条码技术与RFID技术在军工物流中的应用前景
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作者: 苗卫华 吴隽
摘要：RFID技术与条码技术近年来已经日趋成熟，在军工物流中应用这两种技术已经成为我国军工物流信息化发展的重要组成部分。作者介绍了这两种技术的基本原理，并对两者的特点进行分析、比较，提出了两种技术结合应用于军工物流的可行性，并指出两者联合应用的条件和前景。
关键词：RFID；条码；军工物流
中图分类号：F253.9 文献标识码：A
引言
军事物流信息化建设的基础是基本的现实数据，基本现实数据的实时、完备和真实与否直接关系到军事物流信息化建设的成败，而基础数据的自动识别与实时采集更是物流信息系统存在的基础。目前，在我军物流信息系统中。条码识别技术作为一种自动识别技术已被广泛应用于后勤物资保障领域。尤其是二维条码技术具有成本低、信息容量大、可靠性高、纠错能力强、保密性好等特点，已成为我军仓储领域中不可替代的一种识别技术手段，普遍应用于大量军事物资、装备的保障活动。随着科学技术的不断发展和射频、通信等技术的不断成熟，射频识别(RFID)技术从20世纪90年代开始悄然兴起。由于具有存储量大、可读写、识别距离远、识别速度快、可同时识别多个对象、使用寿命长、环境适应性强等特点，射频识别技术开始受到人们越来越多的关注，并逐渐广泛应用于各行各业。尤其射频识别技术在美军物流领域实际应用中取得的令人瞩目的军事效益证明，射频识别技术在军事物流中的应用对提高军事物流管理水平，降低物流成本，提升保障能力，实现军事物流保障可视化，促进军事信息化整体作战能力的提高具有十分重要的意义。
但任何自动识别技术的应用都有其一定的局限性，军事物流领域中的各个环节对各种识别技术的需求也各不相同，因此，对射频识别技术在我军物流领域的应用研究，应从我军物资保障实际需求出发，着眼于与条码技术结合的应用，形成射频识别技术与条码技术的优势互补，最大限度地发挥自动识别技术在军事物流信息系统中效能。在可视化技术发展中，RFID与条码是目前应用的两种主要的物资信息读取方式，尽管RFID在功能上大大超过条码，而且具有广阔的应用空间，但条码也有诸多RFID无法比拟的优势，RFID与条码技术将在相当长的一段时期内广泛应用于军事物流领域。
1.条码与RFID的基本情况
1.1RFID基本原理
RFID是(Radio Frequency Identification)射频识别技术，是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。射频识别系统通常由RFID和阅读器组成。RFID内存有一定格式的电子数据，常以此作为待识别物品的标识性信息。应用中将RFID附着在待识别物品上，作为待识别物品的电子标记。阅读器与RFID可按约定的通信协议互传信息，通常的情况是由阅读器向RFID发送命令，RFID根据收到的阅读器的命令，将内存的标识性数据回传给阅读器。这种通信是在无接触方式下，利用交变磁场或电磁场的空间耦合及射频信号调制与解调技术实现的。
实际应用中，RFID除了具有数据存贮量、数据传输速率、工作频率、多标签识读特征等电学参数之外，还根据其内部是否需要加装电池及电池供电的作用而将RFID分为无源标签、半无源标签和有源标签3种类型。无源标签没有内装电池，在阅读器的阅读范围之外时，标签处于无源状态，在阅读器的阅读范围之内时标签从阅读器发出的射频能量中提取其工作所需的电能。半无源标签内装有电池，但电池仅对标签内要求供电维持数据的电路或标签芯片工作所需的电压作辅助支持，标签电路本身耗电很少。标签未进入工作状态前，一直处于休眠状态，相当于无源标签。标签进入阅读器的阅读范围时，受到阅读器发出的射频能量的激励，进入工作状态时，用于传输通信的射频能量与无源标签一样源自阅读器。有源标签的工作电源完全由内部电池供给，同时标签电池的能量供应也部分地转换为标签与阅读器通信所需的射频能量。
1.2条码技术基本原理
条码技术起源于20世纪40年代。近年来发展非常迅速，被广泛地应用于各行业的日常管理中。伴随着经济的发展，科技的进步，面对激烈竞争的外部环境，利用条码对日益增加的信息进行收集、处理，可以为物资管理部门提供更便利、快捷准确的服务，为实现物资管理自动化创造有利的条件。条码由一组粗细不均的黑色线条与空白间隔组成，这些线条和空白代表着所附对象的全部数据信息。条码符号由一个光学扫描器读取，在此种扫描器安装了一个强烈光源(经常为激光或发光电子组件)。当扫描器对准条码符号时，黑线条吸收光，线间空白则反射光，这样明暗相间的反射图案被扫描器里的译码器读取，并转换成二进制代码输入计算机。条码可以分为一维条码和二维条码。
1.3RFID与条码功能比较
1.3.1RFID的优势
RFID和条码技术相比，确实具有明显的优势，RFID技术的普及将大幅度提高条码原来的功能：
(1)条码依靠被动式的手工读取方式，工作人员需要手持读取设备一个一个扫描，而RFID读取设备利用无线电波，可以全自动瞬间读取大量标签的信息。
(2)条码属于易碎标签，由于物理、化学的原因很容易退色、被撕毁，RFID属于电子产品，可以在条件苛刻的环境下使用，不会被强磁场洗去信息。
(3)RFID具有非接触型识读能力，识读距离从25mm(1英寸)到30.48ml(100英尺)或更大；系统非常准确，错误率是100个千吉(trillion)之一，尘土、油漆和其它不透明的物质不会影响标签的识读性；射频识别还允许“在飞行中识别”的物品，附有挂签的物品不需要处于静止状态，非金属性的物品能够穿过识读器和RFID之间而不造成干扰。采用射频识别技术，并与信息处理技术结合，可确保库存量的准确性。
(4)条码的存储量很小，而RFID标签内部嵌有存储设备，信息量巨大；当然，条码的问题在于它永远是一次性的，不可改变的，而RFID可以任意书写，也可以进行修改。
(5)读取条码需要浪费很多时间，因为红外线扫描需要最多数秒的辨认时间，对于物资品种繁多的仓库和配送中心，浪费的时间意味着人力资源成本的提高。
(6)RFID与条码相比存储信息的容量要大得多，条码容易被仿造，RFID因带有芯片，相对来说仿造起来要困难得多，装箱单采用RFID后，只有用阅读器才能读出内容，因而保密性也大大加强，特别适合于军事运输。
1.3.2条码的优势
但是。条码也有优越于RFID的长处：
(1)条码的成本一般在人民币2分钱以下，而RFID的成本约1.6元多，这无疑使RFID的普及很大程度上受到限制。比条码成本高的还不仅仅是标签和读写器的成本，操作人员和维护人员的培训，系统升级的风险都是要评估的。
(2)RFID在使用标准上目前也很难统一，围绕着条码的使用频段编码的问题，国内一直难以达成一致意见。这无疑是条码使用的一大障碍，而条码在国内外已有统一的主流标准，易于达成共识。
(3)RFID在安全保密上存在很大的漏洞，由于射频识别技术易于远距离读取，容易造成物资及装备实力情
况的泄密，现在一些组织和个人出于个人隐私的保护，反对使用RFID技术，而条码可以很好的避免安全方面的问题。这些都说明条码将在很长一段时间内占有国内及军队的市场。
2.条码技术和RFID联合应用的基本条件
2.1基于条码技术和射频识别技术的战时物流信息管理系统
该系统采用条码识别技术和射频识别技术作为物资信息采集和识别的主要手段，条码识别信息和射频识别信息在该信息系统平台可实现信息的同步交换。它是一个能对战区内物资筹集、收发、储存、运输等所有环节信息进行实时动态监控的自动化指挥保障系统，其应具备指挥自动化功能、战时物资库存管理功能、在途物资跟踪和调配功能，以及战损、待修、报废物资的回收管理功能等基本功能。该系统与后方物资供应信息系统连接，从供应端开始物资监控，利用集条码识别和射频识别为一体的二合一读取器及无线通信技术采集和传输信息，自动跟踪整个战时物流系统中物资流量和流向，准确显示实时数据，使整个物流活动一目了然。通过这一系统，指挥员可以准确、及时、高效地调动和配置战时物资，实施从战略到战术甚至到单兵的精确化保障；利用先进信息采集和识别技术，可以提高战区物资保障和管理水平，大幅减轻战区物资保障人员的作业强度。提高作业效率和信息处理精确度。
2.2集装化储运
对战时物资实施集装化储运有利于战时物资的自动化作业和信息化管理，是提高战时后勤保障效率和管理水平的基础，是提高战时物资机动性能的主要手段，也是条码技术和射频识别技术联合应用的基本条件。集装方舱的应用不仅可以提高前送物资在运输和装卸过程的作业效率，同时集装方舱也可作为物资存储单元存放于战区配送中心，增强物资对各种恶劣存储环境的适用性。通过对战区集装方舱划区编组，利用射频识别技术的查询定位功能，可迅速确定特定物品所在集装方舱位置。在整个军事物流活动中，利用每件物品上的条码信息可随时掌握战区物资信息，而利用集装方舱上的射频标签信息可随时物资所在方舱动态信息，通过条码信息和射频标签信息交互更新，即可实现对战区物资流量、流向、质量和时间信息的全程监控。
2.3条码信息和射频标签信息的交互一致
在统一的管理信息系统中，条码数据库和射频数据库中的数据无缝连接，两者数据信息可交互更新，保持一致。集装方舱采用的射频标签应有统一的也是唯一的标识符号，标签应包含箱内物资的品名、型号、数量、出厂和每件物品的条码编号以及方舱发送地、途经地等基本信息。所有物品条码采用统一编号，包含物品详细信息。当箱内物品发生变化时，识读器将条码信息及物品所在方舱标识信息反馈至信息系统，条码数据库和射频数据库信息同时更新，同时将更新后的射频标签信息反馈并写入射频标签，以保持方舱射频标签信息与箱内物品信息的一致。
2.4具有条码识别和射频识别功能的二合一手持识读器
在战区配送中心进行作业时，为实现条码信息与射频识别信息及时同步更新，方便操作使用，应开发具备条码识别和射频识别功能为一体的二合一手持识读器，并可在局域内进行无线通信。在对取出或添加物品进行条码扫描确认信息后。再同时对物品所在方舱射频标签进行扫描，及时将反馈信息写入射频标签。
2.5其他基础设施
为实现对战区物资流和信息流的全程可视和监控，必须构建一个贯通物流活动各个环节的信息通信网络。该网络与后方通信网络相连，涉及物资供应单位、联合运输节点、战区配送中心、物资需求单元、维修站点、补给点等整个物流环节。在不便于铺设有线光纤的情况下，可使用局域无线通信技术和卫星通信技术。
3.RFID与条码联合应用前景
运用RFID+条码技术，可以对改善传统保障模式，实现后勤保障中对物资全程控制和管理，开发一个完整的军事物流控制系统。实现物资可视化的核心，就是将RFID+条码技术贯穿于军事物流始终(生产仓储运输部队消耗)，全过程严格控制的供应链。
3.1仓储物资管理
外包装使用射频标签，内包装使用条码；在重型装备，用RFID芯片代替原来的条码，而一般的小件物资，包装就使用条码技术就足够了。用RFID或条码取代传统的物资卡片、装箱单，使带有标签的包装箱(或货箱，托盘)成为一种信息载体。当物品入库时，扫描物品的编码符号，计算机便自动记录物品的名称、数量、所存货位等信息，自动生成入库单，库存相应自动增加，生成应账单；当物品出库时，再扫描物品的条码或者RFID，计算机便自动消除此物品的记录，库存相应自动减少，自动生成出库单，生成应收或已收账，同时校验检查在读出时有无错误，验证它是否为所需物品，防止人为误发现象发生；当进行库存盘点时，利用便携式阅读器，扫描库存物品的条码或标签，可以快速准确地收集库存物品的各种情况，通过与主计算机相连，自动核对账物，制定采购计划，对库存上下限安全报警，保证既不超储也不低储，合理控制库存量，同时严格控制物品的保质期限，使物品的品质得到有效保证，使其安全出库。目前条码与RFID手持一体机已经投入应用，由于扫描一个条码或者RFID时间短，大大地提高了物品的登记速度，缩短了入库时间；在库存管理中，对每种物品都赋与一个唯一的条码，既便于数据准确、快速地录入，提高了人机交换速度，降低了人的劳动强度，又消除了由于人为因素造成的错误，从而保证了交换信息的正确性，提高管理系统的工作效率。同时，编码信息经过计算机的处理，实施统计分析和科学预测，及时把握市场动态，杜绝盲目进货，减少积压，降低库存成本，提高仓储经济效益。
3.2用于自动化搬运设备的定位系统
立体仓库中使用了大量的自动化搬运设备如无人叉车、牵引车、带状输送机、机动拣选机、巷道堆垛机、自动导向车等，采用条码或射频识别技术后，可将阅读器放置在移动的车辆或自动化流水线中移动的物料、半成品、成品上，存储有位置识别信息的条码或RFID嵌入到操作环境的地表下面。阅读器一般通过无线的方式或者有线的方式连接到主信息管理系统。这样，当搬运设备经过嵌有RFID的地表时，阅读器即可将读出的地址信息送往管理系统。以巷道堆垛机、输送车为例，以往主要是利用光电开关和认址片确定方位。设备运行时，叉形光电开关每穿过一个认址片就向控制器发送一个计数脉冲，从而实现相对认址。缺点是一旦设备因故障掉电，就难以重新定位。
3.3实现军用物资的可视化和远程调拨
各级业务管理部门通过各自业务管理信息系统与仓储、运输等系统的联网，可以近于实时的速度确定在运物资的准确地点和数量，适时制定采购计划和下发调拨补给计划，确保作战部队的定额补给。另一方面，条码或射频标签与设置在主要战区运输线关键点的问讯器相配合使用，运用卫星遥测技术，实现军事装备、器材和物资的可视化运输，各级指挥部门可以在数字地图上实时标定在运物资的品种数量和车辆位置，并可根据道路反馈信息和各种战场信息，随时调整运输保障车辆的行驶路线及方位，有效控制补给物资的准确性和可持续性。在运输管理中的应用当物品出库时，在根据运送路线来调配物品时，在物品或其外包装上贴上区分路径的条码或射频标签，用扫描器读出编码便可以确认运输路线，对所承运的物品进行统筹管理，优化组合，选择经济高效的运输方式。形成最适配车结构，即一方面使运送距离最短，另一方面提高单位吨利用率；当物品在运输途中，可以与MIS系统相连，管理者只需用扫描器扫描即可获得有关物品的详细资料，如：名称、规格、型号、制造商甚至物品使用说明，对物品进行跟踪定位和实时管理，减少运输损耗，降低因为管理延时造成的损失，提高运输经济性。
3.4在物资集装化领域的应用
物资集装化涉及物资组合包装，必然需要对物资进行快速识别，采用RFID标签目前最有效快速的识别方式。集装单元化储运管理可以利用自动识别技术、卫星跟踪技术等，实现箱体的动态跟踪。通过开展“可视性运输系统”的研究，实现储运系统的可视化管理。为此，我们首先应该利用RFID技术使箱体信息数据化，即把箱体技术数据与运输物资品名、数量、目的地等信息制成数据卡片，箱体内部物资通过条码技术数据化；再通过各级转运站及时采集箱体数据信息，或采用先进的卫星跟踪系统，如通过卫星监视射频技术、全球定位卫星系统、美军在阿富汗反恐行动中使用的卫星电磁全球跟踪系统以及在这次伊拉克战争中使用的无线电频率识别系统和移动跟踪系统，实现对物资运载工具的精确定位跟踪，实时查阅箱体的运行方位和信息，实现了物资可视化。
4.结论
条码与RFID的应用是军事物流发展的必然趋势，做好这两样技术在我军军工物流领域的联合应用工作，将会极大的推动我国军工物流信息化事业的发展。
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