張 飚,陳 軍

(陸軍勤務(wù)學(xué)院,重慶 400000)

射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification,RFID)技術(shù)加快了現(xiàn)代物流前進(jìn)的步伐,同時(shí)也吸引了大批專家學(xué)者將該技術(shù)運(yùn)用于航空領(lǐng)域。文獻(xiàn)[1]對(duì)RFID技術(shù)在航空維修、航材管理中的運(yùn)用進(jìn)行了探討;文獻(xiàn)[2]以國(guó)內(nèi)航空公司航材管理系統(tǒng)為基礎(chǔ),利用RFID技術(shù)改進(jìn)了機(jī)務(wù)維修流程,并進(jìn)行了相關(guān)軟件設(shè)計(jì);文獻(xiàn)[3]通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)航空公司飛機(jī)維修成本現(xiàn)狀進(jìn)行分析,提出利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)提高航材管理水平;文獻(xiàn)[4]將RFID技術(shù)引入到航材庫(kù)存管理中,根據(jù)需求提出了基于RFID技術(shù)的航材智能庫(kù)存系統(tǒng)設(shè)計(jì);文獻(xiàn)[5]結(jié)合國(guó)內(nèi)航材管理的特點(diǎn),提出了一種基于RFID和數(shù)據(jù)挖掘的航材數(shù)據(jù)庫(kù),將RFID和數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用到航材管理領(lǐng)域。從現(xiàn)存的研究來(lái)看,學(xué)者們對(duì)RFID技術(shù)在航空維修、航材庫(kù)存等航材保障的具體技術(shù)細(xì)節(jié)方面研究論證比較充分,對(duì)保障鏈的整體運(yùn)行模式關(guān)注不夠。保障手段也局限于以往“計(jì)劃-下?lián)堋钡姆绞?對(duì)部隊(duì)新體制下的航材保障模式缺乏探索,對(duì)以需求為牽引的航材保障方式缺乏研究。

我軍航材管理部門長(zhǎng)期沿用“實(shí)物供應(yīng)、無(wú)限供給”的保障模式[6],這在一定時(shí)期內(nèi)對(duì)保證航空兵部隊(duì)飛行安全和訓(xùn)練任務(wù)完成起到了積極的作用,具體的障模式如圖1。但隨著部隊(duì)機(jī)種編配日趨復(fù)雜多樣、實(shí)戰(zhàn)化要求的不斷提高,目前的航材保障模式逐漸暴露出庫(kù)存配置不合理,供應(yīng)鏈較長(zhǎng),調(diào)配手續(xù)多,信息傳遞延遲,應(yīng)急能力較差等問(wèn)題。

本文結(jié)合航空兵部隊(duì)航材保障實(shí)際,在加強(qiáng)航材供應(yīng)鏈強(qiáng)度的同時(shí),提將RFID技術(shù)運(yùn)用于航材保障,并在此基礎(chǔ)上探索新的保障模式,以實(shí)現(xiàn)航材保障的需求自動(dòng)感知,資源實(shí)時(shí)可見,保障方案智能規(guī)劃,保障系統(tǒng)自主運(yùn)行。

圖1 我軍現(xiàn)行的航材保障模式

1 基于ABC分類方法建立航材庫(kù)存“緩沖池”

針對(duì)上述現(xiàn)象,各級(jí)航材倉(cāng)庫(kù)應(yīng)結(jié)合自身特點(diǎn),針對(duì)不同航材的需求量,對(duì)航材庫(kù)存進(jìn)行合理的設(shè)置。一般民用航材庫(kù)為節(jié)約成本,追求經(jīng)濟(jì)效率,盡量將航材庫(kù)存量控制在一個(gè)較低的水平,同時(shí)依托開放式的物流系統(tǒng)以及先進(jìn)的現(xiàn)代物流手段,力求突現(xiàn) “零庫(kù)存”。而相較于民用,軍用航材保障則更加注重于軍事效益。航材缺貨將直接影響飛機(jī)故障的排除,輕則影響飛行訓(xùn)練,重則影響出動(dòng)、貽誤戰(zhàn)機(jī)。為協(xié)調(diào)庫(kù)存輕與供應(yīng)鏈強(qiáng)的關(guān)系,本文提出軍隊(duì)航材庫(kù)存“緩沖池”的概念與設(shè)想。

緩沖池的概念主要出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,它是數(shù)據(jù)庫(kù)共享內(nèi)存使用的一塊空間,主要用于數(shù)據(jù)的讀取和更新[7]。本文所說(shuō)的緩沖池則是為加強(qiáng)航材供應(yīng)鏈抗沖擊力,在正常航材需求庫(kù)存量之外設(shè)立的活動(dòng)庫(kù)存。當(dāng)正常庫(kù)存受到?jīng)_擊時(shí),緩沖池能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于各種航材的屬性、價(jià)值、需求等不同,緩沖量的設(shè)定必須建立在航材合理分類的基礎(chǔ)上。根據(jù)航材的屬性,一般可將航材分為:消耗類、周轉(zhuǎn)類、時(shí)控類,但這無(wú)法定量地對(duì)航材庫(kù)存進(jìn)行設(shè)計(jì),在這個(gè)問(wèn)題上可借助經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的ABC分類法。

ABC分類法(Activity Based Classification),全稱為ABC分類庫(kù)存控制法,也叫帕累托分類法[6]。該方法區(qū)分問(wèn)題層次,有針對(duì)、有重點(diǎn)地制定措施,在廣大領(lǐng)域得到了推廣應(yīng)用。將ABC分類法運(yùn)用于航材庫(kù)存管理,可將航材分為A, B, C三類。如圖2所示，A類航材,價(jià)值占航材總價(jià)值的70%左右,而數(shù)量只占庫(kù)存總量的10%左右;B類航材價(jià)值約占總價(jià)值量的20%左右,占庫(kù)存航材總量的20%;C類航材價(jià)值只有總價(jià)值的10%,占庫(kù)存航材總量的70%左右。

圖2 航材緩沖池調(diào)節(jié)圖

航材保障的各級(jí)單位可根據(jù)任務(wù)需求建立航材保障的數(shù)據(jù)庫(kù),將航材屬性、周轉(zhuǎn)信息、消耗件信息、入庫(kù)信息、出庫(kù)信息、訂單信息、送修信息、供貨單位信息、使用信息等多種數(shù)據(jù)納入數(shù)據(jù)庫(kù)范圍。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)本級(jí)長(zhǎng)期的航材消耗、周轉(zhuǎn)、返修等數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析,結(jié)合飛行單位年度的訓(xùn)練任務(wù)特點(diǎn)、訓(xùn)練時(shí)間、氣候環(huán)境等因素,自動(dòng)生成當(dāng)年的航材保障計(jì)劃。根據(jù)總的航材保障計(jì)劃,以及階段性的任務(wù)安排,系統(tǒng)還可設(shè)立各個(gè)訓(xùn)練階段的航材保障庫(kù)存量以及該時(shí)期的庫(kù)存抗沖擊量,此庫(kù)存的抗沖擊量即可視為航材保障的“緩沖池”。通過(guò)建立緩沖池,可提高航材供應(yīng)鏈的強(qiáng)度,保證維修人員提出航材申請(qǐng)時(shí),基層航材股始終能滿足需求。

2 航材需求的“智能感知”

2.1 基于RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)航材信息的采集及定位追蹤

在建立航材庫(kù)存“緩沖池”的基礎(chǔ)上,實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地感知航材需求對(duì)航材保障系統(tǒng)的整體運(yùn)行效果至關(guān)重要。RFID技術(shù)是一種在國(guó)際廣泛使用的智能識(shí)別技術(shù),在庫(kù)存管理、智慧物流方面發(fā)揮著重要作用。它能自動(dòng)化地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,能夠滿足實(shí)時(shí)、精確的航材管理需求,具有防磁、防水、耐高溫、自動(dòng)讀取速度快、讀取距離大、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)容量大、使用壽命長(zhǎng)、數(shù)據(jù)保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[8]。

RFID系統(tǒng)主要包括電子標(biāo)簽、閱讀器、支持系統(tǒng)三個(gè)方面,如圖3所示。其基本工作原理:當(dāng)粘貼有電子標(biāo)簽的物品進(jìn)入閱讀器的射頻磁場(chǎng)覆蓋范內(nèi),電子標(biāo)簽中的天線在接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)后,會(huì)使芯片獲得感應(yīng)電流,憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)出存儲(chǔ)在芯片中的物品信息,閱讀器在接受到來(lái)自電子標(biāo)簽的信號(hào)后,會(huì)通過(guò)內(nèi)部電流系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼,然后通過(guò)閱讀器所連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)物品識(shí)別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙芾砉δ躘4]。

圖3 RFID系統(tǒng)組成

通過(guò)在航材上加裝RFID電子標(biāo)簽,在航材庫(kù)、機(jī)庫(kù)、停機(jī)位等安裝標(biāo)簽閱讀器,依托機(jī)場(chǎng)局域網(wǎng)、軍用互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)建立應(yīng)用系統(tǒng),將采集的航材信息進(jìn)行數(shù)字化處理,建立航材保障的數(shù)據(jù)庫(kù)[9-11]。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢可對(duì)航材全壽命管理的各個(gè)過(guò)程實(shí)時(shí)查詢和監(jiān)控,從而實(shí)現(xiàn)資源的實(shí)時(shí)可視。

航材供應(yīng)商可根據(jù)機(jī)件屬性的不同,在航材生產(chǎn)之初,在航材中加裝永久性RFID標(biāo)簽,這些標(biāo)簽?zāi)軌蛴涗洰a(chǎn)品的名稱、屬性、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)工廠、修理次數(shù)、剩余壽命、儲(chǔ)存環(huán)境要求等各類顯示身份、狀態(tài)的信息。數(shù)字化儲(chǔ)存記錄產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)的資料,增強(qiáng)航材保障的自動(dòng)化和可視性。標(biāo)簽閱讀器通過(guò)讀取電子標(biāo)簽的信息,并將這些信息發(fā)送到系統(tǒng)上,系統(tǒng)通過(guò)對(duì)航材的庫(kù)存信息進(jìn)行比對(duì),感知航材使用情況,智能生成航材保障方案,提高航材保障效率[12]。

用戶還可通過(guò)PC端或者手持的標(biāo)簽閱讀器了解航材的使用保管情況 、儲(chǔ)存條件、時(shí)限,顯示航材放置的位置(貨架)等信息,方便航材的查詢和存放;航材管理部門可通過(guò)聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備實(shí)時(shí)地掌控所屬部門的航材使用和庫(kù)存情況,從而免去了手續(xù)繁雜的統(tǒng)計(jì)、上報(bào)等過(guò)程。同時(shí),電子標(biāo)簽采集的航材使用時(shí)間、次數(shù)、剩余壽命等航材使用信息,在機(jī)務(wù)維修活動(dòng)中也極為重要。維修單位可根據(jù)自身需要,有針對(duì)地選擇需求的信息,協(xié)助排查飛機(jī)故障,提高維修效率[13]。

將RFID技術(shù)運(yùn)用于航材的出入庫(kù)管理、查詢、調(diào)配以及飛機(jī)故障排除等方面,將大大降低航材的運(yùn)轉(zhuǎn)成本,提高航材的保障效率。國(guó)外一些航空公司對(duì)RFID技術(shù)在航空維修、航材管理方面的運(yùn)用進(jìn)行了嘗試,并取得了一定的效果。如:空客公司在A380的總裝線上運(yùn)用RFID技術(shù),將標(biāo)簽貼于各航材上,利用RFID技術(shù)跟蹤每件航材的流向,實(shí)現(xiàn)了整個(gè)航材供應(yīng)鏈的實(shí)時(shí)自動(dòng)化和準(zhǔn)確可視性,有效減少了總裝過(guò)程中的人為差錯(cuò),大大提高了生產(chǎn)率;波音公司與日本航空公司聯(lián)合跟蹤波音777飛機(jī)上氧氣瓶的有效期,通常情況下一個(gè)人需要花費(fèi)13小時(shí)才能完成,使用了RFID技術(shù)之后,檢查時(shí)間只需8.5分鐘即可完成[8]。

2.2 航材需求智能感知的技術(shù)支撐

RFID標(biāo)簽采集而來(lái)的海量數(shù)據(jù)構(gòu)成了航材保障方案決策的重要數(shù)據(jù)庫(kù),但單純的數(shù)據(jù)并無(wú)法提供航材保障的解決方案。在建立數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上可利用數(shù)據(jù)挖掘、云計(jì)算、自學(xué)習(xí)等技術(shù)手段,通過(guò)分析消耗規(guī)律,智能地制定保障方案。

1)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

數(shù)據(jù)挖掘是一個(gè)發(fā)現(xiàn)知識(shí)的過(guò)程,是從海量數(shù)據(jù)信息中提取未知的、隱含的對(duì)管理者有重要利用價(jià)值的規(guī)則和知識(shí)[9]。具體操作過(guò)程中可采取統(tǒng)計(jì)分析方法、決策樹模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、遺傳算法和基因表達(dá)式編程等。

2)云計(jì)算技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層通過(guò)建立云計(jì)算平臺(tái),實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和服務(wù),云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的相互作用關(guān)系如圖4所示[10]。物聯(lián)網(wǎng)采用云計(jì)算技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)中海量數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和輔助決策,將兩者應(yīng)用于航材保障中,可有效提高航材保障全程的可視化程度、精確保障水平及管理保障效能。

圖4 物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算作用關(guān)系

3)自學(xué)習(xí)

航材保障系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)評(píng)估已有行為的正確性或優(yōu)良度,自動(dòng)修改參數(shù),從而改進(jìn)系統(tǒng)自身的品質(zhì)[11]。

系統(tǒng)對(duì)在保障過(guò)程中某一特定時(shí)期(如:某月、某季度等)的消耗數(shù)值進(jìn)行編碼、記錄,經(jīng)年累月便形成了一個(gè)歷史記錄空間。在往后的保障過(guò)程中,系統(tǒng)通過(guò)橫向、縱向的對(duì)比,在指定的更新規(guī)則下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,該空間可為系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)提供判決依據(jù),系統(tǒng)將按照指定的自學(xué)習(xí)策略對(duì)歷史記錄空間進(jìn)行分析,從而針對(duì)不同時(shí)期、不同機(jī)構(gòu)提出最優(yōu)的保障方案[14-16]。

通過(guò)RFID技術(shù)對(duì)航材保障過(guò)程的信息進(jìn)行采集,在軍網(wǎng)、機(jī)場(chǎng)局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上搭建航材保障的物聯(lián)網(wǎng),并通過(guò)航材保障系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)庫(kù),以數(shù)據(jù)挖掘、云計(jì)算、系統(tǒng)自學(xué)習(xí)等方法為技術(shù)支撐,從而實(shí)現(xiàn)航材需求的智能感知與保障方案的智能生成。

3 航材保障模式的構(gòu)建

基于需求的智能感知,可建立更加高效的保障模式,如圖5。各層級(jí)的航材保障系統(tǒng)能自動(dòng)感知航材的使用和消耗情況,當(dāng)基層級(jí)航材庫(kù)存率不能達(dá)到“緩沖池”要求時(shí),自動(dòng)向中繼級(jí)航材部門提出申請(qǐng),中繼級(jí)航材部門感知下一層級(jí)需求,自動(dòng)生成航材的最優(yōu)保障方案,并下達(dá)航材出庫(kù)指令。后方的航材基地也能及時(shí)感受低層級(jí)的航材消耗情況,出現(xiàn)庫(kù)存不足時(shí)也能提早向航材供貨商發(fā)付采購(gòu)計(jì)劃。

圖5 航材保障模式的建立

需求信息層層傳達(dá),如果需要,最高級(jí)別的航材管理部門甚至能感受到一個(gè)基層航材倉(cāng)庫(kù)的消耗情況,一件航材的流向。該模式下,各級(jí)能及時(shí)感知和掌握航材需求情況,并智能生成航材保障方案。例如,基層航材部門感受到某件進(jìn)口航材的需求,該航材的需求信息迅速在網(wǎng)上傳遞,空軍航材部門能夠根據(jù)儲(chǔ)備情況及時(shí)應(yīng)對(duì),當(dāng)儲(chǔ)備不足時(shí),航材的采購(gòu)部門能夠提前準(zhǔn)備,縮短基層等待時(shí)間。該模式免去了層層呈報(bào)的時(shí)間耽擱,大大縮短了信息的傳導(dǎo)周期,壓縮了需求上報(bào)的時(shí)間,變被動(dòng)上報(bào)為主動(dòng)感知,將保障的關(guān)口前移,提高了航材的保障效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)ABC分類法優(yōu)化了航材庫(kù)存,建立航材緩沖池,強(qiáng)化了航材供應(yīng)保障鏈,利用RFID技術(shù)對(duì)航材的全壽命過(guò)程進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控,通過(guò)將云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘、自學(xué)習(xí)等技術(shù)運(yùn)用于航材需求信息處理,航材保障系統(tǒng)能及時(shí)地感受航材需求信息,智能生成保障方案。在此基礎(chǔ)上探討新的更加高效的航材保障模式,以期將每一件航材及時(shí)、準(zhǔn)確地送到最需要的地方。

精確自動(dòng)的航材需求感知系統(tǒng)能協(xié)助制定最優(yōu)的庫(kù)存,節(jié)省管理成本;智能生成的保障方案能簡(jiǎn)化手續(xù)、避免錯(cuò)誤;自主運(yùn)行的系統(tǒng)能夠提高保障的效率。本文對(duì)新時(shí)代軍隊(duì)航材保障面臨的問(wèn)題,提出了以需求為牽引的航材保障模式,在考慮軍事效益的同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然該模式的具體運(yùn)行還需要結(jié)合各航材機(jī)構(gòu)的實(shí)際,同時(shí),航材保障系統(tǒng)的建立與維護(hù)則需要更多專業(yè)的技術(shù)人員和相關(guān)的政策支撐,通過(guò)不斷的運(yùn)行和改善,軍用航材保障定能更加智能、高效。