- 易迪拓培训,专注于微波、射频、天线设计工程师的培养
战备集装器材电子标签应用要求探讨
录入：edatop.com 点击：
1 引言
在第一次海湾战争中，美军将大量的作战人员和物资运送到前线，这是二战后美军规模最大的后勤行动。可是当后勤任务完成之后，美军发现后勤工作远没有达到要求。美军当时没有任何工具或方法来弥补后勤上的不足。实际上，第一次海湾战争中的后勤工作仅仅是把作战人员和物资运送到前方,是“强力”后勤的体现。由于军方几乎对任何物资都缺乏完整的信息，既没有良好的跟踪能力，也没有全资可视化能力，使得物资在需求不明的情况下进入后勤通道，从而得不到真正的跟踪。
一般来说，如果前线的指挥官无法确定他们手头有什么以及所需物资何时到达等诸如此类的问题时，他们就会申请更多的物资。前线的供应士官手头并没有与战争计划相匹配的后勤计划。他们对物资何时到达何地缺乏必要的了解。所有的工作都是在混乱中进行，美国中央司令部对此也是束手无策。这是名副其实的“强力后勤”。因为无法得知货物运送的状况，军人不知道自己申请的物资是否已发出，所以常常超额申请。
战后美国国防部开始测试新的追踪技术，以掌握后勤物资的动向。1991年海湾战争后，美军为解决物资在请领、运输、分发等环节中存在的严重现实问题，给作战部队提供快速、准确的后勤保障，美国国防部于1992年4月正式提出了全资产可视性计划。所谓资产的可视性是指及时、准确地向用户提供部队、人员、装备和补给品等的数量、位置、状态及其特性等信息，全面提高后勤保障能力。联合全资产可视性作为美国军事后勤革命的目标之一，是美国国防部后勤发展战略计划的重要内容。根据新的构想，美军后勤应能在各种军事行动全过程中，在准确的地点与时间向联合作战部队提供数量适当的所需人员、装备与补给品。要实现这一目标就必须做到后勤保障中资产的高度透明化。而射频识别无疑为自动获取在储、在运、在用资产可视性信息提供了方便灵活的解决方案。
2. 装备物流中使用RFID技术优势
装备物流是指军事力量在平时训练、执勤和战时所需的装备物资通过采购、储存、运输、供应、使用、报废、回收等环节以及包装、加工、保养、修理等功能的全生命周期内，实现其时间和空间转移的全过程。研究装备物流的核心目标是解决装备物资平时与战时“快速、精确、高效”的保障问题。装备物流是一个复杂、综合、完整的体系。装备是指用于实施和保障军事行动的武器、武器系统和其他军事技术器材的统称，主要指武装力量编制内的武器、弹药、车辆、器械、装具等。
在军队装备后勤保障中，信息的快捷和通畅是系统成功的基础前提。特别是装备的保障，由于品种繁多，给装备的供给和管理带来很大的问题。采用RFID技术可以在不开箱的情况下，以最快的速度准确地获取装备的完整信息，进行可视化装备管理，提高装备物流保障效率，降低作业成本。同时由于RFID无需接触识别、无需可视识别，耐油污，耐尘土，环境适应性强，特别适合装备的野外供给与识别。因此，RFID在装备管理上具有重要的意义。
RFID在物流中的主要应用之一是对物流的跟踪。RFID主要完成的任务是通过自动化增加生产力并限制人工干涉，避免人为错误；获得快速的后勤管理，取得即时的供应链动态资料，实现供应链之完全可视化，加速物流的运送并改善对运送的掌握；减少多余的资料录入并且提高资料的正确性。
由于RFID标签的唯一标识性，通过同计算机技术、网络技术、数据库等技术的结合，可以在物流的各个环节上跟踪货物，实时地掌握装备器材处于装备物流的哪个节点上。应用该技术，可以实现如下目标，获得预期的经济效益：
（1）缩短作业流程。对于装备配送中心（简称配送中心），出入库在平时作业中占很大的比例，将托盘上和包装箱上贴上RFID标签，在配送中心出入库口处安放阅读器，这样出入库时，利用叉车将货物送入（出）仓库，在出入口处无需停止进行扫描，在流程中捕获数据，阅读器可以远距离的动态的一次性识别多个标签，计算机根据所阅读到的信息，对数据库进行访问，并进行相应的数据记录，大大节省了出入库的作业时间。
（2）改善盘点作业质量。由于每个包装箱和托盘上都贴有RFID标签，进行盘点作业时，只需利用手持式RFID阅读器依次经过所有货架，阅读器就自动获取所有标签上的信息，利用PC机进行盘点记录。利用RFID技术将大大减少传统盘点作业中所出现的遗漏等差错，增强了信息的准确性、可靠性。
（3）增大配送中心的吞吐量。当配送中心的主要作业——出入库作业效率提高以后，配送中心对货物的处理能力将大大提高，这样就可以增加配送中心每日的货物吞吐量，为配送中心获得更大的经济效益。
（4）降低运转费用。由于RFID技术可以动态的同时识别多个数据且识别距离较大的特点，在出入库作业过程中，验收和出入库几乎是同时完成，无需再同以往的先将货物堆放在收货区等待验货和条码扫描，而直接可以接货后验货入库和拣货后验货出库。这样大大减少了货物在配送中心内的搬运次数，降低了搬运所带来的设备费用和人工费用。
（5）装备物流跟踪。RFID技术的核心是标签上的EPC（产品电子代码）提供对物理对象的唯一标识，利用EPC可以实现装备器材在整个物流上的跟踪和自动化管理，增加装备管理的透明化程度。
（6）信息的传送更加迅速、准确。由于远距离、动态自动识别、一次识别多个标签等优势，RFID技术将使信息的传递更加迅速和准确，大大减少了错误和遗漏的发生。
3、装备物流中使用RFID技术障碍
目前我军主要将RFID技术用于装备“在运”（集装箱储存运输）、装备修理、装备 “在储”、军车牌证等几个方面，取得了一些研究应用成果。由于受到以下几个方面的限制，RFID在军事中的应用还没有普及。
RFID项目的实施并不像一般人想象得那样简单和直观。无论你是直接从RFID设备供应商，还是从其产品分销商、增值运营商处购买RFID系统，你都需要考虑许多问题，如系统使用的频率、协议和标准，各个不同频段的标签不能通用，并且识读器在不同频段也不能通用，也就是说固定频段的阅读器只能识读同样频段的标签。成功实施RFID系统，我们可以通过从几个方面来考虑：
(1)标准
目前行业标准以及相关产品标准还不统一，电子标签迄今为止全球也还没有正式形成一个统一的(包括各个频段)国际标准。标准(特别是关于数据格式定义的标准)的不统一是制约RFID发展的重要因素，而数据格式的标准问题又涉及到各个国家自身的利益和安全。标准的不统一也使当前各个厂家推出的RFID产品互不兼容，这势必阻碍了未来RFID产品的互通和发展，因此，如何使这些标准相互兼容，让一个RFID产品能顺利地在世界范围中流通是当前重要而紧迫的问题。
(2)成本
由于标签的数据容量、频段、封装要求等不同，价格相差较大。随着技术的不断提升和在各大行业的日益推广，RFID的各个组成部分，包括电子标签、阅读器和天线等制造成本有望大幅度降低。
(3)技术
虽然在RFID系统的单项技术上己经趋于成熟，但总体上产品技术还不够成熟，尤其是各厂家设备的兼容性问题，识别率的问题，由于液体和金属制品等对无线电信号的干扰很大，RFID标签的准确识别率目前还只有80%左右，离大规模实际应用所要求的成熟程度也还有一定差距；另外在集成应用工程实施过程中还需要攻克大量的技术难题。
(4)安全
当前广泛使用的无源RFID系统还没有非常可靠的安全机制，无法对客户数据进行很好的保密，以及在读或写数据的过程中都很容易被黑客所利用。
4、军用集装箱射频识别（RFID）技术要求
开展军用集装箱射频识别（RFID）技术要求的研究，对提高我军射频识别技术的应用水平，促进装备物流、军事管理信息化等技术的发展，推动我军现代化水平具有重要的现实意义。目前射频识别技术在军队已经在军用物流管理、军队车辆管理、军队人员安全管理等方面获得了部分试点应用。
针对射频识别技术在我军通用装备管理集装箱管理这一特殊行业的电子标签物理特性提出了一些要求，目的是规范电子标签的在装备保障中的使用，解决电子标签技术不统一、信息兼容与共享困难、重复投资等问题的存在。供大家参考。只有制定好电子标签要求，才能更好推广电子标签在军事领域的使用，才能更好服务于部队。
由于电子标签贴在集装箱上，根据战场环境以及平时管理要求，对军用集装箱射频识别（RFID）技术提出如下要求：
一是标识要求，用电子标签可唯一识别任何一个集装箱；
二是识读距离，用RFID阅读器远距离至少是100米范围可识读集装箱标签，实现多集装箱在车辆移动或野战伪装存放时的远距离同时可读；
三是提示要求，阅读器可以控制电子标签发出声光指示集装箱所在的位置；
四是改写要求，用RFID标签可标识集装箱箱内装备器材的品种、数量，可对集装箱内装备器材的变化情况进行实时更新；
五是防护要求，该电子标签达到一定的防护等级标准，如防水防物理冲撞；
六是电磁适应要求，在战场电磁环境下阅读器能顺利和电子标签通信；
七是寿命要求，标签的寿命应该在5年以上；
八是识读标签数量和速度要求，由于多个集装箱可能同车装载运输，也可能构筑野战仓库集中存放，因此要求采用远距离器至少能在车辆以50米的间距、40千米/小时的速度运动时可同时读到车上所有的集装箱标签内容；
九是标签容量要求，标签容量应将集装箱的标识信息和箱内器材品种、数量、位置信息都保存于标签内。
十其他，如外观要求，同集装箱颜色要搭配合理，防水要求，安装要求，通信协议要求，数据传输加密要求等，这里提出这些要求，供大家一起交流探讨。
目前我们研制了三种类型的电子标签，I类标签是电池和标签一体，电池可以拆卸和充电，II类标签是电池和标签分离的，III类标签是报警型标签，它们分别用在不同的地方，I类标签用在战备集装箱上，II类标签用于战时集装器材上，III类标签用在战场上。
参考文献
[1] 刘克胜,游战清著.无线射频识别技术（RFID）规划与实施. 电子工业出版社,2005,9
[2] 游战清,李苏剑,刘克胜著.无线射频识别技术（RFID）理论与应用. 电子工业出版社,2004,9
[3] 刘克胜.统一标准是RFID应用关键.专业无线电,2006,8
[4] 刘克胜,纪红任. RFID技术在装备物流中应用.专业无线电,2006,3
[5] 刘克胜,王铁宁,杨学强.现代物流信息化的特点及发展趋势.工业设备商情.2004,1
在第一次海湾战争中，美军将大量的作战人员和物资运送到前线，这是二战后美军规模最大的后勤行动。可是当后勤任务完成之后，美军发现后勤工作远没有达到要求。美军当时没有任何工具或方法来弥补后勤上的不足。实际上，第一次海湾战争中的后勤工作仅仅是把作战人员和物资运送到前方,是“强力”后勤的体现。由于军方几乎对任何物资都缺乏完整的信息，既没有良好的跟踪能力，也没有全资可视化能力，使得物资在需求不明的情况下进入后勤通道，从而得不到真正的跟踪。
一般来说，如果前线的指挥官无法确定他们手头有什么以及所需物资何时到达等诸如此类的问题时，他们就会申请更多的物资。前线的供应士官手头并没有与战争计划相匹配的后勤计划。他们对物资何时到达何地缺乏必要的了解。所有的工作都是在混乱中进行，美国中央司令部对此也是束手无策。这是名副其实的“强力后勤”。因为无法得知货物运送的状况，军人不知道自己申请的物资是否已发出，所以常常超额申请。
战后美国国防部开始测试新的追踪技术，以掌握后勤物资的动向。1991年海湾战争后，美军为解决物资在请领、运输、分发等环节中存在的严重现实问题，给作战部队提供快速、准确的后勤保障，美国国防部于1992年4月正式提出了全资产可视性计划。所谓资产的可视性是指及时、准确地向用户提供部队、人员、装备和补给品等的数量、位置、状态及其特性等信息，全面提高后勤保障能力。联合全资产可视性作为美国军事后勤革命的目标之一，是美国国防部后勤发展战略计划的重要内容。根据新的构想，美军后勤应能在各种军事行动全过程中，在准确的地点与时间向联合作战部队提供数量适当的所需人员、装备与补给品。要实现这一目标就必须做到后勤保障中资产的高度透明化。而射频识别无疑为自动获取在储、在运、在用资产可视性信息提供了方便灵活的解决方案。
2. 装备物流中使用RFID技术优势
装备物流是指军事力量在平时训练、执勤和战时所需的装备物资通过采购、储存、运输、供应、使用、报废、回收等环节以及包装、加工、保养、修理等功能的全生命周期内，实现其时间和空间转移的全过程。研究装备物流的核心目标是解决装备物资平时与战时“快速、精确、高效”的保障问题。装备物流是一个复杂、综合、完整的体系。装备是指用于实施和保障军事行动的武器、武器系统和其他军事技术器材的统称，主要指武装力量编制内的武器、弹药、车辆、器械、装具等。
在军队装备后勤保障中，信息的快捷和通畅是系统成功的基础前提。特别是装备的保障，由于品种繁多，给装备的供给和管理带来很大的问题。采用RFID技术可以在不开箱的情况下，以最快的速度准确地获取装备的完整信息，进行可视化装备管理，提高装备物流保障效率，降低作业成本。同时由于RFID无需接触识别、无需可视识别，耐油污，耐尘土，环境适应性强，特别适合装备的野外供给与识别。因此，RFID在装备管理上具有重要的意义。
RFID在物流中的主要应用之一是对物流的跟踪。RFID主要完成的任务是通过自动化增加生产力并限制人工干涉，避免人为错误；获得快速的后勤管理，取得即时的供应链动态资料，实现供应链之完全可视化，加速物流的运送并改善对运送的掌握；减少多余的资料录入并且提高资料的正确性。
由于RFID标签的唯一标识性，通过同计算机技术、网络技术、数据库等技术的结合，可以在物流的各个环节上跟踪货物，实时地掌握装备器材处于装备物流的哪个节点上。应用该技术，可以实现如下目标，获得预期的经济效益：
（1）缩短作业流程。对于装备配送中心（简称配送中心），出入库在平时作业中占很大的比例，将托盘上和包装箱上贴上RFID标签，在配送中心出入库口处安放阅读器，这样出入库时，利用叉车将货物送入（出）仓库，在出入口处无需停止进行扫描，在流程中捕获数据，阅读器可以远距离的动态的一次性识别多个标签，计算机根据所阅读到的信息，对数据库进行访问，并进行相应的数据记录，大大节省了出入库的作业时间。
（2）改善盘点作业质量。由于每个包装箱和托盘上都贴有RFID标签，进行盘点作业时，只需利用手持式RFID阅读器依次经过所有货架，阅读器就自动获取所有标签上的信息，利用PC机进行盘点记录。利用RFID技术将大大减少传统盘点作业中所出现的遗漏等差错，增强了信息的准确性、可靠性。
（3）增大配送中心的吞吐量。当配送中心的主要作业——出入库作业效率提高以后，配送中心对货物的处理能力将大大提高，这样就可以增加配送中心每日的货物吞吐量，为配送中心获得更大的经济效益。
（4）降低运转费用。由于RFID技术可以动态的同时识别多个数据且识别距离较大的特点，在出入库作业过程中，验收和出入库几乎是同时完成，无需再同以往的先将货物堆放在收货区等待验货和条码扫描，而直接可以接货后验货入库和拣货后验货出库。这样大大减少了货物在配送中心内的搬运次数，降低了搬运所带来的设备费用和人工费用。
（5）装备物流跟踪。RFID技术的核心是标签上的EPC（产品电子代码）提供对物理对象的唯一标识，利用EPC可以实现装备器材在整个物流上的跟踪和自动化管理，增加装备管理的透明化程度。
（6）信息的传送更加迅速、准确。由于远距离、动态自动识别、一次识别多个标签等优势，RFID技术将使信息的传递更加迅速和准确，大大减少了错误和遗漏的发生。
3、装备物流中使用RFID技术障碍
目前我军主要将RFID技术用于装备“在运”（集装箱储存运输）、装备修理、装备 “在储”、军车牌证等几个方面，取得了一些研究应用成果。由于受到以下几个方面的限制，RFID在军事中的应用还没有普及。
RFID项目的实施并不像一般人想象得那样简单和直观。无论你是直接从RFID设备供应商，还是从其产品分销商、增值运营商处购买RFID系统，你都需要考虑许多问题，如系统使用的频率、协议和标准，各个不同频段的标签不能通用，并且识读器在不同频段也不能通用，也就是说固定频段的阅读器只能识读同样频段的标签。成功实施RFID系统，我们可以通过从几个方面来考虑：
(1)标准
目前行业标准以及相关产品标准还不统一，电子标签迄今为止全球也还没有正式形成一个统一的(包括各个频段)国际标准。标准(特别是关于数据格式定义的标准)的不统一是制约RFID发展的重要因素，而数据格式的标准问题又涉及到各个国家自身的利益和安全。标准的不统一也使当前各个厂家推出的RFID产品互不兼容，这势必阻碍了未来RFID产品的互通和发展，因此，如何使这些标准相互兼容，让一个RFID产品能顺利地在世界范围中流通是当前重要而紧迫的问题。
(2)成本
由于标签的数据容量、频段、封装要求等不同，价格相差较大。随着技术的不断提升和在各大行业的日益推广，RFID的各个组成部分，包括电子标签、阅读器和天线等制造成本有望大幅度降低。
(3)技术
虽然在RFID系统的单项技术上己经趋于成熟，但总体上产品技术还不够成熟，尤其是各厂家设备的兼容性问题，识别率的问题，由于液体和金属制品等对无线电信号的干扰很大，RFID标签的准确识别率目前还只有80%左右，离大规模实际应用所要求的成熟程度也还有一定差距；另外在集成应用工程实施过程中还需要攻克大量的技术难题。
(4)安全
当前广泛使用的无源RFID系统还没有非常可靠的安全机制，无法对客户数据进行很好的保密，以及在读或写数据的过程中都很容易被黑客所利用。
4、军用集装箱射频识别（RFID）技术要求
开展军用集装箱射频识别（RFID）技术要求的研究，对提高我军射频识别技术的应用水平，促进装备物流、军事管理信息化等技术的发展，推动我军现代化水平具有重要的现实意义。目前射频识别技术在军队已经在军用物流管理、军队车辆管理、军队人员安全管理等方面获得了部分试点应用。
针对射频识别技术在我军通用装备管理集装箱管理这一特殊行业的电子标签物理特性提出了一些要求，目的是规范电子标签的在装备保障中的使用，解决电子标签技术不统一、信息兼容与共享困难、重复投资等问题的存在。供大家参考。只有制定好电子标签要求，才能更好推广电子标签在军事领域的使用，才能更好服务于部队。
由于电子标签贴在集装箱上，根据战场环境以及平时管理要求，对军用集装箱射频识别（RFID）技术提出如下要求：
一是标识要求，用电子标签可唯一识别任何一个集装箱；
二是识读距离，用RFID阅读器远距离至少是100米范围可识读集装箱标签，实现多集装箱在车辆移动或野战伪装存放时的远距离同时可读；
三是提示要求，阅读器可以控制电子标签发出声光指示集装箱所在的位置；
四是改写要求，用RFID标签可标识集装箱箱内装备器材的品种、数量，可对集装箱内装备器材的变化情况进行实时更新；
五是防护要求，该电子标签达到一定的防护等级标准，如防水防物理冲撞；
六是电磁适应要求，在战场电磁环境下阅读器能顺利和电子标签通信；
七是寿命要求，标签的寿命应该在5年以上；
八是识读标签数量和速度要求，由于多个集装箱可能同车装载运输，也可能构筑野战仓库集中存放，因此要求采用远距离器至少能在车辆以50米的间距、40千米/小时的速度运动时可同时读到车上所有的集装箱标签内容；
九是标签容量要求，标签容量应将集装箱的标识信息和箱内器材品种、数量、位置信息都保存于标签内。
十其他，如外观要求，同集装箱颜色要搭配合理，防水要求，安装要求，通信协议要求，数据传输加密要求等，这里提出这些要求，供大家一起交流探讨。
目前我们研制了三种类型的电子标签，I类标签是电池和标签一体，电池可以拆卸和充电，II类标签是电池和标签分离的，III类标签是报警型标签，它们分别用在不同的地方，I类标签用在战备集装箱上，II类标签用于战时集装器材上，III类标签用在战场上。
参考文献
[1] 刘克胜,游战清著.无线射频识别技术（RFID）规划与实施. 电子工业出版社,2005,9
[2] 游战清,李苏剑,刘克胜著.无线射频识别技术（RFID）理论与应用. 电子工业出版社,2004,9
[3] 刘克胜.统一标准是RFID应用关键.专业无线电,2006,8
[4] 刘克胜,纪红任. RFID技术在装备物流中应用.专业无线电,2006,3
[5] 刘克胜,王铁宁,杨学强.现代物流信息化的特点及发展趋势.工业设备商情.2004,1
