RFID 技術(shù)在裝備物流領(lǐng)域的應(yīng)用

劉增勇，陳祥斌，王 鵬，邵鵬飛

(軍事交通學(xué)院 a.裝備保障系;b.研究生管理大隊，天津 300161)

隨著我軍裝備保障信息化的發(fā)展，信息技術(shù)已日益成為我軍裝備保障領(lǐng)域的“左右手”，提高保障效率的“倍增器”，基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)下的裝備保障的模式也將是信息引導(dǎo)保障。依靠信息傳輸?shù)摹盁o疆界、零距離、高效率、即時性”等特點，通過數(shù)據(jù)的廣泛融合和信息的快速流動，把各類保障資源實時有效的匯聚起來，形成具有倍增效應(yīng)的整體保障能力，將是今后我軍裝備保障發(fā)展的一個重要方向。而RFID 技術(shù)作為一種快速、實時、準(zhǔn)確的信息采集與處理技術(shù)，為裝備保障中信息的準(zhǔn)確、及時、高效提供了充分的保證。

1 RFID 技術(shù)

1.1 RFID 技術(shù)的內(nèi)涵

射頻識別(RFID，radio frequency identification)技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，利用射頻信號及其空間耦合和傳輸特性實現(xiàn)對靜止或移動物體的自動識別和數(shù)據(jù)交換［1］。RFID 技術(shù)最突出的特點是:無線電波傳送信息，無需人工干預(yù)，不受空間限制，非接觸式識別，可識別高速運動物體，抗惡劣環(huán)境、保密性強(qiáng)，可同時識別多個對象等。在物流工程控制中，主要被廣泛應(yīng)用于運輸工具的自動識別、物品的跟蹤與監(jiān)視、生產(chǎn)線的自動化及過程控制等方面。

1.2 RFID 系統(tǒng)的構(gòu)成

RFID 技術(shù)利用感應(yīng)、無線電波或微波能量進(jìn)行非接觸式雙向通信，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)識別和交換。其基本組成如圖1所示，包括射頻標(biāo)簽、讀寫器和天線。天線由耦合元件及芯片組成，用于存儲產(chǎn)品信息，可分為有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽。讀寫器，由RF 模塊和控制傳輸模塊構(gòu)成，負(fù)責(zé)讀取標(biāo)簽信息，解碼后實時傳入計算機(jī)信息處理系統(tǒng)。天線，由RF 電路和控制器進(jìn)行通信的電路構(gòu)成，負(fù)責(zé)標(biāo)簽和讀寫器之間的信號傳遞。

圖1 典型的RFID 系統(tǒng)組成

1.3 RFID 系統(tǒng)的工作原理

RFID 系統(tǒng)利用射頻標(biāo)簽承載信息，射頻標(biāo)簽和讀寫器間通過感應(yīng)天線電波或微波能量進(jìn)行非接觸雙向通信，達(dá)到自動識別的目的。標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，無源標(biāo)簽憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)出存儲在芯片中的物資信息，讀寫器讀取信息并解碼后，送至計算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。

2 裝備物流的發(fā)展

2.1 裝備物流的內(nèi)涵

所謂裝備物流，是指通過籌劃和運用人力、物力、財力，在物資器材方面保障裝備效能的正常發(fā)揮，確保裝備質(zhì)量良好、配套齊全，保證部隊平時訓(xùn)練和戰(zhàn)時作戰(zhàn)的正常進(jìn)行［2］。裝備物流保障的對象是武器裝備及其配套物資器材，主要內(nèi)容分為平時和戰(zhàn)時裝備物流，涉及裝備物流的籌措、儲備、包裝、供應(yīng)、回收等環(huán)節(jié)和功能。從現(xiàn)代物流的觀點看，裝備保障領(lǐng)域的工作都屬裝備物流的研究范疇。裝備物流的基本任務(wù)就是要按現(xiàn)代物流的理論、體系和方法，全面、系統(tǒng)地研究和解決裝備保障工作的問題，提高裝備保障的質(zhì)量和水平。

2.2 裝備物流的獨立性

裝備物流雖然是從軍事物流中分化出來，但是，這種分化不是簡單地脫離，也不是業(yè)務(wù)工作的一般劃分，而是又形成了新的實踐內(nèi)容和理論內(nèi)涵，是對裝備保障建設(shè)與運用的理性思考和高技術(shù)戰(zhàn)爭經(jīng)驗的科學(xué)概括。目前，世界各國軍隊都建立了專門的裝備物流機(jī)構(gòu)，也形成了關(guān)于各種物流方式、方法及組織指揮等專門理論?？梢哉f，裝備物流活動已具有相對獨立性，裝備物流以保障裝備的發(fā)展、裝備的使用和效能的發(fā)揮為目標(biāo)，以平時和戰(zhàn)時裝備物資保障為主要內(nèi)容，追求完善性的一個過程。

2.3 裝備物流的發(fā)展趨勢

當(dāng)前，世界新軍事變革不斷深入發(fā)展，戰(zhàn)爭的形態(tài)和作戰(zhàn)樣式已經(jīng)發(fā)生了深刻的變化，機(jī)械化條件下的協(xié)同式聯(lián)合作戰(zhàn)，正在加速向信息化條件下的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)轉(zhuǎn)變，以綜合體系對抗為主要特征的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)將成為未來信息化戰(zhàn)爭的主要作戰(zhàn)樣式［3］。這是軍事思想、編制體制和作戰(zhàn)指揮方面的深刻變革，對裝備物流體系也提出了更高的要求?？梢哉f，一體化裝備物流體系將是我軍現(xiàn)代裝備物流體系的發(fā)展方向和目標(biāo)，全程可視化、運營專業(yè)化、體系網(wǎng)絡(luò)化將是一體化裝備物流體系基本特征和內(nèi)在要求。

3 RFID 技術(shù)在裝備物流領(lǐng)域的實現(xiàn)

3.1 RFID 技術(shù)在裝備物流倉儲階段的實現(xiàn)

當(dāng)前，我軍裝備物流的倉儲階段，管理信息化水平普遍不高，絕大部分還是人工管理，只有部分倉庫實現(xiàn)了條形碼管理，效率相對較低。建立基于RFID 技術(shù)的倉儲物資管理信息系統(tǒng)能夠有效提高倉儲物資的管理效率。其基本構(gòu)架將射頻識別讀寫器安置于倉庫相應(yīng)的各個部位及貨物所通過的倉庫門徑處，同時在每個貨物或托盤等載體上粘貼射頻標(biāo)簽，并將射頻標(biāo)簽所標(biāo)示的物品信息存儲在倉庫的中心計算機(jī)中，使得與該貨物的有關(guān)信息能夠在計算機(jī)里查詢到。當(dāng)貨物通過安裝在預(yù)置地點的射頻識別讀寫器時，便可自動識別貨物信息，實現(xiàn)自動盤點。倉庫內(nèi)的中心計算機(jī)與軍隊物流信息平臺連接，即可實現(xiàn)物資信息的實時傳送，為指揮員提供決策支持。將RFID 技術(shù)應(yīng)用于倉儲物資管理，可以有效提高倉儲物資信息化管理水平，加快物資在供應(yīng)鏈中的流通速度，減少人工操作失誤，降低管理成本，提高倉庫管理效率。

3.2 RFID 技術(shù)在裝備物流運輸階段的實現(xiàn)

我軍現(xiàn)行的裝備物流體系中，指揮機(jī)關(guān)在物資器材出發(fā)以后便無法進(jìn)行實時追蹤，很難了解在運物資器材的位置和具體狀況，也無法根據(jù)戰(zhàn)場形態(tài)變化對其進(jìn)行重新配置，一體化裝備物流全程可視化、運營專業(yè)化、體系網(wǎng)絡(luò)化的要求更是難以實現(xiàn)。而基于RFID 技術(shù)就可以有效解決上述問題。其基本構(gòu)架是:如圖2 所示，將射頻識別標(biāo)簽或裝備器材識別卡嵌入軍用物資器材內(nèi)，并在沿途設(shè)施射頻信息讀取點，安裝信息讀取設(shè)備，并通過網(wǎng)絡(luò)連接搭建信息傳輸處理平臺。當(dāng)在運物資器材通過信息讀取點時，信息讀取設(shè)備自動從射頻標(biāo)簽讀取數(shù)據(jù)，實時傳入信息處理平臺，各級指揮員便能夠及時獲取精確的保障信息，并追蹤、記錄及定位物資器材在整個物流過程中的移動。

圖2 RFID 技術(shù)在裝備物流運輸階段的實現(xiàn)構(gòu)架

3.3 RFID 技術(shù)在裝備物流分配階段的實現(xiàn)

裝備物資，特別是采用集裝箱運輸?shù)难b備物資被運送到需求地域后，如何實現(xiàn)快速接收、查驗、分配是裝備物流過程中又一亟待解決的問題。在1991年的海灣戰(zhàn)爭中，美軍將4.8萬個集裝箱運往沙特阿拉伯，到達(dá)指定地域后，其中有2.8萬個由于不知內(nèi)裝何物，在當(dāng)?shù)匾欢却蜷_清點后，再重新投人到運輸系統(tǒng)，嚴(yán)重影響了運輸效率。海灣戰(zhàn)爭結(jié)束后，仍有8 000 個未開封的集裝箱和25萬個不知道內(nèi)裝何物的空運集裝架，造成了保障物資的極大浪費。建立基于RFID技術(shù)的信息通信數(shù)字化系統(tǒng)，能夠較好地解決該問題。其基本構(gòu)架是:在射頻標(biāo)簽中錄入貨物的始發(fā)地、經(jīng)由地和接收單位等信息，同時要求射頻標(biāo)簽具有答復(fù)功能，能夠?qū)碜酝獠孔x寫器的詢問進(jìn)行答復(fù)，這樣就能使接收單位很好地掌握物資信息并進(jìn)行快速分配，縮短分配時間，提高物資利用效率［4］。

3.4 RFID 技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵問題

基于上述構(gòu)想，RFID 技術(shù)若要在裝備物流領(lǐng)域中實現(xiàn)，其技術(shù)研發(fā)工作主要圍繞信息網(wǎng)絡(luò)平臺和信息處理數(shù)據(jù)庫進(jìn)行。信息網(wǎng)絡(luò)平臺(感知系統(tǒng))的技術(shù)研發(fā)要解決射頻標(biāo)簽識別和讀卡器的設(shè)計和信息傳輸?shù)膯栴}。一方面，確保傳感節(jié)點的設(shè)置安全可靠，在復(fù)雜環(huán)境下能夠保證其性能的穩(wěn)定性。另一方面，信息的傳輸大多通過無線傳輸，要能夠確保無線信號傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，避免信號被竊取或干擾。信息數(shù)據(jù)庫技術(shù)要通過現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)信息的分析和處理，確保處理的結(jié)果的精確化、時效化、智能化，并可作為決策參考的依據(jù)。

3.5 納入部隊建設(shè)整體規(guī)劃

RFID 技術(shù)在裝備物流領(lǐng)域的應(yīng)用是一項大的科研項目，涉及需求論證、立項審批、科研攻關(guān)、試點建設(shè)、改進(jìn)完善、全面推廣等一系列環(huán)節(jié)，建設(shè)并完善它需要一定的周期和充足的經(jīng)費。在設(shè)計施工中，涉及如何利用現(xiàn)有設(shè)施和建設(shè)那些新項目，如何將新老設(shè)備融為一體等問題。軍隊的相關(guān)的法律法規(guī)也還有待于進(jìn)一步完善，通過法律法規(guī)的形式強(qiáng)調(diào)RFID 技術(shù)在裝備物流領(lǐng)域中的安全性，并完善運營過程中的配套制度，使之有章可循、運行規(guī)范。同時，還要重視國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的制定。這些問題，都需要做出整體的規(guī)劃和縝密的安排［5］。

4 RFID 技術(shù)應(yīng)用于裝備物流領(lǐng)域的作用

4.1 RFID 技術(shù)促進(jìn)裝備物流體系的可視化進(jìn)程

RFID 技術(shù)使每個標(biāo)簽存儲大量的信息數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時識別監(jiān)控，實現(xiàn)了在運物資器材的“可視化”，物資器材的各類信息可及時傳輸給指揮員和管理人員，實現(xiàn)了“全維可視”和“全程可視”，使指揮機(jī)構(gòu)可以實時掌握物資器材所處位置，又可以實時監(jiān)控物資器材從出發(fā)地域到需求地域的全程狀態(tài)，還可以根據(jù)戰(zhàn)場形勢的變化進(jìn)行實時指揮調(diào)度，實現(xiàn)戰(zhàn)場資源的動態(tài)優(yōu)化配置，使有限的資源發(fā)揮最大的保障潛力，極大地提高了裝備物流的時效性和準(zhǔn)確性。

4.2 RFID 技術(shù)推動裝備物流模式的轉(zhuǎn)變

采用RFID 技術(shù)，可以建立一條從戰(zhàn)略后方直達(dá)戰(zhàn)斗前沿的物資器材供應(yīng)通道，以“從生產(chǎn)線到使用單位”的動態(tài)供應(yīng)鏈，真正形成一個信息化、以配送為基礎(chǔ)的裝備物流模式。一方面，通過信息化感知，能夠及時了解前沿部隊物資器材消耗情況，從而全面掌握從整個戰(zhàn)場到最低保障單位的軍事需求。另一方面，根據(jù)隨時隨地感知、測量、監(jiān)控物資器材保障信息，不斷優(yōu)化保障方案，實現(xiàn)補(bǔ)給和需求的準(zhǔn)確對接，大大提高了保障效率［6］。與我軍現(xiàn)行的被動請領(lǐng)式保障不同，建立在對部隊保障需求及時了解掌握基礎(chǔ)上的主動配送式保障，由及時、高效的精確化保障取代傳統(tǒng)的粗放式保障，將是裝備物流模式的一個巨大轉(zhuǎn)變。

4.3 RFID 技術(shù)加快裝備物流信息化建設(shè)步伐

RFID 技術(shù)的運用，使信息控制處理在裝備保障中的主導(dǎo)作用更為明顯，確保信息在任何時候和任何地點的可視性、準(zhǔn)入性、易讀性和可靠性，實現(xiàn)信息流程最優(yōu)化，信息流動實時化，將是裝備物流體系面臨的首要問題。因而，裝備保障建設(shè)和管理在關(guān)注“物資流”、“裝備流”“人員流”這些保障要素的基礎(chǔ)上，更應(yīng)重視“信息流”，促進(jìn)各類保障要素的融合，快速、高效地完成保障任務(wù)。美軍等發(fā)達(dá)國家軍隊為提高信息管理能力，建立了規(guī)范數(shù)據(jù)庫、軟硬件和數(shù)據(jù)接口、互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)平臺、統(tǒng)一的物體身份識別和編碼系統(tǒng)，使遍布每個角落的物體介入網(wǎng)絡(luò)，被識別、掌握和控制。

5 存在的問題和對策

5.1 安全性問題

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，物資器材都將隨時隨地連接在這個網(wǎng)絡(luò)上，隨時隨地被感知。在這種環(huán)境中如何確保信息安全，防止軍事信息被他人利用，將是RFID 技術(shù)在裝備物流中應(yīng)用需要突破的重大障礙之一。特別是RFID 技術(shù)很大程度上采用無線開放式傳輸，攻擊者很容易在傳輸過程中竊取、偽造信號。所以說，沒有信息網(wǎng)絡(luò)的安全，就沒有它的廣泛應(yīng)用。因此，在RFID 技術(shù)研發(fā)的過程中，要采用加密識別、讀取和傳輸技術(shù)，并加強(qiáng)授權(quán)驗證，阻止未授權(quán)的閱讀器讀取信息，加密算法和授權(quán)驗證要適應(yīng)單個節(jié)點的信息處理能力、存儲能力和能量有限的特點，當(dāng)泄密不可避免，要通過授權(quán)驗證發(fā)現(xiàn)泄密的標(biāo)簽，并發(fā)出警告或使標(biāo)簽失效。

5.2 標(biāo)準(zhǔn)化問題

目前，RFID 技術(shù)的成熟運用需要標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫、標(biāo)準(zhǔn)化的軟硬件和數(shù)據(jù)接口、互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)平臺、統(tǒng)一的物體身份標(biāo)識和編碼系統(tǒng)，才能發(fā)揮RFID 技術(shù)的最大效益，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各種應(yīng)用便無法承載和開展，互聯(lián)互通也就無從談起，即使各個區(qū)域面向不同應(yīng)用采用了各自標(biāo)準(zhǔn)，未來也會對互聯(lián)互通帶來很大困難，而各類協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)如何統(tǒng)一則是一個十分漫長的過程。因此，應(yīng)加強(qiáng)與國家信息產(chǎn)業(yè)相關(guān)部門、科研院所和相關(guān)公司企業(yè)的合作，盡快建立符合軍隊需求的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)編碼、頻率、防碰撞、數(shù)據(jù)接口等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系，加快研究步伐，早日突破瓶頸，推動RFID 技術(shù)的發(fā)展。

5.3 適應(yīng)性問題

未來的戰(zhàn)爭，自然條件惡劣、戰(zhàn)場環(huán)境復(fù)雜，這就對RFID 技術(shù)在裝備物流領(lǐng)域的應(yīng)用提出了更為嚴(yán)峻的要求。溫度、濕度、日照、煙堿、風(fēng)沙等自然因素將直接影響到暴露在物資器材表面的射頻識別標(biāo)簽和固定式信息讀取器。在信息無線傳輸和應(yīng)用處理過程中，戰(zhàn)場復(fù)雜的電磁環(huán)境，大量電磁設(shè)備互擾自擾，交叉重疊，這對RFID 技術(shù)的傳輸處理的可靠性影響也是不可忽視的。因此，RFID 技術(shù)要在裝備物流領(lǐng)域中發(fā)揮應(yīng)有的效能，自身必須有能夠適應(yīng)惡劣自然環(huán)境的工作能力，并在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下具有較高的可靠性。這就需要RFID 技術(shù)在研發(fā)的過程中，充分考慮到上述影響因素，進(jìn)行專門的實驗分析，在民用成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，提高其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，已適應(yīng)軍隊需求。

6 結(jié)束語

建立以RFID 技術(shù)為基礎(chǔ)的軍用物資器材在儲、在運和在用狀態(tài)自動感知與智能控制信息系統(tǒng)，在各類物資器材上附加統(tǒng)一的電子信息標(biāo)簽或裝備識別卡，通過讀寫器自動識別和定位分類，可以實施快速收發(fā)作業(yè)，并實現(xiàn)從生產(chǎn)線、運輸?shù)绞褂脝挝坏娜虅討B(tài)監(jiān)控，這在裝備物流體系中具有重要的意義。目前，國際上沃爾瑪?shù)却笮瓦B鎖零售機(jī)構(gòu)建立起了相關(guān)的運行體系，其應(yīng)用對國防和軍隊建設(shè)具有重要借鑒作用。

［1］楊震. 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展研究［J］. 南京郵電大學(xué)學(xué)報，2010(2):1-5.

［2］王樹禮，楊學(xué)強(qiáng)，黃俊.裝備物流研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.中國物流年鑒，2004(1):343-346.

［3］劉增勇，崔益峰.我軍裝備物流體系的發(fā)展研究［J］.物流技術(shù)與應(yīng)用，2009(11):19-21.

［4］于貝貝，周憲江.RFID 技術(shù)在軍事物流領(lǐng)域應(yīng)用中存在的問題與對策研究［J］.軍事交通學(xué)院學(xué)報，2011(3):72-75.

［5］龔衛(wèi)鋒，孫敏.軍事供應(yīng)鏈基本內(nèi)涵［J］.連載講座，2006(9):98-100.

［6］宋川.對通指裝備技術(shù)保障物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的思考［J］.軍事通信技術(shù)，2010(1):15-18.