射频识别技术在维修器材保障中的应用分析
摘 要:简要介绍射频识别技术的基本原理,并对该技术在装备维修器材保障中的应用进行了分析研究。装备维修器材可分为在储器材、在处理器材和在运器材,RFID作为一种先进的非接触式自动识别技术,可提高装备维修器材保障的效率。最后针对目前该技术在国内外存在的标准化和成本问题,提出了相应的解决办法,并对我军发展RFID提出了建议。
关键词:射频识别技术;装备维修器材保障;器材管理;自动识别
中图分类号:TN92 文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)03-020-03
Application and Analysis of Radio Frequency Identification
in Materiel Maintenance Spares Support
ZUO Zhou,ZHANG Chunhui,ZHANG Baoyu,ZHANG Qinzhi
(Tianjin Military Commissary Office of General Arming Equipment Department,Tianjin,300240,China)
Abstract:The basic principle of Radio Frequency Identification(RFID) technology is introduced,and analysis of using this kind of technique to the materiel maintenance spares support is given,which is composed of being storing parts,being processing parts and being transporting parts.RFID is an advanced non-contact automatic identification technology,it can improve efficiency of materiel maintenance spares support.Aimming at the standardization and the cost of using this technique in internal and overseas,the relevant solutions about these problems,and some suggestions upon the development of RFID in out armed forces are put forward.
Keywords:radio frequency identification;servicing material support;material management;automatic identification
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术作为20世纪90年代开始兴起的一种先进的非接触式自动识别技术,较之传统识别技术,如条码、IC卡、光卡等,增加了输入的灵活性与准确性,使人们摆脱了繁杂的识别工作,大大提高了物流信息采集的工作效率。信息化战争条件下急剧变化、高度透明的战场环境,对装备维修器材保障的精确化提出了更高的要求,在准确的时间、准确的地点向部队提供准确数量的器材保障成为军队战斗力的重要增长点。据此,美军在其全资产可视化系统中广泛采用了该技术,初步实现了装备维修器材保障的精确化。我军在这方面起步较晚,但其在军事上的广泛应用是现代战争的基本趋势,这使得分析研究射频识别技术在装备维修器材保障中的应用成为了一项迫在眉睫的重要任务。
1 射频识别技术
射频识别技术是一种利用无线射频方式进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换目的的新技术。与传统的条码或磁条识别技术相比,具有防水、防磁、耐高温、非接触、精度高、作用距离远、使用寿命长、存储容量大、内容可加密、可动态识别多个数据等许多优点。
射频识别系统一般由信号发射机、读/写器和天线三部分组成,如图1所示。
图1 射频识别系统工作原理
信号发射机的典型形式是电子标签,一般保存有约定格式的电子数据,用来存储需要识别传输的信息,具备可读写功能。射频识别标签按供电方式可分为无源(无需电池)和有源(需要电池)两种。无源式标签在收到读/写器发出的射频信号之后。凭借感应电流所获得的能量发送存储在芯片中的产品信息;有源式射频识别标签则会主动发送某一频率的信号供读/写器接收。读/写器读取信号并解码后,在通信网络的支持下将信息送至中央信息系统进行处理。从而掌握物资的品类、数量、生产日期、有效期、位置、预到达时间等信息。天线的作用就是在信号发射机与读/写器之间传递射频信号[1,2]。
2 在装备维修器材保障中的应用
美军将其联合全资产可视化中的“资产”按状况分为三类:一是在储资产,指现存于批发及零售级军队或民用仓库或处理设施中的资产;二是在处理资产,指已向供应商订货但尚未发运的资产以及在中级及基地级军队或民用维修设施中正在维修的资产;三是在运资产,指正处于由起运地向目的地运送途中的资产[3]。我军可适当借鉴其方法将装备维修器材分为在储器材、在处理器材及在运器材,并以此为基础分析射频识别技术在装备维修器材保障中的应用及其在全资产可视化管理中的重要作用。
2.1 在储器材管理中的应用
在储器材主要指存储于总部、军兵种、军区和部队所属的各级器材仓库及民用器材仓库中器材。射频识别标签能同时存储器材名称、代码、数量、生产日期、有效期等与器材保障有关的所有信息,且具备较好的可读写功能,在器材仓库中的应用前景广阔。具体应用是出入库管理和计划管理。
2.1.1 出入库管理
器材仓库中各种维修器材基数种类多、品种数量大,以及所在的车、箱、层、位等信息都不便记忆,传统记帐管理情况下,要为每个基数配备基数标准手册和各箱器材装箱清单,器材查找和使用都十分繁琐,特别是战时情况下,对器材保障的快速性、及时性、准确性提出了严重挑战[4]。利用射频识别技术在射频标签中存储集装箱、包装箱、器材的全部信息,并开发相应的器材管理软件系统可使出入库管理精确、高效。
出库管理流程如图2所示。
图2 出库管理流程
出库管理中,仓库管理人员接到器材请领单位的请领计划后通过射频识别系统及在集装箱上配套的发声装置自动识别出需出库器材的位置和数量,器材出库时利用仓库门口的读/写器自动在射频标签上对该类器材的现存数量进行修改,并最终实现与器材管理系统的数据同步,为全资产可视化管理提供精确的数据服务。入库管理与出库管理操作程序相似。
2.1.2 计划管理
在储器材的计划管理主要可包括器材的补充采购计划管理、修理保养计划管理和退役计划管理。补充采购计划管理要求准确掌握器材的基数标准库存量及在储器材现有库存量;修理保养计划管理和退役计划管理要求准确掌握器材的生产日期及有效期。这些参数与器材名称、器材代码等基本信息可同时写入射频识别标签,如表1所示。仓库管理人员通过利用与射频识别系统同步开发的器材管理系统可在计算机上根据需要得出仓库在储器材的汇总信息列表并自动拟定相应计划表单,从而形成保障方案。仓库管理人员也可通过手工输入、识别射频识别标签上的器材代码得出该种器材的详细信息。
表1 射频识别标签基本信息
编号器材信息编号器材信息
1集装箱码11体积
2包装箱号12重量
3战储级别13生产日期
4器材代码14有效期
5器材名称15生产产家
6原厂编号16送修时间
7型号规格17预计修复时间
8器材数量18装箱年度
9机型代码19(预留字段)
2.2 在处理器材管理中的应用
研究射频识别技术在在处理器材管理中的应用,对实现在处理器材的可视化具有重要作用。在处理器材的可视化包括正在修理或正在采购的器材的可视化。在修理器材的可视化从损坏器材上送中级和基地级维修机构修理开始,到修竣器材运回单位或入库储存为止。采购中器材的可视化开始于物资管理部门办理采购某种器材的申请,结束于总部、部队对订货验收完毕[3]。修理机构可在送修器材上贴上写有器材名称、器材编码、器材类别、送修时间、修竣估计日期等信息的射频识别标签并利用读/写器将该器材信息录入到在处理器材可视化信息系统中,器材修竣完毕后同样通过读/写器删除该器材在可视化信息系统中的记录,为各级司令部门和装备保障部门进行科学决策提供精确数据。采购中器材管理首先需要军方与供货商签好合同,按照统一标准制定器材的射频识别标签,这样,军方便可利用统一的射频识别系统进行货物接收、购货定单或合同现货的核查、货物装箱和上架、盘点以及日后器材出库,同时可利用该系统将已采购器材从在处理可视化信息系统转到在运器材可视化信息系统中[5]。
2.3 在运器材管理中的应用
在运器材主要指利用汽车、火车、飞机、轮船等交通工具运输的由起运地向目的地运送途中的装备维修器材。如图3所示,针对器材运输交通工具的不同特点,结合电子数据交换技术和标准、统一的源数据输入,可将射频识别读/写器分别安装在运输线的一些检查点上(如门柱上、桥墩旁、加油站等),以及车站、码头、机场等关键地点。读/写器读到射频识别标签信息后,利用与之配套的GPRS模块及计算机信息系统连通接收地的位置信息,上传至通信卫星,再由卫星传送给运输调度中心,送入中心信息数据库中,形成在运器材可视化信息系统的准确数据,实现对在运器材品种、数量、种类、状况、位置、特性的实时跟踪。如伊拉克战争中,美军国防后勤局人员在一个港口用手持式无线电射频识别标签读/写器收集由商业供货商装运的179个集装箱内补给品的全部信息,然后下载到陆军相应的数据仓库中,整个过程包括港口行走时间在内仅用了20 min。如果是手工作业,一个排的人员至少也需要2天[3]。
图3 在运器材管理流程
3 面临的问题及解决办法
3.1 RFID技术面临的问题
目前该技术在应用中主要面临两个问题:标准化问题和成本问题。迄今为止,在全世界范围内该技术还未形成一个统一的国际化标准。全球目前有5大射频识别技术标准化势力,分别为ISO/IEC,EPC global,Ubiquitous ID Center,AIMglobal和IP-X。这5大射频识别技术标准化组织纷纷制定射频识别技术相关标准,并在全球积极推广这些标准[6]。而我国在这方面起步较晚,目前更没有制定出统一的国家标准。同时,射频识别标签的价格远远高于条码价格(无源射频识别标签约2元,有源射频识别标签更贵,而条码标签仅为0.02元左右)。
3.2 解决的办法及我军发展的建议
关于标准化问题,我军不能在研发过程中自搞一套标准,目前该技术在地方发展速度较快,应用范围也比较广泛,我军应尽可能整合地方资源,选择实力雄厚的合作伙伴,将军事物流的某些非核心业务外包给民企,这样不仅可有效节约科研经费,避免重复浪费,提高地方技术力量,扩大射频识别技术的市场规模,降低标签生产成本,且能加强与地方企业的交流,积极参与到该技术国家标准的制定上,力争使国家标准反映自身的特殊要求。这些要求具体包括读取距离、一次批量读取的射频识别标签数量、在确保读取的前提下射频识别标签的最大运动速度、射频识别标签的数据容量、写入标签的数据格式、加密以及预留特定字段等方面[2]。
在目前民用(商用)的RFID应用几乎都是上游投资、下游受益,零售商希望借RFID降低成本、提高效率,而采用RFID的成本却要由制造商、物流商来承担,在军用领域不存在此问题,需要考虑的只是总体成本。总体成本可以通过降低产品生产成本来解决,也可以通过在应用系统的集成工作中,充分发挥RFID技术的核心价值,充分重视对应用模式的研究和设计,科学设计其应用价值链,追求其使用价值最大化来予以解决[7]。
我军不能仅仅注重RFID硬件的发展,更重要的是要将RFID纳入我军信息化的整体规划之中,为将来RFID广泛使用后充分发挥作用创造条件。首先,我军推动器材管理信息化的过程中要注重原有信息自动化系统的升级改造,需要做好以下三个方面的工作:一是器材管理终端读/写器接入现有通信网络;二是开发专用软件对RFID传回的信息加以处理;三是研发专用软件,实现与现有大型数据库的接口兼容。在我军现有条件下,无需新建各种基础设施,能够大大降低RFID的综合建设成本,同时加快RFID的推广速度,这对我军具有重要的意义。我军当前在设计、建设新的器材管理自动化系统时应当考虑到未来RFID的应用问题,统一标准,预留接口,避免出现投入使用即落伍的情况[2]。
4 结 语
未来信息化战争战场态势纷繁复杂,战争烈度空前增大,装备战损率将远高于机械化时代的任何一场战争,这对装备维修器材保障的速度、精度都提出了更高、更为严格的要求。虽然目前射频识别技术的国家标准尚未制定,射频识别标签成本还比较高,但因其符合现代战争精确化保障准确、快速、安全、可控的要求,必将随着技术的不断进步得到广泛的发展与普及。
参考文献
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