫管理人員能及時掌握每項產品的資訊以提升軍用品出入庫撥發時間、縮短支援的反應時間與、縮短盤點揀貨時間等。RFID 資訊系統，如圖 4 所示。

步驟七：模式驗證

To-Be Model 於建立完備時，便與聯四成立之專案管制室共同訂定驗證實務流程及成效評估標準進行模式驗證，了解並確認RFID 應用於本計畫選定之裝備零附件，其正確率是否夠高，於規劃未完善處提出缺失改善。

此外RFID 系統可作為物流資訊的傳送管理，藉由此資訊平台達到資訊通透的效果，撥發單位與接收單位可從資訊平台即時進行確認，兩方所獲得的資訊是否一致，以確保申補物品品項數量無誤。本部分工作包含使用者驗證、流程驗證與缺失改善。

(21)

…

圖 4 RFID 系統資訊步驟八：可行性分析

本研究強調需求分析與流程改造，在As-is Model 與 To-be Model 進行過程中會加強流程分析。經模式驗證與缺失改善後，最後針對國軍後勤作業裝備零附件進行RFID 導入之可行性評估，包括技術面、成本效益面與管理面等。

技術面

從技術面探討軟硬體與資訊系統，評估導入所需之軟硬體設備，了解並確認RFID 應用於裝備零附件管理時，其正確率是否夠高。

成本效益面

成本效益面則探討使用RFID 之投資成本收益，估計導入所需的軟硬體成本、節省的人事費用、庫管成本等，以及流程改造後的效益，比較流程改善所減少的時間與人力，對工作效率是否確實改進。

簡化流程：運補過程，各單位不需人工點收，只需透過讀取器即可完成出入庫作業。

降低人力耗費：原本需大量人力之作業，如軍品出入庫點收、定時盤點、文件傳送，現由RFID 讀取器取代這些作業，最多只需要一人即可完成。

縮短軍品出入庫撥發時間：原本需多重作業程序 (入庫點收、資料登入資訊系統等)的入庫作業，以一個棧板的貨件為例，約需 10 分鐘；改善流程後只需由 RFID 讀取器掃描即可，估計約1 秒

縮短盤點揀貨時間：定時盤點由人工點收改為RFID 讀取器讀取，可同時讀取多筆資料，減少盤點時間

庫管申撥透明化：國軍後勤供應鏈中各節點可隨時了解申補物品之運補狀況即時資訊更新：透過RFID 讀取器將讀取資料回傳資訊平台中心，可馬上更新物品狀態及庫存資訊

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管理面

評估RFID 應用於國軍零附件管理時，何時置入 RFID 標籤於零附件上與應用何種標籤最具零附件管控之效益，其評估重點如下：

RFID 標籤黏貼在物品上之功能性 (如表 1 所示) RFID 應用環境之影響 (如表 1 所示)

RFID 導入之商業性 (如表 1 所示) 整合RFID 資訊到企業應用系統之能力 零附件資訊之必要性

表 1 標籤的選用與各種因子之評估表

因子低頻

LF

高頻 HF

近距離超高頻 NF UHF

遠距離超高頻 FF UHF

水與溼度 0 0 0 1

金屬 0 1 1 0

控制範圍 0 0 0 2

標籤形式 0 0 1 0

資料傳輸 1 0 0 0

操作範圍 1 1 1 0

抗碰撞 2 0 0 0

安全機制 1 0 2 2

功能的可用性 0 2 2

效能的可靠性 0 0 1 1

硬體的可用性 0 0 1 1

系統成本 0 0 0 0

應用環境

功能性

商業性

資料來源：聶志祿，2008 步驟九：撰寫成果報告

根據計畫所研究內容，提出本計畫執行結論，並說明研究成果、達成預期目標情況與研究成果的應用價值。本計畫旨在以RFID 改善現行零附件後勤管理流程，規劃 RFID 使用於零附件管理之時點，依據國軍零附件運補過程提供一 RFID 導入之策略性分析及建議。國軍後勤資訊系統正待改善，而 RFID 系統開發前的可行性分析是不可或缺的，本計畫之研究成果將可提供未來開發 RFID 資訊系統之依據，期望經由本計畫之執行預先排除可能發生之阻礙與困難，以提高未來RFID 資訊系統開發與導入之成功機率。

(23)

第二章文獻探討

本章節將分別討論無線射頻辨識系統、國內應用RFID 之實際案例、國外應用 RFID 之實際案例、價值溪流分析與企業流程再造等主題之國內外相關研究進行文獻收集與整理。

2.1 無線射頻系統簡介

二次世界大戰時期 (江佳益，2005)，英國使用一種無線電技術做為區分敵軍飛機及盟軍飛機之敵我識別器 (Identity Friend or Foe, IFF)。當飛機接近時，陣地發射無線編碼 (Coded) 電波信號給飛機，飛機收到信號後若無法立即回覆正確編碼資料，代表為敵方飛機，立即開火，而此種利用無線電自動詢答的溝通技術，即為無線射頻辨識系統的先驅。

1980 年代初期，某些企業體驗出 RFID 於管理上的效益，試著將 RFID 應用於貨品及裝箱上，協助公司在貨品及裝箱上的管理識別。而隨著 1990 年代個人電腦的普及以及半導體的快速發展，RFID 於功能及技術上的發展有重大的突破；在 2003 年的波斯灣戰爭中 (莊伯達，2003)，英美聯軍全面性的採用 RFID 來達成可視化 (Visibility)的後勤作戰系統，順利解放了伊拉克，更促使RFID 的應用層面大幅提昇，引發 RFID 潛藏的利益及效用，帶來應用的熱潮。

無線射頻辨識系統由電子標籤 (Tag)、讀取器裝置 (Reader)、天線 (Antenna)、系統平台 (Server) 及資料管理系統 (Data Base) 等組成。RFID 最主要的核心元件是一個直徑小於 2 毫米的電子標籤，其系統運作原理為將一個電子標籤內嵌在商品中，透過相距幾釐米到幾米距離內讀取器發射的無線電波，就可以讀取電子標籤內儲存的資訊，將所需的資料利用無線電波傳送到讀取器，再由後端的應用系統 (System Integration)進行資訊判讀及運用，進而達到能自動辨識物品目的，其系統運作如圖 5 所示。

射頻識別系統構成 (RFID System Component)

應用系統(Application Systems)

Wired/Wireles s

解讀器 (RFIDReader)

電子標籤 (RFID Tag) Power

Data(ID) HF : 13.56 MHz

UHF : 868,915,950 MHz Microwave : 2.45GHz

圖 5 RFID 系統架構

利用 RFID 系統，物品之識別工作無須人工干預，不僅可同時識別多個標籤且可識別高速運動物體，更可工作於各種惡劣環境。RFID 的在功能上近似於智慧卡或 IC 晶片卡，但儲存的記憶容量更大、外觀尺寸也可以縮小很多，逐漸被用來取代現有固定式或接觸式之識別

(24)

標籤、商品條碼 (Bar Code)，是一種針對接觸式系統的缺點發展而來的「非接觸式」自動識別技術。以下詳細介紹系統各元件：

電子標籤

標籤是由晶片與天線組成的，內含有記憶體，並存有一定格式的電子資料作為標籤所附著物品的資訊。每個標籤具有唯一的電子編碼 (Electronic Product Code, EPC 或其他編碼)，主要用途為貼在物品上，負責儲存識別資料及其它用來表示待識別物品的標識性資訊，如品號、

品名、規格等，並無固定之形狀大小，如圖 6 為各種樣式的電子標籤外觀。當受無線電射頻信號照射時，能反射回攜帶有數位字母編碼資訊的無線電射頻信號，供讀取器處理識別。

圖 6 各種樣式的電子標籤外觀

標籤的讀寫方式分為唯讀 (Read Only, R/O)、可寫入一次讀寫多次 (Write Once Read Many, WORM)、以及重覆讀寫 (Read/Write, R/W)，其內容說明如表 2 所示。

表 2 R/O 、WORM 和 R/W 標籤比較表

類別唯讀 (Read-Only, R/O)

僅能寫入一次多次讀取 (Write-Once Read-Many,

WORM)

可重複讀寫 (Read-Write, R/W)

功能標籤晶片內的資訊出廠時已固定，使用者僅能讀取標籤晶片內的資訊而無法進行寫入或修改的程序

使用者可以寫入或修改標籤晶片內資料一次，和唯讀標籤相同也可進行多次讀取

使用者可以透過讀取器進行標籤內晶片資訊之讀取與寫入，資料可以視需要附加或重新寫入應用範圍門禁管理

車輛管理物流管理動物管理

資產管理生物管理藥品管理危險品管理軍品管理

航空貨運及行李管理客運及捷運票證信用卡服務

成本低 → 高

依標籤內是否內含電池，又可區分為兩種：標籤內裝有建入電池的為主動式標籤 (Active) 及未建入電池的為被動式 (Passive)標籤。主動式標籤與被動式標籤之差異如表 3 所示，主動式的 RFID 電子標籤內裝有電池，主要在於增強無線射頻發射的功率，使讀取距離較遠且精

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準，但主動式 RFID 電子標籤的電池使用期有限且更新不便，整體成本較高。圖 7 為各種不同樣式的主動式標籤外觀。

表 3 主動式標籤與被動式標籤比較表

項目 主動式標籤 被動式標籤

標籤電力來源標籤內部使用RF 技術從讀取器轉換電力來源

標籤電池內附電池無裝置電池

電力可得性持續僅有在讀取範圍內

標籤訊號強度需求非常低非常高

讀寫距離較長，4-5m 較短，15-20cm

產品成本較高較低

使用壽命約5-10 年約20 年

產品體積較大較薄

多標籤讀取在每小時100 英里時數下，可同時讀取超過1000 個標籤

在讀取器前3 公尺，可同時讀取至多 100 個標籤

資料來源：葉建忠，2006

圖 7 各種主動式標籤

反觀被動式 RFID 電子標籤則無須電池，直接透過讀取機發射無線射頻訊號至標籤，再經由共振原理將訊號折射回讀取機進行判讀 (辨識原理於後詳細說明)，讀取距離雖不如主動式來的遠，但就市場價格而言，卻可為採用之企業機關降低許多支出的成本。依使用者需求，

標籤外型上有不同的設計，圖 8 為各不同樣式的被動式 RFID 電子標籤。依標籤功能由 Class 0 到 Class 4 定義五種不同類別的特性及運用如表 4。

(26)

資料來源：韋僑科技圖 8 各種被動式標籤

表 4 標籤分類

層別名稱特點

Class 0 身分辨識用標籤 (Identity Tag)

被動式唯讀

EPC編碼於出廠時寫入發射訊號能量來自Reader 讀取範圍：最遠10米

由Symbol (前身是Matrics)製造目前有64及96bit兩種版本

Class 1 身分辨識用標籤 (Identity Tag)

被動式

一次寫入多次讀取 EPC編碼由使用者寫入發射訊號能量來自Reader 讀取範圍：最遠10米主要製造廠商有Alien等目前有64及96bit兩種版本

Class 2

多功能標籤 (Higher Functionality)

被動式

較多功能 (與Class0、1比較) 較多可用記憶體 (與Class0、1比較) 可讀、可寫

具備感應器 (Sensor)能力讀取範圍：最遠10米

Class3 半被動式 (Semi Passive)

具備電池供應Sensor

較多可用記憶體 (與Class2比較) 感應器 (Sensor)

讀取範圍：最遠30米

Class 4 主動式 (Active)

較多功能 (與Class3比較) 較多電池電力 (與Class3比較) 較多可用記憶體 (與Class3比較) 讀取範圍：大於100米

資料來源：RFID Journal，2006 讀取器裝置

一般是由天線、射頻模式、讀寫模式組成，其最主要的功能在於接收與解讀標籤上儲存

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的資料。首先接收主機 (Host)端的命令，產生發射無線電射頻信號，並接收電子標籤反射回來的無線電射頻信號，由讀取器通過網路與其它電腦或系統通訊，處理後得到標籤資訊，從而完成對標籤的資訊獲取、解釋以及資料管理經過。此外讀取器內含控制器 (Controller)及天線，如果讀取距離較長，則天線會單獨存在。讀取距離被視為標籤與讀取器通訊成功與否的關鍵 (李耿賢，2006)。讀取器的讀取範圍大致上可分為三類：非常短距離 (接近 60 公分)、

短距離 (接近 5 公尺)、以及長距離 (100 公尺以上)，圖 9 為各種樣式讀取器。基本上，讀取器必須具有以下的特徵：

兼容性：讀取器必須兼容產品電子編碼系統通訊協定，單一的讀取器必須能夠和所有的EPC 標籤進行通訊。

適應性：讀取器的空中界面和網絡界面可以根據通訊量進行改變，適應不同的通訊速率。

易於發展：讀取器在現有的網絡結構中必須做到非常容易安裝，因此讀取器最基本的網絡界面是基於TCP/IP 的乙太網。

易於維護：通過組織成員的控制信息，讀取器能夠被遠程維護，如此就不需 分散的維護系統。

資料來源：帝商科技圖 9 各種樣式 RFID 讀取器

天線

天線負責無線電訊號的感應，是標籤與讀取器之間收發的管道，藉透過天線來控制系統信號的獲得與交換。天線的形狀與大小有多種形式，例如可以裝在門框上，接收從該門通過的人或物品的相關資料；還可安裝在適當地點監控到陸上的交通情況等。

系統平台

負責後台系統控管與其他相關系統的連結，一般稱為中介軟體 (Middle Software)。根據美國MIT Auto-ID Center 提出的中介軟體系統架構，將 RFID 中介軟體分為 Reader Interface、

Processing Module 及 Application Interface，如圖 10 所示。

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資料來源：黃運貴，2007 圖 10 Auto-ID Center 定義之 RFID 中介軟體架構

各模組的功能說明如下 (黃運貴，2007)：

Reader Interface

提供 RFID Reader 硬體與中介軟體之連接介面。

負責 Reader Adapter 與後端軟體之通訊介面，並要能支援多種 Reader Adapter。

能夠接受遠端命令，控制 Reader Adapter。

Process Module

在系統管轄下，能夠觀察所有 Reader 的狀態。

提供 Processing Modules 向系統註冊的機制。

提供 EPC code 和 non-EPC code 轉換的功能。

提供 Reader 管理的功能，例如新增、刪除、停用、群組…等功能。

提供過濾不同 Reader 所接收內容的功能。

Application Interface

透過一致的 XML-RPC/SOAP-RPC 溝通方式。

連接企業內部既有資料庫 (如存貨系統) 或 EPC 相關資料庫，使外部應用系統可透過此 RFID 中介軟體取得相關 EPC/nonEPC 資訊。

管理系統

結合資料庫管理系統、電腦網路與防火牆等技術，提供全自動化安全便利的即時監控系統功能。相關的整合應用可包括航空行李監控、生產自動化管控、倉儲管理、運輸監控、追蹤管理、保全管制管理等。

無線射頻辨識系統的辨識原理如圖 11，由讀取器在某一個區域內發射射頻能量形成電磁場，讀取器與無線射頻標籤之間的距離則取決於兩個的發功頻率。無線射頻標籤在通過此一區域時，就會被讀取器所發射的無線電波所觸發，進而啟動標籤的運作。當讀取器與無線射

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頻標籤互相連結形成通連後，就可以藉由讀取器來讀取無線射頻標籤內的資料，或以讀取器來修改無線射頻標籤內的資料，並透過標準介面與應用系統進行資料交換的作業。

圖 11 RFID 系統運作架構圖

RFID 有兩種運作方式：電磁感應式與微波式。在頻率 125k-135kHz 和 13.56MHz 是以電磁感應式，此方式是利用電流通過讀取器的線圈時會產生磁場，當 RFID 標籤進入此一電磁波範圍後，透過這個磁場，使得RFID 標籤內的圈狀天線產生電流，而這種電流就能啟動 RFID 標籤的IC 晶片，並且將識別資料以無線電波的方式傳遞給辨識器作確認及後續之控制動作，

如圖 12。

資料來源：周湘琪譯，2004 圖 12 電磁感應式系統的工作原理

而頻率 2.45GHz、UHF 頻帶則是以微波式來利用電波交換訊號。RFID 裡的天線收到讀取器讓天線產生電波，在天線內部形成共振，進而產生電流。使用這個天線來通訊，就可以交換讀取器和 RFID 標籤之間的資料，如圖 13。但無論是運用上述哪一種方式，RFID 的通訊距離，都會依產品的不同而異，像是天線大小及形狀都會影響通訊距離；IC 晶片的性能與讀取器的不同也會影響通訊距離；使用攜帶型的小型讀取器更是會縮短通訊距離。目前通訊鉅離的上限，若是使用13.56MHz 時，約在 70 公分左右，而使用 2.45GHz 時，則是在 2 公尺左右。

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資料來源：周湘琪譯，2004 圖 13 微波式系統的工作原理

RFID 系統是藉由頻率使讀取器和標籤透過無線方式進行溝通，故 RFID 系統操作頻率的選擇，往往會影響到讀取距離、溝通資料的速度，天線的尺寸也可能對其他射頻系統產生干擾等，因此在選擇操作頻率時，仍需依照實際需求來決定。

一般無線電頻譜的劃分可由頻率或波長來分類，分類表如表 5 所示。目前 RFID 主要運用無線電波段和微波波段的底部，現今較普遍使用的頻率有六種，主要以 135KHz 以下、

13.56MHz、433.92MHz、860-930MHz、2.45GHz 以及 5.8GHz。各頻段有其適合應用層面，

但以產品應用來看，13.56MHz 有較為多樣化的應用模式；而 860-930MHz 頻段則是隨著 EPCglobal 標準正式導入商業化，逐漸成為焦點，光 13.56MHz 與 860-930MHz 頻段，便可包含門禁安全、金融交易、辨識及物流等應用。

表 5 無線電波頻譜分類

無線電波頻譜頻率範圍波長大量應用 RFID應用頻率

極低頻 VLF

(Very Low Frequency) 10KHz-30KHz 40000ft Voice (聲頻) 低頻 LF

(Low Frequency) 30KHz-300KHz 4000ft Aeronautical, Maritime, Toys

(航空, 海上, 玩具) 125-134KHz 中頻 MF

(Medium Frequency) 300KHz-3MHz 400ft AM Radio (調幅AM無線電波) 高頻 HF

(High Frequency) 3MHz-30MHz 40ft Short Wave Radio

(無線電短波) 13.56MHz

特高頻 VHF

(Very High Frequency) 30MHz-300MHz 4ft TV, FM Radio

(電視, 調幅FM無線電波) 33.92MHz 超高頻 UHF

(Ultra High Frequency) 300MHz-3GHz 4in TV, Cell Phone, Microwave Oven (電視, 手機通信,微波爐)

860-960MHz 2.45GHz 極高頻 SHF

(Super High Frequency) 3GHz-30GHz 0.4in Satellites

(衛星通信) 5.8GHz

至高頻 EHF

(Extremely High Frequency) 30GHz-300GHz 0.04in Research (搜索雷達)

資料來源：RFID Journal，2006 不同的環境需要選擇不同頻段、不同材質的RFID 解決方案 (RFID Journal，2006)，即使是相同的產業別，但個案生產、儲存等導入環境的不同、也會產生不盡相同的結果。一般而

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言，被動式標籤通常會選擇低頻系統，而主動式標籤則會選擇使用高頻系統。並不是所有的頻率波段皆可以被 RFID 系統拿來使用 (莊伯達，2003)，因為到目前為止每個國家所允許使用的頻率波段仍有差異，以世界各國使用現況來說，目前北美允許使用 915MHZ；歐洲則使用868MHZ。在日本 RFID 卻只能使用 2.45MHZ 及 13.56MHZ 此兩個波段頻率，但近來日本政府有鑒於 RFID 對供應練的效率及全球化趨勢的重要性，2003 年六月底也以開放 950MHZ-956MHZ 供 RFID 系統來使用，而相較於國內，則歸因於電信法規的限制，導致目前仍無合法的波段可供RFID 系統在國內使用，對國內推廣 RFID 的應用著實是一大傷害。因此在工研院的領導之下，已於 2003 年 11 月向電信總局簡報說明 RFID 對產業的重要性以及牽涉的頻率問題，並以進一步準備書面資料供電信總局內部審議，期望能夠符合法規限制，

開放915MHZ-935MHZ 給 RFID 系統在國內來使用。

由於頻率波段使用標準的缺乏，以及國內、外使用頻率範圍不一，以致於造成 RFID 應用的推展滯礙難行。有鑑於此，目前已有相當多的機構，正針對 RFID 所能使用的頻率波段進行規範，並著手建立RFID 頻率的使用標準，這些建立標準的機構有：國家標準組織 (ISO)、

國際電子科技委員會 (IEC)、國際電信聯盟 (ITU)、歐洲電信標準機構 (ESEI)、國標準機構 (BSU)、及美國國際標準機構 (ANSI)等都積極的在進行 RFID 使用頻率標準的建立，目前又以 ISO 及 ANSI 此兩個機構的行動最為積極，分別以規劃出 ISO10374、ISO11784/11785、

ISO14443、ISO15693、ISO18000 及 ANSI NCITS T6 256-2001、ANSI MH10.8.4 等標準。

相較於傳統人工登入方式及條碼系統，RFID 技術具有處理速度效率高及同時可處理多筆資料等優點，使其多元化應用的範圍遍及製造、物流、圖書、醫療、運輸、零售、國防等等。

RFID 除了身分識別外，還兼具下列功能：

分級、分群、分類統計、分析、決策支援追蹤、追溯、危險控制防偽、防盜

進出管制、自動控制聯合票證、儲值付款

這些功能結合無線射頻的特點，增添許多傳統條碼於使用上不足之處，應用層面相當廣泛。以下說明使用 RFID 系統的優點與特性，以及它與傳統條碼功能的比較，如表 6；兩者於作業效率與資料取得速度之比較，則如表 7 所示。

RFID 系統主要特色如下：

資料的讀寫機能：只要通過Reader 即可不需接觸，直接讀取訊息至數據庫內，

且可一次處理多個標籤，並可以將物流處理狀態寫入標籤，供下一階段物流處理的讀取判斷之用。

能夠同時讀取多項資料

小型化及多樣化的形狀：RFID 在讀取上並不受尺寸大小與形狀之限制，不需為了讀取精確度而配合紙張固定尺寸和印刷品質。此外 RFID 標籤更可往小型化與多樣化型態發展，應用在不同商品上。

耐環境性：對水、油和化學藥品等物質有強大的抗污性。在黑暗或強光環境中也可以讀取數據。

可重複使用：RFID 為電子數據，所以可以重複置換資料，因此可以回收標籤

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反覆使用。

穿透性：RFID 若被紙張、木材和塑料等非金屬或非透明材質包覆，即使有遮蔽物阻擋仍然可以進行穿透性通訊；但若被金屬材質包覆，則無法進行通訊。

數據的記憶容量大。

RFID 標籤於流通、物流、商品管理上的應用受到注目，主要是因為 RFID 的產品特色可彌補傳統條碼的不足。

表 6 RFID 標籤與傳統條碼之比較

功能條碼 RFID

讀取數量條碼讀取時一次只能一個可同時讀取多個RFID標籤資料遠距讀取讀條碼時需要光線 RFID標籤不需光線即可讀取或

更新

資料容量儲存資料的容量小儲存資料的容量大

讀寫能力條碼資料不可更新電子資料可以反覆被覆寫(R/W) 讀取方便性條碼讀取時需清晰智慧型標籤可以很薄，且若隱

藏在包裝內仍然可以讀取資料資料正確性條碼需要人工讀取，故有人為

疏失的可能性

RFID標籤可以傳遞資料作為貨品追蹤或保全

堅固性無耐久性，當條碼污穢或損壞將無法讀取

RFID標籤在嚴酷、惡劣與骯髒的環境下仍然可以讀取資料高速讀取移動中的讀取有所限制進行高速移動時仍可讀取

安全性條碼無法隱藏即無安全性有時為了物品保全，RFID標籤可以裝在物品內

資料來源：周湘琪，2002 表 7 傳統條碼與 RFID 系統作業效率與資料取得速度之比較

登錄方式數據量 1筆 10筆 100筆 1000筆

人工錄入 10秒 100秒 1000秒 2小時47分

掃描條碼 2秒 20秒 200秒 33分

RFID讀取 0.1秒 1秒 10秒 1分40秒

人工錄入掃描條碼

RFID讀取約1秒 → RFID讀寫器讀取貨物資訊直接登錄主機資料庫作業效率 (以登錄數據量及登錄方式為例)

資料取得 (以一個棧板的貨件到達倉庫進行收貨入庫作業為例)

約10分鐘 → 保管員點收 → 簽收單據 → 交由計算器操作員登錄約3分鐘 → 保管員點收 → 簽收單據 → 掃描條碼完成登錄

資料來源：葉建忠，2006

實際使用上同時也必須評估 RFID 硬體對製造環境內的自然力，諸如：震動、灰塵、溫度與溼度等，抗力不足。於先趨大廠們共同整理下，認為影響讀取率的因素包括：

電子靜電流溼度

溫度

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無線或射頻裝置路線佈局

建築物結構產品材料 IT 基礎建設

實地內讀取器與標籤密度

在應用環境上則必須了解產品與環境的特性 (鄭炳坤，2005)，包括特殊的介面、流程與讀取點，不同的環境需要選擇不同頻段、不同材質的RFID 解決方案。即使是相同的產業別，

但個案生產、儲存等導入環境的不同、也會產生不盡相同的結果，所以往往增加了導入的困難度。一旦選擇了不正確的標籤解決方案，即可宣告此專案將無法達到客戶的需求以及所設定的成效，而且會造成作業流程的複雜化以及更多人力的耗費，所以說如何依據環境的不同來選擇適當的標籤解決方案是一門不可或缺的重要課題，因為它往往在導入的初期就決定了此專案的成敗。各項選擇參數所對應低頻、高頻、近距離超高頻、遠距離超高頻的建議，參閱表 8。

表 8 各類頻段建議選用標籤

資料來源：鄭炳坤，2005

分析干擾標籤讀取效率與距離的因素，此干擾因素則有水、金屬與溼度，水與溼度會對超高頻產生一定的干擾，理論上相對來說越低頻的抗液體干擾越好，所以說液體對遠距離超高頻 (FF UHF)的干擾較為明顯，而近距離超高頻 (NF UHF)則是針對水的干擾進行改善的產品。至於金屬的部份，相對來說，越低頻的對金屬的抗干擾越好，也就是說如果遇到標籤黏貼的區域為金屬材質，或目標物的儲存環境為金屬環繞或包覆，則儘量選擇使用低頻的部份或近距離超高頻的產品，例如導入 RFID 在生產模具的管理上，則需要選擇低頻的標籤，並使用手持式讀取器來實現RFID 的管理。

物流倉儲管理可以用高頻與超高頻的標籤搭配使用，棧板的部份可使用超高頻的標籤，

而紙箱或物品可用高頻的標籤。醫療部份則因為使用在醫療院所內，而為防止超高頻的讀寫設備干擾院所內有大量的醫療儀器，所以不適合使用超高頻的標籤，所以以高頻為主，例如

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病人腕帶或藥瓶的管理與防偽等。農業的部份，特別是動物或牲畜的身分識別或生產履歷，

例如牛、羊、猪隻等的生產履歷則選擇用低頻的部份，流行服飾部分則使用高頻與超高頻的標籤。

接下來則依據功能面來作為選擇標籤的依據，例如資料傳輸、可讀取距離的範圍、是否有抗碰撞的功能、安全機制等級，功能的可能性與效能的可靠度等功能來當作選擇標籤的依據，舉個例子來說，有客戶需要安全機制較高的標籤來實現商品防偽的功能，則選擇高頻或低頻有安全機制的標籤，然而各家晶片供應商所提供的功能不一致，所以必須參照各家的功能來進行選擇。

為了方便作業 (王明德，2006)，供應鏈對 RFID 讀取距離會要求較長，因此多使用超高頻 (UHF)頻段，但這個頻段容易因金屬與液體產生干擾，此外標籤黏貼位置也有講究，這方面Wal-Mart 對於棧板與紙箱的標籤位置都有規定，將讀取漏失降到最低，但仍有問題存在，

包括一次大量的讀取率還是未能達到 100％、貨品搬運碰撞導致標籤掉落貨損壞的情況也仍然存在。

任何一項創新的科技 (中華民國商品條碼策進會，2003)，在實行時常會遭到許多來自不同層面的挑戰及限制，而相關挑戰及限制的克服，也將成為創新科技能否持續發展的關鍵。

雖然RFID 具有相當龐大的發展潛力，但現階段仍有三大問題尚待克服，分別是「技術的突破」、「成本的降低」、「國際標準的制定與推行」，許多廠商因上述問題不明朗而採觀望態度。

目前所面臨的挑戰分述如下 (Boushka，2002)：

成本問題讀取的精確性訊號干擾的問題

電磁波頻段法規的管制國際共通標準的制訂系統執行的效率隱私權的疑慮

2.2 國內應用 RFID 之實際案例

RFID 無線射頻辨識系統以其特別性質的優點，逐漸的被廣泛應用於工業自動化、商業自動化和交通運輸控制管理等領域。隨著大型積體電路技術的進步以及生產規模的不斷擴大，

射頻識別產品的成本將不斷的降低，其應用將越來越廣泛。舉凡車輛自動識別管理、道路自動收費管理、航空行李包的自動管理、車輛出入控制、身份證IC 卡、捷運悠遊卡、VIP 會員卡、醫療卡等用途、生產線產品加工過程自動控制、動物識別晶片、物流業和倉儲自動管理、

汽車防盜遙控門鎖、電子門鎖等。

RFID 目前在國內應用逐漸受到重視。台灣 RFID 產值佔全球比率穩定成長，由 2008 的 1.72%，預估至 2012 年成長至 2.6%，2008 年國內 RFID 直接市場產值約為新台幣 23.7 億元，

較2007 年成長約 3 成 (32.1%)，未來市場預估國內產值將在 2012 年達到新台幣 66.22 億，詳細說明如圖 14。而行政院經濟部近年的 R-Taiwan 策略，預估於 2013 年，台灣 RFID 產值將達到新台幣700 億元的目標，足見 RFID 之未來前景。