RFID技术在航空器材仓储管理中应用
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摘要：随着我国国防实力的增强，为了更好地适应信息化时展的要求，提高军队战斗力，过去工作效率低、消耗时间长、出错率较高的传统仓储管理方法已经很难适应航材管理的发展需求。rfid是一种无线通讯技术，通过附着在航材包装上的RFID标签与天线实现射频交互，读取标签数据，达到对航材自动识别的目的，文章运用RFID技术，构造了航材入库、出库、盘点等功能于一体的航材仓储管理系统。以200件航材管理为例，运用RFID技术后，出库、入库、盘点工作的时间分别减少75.00%、13.39%、98.33%，最终达到提高航材仓储管理的工作效率，提高航材收发准确性的目标。
关键词：RFID；航材；仓储管理；包装；物流
0引言
航材是工作人员为了保障飞机安全飞行对飞机进行维护、维修时需要更换的零备件，相对于其他行业普通器材而言，航材的管理需要更加谨慎，它是保障航空兵飞行训练与作战任务完成的关键所在，航材的精确、高效、高质保障对提升军队的战斗力有着十分重要的意义。航材的仓储管理是提高航材保管质量和使用效率的重要途径。传统航材的管理采用人工收发、盘点的管理方式，对物品实际信息的采集、录入，大部分通过手工完成，由于对人为管理的依靠性太强，工作不但步骤繁琐、效率较低，而且很难保证器材收发的高准确性，随着飞机机种、数量的增加，航材的种类、数量也随之增加，在此情况下，更容易出现消耗时间长、准确性低的问题，传统管理模式已经不能适应现阶段航材管理的发展需求。目前，尽管部分单位采用条形码技术进行航材的数据采集和信息识别，但它也存在着容易破损、识别准确率低及存储信息量小等缺陷[1-2]，同样因条形码只能一次读取一个标签[3]，所以已无法满足目前航材管理复杂程度大、准确性高和工作效率快等要求。无线射频识别（RadioFrequencyIdentification，RFID）技术是一种基于射频的无线通讯技术，早期主要应用于军事战争领域当中[4-5]。RFID标签能够在非接触的工作条件下，利用射频信号通过空间耦合发送内部存储的信息，读写器在读取到标签发送的信息后，快速、实时发到计算机进行数据处理，并且拥有较高的准确性[6-8]。同时，RFID标签存储数据量大、读取速度快、可以重复写入数据[9-11]，加上其有着体积小、寿命长、抗污损、安全系数高及有较强的穿透性等优点[12-13]，目前已经广泛应用在商场超市、物流运输、图书馆、食品安全、供应链管理等诸多领域，其应用范围随着其自身的优点、制造成本的降低和技术的进步还在不断扩大[14-15]。
1RFID技术
RFID系统的组成有电子标签、读写器、RFID中间件和后端应用系统四部分。电子标签是一种低电集成电路，它由耦合元件、天线和芯片构成，通过附着在器材上标记识别目标对象[6]。电子标签根据不同的工作驱动方式，可分为有源型和无源型两种。有源型电子标签自带电池进行驱动，可以通过自身的驱动发射器材信息，拥有信号强度强、传输距离远、可靠性高等优点。读写器由读写结构和天线两部分构成，读写结构用来完成射频信号的产生及读写工作，天线用来完成数据的接收及发射工作。中间件是RFID技术的核心部件，是沟通RFID硬件系统与管理系统的桥梁，他的作用是完成采集数据的读取与处理，并将信息传输到计算机中的管理系统当中，最后运用管理系统进行相关统计与管理[7-8]。
2.1航材仓储管理系统需求分析
为提高航材仓储工作流程，提高航材收发工作效率及准确性，实现信息化管理，本文设计的管理系统应满足以下要求：（1）工作人员在航材的管理过程中能够实现所有用户权限管理，如航材的查询、种类及数量统计等功能。（2）实现航材的精确定位功能。过去，航材的定位主要采用固定货位存放的方法，通过系统查询所需航材的具体位置。但是，由于部分航材的流动性较大，因此经常出现航材实际位置与系统显示位置不符的情况，大大地降低了器材发付的工作效率。运用RFID技术后，仓库保管员在进行器材发付时，能够根据RFID标签发出的信号，通过系统提示，精确查找到器材存放位置，且器材货位定位时间不大于5秒。（3）实现航材的实时盘点功能，大幅提高盘点工作效率。过去，航材的盘点工作主要依靠人工来完成，由于航材的数量较大，因此往往需要耗费大量时间完成盘点工作，且盘点结果的准确性也不高。同时在日常工作中，航材出入库频繁，为提高管理的准确性，必须经常对航材进行盘点。本系统通过运用RFID技术，应达到快速盘点的目标，单个仓库的自动清仓盘点时间不大于5分钟。
2.2航材仓储管理系统构建
本文构建的航材仓储管理系统采用了RFID技术完成整体设计。相对于传统仓储管理系统，本系统最大的优势是在非接触的情况下可以完成对航材数据的采集并可以对RFID标签进行读写工作，同时具有高识别率、高效率、对工作环境要求较低等优点，可以实现对航材的实时定位与数据统计。在航材入库之前，每个航材都悬挂或粘贴了唯一的RFID标签，标签上记录了航材存储、安装、使用等过程中的各类信息，当航材进出货物时，需要运用RFID读写器填写、识别标签信息，实现航材出入库的智能化与信息化。同时，还需要在每个货架上安装固定的RFID读写器，以完成航材的定位与实时盘点功能。本系统涉及的工作流程满足航材的入库管理、出库管理及盘点等功能，主要内容如下。2.2.1航材入库管理。航材入库前完成检查后，需要完成航材预入库，将RFID标签悬挂、粘贴在航材表面或封存包装上，根据航材的材料、体积及封存方式的不同，选用周转箱电子标签、普通电子标签、柔性电子标签及抗金属标签4类。对于存放在周转箱包装的器材，因周转箱包装的箱体对信号有部分屏蔽作用，因此需要选择频率较高的有源RFID电子标签完成标记；由于航材很大一部分为金属材料，而RFID标签应用在金属物体表面的时候，标签的辐射效率会发生较大变化，造成标签的识别性能降低，可读取的距离变小，解决方法是运用抗金属标签使其正常工作，抗金属RFID标签利用金属反射，达到传递电磁波的目的，使器材有效识别距离可以达到10米以上；柔性电子标签运用PVC、PE、PP等高分子材料作为介质，标签在较低厚度的情况下可以发生较大程度弯曲，进而达到与曲面形状航材共形的目标，扩大航材管理的应用范围。航材仓库的入口处安装有固定RFID读写器及天线的通道门，保障航材出入库时能够不被漏读。需要入库的航材在进行检查后，根据器材材料和形状粘贴或悬挂相应的RFID标签，按照工作要求将器材信息录入到标签当中，当携带RFID标签的航材通过通道门时，由于读写器的电磁波作用，标签会自动激活并与读写器进行通信，完成对器材信息、数量的录入。最后，航材仓储管理软件系统根据航材类别的分区、体积大小的不同以及货架空缺情况确定航材库位，通过货架上的声光装置引导进行货架查找，完成航材的入库上架工作。2.2.2航材出库管理。过去，工作人员在领取航材时，需要根据航材的存放规律、经验及系统记录完成航材的寻找定位，对于常用器材，可以迅速地完成航材找寻工作，而使用频率较低的航材，却需要耗费一定时间去寻找，而且部分航材存在位置存放错误的情形，给航材的定位无形中又增加了难度。为解决这一问题，仓储管理系统在货架的每一层布置了RFID有源电子标签、天线及阅读器，在查找所需航材时，根据依附在货架及航材上的RFID标签信息，只需对所有货架进行一次数据扫描，便可完成定位工作。最后，根据安装在货位上的声光装置的提示，迅速找到相应器材。查找到出库所需航材后，需要对航材出库信息进行录入。航材数量较少时，可以使用手持式高频RFID读写器完成对出库航空器材管理系统航空器材读写器标签天线计算机网络图1基于RFID技术的航材管理系统航材信息的采集；航材数量较多时，可直接通过通道门，利用固定的读写器与RFID标签进行通信，完成数据采集，最终完成出库流程。2.2.3航材盘点管理。航材盘点管理是航材管理工作中的重要环节，过去的盘点工作由于完全靠人工完成，因此效率及准确性都不高，需要进行多次查验才能按要求完成工作。RFID技术应用后，可迅速利用布置在货架上的固定阅读器及天线完成航材盘点工作，使相关部门迅速、准确掌握航材库存的实时信息，为科学制定决策提供有力支撑。2.2.4航材仓储管理系统软件平台。航材仓储管理系统的软件平台在航材的管理过程中发挥着巨大作用，它可以对航材的数据信息进行记录、处理及分析，拥有航材入库信息管理、出库信息管理、质控信息管理、修理信息管理及报废信息管理等功能。同时具备严格的登录管理，不同工作人员在运用管理系统时拥有不同的权限，不同类别的仓储管理人员可以根据工作需要对库存信息进行查询及使用，为航材的精确保障提供精确的数据支撑。RFID智能仓库软件基于B/S架构的设计思路，采用分层的体系结构，将系统功能实现集中在主控机上，通过浏览器访问各类服务进行相应的业务处理。RFID智能仓库软件体系结构分为4层架构，分别为环境支撑层、业务支撑层、业务服务层和业务应用层，软件架构如图2所示。
2.3效果提升
运用RFID技术进行航材仓储管理后，航材仓库日常管理效率大幅提升，主要体现在航材出库、入库及盘点管理等工作流程，以200件器材管理工作为例，1名经验丰富的管理人员分别运用传统方法和RFID技术对管理时间及准确率进行比较，得到结果如表1所示：经过试验对比发现，RFID技术在航材仓储管理过程中效果提升明显，200件器材的出库管理工作的时间减少75.00%，入库管理工作的时间减少13.39%，其中盘点管理流程的效果提升最为有效，工作时间由300分钟缩短至5分钟，运用RFID技术后，盘点工作的时间减少98.33%，极大地提升了部队航材管理工作效率。如表2试验对比发现，RFID技术的仓储管理准确率在出库、入库及盘点管理三个流程过程中均高于传统的航材仓储管理RFID技术在航空器材仓储管理中的应用方法，且在出库及盘点管理工作过程中达到了100%的准确率，完成了提高航材收发准确性的目标。
3结束语
随着现代科技的迅速发展，现代化、信息化、自动化的技术日益成熟，现代战争对军队的要求也越来越高，相应地对于航材管理的要求也越来越严格。本文通过运用RFID技术改变航材仓储管理的工作方式，在航材的管理过程中实现航材的自动识别、数据采集与动态监管，并对系统进行了实验测试，结果验证了基于RFID技术的仓储管理能够大幅提升航材出库、入库与盘点管理工作的效率与准确性。
作者:李琨 孙伟奇 史玉敏 单位:海军航空大学青岛校区