RFID技術(shù)在航空器材倉儲管理中的應(yīng)用

李琨 孫偉奇 史玉敏

摘? 要：隨著我國國防實力的增強，為了更好地適應(yīng)信息化時代發(fā)展的要求，提高軍隊?wèi)?zhàn)斗力，過去工作效率低、消耗時間長、出錯率較高的傳統(tǒng)倉儲管理方法已經(jīng)很難適應(yīng)航材管理的發(fā)展需求。RFID是一種無線通訊技術(shù)，通過附著在航材包裝上的RFID標(biāo)簽與天線實現(xiàn)射頻交互，讀取標(biāo)簽數(shù)據(jù)，達到對航材自動識別的目的，文章運用RFID技術(shù)，構(gòu)造了航材入庫、出庫、盤點等功能于一體的航材倉儲管理系統(tǒng)。以200件航材管理為例，運用RFID技術(shù)后，出庫、入庫、盤點工作的時間分別減少75.00%、13.39 %、98.33%，最終達到提高航材倉儲管理的工作效率，提高航材收發(fā)準(zhǔn)確性的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：RFID;航材;倉儲管理;包裝;物流

中圖分類號：E233??? 文獻標(biāo)識碼：A

Abstract： With the enhancement of China's national defense strength， in order to adapt to the requirements of the development of the information age and improve the combat effectiveness of the army， the traditional warehouse management method with low efficiency， long consumption time and high error rate in the past has been difficult to adapt to the development needs of aviation material management. RFID is a kind of wireless communication technology， through the RFID tag attached to the air material and antenna to achieve RF interaction， read the tag data， to achieve the purpose of automatic identification of air material. This paper uses RFID technology to construct an air material warehouse management system with the functions of air material warehousing， outbound， inventory， etc.， taking the management of 200 pieces of aviation materials as an example， after the application of RFID technology， the time of delivery， storage and inventory decreased by 75.00%， 13.39% and 98.33% respectively， Finally， the goal of improving the efficiency of air material warehouse management and the accuracy of aviation equipment receiving and dispatching is achieved.

Key words： RFID; aviation materials; warehouse management; packing; logistics

0? 引? 言

航材是工作人員為了保障飛機安全飛行對飛機進行維護、維修時需要更換的零備件，相對于其他行業(yè)普通器材而言，航材的管理需要更加謹(jǐn)慎，它是保障航空兵飛行訓(xùn)練與作戰(zhàn)任務(wù)完成的關(guān)鍵所在，航材的精確、高效、高質(zhì)保障對提升軍隊的戰(zhàn)斗力有著十分重要的意義。航材的倉儲管理是提高航材保管質(zhì)量和使用效率的重要途徑。傳統(tǒng)航材的管理采用人工收發(fā)、盤點的管理方式，對物品實際信息的采集、錄入，大部分通過手工完成，由于對人為管理的依靠性太強，工作不但步驟繁瑣、效率較低，而且很難保證器材收發(fā)的高準(zhǔn)確性，隨著飛機機種、數(shù)量的增加，航材的種類、數(shù)量也隨之增加，在此情況下，更容易出現(xiàn)消耗時間長、準(zhǔn)確性低的問題，傳統(tǒng)管理模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)階段航材管理的發(fā)展需求。目前，盡管部分單位采用條形碼技術(shù)進行航材的數(shù)據(jù)采集和信息識別，但它也存在著容易破損、識別準(zhǔn)確率低及存儲信息量小等缺陷[1-2]，同樣因條形碼只能一次讀取一個標(biāo)簽[3]，所以已無法滿足目前航材管理復(fù)雜程度大、準(zhǔn)確性高和工作效率快等要求。

無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)是一種基于射頻的無線通訊技術(shù)，早期主要應(yīng)用于軍事戰(zhàn)爭領(lǐng)域當(dāng)中[4-5]。RFID標(biāo)簽?zāi)軌蛟诜墙佑|的工作條件下，利用射頻信號通過空間耦合發(fā)送內(nèi)部存儲的信息，讀寫器在讀取到標(biāo)簽發(fā)送的信息后，快速、實時發(fā)到計算機進行數(shù)據(jù)處理，并且擁有較高的準(zhǔn)確性[6-8]。同時，RFID標(biāo)簽存儲數(shù)據(jù)量大、讀取速度快、可以重復(fù)寫入數(shù)據(jù)[9-11]，加上其有著體積小、壽命長、抗污損、安全系數(shù)高及有較強的穿透性等優(yōu)點[12-13]，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在商場超市、物流運輸、圖書館、食品安全、供應(yīng)鏈管理等諸多領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍隨著其自身的優(yōu)點、制造成本的降低和技術(shù)的進步還在不斷擴大[14-15]。

1? RFID技術(shù)

RFID系統(tǒng)的組成有電子標(biāo)簽、讀寫器、RFID中間件和后端應(yīng)用系統(tǒng)四部分。電子標(biāo)簽是一種低電集成電路，它由耦合元件、天線和芯片構(gòu)成，通過附著在器材上標(biāo)記識別目標(biāo)對象[6]。電子標(biāo)簽根據(jù)不同的工作驅(qū)動方式，可分為有源型和無源型兩種。有源型電子標(biāo)簽自帶電池進行驅(qū)動，可以通過自身的驅(qū)動發(fā)射器材信息，擁有信號強度強、傳輸距離遠(yuǎn)、可靠性高等優(yōu)點。讀寫器由讀寫結(jié)構(gòu)和天線兩部分構(gòu)成，讀寫結(jié)構(gòu)用來完成射頻信號的產(chǎn)生及讀寫工作，天線用來完成數(shù)據(jù)的接收及發(fā)射工作。中間件是RFID技術(shù)的核心部件，是溝通RFID硬件系統(tǒng)與管理系統(tǒng)的橋梁，他的作用是完成采集數(shù)據(jù)的讀取與處理，并將信息傳輸?shù)接嬎銠C中的管理系統(tǒng)當(dāng)中，最后運用管理系統(tǒng)進行相關(guān)統(tǒng)計與管理[7-8]。

2? 構(gòu)建基于RFID技術(shù)的航材倉儲管理系統(tǒng)

2.1? 航材倉儲管理系統(tǒng)需求分析

為提高航材倉儲工作流程，提高航材收發(fā)工作效率及準(zhǔn)確性，實現(xiàn)信息化管理，本文設(shè)計的管理系統(tǒng)應(yīng)滿足以下要求：

（1）工作人員在航材的管理過程中能夠?qū)崿F(xiàn)所有用戶權(quán)限管理，如航材的查詢、種類及數(shù)量統(tǒng)計等功能。

（2）實現(xiàn)航材的精確定位功能。過去，航材的定位主要采用固定貨位存放的方法，通過系統(tǒng)查詢所需航材的具體位置。但是，由于部分航材的流動性較大，因此經(jīng)常出現(xiàn)航材實際位置與系統(tǒng)顯示位置不符的情況，大大地降低了器材發(fā)付的工作效率。運用RFID技術(shù)后，倉庫保管員在進行器材發(fā)付時，能夠根據(jù)RFID標(biāo)簽發(fā)出的信號，通過系統(tǒng)提示，精確查找到器材存放位置，且器材貨位定位時間不大于5秒。

（3）實現(xiàn)航材的實時盤點功能，大幅提高盤點工作效率。過去，航材的盤點工作主要依靠人工來完成，由于航材的數(shù)量較大，因此往往需要耗費大量時間完成盤點工作，且盤點結(jié)果的準(zhǔn)確性也不高。同時在日常工作中，航材出入庫頻繁，為提高管理的準(zhǔn)確性，必須經(jīng)常對航材進行盤點。本系統(tǒng)通過運用RFID技術(shù)，應(yīng)達到快速盤點的目標(biāo)，單個倉庫的自動清倉盤點時間不大于5分鐘。

2.2? 航材倉儲管理系統(tǒng)構(gòu)建

本文構(gòu)建的航材倉儲管理系統(tǒng)采用了RFID技術(shù)完成整體設(shè)計。相對于傳統(tǒng)倉儲管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)最大的優(yōu)勢是在非接觸的情況下可以完成對航材數(shù)據(jù)的采集并可以對RFID標(biāo)簽進行讀寫工作，同時具有高識別率、高效率、對工作環(huán)境要求較低等優(yōu)點，可以實現(xiàn)對航材的實時定位與數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

在航材入庫之前，每個航材都懸掛或粘貼了唯一的RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽上記錄了航材存儲、安裝、使用等過程中的各類信息，當(dāng)航材進出貨物時，需要運用RFID讀寫器填寫、識別標(biāo)簽信息，實現(xiàn)航材出入庫的智能化與信息化。同時，還需要在每個貨架上安裝固定的RFID讀寫器，以完成航材的定位與實時盤點功能。

本系統(tǒng)涉及的工作流程滿足航材的入庫管理、出庫管理及盤點等功能，主要內(nèi)容如下。

2.2.1? 航材入庫管理

航材入庫前完成檢查后，需要完成航材預(yù)入庫，將RFID標(biāo)簽懸掛、粘貼在航材表面或封存包裝上，根據(jù)航材的材料、體積及封存方式的不同，選用周轉(zhuǎn)箱電子標(biāo)簽、普通電子標(biāo)簽、柔性電子標(biāo)簽及抗金屬標(biāo)簽4類。

對于存放在周轉(zhuǎn)箱包裝的器材，因周轉(zhuǎn)箱包裝的箱體對信號有部分屏蔽作用，因此需要選擇頻率較高的有源RFID電子標(biāo)簽完成標(biāo)記;由于航材很大一部分為金屬材料，而RFID標(biāo)簽應(yīng)用在金屬物體表面的時候，標(biāo)簽的輻射效率會發(fā)生較大變化，造成標(biāo)簽的識別性能降低，可讀取的距離變小，解決方法是運用抗金屬標(biāo)簽使其正常工作，抗金屬RFID標(biāo)簽利用金屬反射，達到傳遞電磁波的目的，使器材有效識別距離可以達到10米以上;柔性電子標(biāo)簽運用PVC、PE、PP等高分子材料作為介質(zhì)，標(biāo)簽在較低厚度的情況下可以發(fā)生較大程度彎曲，進而達到與曲面形狀航材共形的目標(biāo)，擴大航材管理的應(yīng)用范圍。

航材倉庫的入口處安裝有固定RFID讀寫器及天線的通道門，保障航材出入庫時能夠不被漏讀。需要入庫的航材在進行檢查后，根據(jù)器材材料和形狀粘貼或懸掛相應(yīng)的RFID標(biāo)簽，按照工作要求將器材信息錄入到標(biāo)簽當(dāng)中，當(dāng)攜帶RFID標(biāo)簽的航材通過通道門時，由于讀寫器的電磁波作用，標(biāo)簽會自動激活并與讀寫器進行通信，完成對器材信息、數(shù)量的錄入。

最后，航材倉儲管理軟件系統(tǒng)根據(jù)航材類別的分區(qū)、體積大小的不同以及貨架空缺情況確定航材庫位，通過貨架上的聲光裝置引導(dǎo)進行貨架查找，完成航材的入庫上架工作。

2.2.2? 航材出庫管理

過去，工作人員在領(lǐng)取航材時，需要根據(jù)航材的存放規(guī)律、經(jīng)驗及系統(tǒng)記錄完成航材的尋找定位，對于常用器材，可以迅速地完成航材找尋工作，而使用頻率較低的航材，卻需要耗費一定時間去尋找，而且部分航材存在位置存放錯誤的情形，給航材的定位無形中又增加了難度。

為解決這一問題，倉儲管理系統(tǒng)在貨架的每一層布置了RFID有源電子標(biāo)簽、天線及閱讀器，在查找所需航材時，根據(jù)依附在貨架及航材上的RFID標(biāo)簽信息，只需對所有貨架進行一次數(shù)據(jù)掃描，便可完成定位工作。最后，根據(jù)安裝在貨位上的聲光裝置的提示，迅速找到相應(yīng)器材。

查找到出庫所需航材后，需要對航材出庫信息進行錄入。航材數(shù)量較少時，可以使用手持式高頻RFID讀寫器完成對出庫航材信息的采集;航材數(shù)量較多時，可直接通過通道門，利用固定的讀寫器與RFID標(biāo)簽進行通信，完成數(shù)據(jù)采集，最終完成出庫流程。

2.2.3? 航材盤點管理

航材盤點管理是航材管理工作中的重要環(huán)節(jié)，過去的盤點工作由于完全靠人工完成，因此效率及準(zhǔn)確性都不高，需要進行多次查驗才能按要求完成工作。RFID技術(shù)應(yīng)用后，可迅速利用布置在貨架上的固定閱讀器及天線完成航材盤點工作，使相關(guān)部門迅速、準(zhǔn)確掌握航材庫存的實時信息，為科學(xué)制定決策提供有力支撐。

2.2.4? 航材倉儲管理系統(tǒng)軟件平臺

航材倉儲管理系統(tǒng)的軟件平臺在航材的管理過程中發(fā)揮著巨大作用，它可以對航材的數(shù)據(jù)信息進行記錄、處理及分析，擁有航材入庫信息管理、出庫信息管理、質(zhì)控信息管理、修理信息管理及報廢信息管理等功能。同時具備嚴(yán)格的登錄管理，不同工作人員在運用管理系統(tǒng)時擁有不同的權(quán)限，不同類別的倉儲管理人員可以根據(jù)工作需要對庫存信息進行查詢及使用，為航材的精確保障提供精確的數(shù)據(jù)支撐。

RFID智能倉庫軟件基于B/S架構(gòu)的設(shè)計思路，采用分層的體系結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)功能實現(xiàn)集中在主控機上，通過瀏覽器訪問各類服務(wù)進行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理。

RFID智能倉庫軟件體系結(jié)構(gòu)分為4層架構(gòu)，分別為環(huán)境支撐層、業(yè)務(wù)支撐層、業(yè)務(wù)服務(wù)層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層，軟件架構(gòu)如圖2所示。

2.3? 效果提升

運用RFID技術(shù)進行航材倉儲管理后，航材倉庫日常管理效率大幅提升，主要體現(xiàn)在航材出庫、入庫及盤點管理等工作流程，以200件器材管理工作為例，1名經(jīng)驗豐富的管理人員分別運用傳統(tǒng)方法和RFID技術(shù)對管理時間及準(zhǔn)確率進行比較，得到結(jié)果如表1所示：

經(jīng)過試驗對比發(fā)現(xiàn)，RFID技術(shù)在航材倉儲管理過程中效果提升明顯，200件器材的出庫管理工作的時間減少75.00%，入庫管理工作的時間減少13.39%，其中盤點管理流程的效果提升最為有效，工作時間由300分鐘縮短至5分鐘，運用RFID技術(shù)后，盤點工作的時間減少98.33%，極大地提升了部隊航材管理工作效率。

如表2試驗對比發(fā)現(xiàn)，RFID技術(shù)的倉儲管理準(zhǔn)確率在出庫、入庫及盤點管理三個流程過程中均高于傳統(tǒng)的航材倉儲管理方法，且在出庫及盤點管理工作過程中達到了100%的準(zhǔn)確率，完成了提高航材收發(fā)準(zhǔn)確性的目標(biāo)。

3? 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，現(xiàn)代化、信息化、自動化的技術(shù)日益成熟，現(xiàn)代戰(zhàn)爭對軍隊的要求也越來越高，相應(yīng)地對于航材管理的要求也越來越嚴(yán)格。本文通過運用RFID技術(shù)改變航材倉儲管理的工作方式，在航材的管理過程中實現(xiàn)航材的自動識別、數(shù)據(jù)采集與動態(tài)監(jiān)管，并對系統(tǒng)進行了實驗測試，結(jié)果驗證了基于RFID技術(shù)的倉儲管理能夠大幅提升航材出庫、入庫與盤點管理工作的效率與準(zhǔn)確性。

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