信息安全敏感物品供应链中RFID的应用——航空制造业与军用战备集装器材

引言

　　RFID是一种自动识别系统，它通过非接触的射频信号自动识别目标并采集数据，可识别高速运动目标并可同时识别多个目标，无须人工干预，操作快捷方便，可适应各种恶劣环境。无论军用物资处于采购、运输、仓储、使用、维修的任何环节，各级指挥人员都可以实时掌握其信息和状态。RFID可以极快的速度在读写器和电子标签之间采集和交换数据；具有智能读写及加密通信的能力，世界唯一性密码，极强的信息保密性，这对于军事物流要求准确、快速、安全、可控提供了切实可行的技术途径。

　　RFID技术是现今信息技术在流程再造中应用的热点。RFID技术的应用为航空工业带来了丰厚的利益，从飞机部件的制造、运输到飞行、维修，从航空服务业到货运业，RFID技术可以无处不在。RFID技术的应用将大大提高供应链自动化能力，改善航空部件使用寿命，增强飞行、货运安全性，使飞机部件的维修保养和更换变得非常方便，其最终目标是保证持续的空中安全。
　　
1 RFID在航空制造业的应用

　　1.1在航空业的重要作用

　　RFID技术的开发和应用，经历了从无源到有源的发展历程，在航空界逐渐形成一系列应用标准，是现今信息技术在流程再造中应用的热点。RFID技术的应用为航空工业带来了丰厚的利益，从飞机部件的制造、运输到飞行、维修，从航空服务业到货运业，RFID技术可以无处不在，RFID技术的应用将大大提高供应链自动化能力，改善航空部件使用寿命，增强飞行、货运安全性，使飞机部件的维修保养和更换变得非常方便，其最终目标是保证持续的空中安全。在航空工业，RFID技术主要具有以下作用：通过提高已知的"实际交付"配置，改进航线结构控制；通过识别劣质零件减少企业成本，这也有助于最小化航班总量；提供可靠的部件跟踪能力；简化解决相关服务问题的内部过程和减少周期时间；改进航空公司和供应商之间信息交换的准确性。此外，RFID技术还可以通过以下能力提供竞争优势：无任何可视需求；动态读/写能力；在苛刻环境下同时读入多个标签并进行识别的能力。由于RFID技术存在的优势，世界主要飞机制造商都在力推各供应商应用RFID技术。

　　1.2 实际应用情况

　　在航空制造业方面，飞机供应商和制造商也都积极的将RFID技术应用于制造、供应链等过程的部件跟踪。波音和空客公司都在致力于将RFID技术应用于其供应链和飞机制造过程。零部件的标签跟踪能够减少伪劣品的生产，并为供应商提供利益。跟踪在33个国家制造的600多万个零部件，并确保每个部件按需及时送达装配线，否则就要承担延迟价值2000万美元的宽体机生产效率的风险。这是空客公司和波音公司每天都共同面临的问题。同时，联邦航空规则要求每个零部件及其历史记录都要进行个别跟踪。如此艰巨的任务促使着这两家全球最大的民机制造商联合起来共同通过配置RFID技术自动化，实现它们的供应链流程。

　　波音和空客公司共同占据着全球大型民用喷气机的整个市场，它们联合举办全球工业论坛，以期获得客户、部件供应商和管理机构对使用RFID的支持。与美国沃尔玛公司和美国防部不同，空客和波音不计划强制要求供应商实施RFID技术，而是采用一种系统的方法加强与供应商的协作。在2004年空客和波音同它们的供应商及航空客户在亚特兰大、香港和德国慕尼黑举行的工业论坛涉及了RFID技术的潜在利益及挑战，指出RFID技术虽然可能会引起商业问题，但空客和波音相信RFID技术能极大地降低整个航空工业成本。它们都认为，通过部件和流程跟踪可以提高工厂内部效率，并能降低成本，包括货物记录及库存资料，同时能够减少误差，改进库存精度。RFID技术也能够使空客和波音及它们的供应商减少供应链库存，因为RFID技术从部件开始生产到飞机装配都能够提供更好的部件可见性。RFID技术还能够让供应链中的每一个成员包括购买飞机的航空公司，识别由管理局认证过的零部件，这样可以减少供应链中伪劣部件存在的可能性。

　　波音每天向其全世界航空客户运送4650个备用部件。这些航空公司存在货架上没用过的备用部件价值估计有450亿美元。RFID技术可以为这些航空公司提供可见度，使得它们能够对其库存进行修整，同时可以确保部件总是处于需要之处，保证飞机的飞行。波音公司在堪萨斯州的威奇托工厂为其几乎所有的民用喷气客机设计、制造和装配机身结构、螺旋桨轴支架和发动机部件。在该工厂的部件输送过程中，波音公司对部件进行了RFID标签跟踪测试。无源UHF系统在部件接收和工厂内部车间与车间以及车间与装配线之间运输过程中能够自动进行跟踪。而在过去，这些工作都要通过工人手工扫描部件条形码完成，这使得波音对部件的可见性受到了限制，因为工人难免会忘记对某个部件进行扫描。而无源UHF系统不但可以同时识别一打或更多的部件，而且为管理人员提供了更好的部件可见性。在飞机飞行期间，发动机产生的热量或者外部环境的冷度都可能损坏标签或者标签储存的数据。而且RFID系统是否会干扰机载设备也是要考虑的问题。波音已同它的客户并联合FAA对这些疑问进行了相关的试验。在2006年4月，波音公司选择Intelleflex公司为787客机生产64千位的超高频硅片，为787客机经常需要维护的部件提供射频识别"智能标签"。现在，波音公司正在和其供应商共享与其飞机有关的配置、订单及运输等信息，这将有助于波音将RFID生成的数据储存到波音现有的部件信息条形码收集数据库中。这种数据库将对其商业伙伴开放，而信息将会更加准确和及时，从而使得供应商可以减少库存，同时又可以保证在有所需时能够及时交付。

　　空客公司于2000年开始测试RFID技术。当时，它通过一种RFID系统识别和跟踪借给航空维护中心的定位工具。这种技术将花在工具检测上的时间减少了25%，并使空客能够进行自动工具校准。而在过去，这些工具必须在实际位置上来回地挪移，现在则可以通过储存在标签上的数据进行远程遥控校准。在2005年，空客公司开始公布在其世界上最大的民用喷气客机A380上配置了10,000个射频识别芯片。这些芯片使用碳纤维制造技术制成以减轻飞机重量，并结合使用了超声波扫描系统以及其它一些技术。空客公司在该飞机的乘座椅、救生衣以及刹车系统上均使用了无源RFID芯片以帮对这些部件进行维护。

　　飞机供应商、航空公司均积极响应，通过RFID技术提高其供应链竞争优势。尽管目前标签的成本较高，但是RFID技术会使供应商受益匪浅。最重要的是，供应商可以通过精确获知部件位置而改进流程。通过独特的RFID部件识别，供应商可以创建电子审计跟踪和维护历史，这有助于减少伪劣部件，削减维护工作人员数量，从而降低成本。波音民用飞机RFID项目经理Kenneth Porad表示，RFID技术的广泛应用可以为供应商带来真实的利益，极大地改进企业流程，这都要建立在数据共享的基础之上。EPCglobal US公司把航空业应用RFID技术称之为"95%解决方案"，因为航空业供应链大约有95%的环节可以应用RFID技术，RFID技术在航空业的发展潜力可谓是巨大。EPCglobal US还同洛·马公司、波音公司以及其他航空公司合作研究RFID标准，以期解决行业内供应链的实时监控、安全性问题以及效率问题。洛·马公司同波音公司在防务领域存在着竞争关系，洛·马公司已经把RFID技术作为了一种关键技术。该公司也在其供应链上发起了5项"预实施"的小规模RFID技术研究项目，包括同商业伙伴及客户实施的EPC技术试验。这些项目在2004年底结束。之后，洛·马公司确定了如何实施RFID技术。菲尼克斯霍尼韦尔国际航宇电子系统公司在2004年初期开始一项RFID技术测试项目，它将RFID技术和条形码结合，跟踪部件在工厂内的移动及向飞机制造商的运输。GE航空公司也实施了几个小规模试验计划，通过RFID技术改进其供应链以提高生产效率、改进库存控制、减少营运资金。
　　
2 RFID技术在军用战备器材中的应用

　　2.1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，而直接可以在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。

　　2.2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
  
    　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。 

结语

　　RFID技术已成为目前世界上最先进的无线识别记录方法。随着近年来信息科技的蓬勃发展和RFID技术在航空制造业和军用战备集装器材领域中得到广泛应用，技术层面已受到越来越多的关注并取得了许多创新性的突破。有关RFID技术的一些国际标准和规范也正在相应领域逐步建立和完善。在这些标准和规范整合后，RFID的成本将会随之降低，而目前持观望态度的企业也将势必跟进。