條碼技術與RFID技術在軍工物流中的應用前景

苗衛(wèi)華，吳 雋 MIAO Wei-hua,WU Jun

（1.中國人民解放軍總參謀部測繪局，北京 100088；2.哈爾濱工業(yè)大學 管理學院，黑龍江 哈爾濱 150001）

(1.People's Liberation Army General Staff Bureau of Surveying and Mapping,Beijing 100088,China;2.School of Management,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)

0 引 言

軍事物流信息化建設的基礎是基本的現(xiàn)實數(shù)據(jù)，基本現(xiàn)實數(shù)據(jù)的實時、完備和真實與否直接關系到軍事物流信息化建設的成敗，而基礎數(shù)據(jù)的自動識別與實時采集更是物流信息系統(tǒng)存在的基礎。目前，在我軍物流信息系統(tǒng)中，條碼識別技術作為一種自動識別技術已被廣泛應用于后勤物資保障領域。尤其是二維條碼技術具有成本低、信息容量大、可靠性高、糾錯能力強、保密性好等特點，已成為我軍倉儲領域中不可替代的一種識別技術手段，普遍應用于大量軍事物資、裝備的保障活動。隨著科學技術的不斷發(fā)展和射頻、通信等技術的不斷成熟，射頻識別 （RFID）技術從20世紀90年代開始悄然興起。由于具有存儲量大、可讀寫、識別距離遠、識別速度快、可同時識別多個對象、使用壽命長、環(huán)境適應性強等特點，射頻識別技術開始受到人們越來越多的關注，并逐漸廣泛應用于各行各業(yè)。尤其射頻識別技術在美軍物流領域實際應用中取得的令人矚目的軍事效益證明，射頻識別技術在軍事物流中的應用對提高軍事物流管理水平，降低物流成本，提升保障能力，實現(xiàn)軍事物流保障可視化，促進軍事信息化整體作戰(zhàn)能力的提高具有十分重要的意義。

但任何自動識別技術的應用都有其一定的局限性，軍事物流領域中的各個環(huán)節(jié)對各種識別技術的需求也各不相同，因此，對射頻識別技術在我軍物流領域的應用研究，應從我軍物資保障實際需求出發(fā)，著眼于與條碼技術結合的應用，形成射頻識別技術與條碼技術的優(yōu)勢互補，最大限度地發(fā)揮自動識別技術在軍事物流信息系統(tǒng)中效能。在可視化技術發(fā)展中，RFID與條碼是目前應用的兩種主要的物資信息讀取方式，盡管RFID在功能上大大超過條碼，而且具有廣闊的應用空間，但條碼也有諸多RFID無法比擬的優(yōu)勢，RFID與條碼技術將在相當長的一段時期內廣泛應用于軍事物流領域。

1 條碼與RFID的基本情況

1.1 RFID基本原理

RFID是 （Radio Frequency Identification）射頻識別技術，是一項利用射頻信號通過空間耦合 （交變磁場或電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。射頻識別系統(tǒng)通常由RFID和閱讀器組成。RFID內存有一定格式的電子數(shù)據(jù)，常以此作為待識別物品的標識性信息。應用中將RFID附著在待識別物品上，作為待識別物品的電子標記。閱讀器與RFID可按約定的通信協(xié)議互傳信息，通常的情況是由閱讀器向RFID發(fā)送命令， RFID根據(jù)收到的閱讀器的命令，將內存的標識性數(shù)據(jù)回傳給閱讀器[1]。這種通信是在無接觸方式下，利用交變磁場或電磁場的空間耦合及射頻信號調制與解調技術實現(xiàn)的。

實際應用中，RFID除了具有數(shù)據(jù)存貯量、數(shù)據(jù)傳輸速率、工作頻率、多標簽識讀特征等電學參數(shù)之外，還根據(jù)其內部是否需要加裝電池及電池供電的作用而將RFID分為無源標簽、半無源標簽和有源標簽3種類型。無源標簽沒有內裝電池，在閱讀器的閱讀范圍之外時，標簽處于無源狀態(tài)，在閱讀器的閱讀范圍之內時標簽從閱讀器發(fā)出的射頻能量中提取其工作所需的電能。半無源標簽內裝有電池，但電池僅對標簽內要求供電維持數(shù)據(jù)的電路或標簽芯片工作所需的電壓作輔助支持，標簽電路本身耗電很少。標簽未進入工作狀態(tài)前，一直處于休眠狀態(tài)，相當于無源標簽。標簽進入閱讀器的閱讀范圍時，受到閱讀器發(fā)出的射頻能量的激勵，進入工作狀態(tài)時，用于傳輸通信的射頻能量與無源標簽一樣源自閱讀器。有源標簽的工作電源完全由內部電池供給，同時標簽電池的能量供應也部分地轉換為標簽與閱讀器通信所需的射頻能量。

1.2 條碼技術基本原理

條碼技術起源于20世紀40年代，近年來發(fā)展非常迅速，被廣泛地應用于各行業(yè)的日常管理中。伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科技的進步，面對激烈競爭的外部環(huán)境，利用條碼對日益增加的信息進行收集、處理，可以為物資管理部門提供更便利、快捷準確的服務，為實現(xiàn)物資管理自動化創(chuàng)造有利的條件。條碼由一組粗細不均的黑色線條與空白間隔組成，這些線條和空白代表著所附對象的全部數(shù)據(jù)信息。條碼符號由一個光學掃描器讀取，在此種掃描器安裝了一個強烈光源 （經(jīng)常為激光或發(fā)光電子組件）。當掃描器對準條碼符號時，黑線條吸收光，線間空白則反射光，這樣明暗相間的反射圖案被掃描器里的譯碼器讀取，并轉換成二進制代碼輸入計算機。條碼可以分為一維條碼和二維條碼。

1.3 RFID與條碼功能比較

1.3.1 RFID的優(yōu)勢

RFID和條碼技術相比，確實具有明顯的優(yōu)勢，RFID技術的普及將大幅度提高條碼原來的功能：

（1）條碼依靠被動式的手工讀取方式，工作人員需要手持讀取設備一個一個掃描，而RFID讀取設備利用無線電波，可以全自動瞬間讀取大量標簽的信息。

（2）條碼屬于易碎標簽，由于物理、化學的原因很容易退色、被撕毀，RFID屬于電子產(chǎn)品，可以在條件苛刻的環(huán)境下使用，不會被強磁場洗去信息。

（3）RFID具有非接觸型識讀能力，識讀距離從25mm （1英寸）到30.48ml（100英尺）或更大；系統(tǒng)非常準確，錯誤率是100個千吉 （trillion）之一，塵土、油漆和其它不透明的物質不會影響標簽的識讀性；射頻識別還允許 “在飛行中識別”的物品，附有掛簽的物品不需要處于靜止狀態(tài)，非金屬性的物品能夠穿過識讀器和RFID之間而不造成干擾。采用射頻識別技術，并與信息處理技術結合，可確保庫存量的準確性。

（4）條碼的存儲量很小，而RFID標簽內部嵌有存儲設備，信息量巨大；當然，條碼的問題在于它永遠是一次性的，不可改變的，而RFID可以任意書寫，也可以進行修改。

（5）讀取條碼需要浪費很多時間，因為紅外線掃描需要最多數(shù)秒的辨認時間，對于物資品種繁多的倉庫和配送中心，浪費的時間意味著人力資源成本的提高。

（6）RFID與條碼相比存儲信息的容量要大得多，條碼容易被仿造，RFID因帶有芯片，相對來說仿造起來要困難得多，裝箱單采用RFID后，只有用閱讀器才能讀出內容，因而保密性也大大加強，特別適合于軍事運輸。

1.3.2 條碼的優(yōu)勢

但是，條碼也有優(yōu)越于RFID的長處：

（1）條碼的成本一般在人民幣2分錢以下，而RFID的成本約1.6元多，這無疑使RFID的普及很大程度上受到限制。比條碼成本高的還不僅僅是標簽和讀寫器的成本，操作人員和維護人員的培訓，系統(tǒng)升級的風險都是要評估的。

（2）RFID在使用標準上目前也很難統(tǒng)一，圍繞著條碼的使用頻段編碼的問題，國內一直難以達成一致意見，這無疑是條碼使用的一大障礙，而條碼在國內外已有統(tǒng)一的主流標準，易于達成共識。

（3）RFID在安全保密上存在很大的漏洞，由于射頻識別技術易于遠距離讀取，容易造成物資及裝備實力情況的泄密，現(xiàn)在一些組織和個人出于個人隱私的保護，反對使用RFID技術，而條碼可以很好的避免安全方面的問題。這些都說明條碼將在很長一段時間內占有國內及軍隊的市場。

2 條碼技術和RFID聯(lián)合應用的基本條件

2.1 基于條碼技術和射頻識別技術的戰(zhàn)時物流信息管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用條碼識別技術和射頻識別技術作為物資信息采集和識別的主要手段，條碼識別信息和射頻識別信息在該信息系統(tǒng)平臺可實現(xiàn)信息的同步交換。它是一個能對戰(zhàn)區(qū)內物資籌集、收發(fā)、儲存、運輸?shù)人协h(huán)節(jié)信息進行實時動態(tài)監(jiān)控的自動化指揮保障系統(tǒng)，其應具備指揮自動化功能、戰(zhàn)時物資庫存管理功能、在途物資跟蹤和調配功能，以及戰(zhàn)損、待修、報廢物資的回收管理功能等基本功能。該系統(tǒng)與后方物資供應信息系統(tǒng)連接，從供應端開始物資監(jiān)控，利用集條碼識別和射頻識別為一體的二合一讀取器及無線通信技術采集和傳輸信息，自動跟蹤整個戰(zhàn)時物流系統(tǒng)中物資流量和流向，準確顯示實時數(shù)據(jù)，使整個物流活動一目了然。通過這一系統(tǒng)，指揮員可以準確、及時、高效地調動和配置戰(zhàn)時物資，實施從戰(zhàn)略到戰(zhàn)術甚至到單兵的精確化保障；利用先進信息采集和識別技術，可以提高戰(zhàn)區(qū)物資保障和管理水平，大幅減輕戰(zhàn)區(qū)物資保障人員的作業(yè)強度，提高作業(yè)效率和信息處理精確度。

2.2 集裝化儲運

對戰(zhàn)時物資實施集裝化儲運有利于戰(zhàn)時物資的自動化作業(yè)和信息化管理，是提高戰(zhàn)時后勤保障效率和管理水平的基礎，是提高戰(zhàn)時物資機動性能的主要手段，也是條碼技術和射頻識別技術聯(lián)合應用的基本條件。集裝方艙的應用不僅可以提高前送物資在運輸和裝卸過程的作業(yè)效率，同時集裝方艙也可作為物資存儲單元存放于戰(zhàn)區(qū)配送中心，增強物資對各種惡劣存儲環(huán)境的適用性。通過對戰(zhàn)區(qū)集裝方艙劃區(qū)編組，利用射頻識別技術的查詢定位功能，可迅速確定特定物品所在集裝方艙位置。在整個軍事物流活動中，利用每件物品上的條碼信息可隨時掌握戰(zhàn)區(qū)物資信息，而利用集裝方艙上的射頻標簽信息可隨時物資所在方艙動態(tài)信息，通過條碼信息和射頻標簽信息交互更新，即可實現(xiàn)對戰(zhàn)區(qū)物資流量、流向、質量和時間信息的全程監(jiān)控。

2.3 條碼信息和射頻標簽信息的交互一致

在統(tǒng)一的管理信息系統(tǒng)中，條碼數(shù)據(jù)庫和射頻數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)無縫連接，兩者數(shù)據(jù)信息可交互更新，保持一致。集裝方艙采用的射頻標簽應有統(tǒng)一的也是唯一的標識符號，標簽應包含箱內物資的品名、型號、數(shù)量、出廠和每件物品的條碼編號以及方艙發(fā)送地、途經(jīng)地等基本信息。所有物品條碼采用統(tǒng)一編號，包含物品詳細信息。當箱內物品發(fā)生變化時，識讀器將條碼信息及物品所在方艙標識信息反饋至信息系統(tǒng)，條碼數(shù)據(jù)庫和射頻數(shù)據(jù)庫信息同時更新，同時將更新后的射頻標簽信息反饋并寫入射頻標簽，以保持方艙射頻標簽信息與箱內物品信息的一致。

2.4 具有條碼識別和射頻識別功能的二合一手持識讀器

在戰(zhàn)區(qū)配送中心進行作業(yè)時，為實現(xiàn)條碼信息與射頻識別信息及時同步更新，方便操作使用，應開發(fā)具備條碼識別和射頻識別功能為一體的二合一手持識讀器，并可在局域內進行無線通信。在對取出或添加物品進行條碼掃描確認信息后，再同時對物品所在方艙射頻標簽進行掃描，及時將反饋信息寫入射頻標簽。

2.5 其他基礎設施

為實現(xiàn)對戰(zhàn)區(qū)物資流和信息流的全程可視和監(jiān)控，必須構建一個貫通物流活動各個環(huán)節(jié)的信息通信網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡與后方通信網(wǎng)絡相連，涉及物資供應單位、聯(lián)合運輸節(jié)點、戰(zhàn)區(qū)配送中心、物資需求單元、維修站點、補給點等整個物流環(huán)節(jié)。在不便于鋪設有線光纖的情況下，可使用局域無線通信技術和衛(wèi)星通信技術。

3 RFID與條碼聯(lián)合應用前景

運用RFID+條碼技術，可以對改善傳統(tǒng)保障模式，實現(xiàn)后勤保障中對物資全程控制和管理，開發(fā)一個完整的軍事物流控制系統(tǒng)。實現(xiàn)物資可視化的核心，就是將RFID+條碼技術貫穿于軍事物流始終 （生產(chǎn)倉儲運輸部隊消耗），全過程嚴格控制的供應鏈。

3.1 倉儲物資管理

外包裝使用射頻標簽，內包裝使用條碼；在重型裝備，用RFID芯片代替原來的條碼，而一般的小件物資，包裝就使用條碼技術就足夠了。用RFID或條碼取代傳統(tǒng)的物資卡片、裝箱單，使帶有標簽的包裝箱 （或貨箱，托盤）成為一種信息載體。當物品入庫時，掃描物品的編碼符號，計算機便自動記錄物品的名稱、數(shù)量、所存貨位等信息，自動生成入庫單，庫存相應自動增加，生成應賬單；當物品出庫時，再掃描物品的條碼或者RFID，計算機便自動消除此物品的記錄，庫存相應自動減少，自動生成出庫單，生成應收或已收賬，同時校驗檢查在讀出時有無錯誤，驗證它是否為所需物品，防止人為誤發(fā)現(xiàn)象發(fā)生；當進行庫存盤點時，利用便攜式閱讀器，掃描庫存物品的條碼或標簽，可以快速準確地收集庫存物品的各種情況，通過與主計算機相連，自動核對賬物，制定采購計劃，對庫存上下限安全報警，保證既不超儲也不低儲，合理控制庫存量，同時嚴格控制物品的保質期限，使物品的品質得到有效保證，使其安全出庫。目前條碼與RFID手持一體機已經(jīng)投入應用，由于掃描一個條碼或者RFID時間短，大大地提高了物品的登記速度，縮短了入庫時間；在庫存管理中，對每種物品都賦與一個唯一的條碼，既便于數(shù)據(jù)準確、快速地錄入，提高了人機交換速度，降低了人的勞動強度，又消除了由于人為因素造成的錯誤，從而保證了交換信息的正確性，提高管理系統(tǒng)的工作效率。同時，編碼信息經(jīng)過計算機的處理，實施統(tǒng)計分析和科學預測，及時把握市場動態(tài)，杜絕盲目進貨，減少積壓，降低庫存成本，提高倉儲經(jīng)濟效益。

3.2 用于自動化搬運設備的定位系統(tǒng)

立體倉庫中使用了大量的自動化搬運設備如無人叉車、牽引車、帶狀輸送機、機動揀選機、巷道堆垛機、自動導向車等，采用條碼或射頻識別技術后，可將閱讀器放置在移動的車輛或自動化流水線中移動的物料、半成品、成品上，存儲有位置識別信息的條碼或RFID嵌入到操作環(huán)境的地表下面。閱讀器一般通過無線的方式或者有線的方式連接到主信息管理系統(tǒng)。這樣，當搬運設備經(jīng)過嵌有RFID的地表時，閱讀器即可將讀出的地址信息送往管理系統(tǒng)。以巷道堆垛機、輸送車為例，以往主要是利用光電開關和認址片確定方位。設備運行時，叉形光電開關每穿過一個認址片就向控制器發(fā)送一個計數(shù)脈沖，從而實現(xiàn)相對認址。缺點是一旦設備因故障掉電，就難以重新定位。

3.3 實現(xiàn)軍用物資的可視化和遠程調撥

各級業(yè)務管理部門通過各自業(yè)務管理信息系統(tǒng)與倉儲、運輸?shù)认到y(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，可以近于實時的速度確定在運物資的準確地點和數(shù)量，適時制定采購計劃和下發(fā)調撥補給計劃，確保作戰(zhàn)部隊的定額補給。另一方面，條碼或射頻標簽與設置在主要戰(zhàn)區(qū)運輸線關鍵點的問訊器相配合使用，運用衛(wèi)星遙測技術，實現(xiàn)軍事裝備、器材和物資的可視化運輸，各級指揮部門可以在數(shù)字地圖上實時標定在運物資的品種數(shù)量和車輛位置，并可根據(jù)道路反饋信息和各種戰(zhàn)場信息，隨時調整運輸保障車輛的行駛路線及方位，有效控制補給物資的準確性和可持續(xù)性。在運輸管理中的應用當物品出庫時，在根據(jù)運送路線來調配物品時，在物品或其外包裝上貼上區(qū)分路徑的條碼或射頻標簽，用掃描器讀出編碼便可以確認運輸路線，對所承運的物品進行統(tǒng)籌管理，優(yōu)化組合，選擇經(jīng)濟高效的運輸方式，形成最適配車結構，即一方面使運送距離最短，另一方面提高單位噸利用率；當物品在運輸途中，可以與MIS系統(tǒng)相連，管理者只需用掃描器掃描即可獲得有關物品的詳細資料，如：名稱、規(guī)格、型號、制造商甚至物品使用說明，對物品進行跟蹤定位和實時管理，減少運輸損耗，降低因為管理延時造成的損失，提高運輸經(jīng)濟性。

3.4 在物資集裝化領域的應用

物資集裝化涉及物資組合包裝，必然需要對物資進行快速識別，采用RFID標簽目前最有效快速的識別方式。集裝單元化儲運管理可以利用自動識別技術、衛(wèi)星跟蹤技術等，實現(xiàn)箱體的動態(tài)跟蹤。通過開展 “可視性運輸系統(tǒng)”的研究，實現(xiàn)儲運系統(tǒng)的可視化管理。為此，我們首先應該利用RFID技術使箱體信息數(shù)據(jù)化，即把箱體技術數(shù)據(jù)與運輸物資品名、數(shù)量、目的地等信息制成數(shù)據(jù)卡片，箱體內部物資通過條碼技術數(shù)據(jù)化；再通過各級轉運站及時采集箱體數(shù)據(jù)信息，或采用先進的衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)，如通過衛(wèi)星監(jiān)視射頻技術、全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)、美軍在阿富汗反恐行動中使用的衛(wèi)星電磁全球跟蹤系統(tǒng)以及在這次伊拉克戰(zhàn)爭中使用的無線電頻率識別系統(tǒng)和移動跟蹤系統(tǒng)，實現(xiàn)對物資運載工具的精確定位跟蹤，實時查閱箱體的運行方位和信息，實現(xiàn)了物資可視化。

4 結 論

條碼與RFID的應用是軍事物流發(fā)展的必然趨勢，做好這兩樣技術在我軍軍工物流領域的聯(lián)合應用工作，將會極大的推動我國軍工物流信息化事業(yè)的發(fā)展。

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