航材管理中射頻識別技術應用標準化需求初探

劉 俊 吳 超

（中航工業綜合技術研究所，北京 100028）

射頻識別（RFID）技術應用日益廣泛，已逐漸在航空領域推廣應用，相對于條碼、磁卡等自動識別技術，RFID技術在性能方面具有顯著的優勢，集中自動識別技術的對比見表1。

波音、空中客車、漢莎技術等知名公司，都應用或試驗了RFID技術，其應用有以下幾個特點：

一是標簽類型：一般采用高頻或超高頻無源RFID標簽。

二是應用范圍：安裝RFID標簽的物品種類很多，包括：機體部件，如信號報警器控制單元、煙霧探測器、輔助液壓泵、外場可更換單元（LRU）等，此外，還有座椅、急救設備（如救生衣、氧氣發生器）、飲料機、運輸車、維修工具等。

三是應用階段：盡管試驗種類很多，但是目前處于試點應用階段，尚沒有大規模地直接在航材零部件上安裝RFID標簽。

四是應用趨勢：當前正研究試驗在零部件的RFID標簽中存儲包括零部件生產、使用、維修等大容量數據。

近年來，隨著RFID技術逐漸成熟和成本不斷下降，其應用越來越廣泛。繼RFID技術在航空服務領域成功應用后，RFID技術開始涉及航材管理的倉儲、物流、維修保障等多個方面。但是，現有RFID標準不足以滿足航材管理的特殊需求，應用標準的缺失已經成為RFID技術在航材管理中廣泛應用的羈絆，為此，急需要研究和制定針對航材管理需求的RFID應用標準。

1 RFID相關標準現狀

一般來說，某種技術的規模化應用必然需要相應標準來規范和支撐，RFID技術也不例外。目前公開的RFID技術標準有不少，其中主要有國際范圍內的ISO/IEC、EPCglobal標準，以及以日本泛在識別（UID）標準為典型代表的區域性或國家標準。目前已發布的標準見表2。

上面所列的國際標準（ISO/ IEC和EPCglobal），主要涉及讀寫器與標簽的通信協議、接口協議及測試規范，能夠滿足一般的RFID應用需求，也能適用于航材。但是航空業性質比較特殊，對RFID技術的應用有嚴格的要求，突出表現在以下幾個方面：

一是大多數航材含有金屬成分或者使用于金屬環境中，因此需要所使用的RFID系統能夠在金屬環境中也能很好地工作；

二是使用的航材需要通過嚴格的性能和適航性檢驗。安裝RFID標簽對航材狀態、性能和適航性的影響，需要通過試驗等手段，使影響程度滿足相應標準；

表1 幾種自動識別技術的比較

表2 RFID相關標準表

三是在航材維修保障中，為了滿足外場無線環境下的快速作業，可能需要在所用RFID標簽中存儲大量生產、使用及維護信息。

2 航材管理應用RFID的應用標準需求

基于上述航材管理中RFID應用的特殊要求，需要制定相應的應用標準來規范和支撐，主要包括如下幾個方面。

2.1 RFID產品（設備）規范

在確定RFID系統的工作頻率、空中接口標準等主要技術標準后，需要選擇構成RFID系統的設備。選用設備應有標準規范可依據，既能保證系統設備的通用性、可替換性，也應滿足安全性要求，又便于控制成本。此類規范的內容應包括以下幾個主要方面。

2.1.1 RFID標簽規范

主要內容應包括：遵循的中接標準；標簽存儲容量（根據航材的特性以及標簽用途確定標簽的存儲容量）；標簽可讀寫次數及壽命；工作距離；環境適應性：規定標簽正常工作的濕度和溫度范圍、抗污損性等，以適應航材的應用環境（材質、高低溫、高壓、高濕、撞擊、腐蝕等）；封裝方式；加密方式、功能及加密區內存大小。在這方面目前有SAE發布的AS 5678（《無源標簽在飛機上的要求》）可供參考。

2.1.2 RFID讀寫器及天線規范

主要內容應包括：工作距離；同時識別及防碰撞能力；數據傳輸速率與準確性（抗干擾、糾錯能力）；天線的方向性，增益；電源（移動式的電池容量、可拆卸性、可充電性）；接口；環境適應性；外形尺寸（不影響航材正常工作的讀寫器及天線規格容限）；可靠性（在持續工作下的穩定和可靠）；安全性：閱讀器對標簽的讀寫支持認證、加密等措施；產品所需經過的認證、生產廠商的資質等。

2.2 航材用RFID標簽存儲數據標準

規定航材用RFID標簽內存中存儲的數據內容和格式。包括標簽存儲區段讀寫特性、存儲的數據種類、數據元素、數據編碼方式、數據的寫入及可能還有的修改、覆蓋等操作規則。

在這方面目前ATA發布了SPEC2000（《材料管理電子交易規范》）可供參考，在其第9–5節和附錄11有相關內容。

2.3 航材用RFID標簽安裝要求

為了防止盲目安裝RFID標簽對航材的功能和性能方面帶來負面影響，需要制定判定標準作為依據來確定航材是否能直接安裝RFID標簽，以及如何安裝。

對于是否能安裝RFID標簽，可以借鑒波音、空客等公司的做法，它們安裝RFID標簽的航材主要包括：外場可更換單元（LRU）、可更換零部件、經常更換的低可靠性零部件、高價件時壽件等航材上。制定此標準時應根據使用需求、航材的特點及成本等因素綜合考慮。

對于標簽的安裝操作，主要應考慮航材可能會受到所安裝RFID標簽的影響，因此需考慮RFID標簽的材質、大小規格、安裝位置以及粘膠類別或鉚釘材質、規格等方面的影響因素。

2.4 測試標準

為了保證航材所用RFID設備的功能、性能以及可靠性，而且為了滿足安裝RFID標簽后航材的適航性要求，需要進行各種測試。測試標準內容包括測試的方法和流程、結果評估等。

在這方面目前國際上可供參考的標準有：ISO/IEC發布的ISO/IEC 18046（《射頻識別設備性能測試方法》）、ISO/IEC 18047（《射頻識別設備一致性測試方法》），RTCA發布的DO–160E（《機載設備環境條件和試驗方法》）以及SAE發布的AIR5747（《無源標簽電磁輻射試驗的報告》）。它們分別針對不同的測試目標，各有側重，區別見表3。

3 結束語

面對航材管理中應用RFID技術的標準化需求，在有關標準的制定過程中，有的有相應國際標準參照，有的則需要結合使用需求，綜合多種因素研究和制定。隨著RFID技術不斷發展成熟，成本在逐漸下降，配套應用標準能及時出臺、有效實施，將極大地規范和推動RFID技術在航材管理中的應用。

表3 測試標準的不同特點

[1] 游戰清, 李蘇劍等.無線射頻識別技術（RFID）理論與應用[M].北京：電子工業出版社.2004.

[2] 郎為民，王金泉.RFID標準化組織介紹[J].數字通信世界, 2008, （8）:70-73.

[3] Ken D Porad.Commercialization of Radio Frequency Identi fi cation within Aerospace and Defense[C].Boeing Commercial Airplanes，2007.

[4] Carlo K Nizam, Ken D Porad.RFID Part Marking Standards Update[C].Milan：MRO Europe，2007.11.