美国国防部和全美最大的零售商都打算自1月1日起开始采用RFID标签。RFID智能标签的推广已势在必行。随着产品挂签日期的临近,相应标准还在制定之中。相对而言,民用航空领域的RFID应用更为超前一些。
美国国防部于2003年10月2日颁布RFID(无线电频率识别)使用政策,要求自 2005年1月1日起,所有航材及物品的盒子上都要强制挂上RFID标签。
美国国防部为什么要推行RFID呢?美国国防部目前管理着450万个库存件号,其零部件分布在世界各地,RFID的应用可充分了解部件的使用情况,更好地进行管理,以提高供应链的效率。
无独有偶,美国最大的零售商沃尔玛于2003年6月宣布采取类似的行动, 自2005年1月1日起挂RFID标签。
美国国防部将帮助建立RFID技术标准,并指导RFID技术的发展。美国国防部希望RFID可以为其部队提供最大化的寿命期资产管理效率。通过提高数据的准确度,使资产的可见性和管理都得到改进。
若不知道零备件放在哪里,就可能要从一架飞机拆下零件来修理另一架飞机。美国总审计署2003年12月公布的一份报告指出,在伊拉克战争期间,运送到前线的航材和实际使用的航材的价值相差12亿美元。
在战场上,战士无法扫描条形码。战地零部件管理对于美国国防部来说是一个黑洞,无法了解前线是否已收到所需零部件。此时,RFID标签可以帮忙。该系统可以利用无线电波,生成全部的交易记录--收据、验收、抛售、付款和库存调整等。
RFID信息在供应链的各个环节都显得十分有价值。它可以将工厂与散兵坑直接联系在一起。后方工厂可以根据前线的器材消耗情况及时采取措施。
提高对RFID的认知十分重要,它将对所有的航空和国防产品供应商产生影响。美国国防部的供应商若不遵守RFID的标准就无法得到供货合同。因此,美国国防部已组织工业界召开几次RFID峰会,探讨RFID的运用政策。波音和空中客车公司也于6月8~9日组织了全球的航空RFID论坛。
美国国防部快速推广RFID之前应尽快确定RFID标准。目前RFID还不成熟,这方面的专家也相对较少,还不具备大规模使用的经验。
波音和空中客车公司双方有70%的供应商是相同的,因此这两个飞机制造商于6月联合公布了RFID的要求。但对于既要竞争军用飞机又要竞争民用飞机项目的公司来说,需要遵循两套标准,因为军、民用RFID之间的差别非常大。
是什么和为什么
RFID标签利用无线电波形成电子化的产品标签和无线的身份标识。与条形码只提供产品的身份识别不同,RFID标签包含更多的产品信息,诸如有效期、保修以及服役历史等数据。RFID标签更多的优势在于数据的传输不需要视线,且具备动态读写能力。
RFID对售后服务市场的各个方面都会产生影响,从部件的跟踪到构型管理以及修理等。RFID技术的支持者期望该系统能提高工作效率、改进飞机构型管理、减少库存量和降低成本。提高安全和可靠性,缩短设备的修理周期,拉紧整个供应链。同时,供应商可以更快收到付款。
RFID系统由三部分组成:标签、天线和阅读器。
标签中包含一个微型芯片和天线,分为主动式、被动式和半被动式。按功能可以分为只读式和读写式两种。主动式标签有独立的电源,大容量的存贮和重复使用功能。被动式标签不带电源,通过天线接收所需能量,只具备有限的读写功能,不能重复使用。半被动式标签通过电池提供电源。
美国国防部已在货物集装箱和一些航空运输的货盘上采用主动式RFID技术,明年将要求所有的盒子、货盘以及其他所有需要单独识别的物品上贴上被动式RFID标签。各种标签的价格从5美分到100美元不等,比条形码贵很多。
采用何种频率传送信号是使用RFID首先考虑的问题。RFID并不是一项新技术,已在世界各地广泛应用。低频(125千赫)传输通常用在家畜的标签上,在短距离范围内传输效果好,但数据传输速度相对较低,成本较高。高频率(13.56兆赫)有相对较快的数据传播速度、成本较低,是惟一可在世界各地使用的频率。超高频(860~960兆赫,2.5~5.9千兆赫)可以快速传递、成本较低,但是标签的信号很容易被屏蔽或干扰。美国国防部正在考虑采用860~960兆赫的频段,波音公司在今年也试验了13.56兆赫和915兆赫的发射频率。
RFID阅读器可以是手持式装置,也可以是一个钉在墙上或门上的盒子。沃尔玛将采用900兆赫的频率,将在所有的集装箱和货盘上都挂RFID标签,当货物通过仓库大门时可以自动扫描,不需要人工介入。
RFID系统的主要的优势之一是标签上的数据不需要人工阅读,与条形码类似,所有的信息可以同时采集与识别。
节省成本是FRID技术得以推广的巨大动力。欧洲汽车行业自1996年起在其无钥匙进入系统开始采用RFID技术,ExxonMobil公司现已发展了600万用户使用其速通卡。该系统自1997年投入使用,只需在读卡器前轻松摇晃一下,就可以支付汽油或其他物品的费用。
除了阅读方面的优势,智能型标签(含RFID技术)可以提供更好的安全性,存储在标签上的信息可以通过读写功能进行修改。智能标签批量购买的价格为0.40~1.00美元,而一个条形码的价格仅为0.05美元或更便宜。
通信的顺序对于使无线电应答机能否有效地工作很重要,这项工作包括需要确定是标签还是阅读器先发言。
标签先发言模式,是标签通电后,发出信号,说:我在这儿。而阅读器先发言模式由阅读器先发一个信号,问:谁在那儿?波音公司所采用的标签遵从ISO 15693标准,包括阅读器先发言的协议,以激活被动式标签。
在飞机维修领域多数将采用被动式RFID标签。
制定标准
RFID技术标准仍在商讨之中。它不仅仅限于民用航空领域。因为空中客车和波音公司与航空运输协会的自动识别和数据采集小组正在开发民用航空的RFID要求,并于今年推出了ATA 2000第9章的电子商务标准。最近又将被动式RFID应答器的有关章节作为条形码的选项增加到该文件中。此外,空中客车和波音所使用的标签也是遵守ISO 15693标准的。
与此同时,美国国防部和电子产品代码(EPC)环球组织也正加紧工作以确立军用标准。EPC环球组织于2003年11月1日宣布成立,由供应商和用户组成,现正在发展EPC标准,以支持RFID的应用。
美国麻省理工学院的自动化标识中心(Auto-ID)也在帮助美国国防部确立RFID标准,提出了EPC系统框架。
迄今为止,已推出了EPC Class 0(只读标准)和EPC Class 1(只能写一次但可以多次读取)标准。更多的标准正在制定之中。
目前的EPC标准并不适用于民航零部件的标识,因为其内存较小。EPC的 RFID标签为货盘、运输和打包专用。
美国国防部与EPC环球组织合作,指定国防部的UID作为EPD数据结构。迄今为止,在全球范围内还缺少统一的标准。但美国国防部的采购条例(DFAR)要求被动式的RFID标准于今年5月正式出版。
虽然美国国防部和EPC环球组织正倾尽全力,但还不清楚相关的指导条例在美国国防部开始使用RFID前否能定稿。
在今年4月7日召开的美国国防部RFID峰会上,EPC环球组织建议RFID系统的要求应当成为ISO标准。
在民航领域的推广
为什么民用航空制造商也打算采用RFID技术呢?其主要原因如下。
●成本因素,RFID标签的成本正在逐步降低,例如,波音公司在联邦快递公司飞机上所采用的标签已由过去的1美元降至0.6美元;
●与应用有关的结论即将出台;
●可供全球遵守的支持标准和国际协调工作均已完成;
●RFID标签最近已获得更高的可靠性和性能;
●技术已经得到进一步的改进,如果继续等待的话,会失去减少库存和提高效率的时机;
●波音和空客达成协议,避免发生冲突。
波音和空中客车公司的供应商70%以上都是相同的,如果双方采用不同的标准,会导致成本的增加。为此,波音和空中客车两家公司今年打算一起赞助3个全球航空RFID论坛。
在论坛上,波音和空中客车推出了RFID技术的初级读本,解释从条码技术向RFID技术过渡期间已经完成的工作和尚未完成的工作。
有人指出,民用航空的RFID技术至少领先于军用航空的相关技术3年,因为波音和空中客车公司打算采用RFID技术记录不同零部件的服役历史,而不仅仅采用RFID技术为零部件的盒子或货盘作记号。
RFID标签识别有一系列标准需考虑:LRU、可更换零部件、推荐的零部件清单、经常更换的低可靠性零部件、价格超过5000美元的、与调度可靠性密切相关的零部件、时寿件等。在波音公司,大约有5000个零部件是按此标准划分的,因此,每架波音飞机上大约有5000个零部件可能会采用RFID。
此前,波音和联邦快递公司完成了机载13.56兆赫的被动式智能标签的评估。在一架联邦快递公司的MD-10飞机上一共安装了40个被动式标签,每个标签可以记录10千比特的信息,有存贮1024个字母和数字的空间。每个标签都包含有零件的信息:件号、序列号、制造商代码和安装日期。
这些标签分别被安装在驾驶舱、电子设备舱、货舱和机轮舱。在为期90天的运营测试中,飞机平均每天飞行18小时,温度、气压和湿度都有明显变化。结果没有发现电磁干扰和芯片的损坏。维修过程中机械师从标签上读写信息的试验进展也非常顺利。波音与联邦快递公司于6月开始915兆赫的UHF试验。该试验还包括对电磁干扰、芯片记录丢失、阅读距离、冲突和定位等问题的试验。这里的冲突是指标签同时向阅读器发送信息。通过试验还将找出阅读器与标签之间的角度以及在阅读时存在的具体问题。
达美航空公司今年年中在杰克逊韦尔与亚特兰大之间的航班上进行了被动式900兆赫行李标签的试验。该公司下一步将确定RFID的业务模式和资金投入。达美航空公司和波音公司还打算在一架波音757的PW2037发动机上试验被动式RFID标签。试验细节虽未最终确定,但可能会在5架飞机上进行为期90至120天的试验,频率为13.565~915兆赫。这些标签会暴露在近1000°F的高温下,比在联邦快递公司所进行的试验温度要高许多。
技术因素与未来发展
如果一家公司打算采用RFID标签,首先要为产品选择合适的标签。如果是军用航空产品,应先确定标签贴在盒子上还是货盘上。美国国防部建议其供应商先与RFID实验室一起,确定最佳的标签类型和张贴位置。
相关的试验也应先从小范围发展到较大的规模,类似于波音与联邦快递公司之间的合作,以及国防部在其供应商、基地和战场等地正在开展的一系列被动式RFID的试验。在持续的应用并加以推广后,在运营、成本和技术等方面的优势才会显现出来。
沃尔玛于4月30日宣布在7个商店和1个地区分销中心进行RFID货盘使用试验。此前,沃尔玛及供应商已在其RFID实验室做了大量的试验,经过几个月的周密准备才开始实际应用的验证,仅仅是将RFID标签贴在货架上。
美国国防部建议在推广RFID之前,应先开展2~3个月的有明确目标的指导性试验。将RFID技术综合到整个企业,其中包括ERP软件。
密切关注军、民用RFID的相关政策、要求和正在制定的标准十分重要。RFID现在是一个移动的目标,继续跟踪是关键。
RFID技术发展的可能性是无穷尽的。RFID技术可将微型传感器和微型机电系统相结合,用以监控飞机部件的环境。例如,传感器可以测量发动机部件所承受的高温和振动值,而RFID标签可以记录这些数据。航空航天和国防企业可以在跟踪/记录、数据采集/压缩、外场维修和库存管理等方面受益。如果RFID标签与企业管理系统相联,RFID可以全自动地清楚地管理资产--从制造商到最终用户。
RFID使得人们可以实时地了解情况和采取行动。比如,一辆卡车正拉着一箱零部件通过暴风雨时需要减速。仓库保管员立刻了解到将会推迟2小时接收这批零件,可提前向整个供应链发出延迟的警告。又例如,一个直升机零部件供应商接到通知国防部需要另外一批零部件,因为外场的技术人员只剩下两个备件了。这种可视及反应能力有助于基于性能的后勤项目,可以促进全寿命管理。
RFID技术不仅仅是条形码的简单替代产品,它可以通过传感器在不同的距离范围,甚至通过卫星读取较多的数据。这是一种能够通过应用和收集数据增加效率的技术。此外,业务流程应该适应RFID,由此可能会导致流程再造。
当然,各公司也可以简单地根据国防部的要求将RFID标签贴在产品上。但这样做只会导致成本的增加,而无法从此技术中获益。
在RFID的运应中有些问题需要解决,其中包括哪些频率更适合,数据阅读器的分布、遵守怎样的协议及条款,其中还包括在什么位置贴标签等。
未来我们将生活在条形码及RFID共存的世界里。因为RFID可以在制造、运输和售后服务市场全程跟踪产品。
当然,美国国防部可能还需要几年的时间才能从RFID的推广中获益。如果在后勤、停飞时间和性能方面得到改进,可能会减少所需要的飞机的数量。由此可见,RFID技术的应用已经超出了零备件的范围,可以影响到整个供应链。
据预测,到2008年,RFID产品的销售能达到70亿美元。RFID技术在军民用航空的推广即将展开。