射頻識別技術(shù)在軍事物流領(lǐng)域的應(yīng)用及存在問題

    射頻識別（RFID）技術(shù)是一種基于無線技術(shù)的自動識別和數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，其應(yīng)用始于二戰(zhàn)時期友軍飛機(jī)的識別。隨著計算機(jī)信息技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟與發(fā)展，射頻識別技術(shù)在各領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展。特別是在物流領(lǐng)域，以沃爾瑪、麥德龍為代表的商業(yè)零售巨頭和以美國國防部為代表的軍方組織，將其視為提升物流能力的助推器，引發(fā)了廣泛重視和全面研究，射頻識別技術(shù)日趨實(shí)用和規(guī)?；?。 

    在軍事物流領(lǐng)域，美國國防部總結(jié)在海灣戰(zhàn)爭中物資保障的經(jīng)驗和教訓(xùn)，認(rèn)為在供應(yīng)鏈的各環(huán)節(jié)掌握物資位置、數(shù)量、狀態(tài)對供應(yīng)保障能力具有極其重要的影響。在其隨后制定的新時期后勤戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型六大目標(biāo)之一“聯(lián)合全資產(chǎn)可見性”計劃中，將射頻識別技術(shù)作為重要的組成部分納入，并認(rèn)為該技術(shù)是對供應(yīng)鏈實(shí)施有價值洞察并確保軍隊隨時做好戰(zhàn)斗準(zhǔn)備所使用的一種后勤變革工具。美國國防部不斷加大對射頻識別技術(shù)的研究和投入，2004年8月美國國防部執(zhí)行副部長麥克爾.威尼簽署了使用射頻識別技術(shù)的政策方針，2005年3月美國國防后勤局官方網(wǎng)站宣稱，開發(fā)出了第三代射頻識別標(biāo)簽，并命名為“具有衛(wèi)星通信功能的第三代射頻識別系統(tǒng)”(3CRFIDw／SATCOM))。另據(jù)美國《電子工程專輯》2006年3月報道，以色列陸軍與美國薩維公司合作已完成一系列射頻識別技術(shù)的評估，以色列軍方從2006年開始使用由薩維公司研制的無線射頻識別技術(shù)，使以軍成為繼美軍之后第二個采用該技術(shù)管理后勤供應(yīng)的軍隊。 
  
1 射頻識別技術(shù)在軍事物流領(lǐng)域的主要應(yīng)用 

    在美國國防部發(fā)布的使用射頻標(biāo)簽的政策文件中，要求從2004年10月1日起與國防部簽署的所有供貨合同中要有明確使用射頻標(biāo)簽的條款。自2005年1月1日后發(fā)貨的服裝、獨(dú)立設(shè)備和工具、個人物品、武器系統(tǒng)維修部件和元件等部分軍用品必須在包裝件、托盤上使用軍隊UID識別碼、UHF 860MHz至960MHz頻段，最小讀取范圍3米的無源標(biāo)簽。從2007年1月1日起，發(fā)送到國防部所有場所的全部物品都要帶有射頻標(biāo)簽，并規(guī)定所有貨運(yùn)集裝箱，包括6至12米海運(yùn)集裝箱及大型空運(yùn)貨盤，必須帶有包含集裝箱中貨物內(nèi)容的有源標(biāo)簽。國防部后勤局在位于加州和賓州的戰(zhàn)略配送中心以及其在全球貨物配送的重要轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)安裝射頻識讀器和支持系統(tǒng)。 

    目前，射頻識別技術(shù)在軍事物流領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在運(yùn)輸途中對裝備物資位置、狀態(tài)的監(jiān)控、倉儲管理以及特定物品查找、分發(fā)等方面。 

    （1）在運(yùn)裝備物資可視化管理。即在集裝箱或裝載大型裝備、集裝箱的拖車上安裝射頻標(biāo)簽，同時在運(yùn)輸起點(diǎn)、終點(diǎn)和各中途轉(zhuǎn)運(yùn)站等各個節(jié)點(diǎn)上配置固定式或手持式射頻識讀器和后臺計算機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)安裝射頻標(biāo)簽的集裝箱或運(yùn)輸車輛經(jīng)過時，射頻識讀器讀出射頻標(biāo)簽存儲的信息并傳送給后臺計算機(jī)系統(tǒng)存儲和顯示。如有需要，射頻識讀器還可根據(jù)指令對射頻標(biāo)簽上的內(nèi)容進(jìn)行更新。計算機(jī)系統(tǒng)經(jīng)有線、無線網(wǎng)絡(luò)或通信衛(wèi)星將裝備、物資信息傳送給更高一級的中心數(shù)據(jù)庫，各級后勤人員和有關(guān)單位通過該數(shù)據(jù)庫即可及時獲取運(yùn)輸途中的所有物資位置、數(shù)量變動、貨物損壞以及補(bǔ)充變動等信息。 

    美軍配屬的在運(yùn)物資可視系統(tǒng)，在美國本土、歐洲司令部、太平洋司令部都設(shè)有地區(qū)性服務(wù)器，這些服務(wù)器與在美國本土的一個途中資產(chǎn)可視化服務(wù)器相連，充當(dāng)“聯(lián)合全資產(chǎn)可視化"的數(shù)據(jù)源。物資運(yùn)輸途中，在不能進(jìn)行地區(qū)性連接傳輸數(shù)據(jù)的地方，后勤人員可以使用Iridium衛(wèi)星終端作為調(diào)制解調(diào)器來把托盤和集裝箱數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接到途中資產(chǎn)可視化服務(wù)器中。使用國際互聯(lián)網(wǎng)或其軍方專用網(wǎng)絡(luò)的美軍人員都可以利用“聯(lián)合資產(chǎn)可視化”系統(tǒng)來跟蹤并確定某一物品的位置。 

    目前美軍已確定使用射頻識別技術(shù)在其物資供應(yīng)鏈中跟蹤6個層次或產(chǎn)品的運(yùn)輸位置，分別是：第1層—產(chǎn)品本身；第2層—膜泡包裝；第3層—紙板箱、盒子；第4層—倉庫托盤、纖維包裝；第5層—貨物集裝箱或463磅的托盤；第6層—卡車、艦船或飛機(jī)。 

    （2）物資集結(jié)地倉儲管理。射頻識別技術(shù)除用于運(yùn)輸途中跟蹤貨物位置、數(shù)量、狀況等應(yīng)用外，在物資集結(jié)地臨時開設(shè)的野戰(zhàn)貨場以及各類永久性貨物倉庫的倉儲管理中也發(fā)揮著重要作用。在臨時的野戰(zhàn)貨場和各類永久性倉庫物資倉儲作業(yè)中，物資轉(zhuǎn)運(yùn)、配載分發(fā)、重新包裝、貨架管理等方面，射頻識別技術(shù)與條形碼技術(shù)同樣能夠發(fā)揮其記錄信息、識別貨物的功能，且具有比條形碼的光學(xué)識讀更遠(yuǎn)的作用距離和操作更簡易等優(yōu)點(diǎn)。 

    （3）特定物品尋找系統(tǒng)。在臨時貨物集結(jié)地或普通倉庫中，當(dāng)需要查找某個物品時，操作人員啟動手持式射頻識讀器發(fā)射射頻電磁波激活標(biāo)簽，安裝于集裝箱或托盤上的射頻標(biāo)簽即會做出應(yīng)答，發(fā)出蜂鳴聲或閃光提示物品的位置，同時向射頻識讀器回饋物品信息，操作人員循聲光即可找到該集裝箱。如果聲光提示失效，或不適合聲光提示的場合（如嘈雜的環(huán)境或聲光管制的情況下），還可以通過手持式射頻識讀器內(nèi)置的定位裝置去尋找。 

    （4）物品發(fā)放裝置。射頻識別裝置還可用于個人用品、日用品的發(fā)放管理。以往美軍都是利用條形碼技術(shù)發(fā)放服裝，服裝公司將條形碼貼在需要發(fā)放的軍服、作戰(zhàn)服上，發(fā)往征兵中心或營地。在新兵試穿時，管理者用掃描器掃描標(biāo)簽，將適合新兵穿用的作戰(zhàn)服大小、顏色、式樣等信息輸入計算機(jī)，計算機(jī)將信息傳到國防兵員保障中心，再由中心傳到服裝公司，用于制定生產(chǎn)計劃。將射頻識別技術(shù)應(yīng)用于諸如服裝、藥品等物品的發(fā)放，過去需要多步完成的程序可以一次完成，既節(jié)省了人力又提高了效率。 

    射頻識別技術(shù)在軍事后勤領(lǐng)域的應(yīng)用，有效地提高了保障效率，提高了物資追蹤能力、庫存管理能力和勞動生產(chǎn)率，極大地減少了重復(fù)申請與物品損失，優(yōu)化了內(nèi)部的業(yè)務(wù)流程。據(jù)美國國防部估算，采用射頻識別技術(shù)后，每年可節(jié)約1億美元以上的后勤運(yùn)行費(fèi)用，并能將價值10億美元的庫存物資在內(nèi)部調(diào)劑使用，從而可大大節(jié)省采購費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)和維修費(fèi)。以色列陸軍也稱，利用射頻識別技術(shù)大大降低了以軍后勤供應(yīng)的成本，實(shí)現(xiàn)了裝備和物資補(bǔ)給的全程跟蹤。  
   

 

2 射頻識別技術(shù)在軍事物流應(yīng)用中的問題 

    從公開的資料分析，射頻識別技術(shù)對于提高物流的效能具有重要作用，能夠提高作業(yè)能力、優(yōu)化流程、節(jié)省人力物力。但隨著射頻識別技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用的深入，也逐步暴露出一些問題。沃爾瑪采用RFID的計劃從最初的2005年1月1日推遲到2005年年中，最后只要求供應(yīng)商能在65%的商品上貼上電子標(biāo)簽即可。積極推動射頻識別技術(shù)應(yīng)用的美國國防部，也面臨缺乏詳細(xì)可行的發(fā)展戰(zhàn)略、系統(tǒng)整合困難、投資效益不明確等種種質(zhì)疑，致使美國各軍種都在不同場合表達(dá)了對投資回報的憂慮，不愿意為RFID項目提供資金支持。同時，不斷暴露出的射頻識別可靠性、系統(tǒng)整合以及技術(shù)本身的成熟度等問題，無不證明了射頻識別技術(shù)的應(yīng)用之路并不平坦。在軍事物流領(lǐng)域，應(yīng)用射頻技術(shù)還存在著不少亟待解決的技術(shù)問題，從標(biāo)簽失效到溫度、濕度等外部環(huán)境造成標(biāo)簽無法讀取，再到無線射頻干擾等等。這些問題的解決將直接影響射頻識別技術(shù)在軍事物流領(lǐng)域的全面應(yīng)用。 

    （1）標(biāo)簽的問題。RFID有源標(biāo)簽的性能、可靠性、制造工藝相對比較成熟，但由于其價值昂貴，使用范圍受限。無源標(biāo)簽造價相對較低，但其性能和可靠性有待提高。有源標(biāo)簽的體積、電池的容量是用戶關(guān)心的問題。無源標(biāo)簽使用的基材其適用性、強(qiáng)度和成本之間還需要權(quán)衡。據(jù)某研究機(jī)構(gòu)2005年對無源標(biāo)簽供應(yīng)商的調(diào)查表明，30%的標(biāo)簽在粘貼時天線被損壞，另有10%-15%在打印過程中被損壞。無源標(biāo)簽的讀取率一直困擾著使用者。美空軍2005年2月的一份簡報顯示無源標(biāo)簽的試驗一度出現(xiàn)32%-65%的讀取率。美國聯(lián)邦審計署2005年的一份報告指出標(biāo)簽之間的間隔、標(biāo)簽的高速運(yùn)動都會造成標(biāo)簽無法讀取。標(biāo)簽安裝或粘貼的容器的材質(zhì)、形狀，包裝物堆放的方式、標(biāo)簽粘貼的位置等，也會對標(biāo)簽的正確讀取產(chǎn)生影響。美海軍試驗表明，標(biāo)簽粘貼在內(nèi)容物為液體的包裝上，也會導(dǎo)致讀取錯誤；美國國防部曾在55加倫的金屬鼓形圓桶粘貼標(biāo)簽遇到麻煩。對某些金屬材質(zhì)包裝的產(chǎn)品而言，標(biāo)簽的位置不當(dāng)，會因為金屬的反射而造成誤讀。即便考慮到標(biāo)簽的安裝位置和貨物擺放影響，2005年美國國防部無源標(biāo)簽的試驗也僅僅得出了90%左右讀取率。這樣的讀取率對于在軍事供應(yīng)鏈中全面推廣RFID標(biāo)簽也是過低的。 

    （2）頻率選擇與使用問題。射頻識別系統(tǒng)使用的頻率會直接影響到系統(tǒng)的讀寫距離、執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)以及兼容性等多方面的問題。物流領(lǐng)域通常采用以433MHz、915MHz等頻段為主的超高頻(UHF)系統(tǒng)和13.56MHz的高頻（HF）系統(tǒng)。超高頻系統(tǒng)，有源標(biāo)簽的讀寫距離可達(dá)百米，無源標(biāo)簽在三至四米左右。高頻系統(tǒng)的讀寫距離一般在幾十厘米。迄今為止沒有一個世界統(tǒng)一認(rèn)可的頻率供RFID使用，美國對UHF系統(tǒng)的RFID開放902MHz-928MHz，而歐洲相應(yīng)允許的頻段為865MHz-868MHz，日本將原定給GSM手機(jī)使用的950-956MHz劃分給RFID使用。我國RFID頻段劃分尚未明確。頻率的不確定，給軍事物流應(yīng)用射頻識別技術(shù)的規(guī)劃和軍民物流一體化建設(shè)帶來了許多變數(shù)。 

    （3）射頻識讀器的功率問題。美國允許UHF系統(tǒng)識讀器的有效發(fā)射功率（ERP，Effective Radiated Power）是4w，無源標(biāo)簽可以在3-4米的距離內(nèi)讀到。歐洲規(guī)定ERP不得超過500mw，無源標(biāo)簽的識讀距離僅在1米以內(nèi)。不同功率的射頻識讀設(shè)備，對運(yùn)輸途中、物資臨時集結(jié)地和倉庫射頻識讀設(shè)備的安裝和作業(yè)方式帶來問題。同時，過高的發(fā)射功率也會影響其他無線設(shè)備的工作，形成相互之間的干擾。在一個狹窄的作業(yè)環(huán)境中，幾個大功率的識讀器同時工作，相互之間的影響在所難免。如何確定射頻識讀器的發(fā)射功率，既能滿足應(yīng)用的需要，又能符合無線設(shè)備管理的要求，仍需要針對具體的應(yīng)用背景進(jìn)行廣泛的試驗研究。 

    （4）復(fù)雜電磁環(huán)境下的抗干擾問題。信息化作戰(zhàn)，最突出的變化是使復(fù)雜電磁環(huán)境從傳統(tǒng)戰(zhàn)場環(huán)境要素中脫穎而出。在相對狹窄的戰(zhàn)場空間，種類繁多的信息系統(tǒng)和電子設(shè)備云集，大量電磁輻射互擾自擾，加之?dāng)硨﹄p方施展的電磁對抗手段，其電磁環(huán)境的復(fù)雜性對射頻識別系統(tǒng)的影響不容小覷。描述電磁環(huán)境復(fù)雜性的主要因素是電磁輻射的強(qiáng)度和密集度，如背景噪聲的強(qiáng)弱、頻譜占用度的大小以及輻射源的多少等。實(shí)際戰(zhàn)場的電磁環(huán)境，難以確定的干擾源很多，有我方的各類通信設(shè)備，有敵方的電子壓制和打擊，有民用電子設(shè)備無意的電磁干擾，還有自然產(chǎn)生的電磁輻射。電磁輻射在空間、時間、頻譜和功率上交叉重疊，瞬息萬變，難以把握。不在真實(shí)的現(xiàn)場，很難體會到電磁輻射對于電子設(shè)備正常工作的影響。對于發(fā)射功率毫瓦級充其量不過瓦級的射頻識讀設(shè)備而言，在動輒幾十瓦上百瓦的大功率通信設(shè)備面前，其工作的可靠性很值得探討。射頻識別系統(tǒng)在軍事物流領(lǐng)域的應(yīng)用中，抵抗復(fù)雜電磁環(huán)境的干擾，也是必須解決的問題。 

    （5）信息安全性問題。射頻識別系統(tǒng)所基于的無線信號以“開放”的方式傳播和接收，無線電波自身并不能確定敵我。我方利用RFID傳送信息，敵方同樣能夠利用該技術(shù)來獲取數(shù)據(jù)，甚至能夠了解到裝備、物資的具體位置和去向。雖然可以通過對射頻識讀器的輻射功率、輻射方向、頻譜波段以及信息加密等方式來保證系統(tǒng)的安全，但攻擊任何無線系統(tǒng)都是非常輕而易舉的。對實(shí)際應(yīng)用中的RFID系統(tǒng)的安全威脅可能來自于三個環(huán)節(jié)：從標(biāo)簽到射頻識讀器的通信；從射頻識讀器到后臺計算機(jī)系統(tǒng)的通信；使用公共網(wǎng)絡(luò)方式交換數(shù)據(jù)的后臺數(shù)據(jù)庫之間的信息傳輸。在美國國防部2004年8月發(fā)布的使用射頻標(biāo)簽的政策方針中，并不要求無源標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)加密。原因之一是標(biāo)簽上的信息僅僅是一個序列號，如果不與數(shù)據(jù)庫相聯(lián)它沒有任何意義，其次的原因是潛在的敵人無法接近標(biāo)簽進(jìn)行讀取。應(yīng)注意的是，這種假設(shè)是有前提的。 

    （6）特殊貨品現(xiàn)場的使用問題。軍用物資涉及很多易燃、易爆危險物品，如各類油品、化學(xué)品、彈藥、電觸發(fā)引信等。如同加油站禁止使用無線通信工具的道理一樣，將工作于超高頻、高頻的射頻識讀設(shè)備應(yīng)用于存儲易燃、易爆危險品的物資集結(jié)地和倉庫等場所，同樣面臨著嚴(yán)格的安全考核。目前關(guān)于這方面的研究仍不夠深入，缺乏權(quán)威的、可靠的研究成果的支持，導(dǎo)致了在包括大量危險品的軍事物流中，無法對是否應(yīng)用射頻識別技術(shù)進(jìn)行決斷。 

    （7）系統(tǒng)兼容性問題。只有將射頻識別系統(tǒng)和現(xiàn)有的計算機(jī)信息系統(tǒng)完全融合在一起，才能發(fā)揮RFID的技術(shù)優(yōu)勢，真正提高軍事供應(yīng)鏈的效能。射頻識別系統(tǒng)的兼容性體現(xiàn)在三個方面：一是射頻識別系統(tǒng)采集、處理的數(shù)據(jù)，其格式、標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)有計算機(jī)系統(tǒng)要統(tǒng)一。在美國國防部自動識別中心等組織的努力下，美軍已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了RFID芯片上信息的標(biāo)準(zhǔn)化，制定出完全兼容的EPC-96、EPC-128的DOD-96、DOD-128的信息標(biāo)準(zhǔn)。但是，所制定的標(biāo)準(zhǔn)卻與目前國防部信息系統(tǒng)不能兼容。其二，射頻識讀器與不同設(shè)計的射頻標(biāo)簽之間的兼容。在同一頻率下，射頻識讀器最好能夠做到讀取不同設(shè)計的射頻標(biāo)簽。其三，不同頻段的射頻識別系統(tǒng)之間的兼容，最好能用同一個射頻識別系統(tǒng)兼容幾個頻段的射頻標(biāo)簽。這兩個兼容性，雖然可以采取行政措施，保證所使用的標(biāo)簽和識讀器為同一供應(yīng)商的產(chǎn)品，或在物流供應(yīng)鏈中采用一套頻率下的射頻識別系統(tǒng)而解決，但由于各頻段的系統(tǒng)具有各自的優(yōu)點(diǎn)和短處，用戶更希望得到的是一套能夠兼容主要應(yīng)用頻段，適合不同類型標(biāo)簽的射頻識別系統(tǒng)。從根本上來講，真正影響RFID大規(guī)模應(yīng)用、降低成本的關(guān)鍵就是標(biāo)準(zhǔn)的開放和系統(tǒng)之間的兼容。
 
    （8）自然環(huán)境帶來的問題。軍事物流要面對更嚴(yán)酷的自然環(huán)境，軍用裝備、物資可能到達(dá)的地域，遠(yuǎn)非一般民用物流可比，溫度、濕度、鹽霧、日曬等自然因素，對以電子設(shè)備為主的射頻識別系統(tǒng)來講，是必需通過的考驗。過高或過低的溫度會使射頻識讀設(shè)備和標(biāo)簽工作不正常。低溫會造成有源標(biāo)簽的電池快速消耗，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到標(biāo)稱的使用時間，給標(biāo)簽的使用管理帶來難度。射頻識讀設(shè)備和標(biāo)簽要在軍事物流中使用，必須具有更強(qiáng)的高、低溫工作能力并耐受各種嚴(yán)酷環(huán)境所帶來的腐蝕和損壞。 

以上問題相互關(guān)聯(lián)，一個問題的解決可能會給其他問題提供解決的機(jī)會，但也許會帶來新的問題。射頻識別系統(tǒng)的應(yīng)用，就是在技術(shù)、成本、安全、兼容性、可靠性等方面不斷權(quán)衡的過程。應(yīng)該認(rèn)識到，任何一項新技術(shù)的使用，都不會是一帆風(fēng)順?？梢韵嘈?，隨著射頻識別技術(shù)在軍事物流領(lǐng)域應(yīng)用的逐步深入，問題不斷暴露并不斷得到改進(jìn)，應(yīng)用的前景是光明的。 

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