RFID技術在魚雷武器裝備維修保障信息化系統中的應用

摘 要:RFID技術為無接觸識別方式， 具有快速、便捷的信息采集能力，為魚雷裝備維修保障信息化提供了技術可能。針對魚雷武器裝備傳統維修保障中的“保障資源不可視”和“信息不透明”的難題，為適應未來戰爭裝備維修保障的精確化、可視化、信息化需求，提出了將RFID技術應用于魚雷武器裝備維修保障信息化系統的方案，以實現魚雷裝備維修保障的倉庫數字立體化、全壽命周期維修保障可視化、裝備情況可視化、物流可視化等，提高了魚雷裝備維修保障的信息化水平。

關鍵詞:RFID技術; 魚雷; 維修保障; 信息化系統

中圖分類號:TP274 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)09-0025-04

Research on Torpedo Maintenance and Support Information System with RFID

LIANG Zhi-jun， ZHAO Jian

(Naval Equipment Department， Xi’an 710065， China)

Abstract: RFID is a kind of non-touch identification technology， which has fast and convenient information gathering capability， provides possibility of realization in visibility of maintenance and support for the Torpedo. Army commanders have a problem of invisibility of battlefield guarantee resource and information， a scheme of torpedo maintenance and support information system with RFID is presented to meet the future requirement of precise， visible， and informationalized long-distance support in the war. This scheme is helpful to achieve digital warhause， visualization of mainenance， support， and logistics in the whole life cycle of torpedo.

Keywords: RFID technology; torpedo; maintenance support; information system

0 引 言

在科學技術迅猛發展的今天，隨著各種高新技術在魚雷上的應用，魚雷所具有的獨特作用將進一步提高，在未來的現代化海戰中，魚雷將會在攻擊現代化核潛艇和常規動力潛艇、擊毀敵航空母艦和其他現代化戰斗艦艇、消滅運輸船和警戒艦艇以及對海軍基地、港口軍事目標進行襲擊等方面發揮更加重要的作用，真正成為各國海軍起威懾作用和克敵制勝的“殺手锏”。

然而，未來的戰爭是“信息化”的戰爭，急劇變化、高度透明的戰場環境， 對魚雷裝備保障的快速性、及時性、準確性提出了更高的要求。在現代戰爭條件下，裝備戰損或故障對戰斗力的影響巨大，需要依靠維修來解決，以迅速恢復部隊的戰斗力，因而裝備的維修保障具有其特殊的重要性。魚雷的保障主要從維修規劃、供應保障、技術資料、訓練保障等方面開展工作，傳統的魚雷維修保障實施中的難點在于魚雷的制造、運輸、保障和維修等各環節數據與魚雷的實時綁定、實物流和信息流存在脫節、管理人員無法對上述維修保障過程進行實時監控和管理，造成魚雷“保障資源不可視”和“信息不透明”的難題[1]，部隊指揮機關對魚雷武器裝備資源的裝備狀況、生產、維修及庫存量等情況難以實時掌握，不適應未來遠程支援保障、精確化保障、可視化保障和信息化保障的戰爭需求，同時也難以滿足作戰機動保障的需求。基于上述考慮，提出了RFID技術在魚雷武器裝備保障信息化系統中的應用問題。

1 RFID技術的介紹

射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術是一種利用射頻通信實現的非接觸式自動識別技術。RFID系統一般由讀寫器和電子標簽和應用系統組成[2]，如圖1所示。

圖1 RFID系統組成

RFID系統的一般工作原理為:當電子標簽進入讀寫器產生的磁場后，無源或被動標簽憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的信息，有源或主動標簽主動發送出存儲在芯片中的信息，讀寫器讀取信息并解碼，然后將數據傳送給應用系統。

和傳統的識別技術相比， 它能自動無接觸地收集物體信息，具有防水、防磁、耐高溫、自動讀取速度快、讀取距離大、標簽上數據可以加密、存儲數據容量更大、使用壽命長、存儲信息更改自如等優點[3]，操作快捷方便，將RFID技術與互聯網、衛星等現代通訊網絡技術相結合，可實現超遠距離的物品跟蹤與信息共享。

2 RFID技術在國內外軍隊中的使用情況

目前，外軍中使用RFID技術的代表是美軍。2003年第二次海灣戰爭，通過加裝RFID射頻衛星芯片，實現了人員流、物資流和裝備流的全程跟蹤，并節約了大量經費。美軍還將RFID技術應用于特定物品的查尋、單兵電子病歷、生理狀態監測器和服裝發放等領域。RFID技術的應用使得美軍的維修保障能力變得強大，實現了由儲備式后勤到配送式后勤的轉變，提高了效率，節約了大量經費[3]。2006年， 英國皇家空軍把RFID技術應用于“鷂”式戰斗機的維修保障，對“鷂”式戰斗機上大約1 200個“高價值、高危險性”部件使用有源RFID標簽進行標識， 安裝在飛機修理庫的RFID讀寫器能夠快速定位并跟蹤被標識部件。測試結果表明， RFID技術能夠大大減少“鷂”戰斗機修理庫中零部件存貨成本，有效提高整個維修保障工程團隊的工作效率， 實現了“鷂”式戰斗機維修保障信息系統管理的數字化、可視化[3]。在國內軍隊中主要運用RFID技術的是部隊的槍支管理[4]和部隊車輛牌照的管理[5]，而在軍用物資配送系統中并未大規模地使用，更不用說在各種武器裝備保障方面采用RFID技術，因此提出在魚雷武器裝備保障系統中統籌規劃充分利用RFID技術[6]，實現保障維修信息化管理，提高魚雷武器裝備保障的效率。

3 RFID技術在魚雷武器裝備維修保障信息化系統中的應用方案

3.1 系統需求分析

對于魚雷武器裝備，現行的維修保障體制由保障大隊級、基地級和生產廠家三級組成。

保障大隊級指魚雷裝備所在建制單位的最基層的維修機構，其任務是依據正常維護保養診斷結果，完成對魚雷的正常技術狀況的檢查、維護保養和一般的故障檢修。它主要依靠技師或操作人員，利用隨機備件、工具和專用保障設備，就地進行故障檢修，確保所屬魚雷裝備達到規定的戰備完好率。

基地級是指裝備所在的某一上級修理機構，如修理廠及其派出的修理分隊，其任務如下:一是完成裝備的大修，或派出維修力量支援保障大隊級維修，解決保障大隊級現場維修中無法處理的技術難點;二是負責修理保障大隊級送來的故障件。

生產廠家是指魚雷裝備生產、研制單位，其任務是完成裝備的部分大修或改裝任務以及前兩級送來的故障件，彌補部隊維修保障人力、技術、設備和器材上的不足，在必要時也可以派出維修力量到保障大隊級、基地級進行現場修理。

目前多型技術先進的魚雷相繼裝備部隊，多型魚雷裝備發展的同時也促進了魚雷裝備保障任務的變革。其主要表現為:

(1) 裝備保障內容增多，保障結構發生變化;

(2) 裝備保障任務量上升，保障強度日益提高;

(3) 裝備保障要求提高，保障難度不斷增大。

同時，還需要進行機動保障，因此裝備維修保障還不停地處于變化中。總之，魚雷武器裝備維修保障形成了種類多、備用資源少，保障地點多且分散、對維修保障資源的生產、維修、部署、需求及庫存量等情況難以實時掌握的格局。而現有的裝備保障指揮系統不能夠對各魚雷保障大隊、修理廠和生產廠家的維修保障資源的狀態(正常、故障、待修、待發以及位置信息)自動收集[1]。

而RFID技術是一項自動識別技術，它能自動無接觸地收集物體信息，具有防水、防磁、耐高溫自動讀取速度快、讀取距離大、標簽上數據可以加密、存儲數據容量更大、使用壽命長、存儲信息更改自如等優點，當前廣泛用于制造過程[7]和物流的信息系統中[8]。因此可利用RFID技術自動收集各型魚雷維修保障資源的狀態信息，通過與互聯網、衛星等現代通訊網絡技術相結合，與現行的裝備保障指揮系統實現無縫連接完成對魚雷維修保障的狀態實時監視，輔助裝備保障系統的指揮決策。

3.2 系統組成方案

魚雷裝備維修保障信息化系統主要由魚雷保障大隊、修理廠、生產廠家和物流四個子系統構成，每個子系統配置一臺RFID子服務器，負責相關信息的收集和處理并匯總到裝備維修保障信息化系統中。通過上述過程可對魚雷武器裝備維修保障資源在各個環節中信息進行方便快捷地收集和處理，并能對其狀態進行實時跟蹤，結合可視化技術可將系統內跟蹤的數據進行圖形化顯示，使得數據可視，信息透明。而裝備保障指揮系統則主要根據魚雷裝備維修保障信息化系統的數據進行指揮決策。整個魚雷裝備維修保障信息化系統如圖2所示。

圖2 魚雷裝備保障信息化系統

3.3 系統實現的功能和優勢

利用RFID技術，結合RFID軟件(包括中間硬件、應用程序和數據庫)搭建魚雷維修保障信息化系統平臺，對魚雷裝備維修保障的實體網絡和信息網絡各個環節進行“無縫鏈接”，高效、準確地完成魚雷維修保障過程中大量數據的實時采集任務并輸入信息管理系統，達到穩定、可靠、高效、大容量的數據處理，實現部隊魚雷倉庫數字立體化和可視化、全壽命周期維修保障可視化、維修需求可視化、裝備情況可視化、物流可視化，從而提高裝備維修保障的信息化水平，增強裝備維修保障的快速性、及時性、準確性。

3.3.1 魚雷倉庫數字化、可視化

魚雷武器裝備的基本信息包括魚雷型號、名稱、代號、生產廠、生產日期、批次、產品編號等，這些信息量大而繁雜，手工方式錄入信息所需時間長、效率低、易出錯。如果生產廠將魚雷中的全雷、段、組件、功能置換件、備品、備件、保障設備、工具、維修保障技術資料(紙質、光盤)等在出廠時都貼上(或鑲嵌)指定的RFID電子標簽，每個標簽擁有惟一的標識碼和一定存儲空間(從幾個字節到幾千字節不等)，存儲所標識魚雷裝備資源的相關信息，就可以通過讀寫器快速、便捷地將這些數據錄入魚雷倉庫裝備信息化管理系統，對魚雷產品的入庫、存儲、盤點、檢索、出庫等環節進行精確數字化、可視化管理[8]，方便地實現維修保障資源變動動態數據更新，最大限度地提升部隊魚雷倉庫的管理效率。

同時，系統還可以針對魚雷倉庫中維修保障資源動態變化情況生成魚雷裝備維修保障資源的需求建議并提交至不同層次的決策機關，使上級指揮官“看到”魚雷倉庫的維修保障資源需求，從而確定該如何實施維修保障決策。

3.3.2 魚雷全壽命周期的維修保障可視化

維修保障可視化是與裝備維護保養檢測、故障檢測、診斷、修復相關的一切活動的可視。

魚雷維修保障信息化系統中及產品的RFID標簽里面含有全部的維修保障數據，包括上次保養日期、技術ID、更換備件的記錄、故障及維修記錄以及下次保養日期等相關信息。技術人員可以按照維修保障信息化系統提示或通過讀取標簽上的信息來檢查魚雷產品，并進行維護保養檢測，然后寫入新的數據，更新RFID標簽;當發現故障后，技術人員通過讀寫器讀取魚雷故障件標簽中存儲的信息，就能快速準確地獲得損傷備件的型號、名稱、代號、生產廠家、制造日期、參數等有用信息，即便是標簽易混淆、標記模糊不清、被油垢污染難辨認的產品，也可以非常準確快速地辨識這些備件，達到維修過程中備件“可視”，有效防止裝備維修中認錯、領錯、裝錯等操作差錯;在故障診斷和維修檢測中，結合裝備維修電子檔案，以及交互式電子技術手冊，使裝備維修人員能夠“看見”損壞零件的名稱、型號、生產廠家、生產年份、批次、使用記錄等信息，并在整個裝備維修流程，為維修人員提供可視化技術資料(界面友好的交互式電子技術手冊)，或采用實時方式將重要數據直接傳送至智能專家決策支持系統，幫助完成故障診斷、維修檢測，從而確定故障和維修的質量，達到故障診斷和維修檢測可視化。

對于魚雷武器裝備全壽命周期中的維修保障信息化系統的自動化數據采集而言，RFID無疑是一項理想的技術。它能夠在魚雷的全壽命周期中提供一個移動數據庫，用于儲存產品可追溯數據，包括產品的定期維修、使用經歷、技術改造或升級之后的相關信息，有效地實行產品全壽命跟蹤。如果產品能夠附帶與之相關的全部歷史記錄，一旦產品需要技術改造或升級，RFID技術也能夠保證風險最小化和最佳效率。這將有效地增強全壽命周期維修保障的可視化和數字化管理，在魚雷全壽命周期管理上應用有著無比的優勢。

3.3.3 魚雷物流可視化

在魚雷裝備維修保障所需設備和功能置換件等物資的儲存、籌措、運輸等一系列過程中，基于RFID技術搭建的的軍事物流管理平臺，可以實現魚雷裝備維修保障物流追蹤管理可視化[9]。通過在魚雷和部隊運輸裝備上安裝的RFID標簽，結合地理信息系統、網絡技術、無線通訊技術就能實現對魚雷裝備運輸流的控制。運用RFID技術可以降低物流成本、提高供應鏈透明度，實現物流可視化和對物流的全程可控，加快物資流通速度，方便物流供應鏈優化，降低物流成本，提高物流實效性。另外，采用RFID技術構建適合于戰時野外作業的便攜式維修器材管理信息系統，可以實現戰場上維修保障物資可視化管理。

4 結 語

基于RFID技術的魚雷維修保障信息化系統與現存的維修保障方式相比，存在以下優點:

(1) 數字化倉儲使得魚雷裝備資源保障可視化，精確化;

(2) 全壽命周期內的魚雷維修保障工作可視化管理，提高保障效率;

(3) 實現魚雷裝備維修保障的可視化，充分享用系統的信息專家功能;

(4) 裝備物流透明可視。

以“信息化”為特征之一的現代戰爭，是一場以信息技術為核心的新軍事技術革命，正在深刻影響著戰爭形態的變化。保障武器裝備信息流的暢通，實現武器裝備的可視化保障，是打贏現代戰爭的關鍵所在。而RFID技術在魚雷裝備維修保障上的應用，則可促進這一目標的實現，不過目前在這方面的研究工作剛剛起步，因此，加強這方面的研究有重要的意義。

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