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(duì),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(wú)疆界、零距離、高效率、即時(shí)性”等特點(diǎn),通過(guò)數(shù)據(jù)的廣泛融合和信息的快速流動(dòng),把各類保障資源實(shí)時(shí)有效的匯聚起來(lái),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(gè)重要方向。而RFID 技術(shù)作為一種快速、實(shí)時(shí)、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(shí)、高效提供了充分的保證。
射頻識(shí)別(RFID,radio frequency identification)技術(shù)是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),利用射頻信號(hào)及其空間耦合和傳輸特性實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止或移動(dòng)物體的自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換[1]。RFID 技術(shù)最突出的特點(diǎn)是:無(wú)線電波傳送信息,無(wú)需人工干預(yù),不受空間限制,非接觸式識(shí)別,可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體,抗惡劣環(huán)境、保密性強(qiáng),可同時(shí)識(shí)別多個(gè)對(duì)象等。在物流工程控制中,主要被廣泛應(yīng)用于運(yùn)輸工具的自動(dòng)識(shí)別、物品的跟蹤與監(jiān)視、生產(chǎn)線的自動(dòng)化及過(guò)程控制等方面。
RFID 技術(shù)利用感應(yīng)、無(wú)線電波或微波能量進(jìn)行非接觸式雙向通信,實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)識(shí)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(chǔ)產(chǎn)品信息,可分為有源標(biāo)簽和無(wú)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(shí)時(shí)傳入計(jì)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(hào)傳遞。
圖1 典型的RFID 系統(tǒng)組成
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(guò)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(dòng)識(shí)別的目的。標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后,接收讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào),無(wú)源標(biāo)簽憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)出存儲(chǔ)在芯片中的物資信息,讀寫器讀取信息并解碼后,送至計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。
所謂裝備物流,是指通過(guò)籌劃和運(yùn)用人力、物力、財(cái)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(duì)平時(shí)訓(xùn)練和戰(zhàn)時(shí)作戰(zhàn)的正常進(jìn)行[2]。裝備物流保障的對(duì)象是武器裝備及其配套物資器材,主要內(nèi)容分為平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)裝備物流,涉及裝備物流的籌措、儲(chǔ)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(diǎn)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(wèn)題,提高裝備保障的質(zhì)量和水平。
裝備物流雖然是從軍事物流中分化出來(lái),但是,這種分化不是簡(jiǎn)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(shí)踐內(nèi)容和理論內(nèi)涵,是對(duì)裝備保障建設(shè)與運(yùn)用的理性思考和高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)概括。目前,世界各國(guó)軍隊(duì)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(shuō),裝備物流活動(dòng)已具有相對(duì)獨(dú)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(shí)和戰(zhàn)時(shí)裝備物資保障為主要內(nèi)容,追求完善性的一個(gè)過(guò)程。
當(dāng)前,世界新軍事變革不斷深入發(fā)展,戰(zhàn)爭(zhēng)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(duì)抗為主要特征的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)將成為未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)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(duì)裝備物流體系也提出了更高的要求??梢哉f(shuō),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(yùn)營(yíng)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。
當(dāng)前,我軍裝備物流的倉(cāng)儲(chǔ)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(cāng)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了條形碼管理,效率相對(duì)較低。建立基于RFID 技術(shù)的倉(cāng)儲(chǔ)物資管理信息系統(tǒng)能夠有效提高倉(cāng)儲(chǔ)物資的管理效率。其基本構(gòu)架將射頻識(shí)別讀寫器安置于倉(cāng)庫(kù)相應(yīng)的各個(gè)部位及貨物所通過(guò)的倉(cāng)庫(kù)門徑處,同時(shí)在每個(gè)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(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)的中心計(jì)算機(jī)中,使得與該貨物的有關(guān)信息能夠在計(jì)算機(jī)里查詢到。當(dāng)貨物通過(guò)安裝在預(yù)置地點(diǎn)的射頻識(shí)別讀寫器時(shí),便可自動(dòng)識(shí)別貨物信息,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)盤點(diǎn)。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的中心計(jì)算機(jī)與軍隊(duì)物流信息平臺(tái)連接,即可實(shí)現(xiàn)物資信息的實(shí)時(shí)傳送,為指揮員提供決策支持。將RFID 技術(shù)應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)物資管理,可以有效提高倉(cāng)儲(chǔ)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(cāng)庫(kù)管理效率。
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(wú)法進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤,很難了解在運(yùn)物資器材的位置和具體狀況,也無(wú)法根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)形態(tài)變化對(duì)其進(jìn)行重新配置,一體化裝備物流全程可視化、運(yùn)營(yíng)專業(yè)化、體系網(wǎng)絡(luò)化的要求更是難以實(shí)現(xiàn)。而基于RFID 技術(shù)就可以有效解決上述問(wèn)題。其基本構(gòu)架是:如圖2 所示,將射頻識(shí)別標(biāo)簽或裝備器材識(shí)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(diǎn),安裝信息讀取設(shè)備,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接搭建信息傳輸處理平臺(tái)。當(dāng)在運(yùn)物資器材通過(guò)信息讀取點(diǎn)時(shí),信息讀取設(shè)備自動(dòng)從射頻標(biāo)簽讀取數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)傳入信息處理平臺(tái),各級(jí)指揮員便能夠及時(shí)獲取精確的保障信息,并追蹤、記錄及定位物資器材在整個(gè)物流過(guò)程中的移動(dòng)。
圖2 RFID 技術(shù)在裝備物流運(yùn)輸階段的實(shí)現(xiàn)構(gòu)架
裝備物資,特別是采用集裝箱運(yùn)輸?shù)难b備物資被運(yùn)送到需求地域后,如何實(shí)現(xiàn)快速接收、查驗(yàn)、分配是裝備物流過(guò)程中又一亟待解決的問(wèn)題。在1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,美軍將4.8萬(wàn)個(gè)集裝箱運(yùn)往沙特阿拉伯,到達(dá)指定地域后,其中有2.8萬(wàn)個(gè)由于不知內(nèi)裝何物,在當(dāng)?shù)匾欢却蜷_(kāi)清點(diǎn)后,再重新投人到運(yùn)輸系統(tǒng),嚴(yán)重影響了運(yùn)輸效率。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后,仍有8 000 個(gè)未開(kāi)封的集裝箱和25萬(wàn)個(gè)不知道內(nèi)裝何物的空運(yùn)集裝架,造成了保障物資的極大浪費(fèi)。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(wèn)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(shí)要求射頻標(biāo)簽具有答復(fù)功能,能夠?qū)?lái)自外部讀寫器的詢問(wèn)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(shí)間,提高物資利用效率[4]。
基于上述構(gòu)想,RFID 技術(shù)若要在裝備物流領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn),其技術(shù)研發(fā)工作主要圍繞信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和信息處理數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行。信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(感知系統(tǒng))的技術(shù)研發(fā)要解決射頻標(biāo)簽識(shí)別和讀卡器的設(shè)計(jì)和信息傳輸?shù)膯?wèn)題。一方面,確保傳感節(jié)點(diǎn)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(guò)無(wú)線傳輸,要能夠確保無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性,避免信號(hào)被竊取或干擾。信息數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)要通過(guò)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的分析和處理,確保處理的結(jié)果的精確化、時(shí)效化、智能化,并可作為決策參考的依據(jù)。
RFID 技術(shù)在裝備物流領(lǐng)域的應(yīng)用是一項(xiàng)大的科研項(xiàng)目,涉及需求論證、立項(xiàng)審批、科研攻關(guān)、試點(diǎn)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(fèi)。在設(shè)計(jì)施工中,涉及如何利用現(xiàn)有設(shè)施和建設(shè)那些新項(xiàng)目,如何將新老設(shè)備融為一體等問(wèn)題。軍隊(duì)的相關(guān)的法律法規(guī)也還有待于進(jìn)一步完善,通過(guò)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(yùn)營(yíng)過(guò)程中的配套制度,使之有章可循、運(yùn)行規(guī)范。同時(shí),還要重視國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的制定。這些問(wèn)題,都需要做出整體的規(guī)劃和縝密的安排[5]。
RFID 技術(shù)使每個(gè)標(biāo)簽存儲(chǔ)大量的信息數(shù)據(jù),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)識(shí)別監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了在運(yùn)物資器材的“可視化”,物資器材的各類信息可及時(shí)傳輸給指揮員和管理人員,實(shí)現(xiàn)了“全維可視”和“全程可視”,使指揮機(jī)構(gòu)可以實(shí)時(shí)掌握物資器材所處位置,又可以實(shí)時(shí)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(chǎng)形勢(shì)的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)指揮調(diào)度,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)資源的動(dòng)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(shí)效性和準(zhǔn)確性。
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(dòng)態(tài)供應(yīng)鏈,真正形成一個(gè)信息化、以配送為基礎(chǔ)的裝備物流模式。一方面,通過(guò)信息化感知,能夠及時(shí)了解前沿部隊(duì)物資器材消耗情況,從而全面掌握從整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)到最低保障單位的軍事需求。另一方面,根據(jù)隨時(shí)隨地感知、測(cè)量、監(jiān)控物資器材保障信息,不斷優(yōu)化保障方案,實(shí)現(xiàn)補(bǔ)給和需求的準(zhǔn)確對(duì)接,大大提高了保障效率[6]。與我軍現(xiàn)行的被動(dòng)請(qǐng)領(lǐng)式保障不同,建立在對(duì)部隊(duì)保障需求及時(shí)了解掌握基礎(chǔ)上的主動(dòng)配送式保障,由及時(shí)、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(gè)巨大轉(zhuǎn)變。
RFID 技術(shù)的運(yùn)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(shí)候和任何地點(diǎn)的可視性、準(zhǔn)入性、易讀性和可靠性,實(shí)現(xiàn)信息流程最優(yōu)化,信息流動(dòng)實(shí)時(shí)化,將是裝備物流體系面臨的首要問(wèn)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(guó)家軍隊(duì)為提高信息管理能力,建立了規(guī)范數(shù)據(jù)庫(kù)、軟硬件和數(shù)據(jù)接口、互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、統(tǒng)一的物體身份識(shí)別和編碼系統(tǒng),使遍布每個(gè)角落的物體介入網(wǎng)絡(luò),被識(shí)別、掌握和控制。
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(shí)隨地連接在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上,隨時(shí)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(wú)線開(kāi)放式傳輸,攻擊者很容易在傳輸過(guò)程中竊取、偽造信號(hào)。所以說(shuō),沒(méi)有信息網(wǎng)絡(luò)的安全,就沒(méi)有它的廣泛應(yīng)用。因此,在RFID 技術(shù)研發(fā)的過(guò)程中,要采用加密識(shí)別、讀取和傳輸技術(shù),并加強(qiáng)授權(quán)驗(yàn)證,阻止未授權(quán)的閱讀器讀取信息,加密算法和授權(quán)驗(yàn)證要適應(yīng)單個(gè)節(jié)點(diǎn)的信息處理能力、存儲(chǔ)能力和能量有限的特點(diǎn),當(dāng)泄密不可避免,要通過(guò)授權(quán)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)泄密的標(biāo)簽,并發(fā)出警告或使標(biāo)簽失效。
目前,RFID 技術(shù)的成熟運(yùn)用需要標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫(kù)、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(tái)、統(tǒng)一的物體身份標(biāo)識(shí)和編碼系統(tǒng),才能發(fā)揮RFID 技術(shù)的最大效益,沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),各種應(yīng)用便無(wú)法承載和開(kāi)展,互聯(lián)互通也就無(wú)從談起,即使各個(gè)區(qū)域面向不同應(yīng)用采用了各自標(biāo)準(zhǔn),未來(lái)也會(huì)對(duì)互聯(lián)互通帶來(lái)很大困難,而各類協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)如何統(tǒng)一則是一個(gè)十分漫長(zhǎng)的過(guò)程。因此,應(yīng)加強(qiáng)與國(guó)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(duì)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(dòng)RFID 技術(shù)的發(fā)展。
未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng),自然條件惡劣、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,這就對(duì)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(shí)別標(biāo)簽和固定式信息讀取器。在信息無(wú)線傳輸和應(yīng)用處理過(guò)程中,戰(zhàn)場(chǎng)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(duì)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(chǎng)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(guò)程中,充分考慮到上述影響因素,進(jìn)行專門的實(shí)驗(yàn)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(duì)需求。
建立以RFID 技術(shù)為基礎(chǔ)的軍用物資器材在儲(chǔ)、在運(yùn)和在用狀態(tài)自動(dòng)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(shí)別卡,通過(guò)讀寫器自動(dòng)識(shí)別和定位分類,可以實(shí)施快速收發(fā)作業(yè),并實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)線、運(yùn)輸?shù)绞褂脝挝坏娜虅?dòng)態(tài)監(jiān)控,這在裝備物流體系中具有重要的意義。目前,國(guó)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(yùn)行體系,其應(yīng)用對(duì)國(guó)防和軍隊(duì)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(bào),2010(2):1-5.
[2]王樹(shù)禮,楊學(xué)強(qiáng),黃俊.裝備物流研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)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(wèn)題與對(duì)策研究[J].軍事交通學(xué)院學(xué)報(bào),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(duì)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.