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射频识别(RFID)技术在航空领域的应用探索

发布时间:2017-11-14 10:49:01

  我们的古人一直都对天宇、太空有着不凡的憧憬和梦想。嫦娥奔月、夸父追日,女娲补天的传说,敦煌壁画中的高飞入云的神女,无数星相学家凝望星辰的感悟笔录,都是古人飞天梦想的记录。在如今看来做飞机并不是多么遥远的事情,航空业如此发达,看到进步的同时我们也在步步完善中。在航空领域,由于飞机制造商、零部件供应商和航空公司的通力合作, RFID技术已经渗透到航空领域供应链系统的各个环节,但整体上,RFID技术在航空领域起步较晚,在我国航空领域的应用起步更晚。开展航空领域RFID技术研究具有重要意义。

  RFID标签应用

  按照能量供给方式的不同,RFID标签分为有源、无源和半有源三种;按照工作频率的不同,RFID标签分为低频(LF)、高频(HF)、超高频 (UHF)和微波频段(MW)的标签。目前国际上RFID应用以LF和HF标签产品为主;UHF标签开始规模生产,由于其具有可远距离识别和低成本的优势,有望在未来五年内成为主流;MW标签在部分国家已经得到应用。中国已掌握HF芯片的设计技术,并且成功地实现了产业化,同时UHF芯片也已经完成开发。

  RFID天线应用

  目前RFID标签天线制造以蚀刻/冲压天线为主,其材料一般为铝或者铜,随着新型导电油墨的开发,印刷天线的优势越来越突出。RFID标签封装以低温倒装键合工艺为主,也出现了流体自装配、振动装配等新的标签封装工艺。中国低成本、高可靠性的标签制造装备和封装工艺正在研发中。

  RFID读写器应用

  RFID读写器产品类型较多,部分先进产品可以实现多协议兼容。中国已经推出了系列RFID读写器产品,小功率读写模块已达到国外同类水平,大功率读写模块和读写器片上系统(SoC)尚处于研发阶段。


  RFID技术在航空中具体有哪些应用呢?

  一,在航空制造应用

  航空制造领域,特别是主机制造企业,零部件、工具工装种类多,数量多;工艺路线复杂多变,生产周期长,成品需要经过零部件加工、装配等一系列环节,很多零件可能需要几十道工序才能生产出来,涉及众多车间、外协厂商。生产过程组成复杂。要维持生产,需要原材料、设备、工装夹具、仓库、操作人员等一系列科学配合,牵涉企业各部门和供应商,生产过程组织极其复杂。

  RFID技术可应用于飞机制造作业与流程跟踪领域,通过采用RFID技术,系统能够自动采集生产数据和设备状态数据,为生产管理者提供企业业务流程所有环节的实时数据,结合各工序设备的工艺特点和相关的工艺、质量指标参数,进行各生产重要环节的工艺参数和设备运行参数等生产信息的在线监测和分析,帮助企业实现生产过程中半成品工序、成品工序的计量,仓储的出入库管理的自动化和信息化集成,供应链的自动实时跟踪,销售及售后服务反馈,让企业可实时掌握流程信息,并对企业业务进行监督管理。通过采用RFID技术,可极大提升航空制造业的水平与效率,并且通过建立智能化的仓库,可以实时、及时的对仓库中的物资材料进行检查和核对,这对于降低人为因素造成的风险,控制材料发生成本也具有十分重要的作用,更可以进一步提升航空制造企业的经济效益。

  二,在机场管理的应用

  1)机场行李物品管理

  机场和航空公司正在致力于使用 RFID 来加强行李追踪、分配和传输。与传统的行李条码化管理相比, RFID 行李管理系统可以远距离读取标签,识别速度更快,结果更准确,使机场的行李处理系统能够更准确地追踪行李,帮助行李及时交付。

RFID应用于机场行李分拣.jpg

  拉斯维加斯麦卡伦国际机场被Allegiant航空公司、西南航空公司和全美航空公司使用作重点枢纽,同时也是Allegiant和西南航空公司最大的营运基地。McCarran国际机场也是美国首家使用RFID系统对全部的行李进行管理的机场。

  2)电子机票

  电子机票,是纸质机票的电子形式。它将票面信息存储在订座系统中,可以像纸票一样执行出票、作废、退票、改转签等操作。旅客无需拿到传统的纸质机票,只要凭身份证和电子机票订单号,在飞机起飞前1小时到机场航空公司专门的柜台,就可以直接拿到登机牌上飞机,从而避免了因机票丢失或遗忘造成的不能登机的尴尬。

  3)机场内车辆监控指挥调度

  基于GPS/BDS/GLONASS、RS、RFID、GIS、网络技术和数据库技术的场内车辆监控指挥调度系统,已在国内外大型机场得到广泛的应用。

  特别是RFID已成功应用于机场货运管理,进而实现了对货物的实时、准确、完整地记录、追踪,可以全面高效地加强从产品的生产、运输到销售等环节的管理,并提供各种完善易用的查询、统计、数据分析等功能。每个货物都可在网络内部设置完整的信息,货物追踪和管理的内容、线路和日志便可以一目了然。

  4)安防管理

  RFID在安全防范方面的应用主要包括:机场安全防范管理、员工管理、道口车辆管理等。通过 RFID 技术能将黑名单中的人员在通过关卡时发出警告信号,并迅速指示此人的行李所在,以便管理人员能及时准确地找出行李做出相关的工作,更好地防止恐怖事件的发生。每张电子标签皆有一组无法修改、独立的编号,且经过专门的加密,可以管理传感器和闯入侦查设备,例如新建、删除、修改传感器属性和移动传感器。机场可以根据每位工作人员的职位、身份对他们的活动范围进行规范,然后把以上资料的电子标签安放在员工的工作卡上。RFID 技术可识别该员工是否进入了没被授权的区域内,以便对员工进行更好的管理。

  三, 航空领域RFID技术标准化现状

  RFID基础标准制定方面,目前主要由美国主导的国际标准(ISO/IEC)和EPC global两大标准化组织,已经建立了一套相对完整的射频识别标准体系,包括空口协议标准、协议一致性测试标准、标签数据标准等。

  航空领域,行业标准在 RFID 技术的实施过程中起着至关重要的作用。RFID针对航空领域最主要的通用标准是由航空运输协会(ATA)制定的 ATA Spec 2000,适用于航材和可靠性数据交换协议。美国SAE也为航空领域RFID标签的生产和检测制定了AS5678 标准,这套标准规定标签应当具备承受极端环境的能力,具体阐述了标签的耐温、耐压、抗冲击和耐腐蚀等性能。美国国防部所制定的针对RFID资产唯?识别标准(IUID),要求成本超过5000美元的资产都要拥有永久的唯?标识,这?规定与ATA Spec2000同样兼容。

  我国民航RFID领域,也制定了MH/T 1025-2009《民用航空行李运输无线RFID规范》,该标准规定了民用航空行李运输无线RFID系统、标签、读写器、编码、安全的基本要求,适用于民用航空运输企业的行李运输服务。

  整体上,航空领域RFID标准化方面,虽不太完善,但已有一定的基础,可为相关应用的实施提供标准支撑。

  四. 我国航空领域RFID技术应用

  航空领域,无论是军机还是支线客机、国产大飞机,都进入了快速发展的轨道。RFID射频识别技术作为一种有效的信息化技术,能够助力我国航空业的健康快速发展。RFID自动识别技术在我国航空领域的应用,按照大的行业分为军用和民用。整体上,在RFID应用效果方面,民用大于军用,在军事领域,特别是在军机生产领域,受制于保密等诸多因素,发展较慢,但RFID应用需求迫切。民用领域,RFID在机场的管理方面已有一定的应用,比如香港新机场、重庆机场T3A新航站楼、武汉天河国际机场已有一定的应用,民机制造方面,RFID已用在工具管理方面。

  我国航空业正处于高速发展阶段,行业内的信息化水平不够,急需提高信息的识别和处理能力。应用 RFID 技术于航空领域,必将大大促进产业信息化,提高管理水平和效率。

  五. 结论与展望

  随着RFID 技术的不断进步,随着军民融合的深入推进,RFID 技术的应用成本会逐渐降低,RFID应用的障碍将越来越少, RFID在航空领域的应用将会越来越深入。

  未来RFID技术和智能化技术的整合,将可以在航空制造、航空运维、航空安全、航空预警中发挥发挥重要作用,这对于进一步推动航空企业的技术发展,确保为顾客带来更为安全通畅的环境,增强人们对于航空企业发展的信心,将产生十分重要的作用。

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