信息安全敏感物品供應鏈中RFID的應用——航空制造業與軍用戰備集裝器材
  引言
  RFID是一種自動識別系統,它通過非接觸的射頻信號自動識別目標并采集數據,可識別高速運動目標并可同時識別多個目標,無須人工干預,操作快捷方便,可適應各種惡劣環境。無論軍用物資處于采購、運輸、倉儲、使用、維修的任何環節,各級指揮人員都可以實時掌握其信息和狀態。RFID可以極快的速度在讀寫器和電子標簽之間采集和交換數據;具有智能讀寫及加密通信的能力,世界唯一性密碼,極強的信息保密性,這對于軍事物流要求準確、快速、安全、可控提供了切實可行的技術途徑。 
  RFID技術是現今信息技術在流程再造中應用的熱點。RFID技術的應用為航空工業帶來了豐厚的利益,從飛機部件的制造、運輸到飛行、維修,從航空服務業到貨運業,RFID技術可以無處不在。RFID技術的應用將大大提高供應鏈自動化能力,改善航空部件使用壽命,增強飛行、貨運安全性,使飛機部件的維修保養和更換變得非常方便,其最終目標是保證持續的空中安全。 
   
  1 RFID在航空制造業的應用 
  1.1在航空業的重要作用 
  RFID技術的開發和應用,經歷了從無源到有源的發展歷程,在航空界逐漸形成一系列應用標準,是現今信息技術在流程再造中應用的熱點。RFID技術的應用為航空工業帶來了豐厚的利益,從飛機部件的制造、運輸到飛行、維修,從航空服務業到貨運業,RFID技術可以無處不在,RFID技術的應用將大大提高供應鏈自動化能力,改善航空部件使用壽命,增強飛行、貨運安全性,使飛機部件的維修保養和更換變得非常方便,其最終目標是保證持續的空中安全。在航空工業,RFID技術主要具有以下作用:通過提高已知的"實際交付"配置,改進航線結構控制;通過識別劣質零件減少企業成本,這也有助于最小化航班總量;提供可靠的部件跟蹤能力;簡化解決相關服務問題的內部過程和減少周期時間;改進航空公司和供應商之間信息交換的準確性。此外,RFID技術還可以通過以下能力提供競爭優勢:無任何可視需求;動態讀/寫能力;在苛刻環境下同時讀入多個標簽并進行識別的能力。由于RFID技術存在的優勢,世界主要飛機制造商都在力推各供應商應用RFID技術。 
  1.2 實際應用情況 
  在航空制造業方面,飛機供應商和制造商也都積極的將RFID技術應用于制造、供應鏈等過程的部件跟蹤。波音和空客公司都在致力于將RFID技術應用于其供應鏈和飛機制造過程。零部件的標簽跟蹤能夠減少偽劣品的生產,并為供應商提供利益。跟蹤在33個國家制造的600多萬個零部件,并確保每個部件按需及時送達裝配線,否則就要承擔延遲價值2000萬美元的寬體機生產效率的風險。這是空客公司和波音公司每天都共同面臨的問題。同時,聯邦航空規則要求每個零部件及其歷史記錄都要進行個別跟蹤。如此艱巨的任務促使著這兩家全球最大的民機制造商聯合起來共同通過配置RFID技術自動化,實現它們的供應鏈流程。 
  波音和空客公司共同占據著全球大型民用噴氣機的整個市場,它們聯合舉辦全球工業論壇,以期獲得客戶、部件供應商和管理機構對使用RFID的支持。與美國沃爾瑪公司和美國防部不同,空客和波音不計劃強制要求供應商實施RFID技術,而是采用一種系統的方法加強與供應商的協作。在2004年空客和波音同它們的供應商及航空客戶在亞特蘭大、香港和德國慕尼黑舉行的工業論壇涉及了RFID技術的潛在利益及挑戰,指出RFID技術雖然可能會引起商業問題,但空客和波音相信RFID技術能極大地降低整個航空工業成本。它們都認為,通過部件和流程跟蹤可以提高工廠內部效率,并能降低成本,包括貨物記錄及庫存資料,同時能夠減少誤差,改進庫存精度。RFID技術也能夠使空客和波音及它們的供應商減少供應鏈庫存,因為RFID技術從部件開始生產到飛機裝配都能夠提供更好的部件可見性。RFID技術還能夠讓供應鏈中的每一個成員包括購買飛機的航空公司,識別由管理局認證過的零部件,這樣可以減少供應鏈中偽劣部件存在的可能性。
  波音每天向其全世界航空客戶運送4650個備用部件。這些航空公司存在貨架上沒用過的備用部件價值估計有450億美元。RFID技術可以為這些航空公司提供可見度,使得它們能夠對其庫存進行修整,同時可以確保部件總是處于需要之處,保證飛機的飛行。波音公司在堪薩斯州的威奇托工廠為其幾乎所有的民用噴氣客機設計、制造和裝配機身結構、螺旋槳軸支架和發動機部件。在該工廠的部件輸送過程中,波音公司對部件進行了RFID標簽跟蹤測試。無源UHF系統在部件接收和工廠內部車間與車間以及車間與裝配線之間運輸過程中能夠自動進行跟蹤。而在過去,這些工作都要通過工人手工掃描部件條形碼完成,這使得波音對部件的可見性受到了限制,因為工人難免會忘記對某個部件進行掃描。而無源UHF系統不但可以同時識別一打或更多的部件,而且為管理人員提供了更好的部件可見性。在飛機飛行期間,發動機產生的熱量或者外部環境的冷度都可能損壞標簽或者標簽儲存的數據。而且RFID系統是否會干擾機載設備也是要考慮的問題。波音已同它的客戶并聯合FAA對這些疑問進行了相關的試驗。在2006年4月,波音公司選擇Intelleflex公司為787客機生產64千位的超高頻硅片,為787客機經常需要維護的部件提供射頻識別"智能標簽"。現在,波音公司正在和其供應商共享與其飛機有關的配置、訂單及運輸等信息,這將有助于波音將RFID生成的數據儲存到波音現有的部件信息條形碼收集數據庫中。這種數據庫將對其商業伙伴開放,而信息將會更加準確和及時,從而使得供應商可以減少庫存,同時又可以保證在有所需時能夠及時交付。 
  空客公司于2000年開始測試RFID技術。當時,它通過一種RFID系統識別和跟蹤借給航空維護中心的定位工具。這種技術將花在工具檢測上的時間減少了25%,并使空客能夠進行自動工具校準。而在過去,這些工具必須在實際位置上來回地挪移,現在則可以通過儲存在標簽上的數據進行遠程遙控校準。在2005年,空客公司開始公布在其世界上最大的民用噴氣客機A380上配置了10,000個射頻識別芯片。這些芯片使用碳纖維制造技術制成以減輕飛機重量,并結合使用了超聲波掃描系統以及其它一些技術。空客公司在該飛機的乘座椅、救生衣以及剎車系統上均使用了無源RFID芯片以幫對這些部件進行維護。 
  飛機供應商、航空公司均積極響應,通過RFID技術提高其供應鏈競爭優勢。盡管目前標簽的成本較高,但是RFID技術會使供應商受益匪淺。最重要的是,供應商可以通過精確獲知部件位置而改進流程。通過獨特的RFID部件識別,供應商可以創建電子審計跟蹤和維護歷史,這有助于減少偽劣部件,削減維護工作人員數量,從而降低成本。波音民用飛機RFID項目經理Kenneth Porad表示,RFID技術的廣泛應用可以為供應商帶來真實的利益,極大地改進企業流程,這都要建立在數據共享的基礎之上。EPCglobal US公司把航空業應用RFID技術稱之為"95%解決方案",因為航空業供應鏈大約有95%的環節可以應用RFID技術,RFID技術在航空業的發展潛力可謂是巨大。EPCglobal US還同洛·馬公司、波音公司以及其他航空公司合作研究RFID標準,以期解決行業內供應鏈的實時監控、安全性問題以及效率問題。洛·馬公司同波音公司在防務領域存在著競爭關系,洛·馬公司已經把RFID技術作為了一種關鍵技術。該公司也在其供應鏈上發起了5項"預實施"的小規模RFID技術研究項目,包括同商業伙伴及客戶實施的EPC技術試驗。這些項目在2004年底結束。之后,洛·馬公司確定了如何實施RFID技術。菲尼克斯霍尼韋爾國際航宇電子系統公司在2004年初期開始一項RFID技術測試項目,它將RFID技術和條形碼結合,跟蹤部件在工廠內的移動及向飛機制造商的運輸。GE航空公司也實施了幾個小規模試驗計劃,通過RFID技術改進其供應鏈以提高生產效率、改進庫存控制、減少營運資金。 
   
  2 RFID技術在軍用戰備器材中的應用 
  2.1裝備物流中使用RFID技術優勢 
  裝備物流是指軍事力量在平時訓練、執勤和戰時所需的裝備物資通過采購、儲存、運輸、供應、使用、報廢、回收等環節以及包裝、加工、保養、修理等功能的全生命周期內,實現其時間和空間轉移的全過程。研究裝備物流的核心目標是解決裝備物資平時與戰時“快速、精確、高效”的保障問題。裝備物流是一個復雜、綜合、完整的體系。裝備是指用于實施和保障軍事行動的武器、武器系統和其他軍事技術器材的統稱,主要指武裝力量編制內的武器、彈藥、車輛、器械、裝具等。
  在軍隊裝備后勤保障中,信息的快捷和通暢是系統成功的基礎前提。特別是裝備的保障,由于品種繁多,給裝備的供給和管理帶來很大的問題。采用RFID技術可以在不開箱的情況下,以最快的速度準確地獲取裝備的完整信息,進行可視化裝備管理,提高裝備物流保障效率,降低作業成本。同時由于RFID無需接觸識別、無需可視識別,耐油污,耐塵土,環境適應性強,特別適合裝備的野外供給與識別。因此,RFID在裝備管理上具有重要的意義。
 
  RFID在物流中的主要應用之一是對物流的跟蹤。RFID主要完成的任務是通過自動化增加生產力并限制人工干涉,避免人為錯誤;獲得快速的后勤管理,取得即時的供應鏈動態資料,實現供應鏈之完全可視化,加速物流的運送并改善對運送的掌握;減少多余的資料錄入并且提高資料的正確性。 
  由于RFID標簽的唯一標識性,通過同計算機技術、網絡技術、數據庫等技術的結合,可以在物流的各個環節上跟蹤貨物,實時地掌握裝備器材處于裝備物流的哪個節點上。應用該技術,可以實現如下目標,獲得預期的經濟效益:  
  (1)縮短作業流程。對于裝備配送中心(簡稱配送中心),出入庫在平時作業中占很大的比例,將托盤上和包裝箱上貼上RFID標簽,在配送中心出入庫口處安放閱讀器,這樣出入庫時,利用叉車將貨物送入(出)倉庫,在出入口處無需停止進行掃描,在流程中捕獲數據,閱讀器可以遠距離的動態的一次性識別多個標簽,計算機根據所閱讀到的信息,對數據庫進行訪問,并進行相應的數據記錄,大大節省了出入庫的作業時間。 
  (2)改善盤點作業質量。由于每個包裝箱和托盤上都貼有RFID標簽,進行盤點作業時,只需利用手持式RFID閱讀器依次經過所有貨架,閱讀器就自動獲取所有標簽上的信息,利用PC機進行盤點記錄。利用RFID技術將大大減少傳統盤點作業中所出現的遺漏等差錯,增強了信息的準確性、可靠性。 
  (3)增大配送中心的吞吐量。當配送中心的主要作業——出入庫作業效率提高以后,配送中心對貨物的處理能力將大大提高,這樣就可以增加配送中心每日的貨物吞吐量,為配送中心獲得更大的經濟效益。
 
  (4)降低運轉費用。由于RFID技術可以動態的同時識別多個數據且識別距離較大的特點,在出入庫作業過程中,驗收和出入庫幾乎是同時完成,無需再同以往的先將貨物堆放在收貨區等待驗貨和條碼掃描,而直接可以在接貨后驗貨入庫和揀貨后驗貨出庫。這樣大大減少了貨物在配送中心內的搬運次數,降低了搬運所帶來的設備費用和人工費用。
 
  (5)裝備物流跟蹤。RFID技術的核心是標簽上的EPC(產品電子代碼)提供對物理對象的唯一標識,利用EPC可以實現裝備器材在整個物流上的跟蹤和自動化管理,增加裝備管理的透明化程度。 
  (6)信息的傳送更加迅速、準確。由于遠距離、動態自動識別、一次識別多個標簽等優勢,RFID技術將使信息的傳遞更加迅速和準確,大大減少了錯誤和遺漏的發生。 
  2.2裝備物流中使用RFID技術障礙  
  目前我軍主要將RFID技術用于裝備“在運”(集裝箱儲存運輸)、裝備修理、裝備“在儲”、軍車牌證等幾個方面,取得了一些研究應用成果。由于受到以下幾個方面的限制,RFID在軍事中的應用還沒有普及。 
  RFID項目的實施并不像一般人想象得那樣簡單和直觀。無論你是直接從RFID設備供應商,還是從其產品分銷商、增值運營商處購買RFID系統,你都需要考慮許多問題,如系統使用的頻率、協議和標準,各個不同頻段的標簽不能通用,并且識讀器在不同頻段也不能通用,也就是說固定頻段的閱讀器只能識讀同樣頻段的標簽。成功實施RFID系統,我們可以通過從幾個方面來考慮: 
  (1)標準 
  目前行業標準以及相關產品標準還不統一,電子標簽迄今為止,全球也還沒有正式形成一個統一的(包括各個頻段)國際標準。標準(特別是關于數據格式定義的標準)的不統一是制約RFID發展的重要因素,而數據格式的標準問題又涉及到各個國家自身的利益和安全。標準的不統一也使當前各個廠家推出的RFID產品互不兼容,這勢必阻礙了未來RFID產品的互通和發展,因此,如何使這些標準相互兼容,讓一個RFID產品能順利地在世界范圍中流通是當前重要而緊迫的問題。 
  (2)成本 
  由于標簽的數據容量、頻段、封裝要求等不同,價格相差較大。隨著技術的不斷提升和在各大行業的日益推廣,RFID的各個組成部分,包括電子標簽、閱讀器和天線等制造成本有望大幅度降低。 
  (3)技術
  
     金屬制品等對無線電信號的干擾很大,RFID標簽的準確識別率目前還只有80%左右,離大規模實際應用所要求的成熟程度也還有一定差距;另外在集成應用工程實施過程中還需要攻克大量的技術難題。 
  (4)安全  
  當前廣泛使用的無源RFID系統還沒有非常可靠的安全機制,無法對客戶數據進行很好的保密,以及在讀或寫數據的過程中都很容易被黑客所利用。 
  結語
  RFID技術已成為目前世界上最先進的無線識別記錄方法。隨著近年來信息科技的蓬勃發展和RFID技術在航空制造業和軍用戰備集裝器材領域中得到廣泛應用,技術層面已受到越來越多的關注并取得了許多創新性的突破。有關RFID技術的一些國際標準和規范也正在相應領域逐步建立和完善。在這些標準和規范整合后,RFID的成本將會隨之降低,而目前持觀望態度的企業也將勢必跟進。