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美國海軍采用RFID跟蹤伊拉克戰爭中被損部件

作者:李婧瑜/譯
來源:RFID射頻快報
日期:2005-11-18 10:18:28
摘要:美國海軍用了六個月的時間完成了對飛機部件和集裝箱所用到的12,000多個標簽的實地測試工作。本文給出了這一項目需要花費的成本、需要克服的困難、項目試驗結果以及美國海軍意欲拓展這一項目的原因。

美國海軍用了六個月的時間完成了對飛機部件和集裝箱所用到的12,000多個標簽的實地測試工作。本文給出了這一項目需要花費的成本、需要克服的困難、項目試驗結果以及美國海軍意欲拓展這一項目的原因。

美國海軍庫存管理站(NAVICP)為美國海軍及海軍陸戰隊提供物流、庫存、維修及其他服務。1985年,NAVICP開發了先進的可跟蹤和控制(ATAC)運輸系統來管理返還物品。目前,ATAC每年都對價值250億美元的50多萬個被損部件進行全程跟蹤,從基地到Norfolk, Va.和San Diego的海外工廠,然后或者是到國防后勤局(DLA)的倉庫,或者是到與海軍簽約進行維修的100多家維修機構中的一家。

今年初,NAVICP進行了實地測試,使用無源射頻標簽跟蹤從伊拉克Al Asad Air Base運往ATAC Norfolk,然后再從ATAC Norfolk運往同樣位于Norfolk的DLA倉庫的部件。NAVICP進行這項試驗有三個目的:
1 驗證在現實世界復雜環境中使用無源RFID標簽跟蹤單品的可行性。
2 調查提高處理能力和增強資產可視度的潛力。
3 制定無源RFID使用的價格標準。

使用戴爾電腦控制標簽打印-解碼中心

Beverly Thomas說,NAVICP的項目總監,因為美國國防部(DOD)已經下達命令要求使用基于EPCglobal的電子產品碼(EPC)規格的UHF RFID標簽對運輸進行跟蹤,美國海軍決定尋找使用這項技術的新方法提高整個系統的運作效率。選擇在Al Asad 和 Norfolk的ATAC工廠進行實地測試是因為他們要處理的返還物品的數量很大。

2005年1月,美國海軍聘請了位于San Diego的研究和工程公司(research and engineering firm)的SAIC,作為合同工參與項目的研發工作。SAIC進行了實地考察,認為工廠的RF條件適合做這項試驗才決定在這里進行試驗。下一步就是購買RFID硬件并使之與ATAC現有的軟件系統相匹配。SAIC幫助NAVICP選購這一項目所需的硬件和軟件。

NAVICP購買了Zebra Technologies公司的3萬個RFID標簽,嵌入到Alien Technology 公司的64位或者96位的Class 1 EPC收發器上。(最初,從開始可以使用這種標簽時使用的是64位標簽,后來在試驗中還專門使用了96位標簽。)

機構還從Alien購買了固定查詢器(識讀器);Symbol Technologies的手提電腦也能查詢并把數據寫到RFID標簽中;RFID標簽打印-解碼器來自Zebra;還有一臺戴爾的手提電腦和兩臺戴爾的臺式機,用于管理標簽打印-解碼中心。(器件及其花費在這篇文章的后面有。)

ATAC使用返還集裝箱管理(RPM),一個室內開發的軟件程序,獲取掃描貨物條形碼所得到的信息。這一數據再反饋到ATAC的返還集裝箱管理系統(RMS),也是由美國海軍開發的物流平臺。RMS被用于飛機場、海軍碼頭、ATAC站點以及美國海軍供應商的商業維修廠,這些供應商負責跟蹤世界各地的運輸途中的物品。SAIC幫助ATAC RFID運作RPM系統,這樣它就能夠獲取EPC數據并把這些數據提供給RMS。


破損的部件--陀螺儀、發射器、航空電子部件、導彈系統、無人駕駛飛機等--從伊拉克通過Al Asad或者海軍和空軍站運到ATAC Norfolk。 對于傳統的跟蹤過程,海外的ATAC人員掃描破損部件的標簽條形碼獲取其獨有的序列號,這一序列號被傳送到返還集裝箱管理程序。部件被放到集裝箱的多個單元中并與返還集裝箱管理系統相聯系,在集裝箱上的運輸標簽上存有ID碼。

部件集中放到托盤中,或者運往DLA工廠,或者運往商業合約商維修廠

當部件到達ATAC Norfolk時,它們就會被運到16家工作站之一,在那兒掃描每個部件的條形碼標簽,確認接收。然后部件被集中到托盤中運往DLA工廠或者商業合約維修廠。

為了這次實地測試,二至八月間從各個海外工廠到達ATAC Norfolk的破損部件都在Norfolk工廠貼上了標簽,然后運到DLA的 Defense Deport Norfolk, Va.為什么標簽部件在Norfolk,在正常的部件處理周期中添加額外的步驟?因為試驗的目的之一就是考察RFID是否能在這些具體的場所之間用于確認物件的接收。

“在ATAC Norfolk和DLA之間運輸需要進一步解決的問題是一個托盤放100件物品。” Thomas說,“如果有人簽收了貨物,他或她接收時并不會打開看里面存放了多少物品。所以當后來打開時,托盤里可能就會有99件或101件物品。我們在ATAC 和 DLA之間花費了很多的時間,不是他們運給我們,就是我們運給他們,協調大容量運輸的誤差。我們想要知道RFID是否能減少誤差。”

在ATAC的Norfolk工廠,使用的是Zebra R110Xi RFID標簽打印-解碼器打印和解碼RFID標簽。標簽貼在11,140個物體和620個集裝箱上。使用Alien ALR-9780 UHF識讀器創建一個運輸入口,Savi Technology的SmartChain Site Manager 5.5把RFID數據傳輸到RPM程序中。

DLA拒絕參加這項試驗,所以ATAC使用Symbol MC9060 RFID手提電腦查詢到達DLA工廠的物件和運輸集裝箱。他們這樣來確認部件的接收。

ATAC每年都對50多萬個破損部件進行全程跟蹤,從基地到Norfolk和San Diego海外工廠,然后或者是到DLA的倉庫,或者是到與海軍簽約的維修機構。

從六月到八月,Al Asad的ATAC工廠在其破損的部件上粘貼無源UHF EPC標簽。所有的部件都被貼上了標簽,即使是那些還沒有運到ATAC Norfolk的部件,目的是為了簡化過程。Al Asad 的ATAC人員使用Zebra R110Xi RFID標簽打印-解碼器按照DOD的標準運輸模式打印標簽,包括條形碼。R110Xi將EPC解碼到嵌在標簽中的RFID收發器中。總而言之,Al Asad的員工給764個部件和18個多單元集裝箱貼上標簽,這些部件大多數來自飛機場。

Al Asad的職員使用Symbol MC9060 RFID手提電腦查詢破損部件上的標簽,收集他們的EPCs。Savi's SmartChain Site Manager 5.5再一次用于將RFID數據傳給返還集裝箱管理程序,這個程序再將數據傳給ATAC的 RMS,這樣就可以跟蹤部件了。

據Doug Litten說,系統是按照這種方式設計的,因為Al Asad并不總是有網絡連通,所以RFID程序管理設在SAIC。工人們使用Symbol的手提電腦打印和解碼RFID標簽,然后把數據上傳到網絡服務器上,連到網絡上。這樣在ATAC Norfolk的工作人員就可以安全的獲取信息。

來自伊拉克的破損部件到達ATAC Norfolk,在4號門接收,識讀器安裝在門口。

破損部件,主要放在托盤上或多單元集裝箱中,從伊拉克運到ATAC Norfolk的4號接收門,Alien ALR-9780 UHF識讀器安裝在接收門的門口。在整個試驗過程中,ATAC Al Asad合計貼了782件運輸物(764件物品和18個集裝箱)。

所有的782個標簽都被成功解碼,數據上傳到RPM軟件中。這就使ATAC能查看所有的運輸貨物,收據和集裝箱,不管是EPC還是現存的文檔數據或者是國家庫存數據。只有274件貼有標簽的物品被運到ATAC Norfolk;集裝箱和其他的物品被運到其他的ATAC工廠。當所有的274件物品運到ATAC Norfolk時,都使用手提識讀器進行識讀。

在這一項目期間,ATAC Norfolk共運輸了17,760件標簽集裝箱和物品到DLA倉庫。貼有標簽的運輸貨物在離開ATAC Norfolk工廠之前都通過入口。入口處的識讀器由于受到運輸地上方的地面室內無線電話的干擾,入口處有38天處于離線狀態。結果,入口識讀器只掃描了5,865件集裝箱和物品。當然,只有85.5%的集裝箱標簽和50.4%的物品標簽被成功識讀,這主要是因為標簽放在金屬部件上。

由于DLA拒絕參加這項試驗,就沒有在Norfolk的DLA工廠設置入口。當貼有標簽的集裝箱和物品到達那兒的時候,ATAC Norfolk的雇員使用手動識讀器識讀標簽。然而,設備壞了24天,所以ATAC的員工就需要花時間在DLA工廠內部調查原因。結果,只有9401個貼有標簽的集裝箱和物品在倉庫中被識讀。

一旦貼有標簽的集裝箱和物品到達,ATAC Norfolk的雇員就得用手動識讀器識讀標簽。

在試驗過程中,93.8%的集裝箱標簽和82.4%的物品標簽在DLA工廠被成功識讀。因為DOD要求集裝箱貼有標簽,然而,99.6%的物品得到了運輸確認,這是因為不管是集裝箱還是物品標簽都被成功的識讀了。

這個項目的花費是25.4萬美元多一點。其中包括11.4萬美元用于購買3萬個EPC標簽,(NAVICP預期在試驗中使用3萬個標簽,但是還有6000個標簽沒用。),每個38美分;45,768美元用于購買兩個手動的和兩個固定的RFID識讀器,兩個條形碼掃描儀,三個標簽打印-解碼器,支撐設備,計算機,天線和軟件;197,237美元用于支持這一項目和傳播的合約商。

入口識讀器的無線電話干擾和手提電腦的故障是ATAC在這期間遇到的問題。也有RFID標簽質量的問題和通過入口時識讀標簽的可靠性的困難問題。ATAC報道30%的試圖解碼的64位Class 1標簽都不能操作并最終被舍棄。

由于Zebra 的打印-解碼器是為收發器在標簽的不同位置的96位標簽設計的,所以ATAC就將一些標簽返廠,換了22,000個64位標簽。在ATAC Norfolk大約有7%的96位標簽不能解碼,在Al Asad 也有10%的96位標簽不能解碼。

盡管存在這些問題,但是NAVICP的Thomas說,這項試驗,包括八月份在內,是成功的,因為這項試驗證明了RFID能增加運輸部件的信息準確性。她還補充道,如果DLA參加了這項試驗并在其Norfolk的倉庫確認接收部件的話,在節省勞動力方面,RFID能有更大的優勢。

完成六個月實地測試的總工程花費。

NAVICP也正提出建議,做另外一個既包括其他San Diego中心也包括DLA在內的試驗,并爭取獲得資金。NAVICP的目的是想要使RMS成為海軍中第一個完全使用RFID的系統。“我們相信這將很有價值,” SAIC的Litten說,“如果資金允許的話,我們可能在明年實現這一RFID系統。”

NAVICP的最終報告中包括這些經驗教訓:

標簽放置:正在進行的標簽放置的訓練和監測是有必要的。在試驗期間,NAVICP注意到許多時候部件上的標簽沒有被正確放置。

商業過程的改變:必須要進行不斷的交流和反復的訓練來確保使所有的職員都明白增加RFID所發生的變化。

項目參與:在項目前期尋找主要的參與者至關重要。美國國防后勤局不參加這項試驗的決定意味著每年標簽必須在DLA的工廠中識讀。這樣,自動入口查詢的優勢就不能顯現出來。

DOD的無源RFID方法:DOD的物品、集裝箱和托盤的詢問方式有效的減少了對RFID識讀可靠性的限制。統計計貼標簽的物品減少了標簽識讀丟失的風險,但是這需要提出一種確保可靠識讀的商業過程。

RFID打印機通訊:無線局域網(LAN)路由器不提供打印機和PC之間可靠的通訊連接。

識讀器干擾:有必要完成整個的操作過程確認潛在的無線設備的干擾。NAVICP發現在識讀器的上方就有無線電話,并且工廠管理員并沒有意識到他們正在使用無線電話。

NAVICP的關于實地側試的報告指出“在物品和集裝箱上使用的無源RFID具有自動操作的潛力,并具有從NAVICP和ATAC的若干供應鏈中挖掘出其存在的缺陷的潛力。”報告還特別指出RFID在運輸單上提供的數據更準確,當運輸和接收貼有標簽的部件時,能提高運輸的準確性和降低勞動力成本。推薦使用RFID標簽和參加鑒定試驗,涵蓋這一領域,海軍部門移動破損部件,更多的場所,為全面實施做準備。大量測試實驗的費用還需要21.8萬美元。然而,報告并沒有估算出全面實施的成本或者投資回報。