基于RFID標簽的通信工程物資質量檢測解決方案

鄭華

(中國移動通信集團河南有限公司,河南鄭州 450008)

0 引言

通信工程物資種類繁多、數量巨大、流轉環節較長,到貨質量檢測抽樣送檢環節存在信息失真風險,急需改進傳統人工檢測方式,創新基于RFID標簽的質量檢測系統,探索通信工程物資質量檢測的解決方案。

1 通信工程物資質量檢測面臨挑戰

當前到貨檢測實施中,各種通信工程物資需定期進行質量抽檢,由相關人員前往物資所在的倉庫,進行取樣、封裝,并通過物流發送至專業質檢機構,質檢機構輸出質檢報告。質檢報告的結果,不僅影響通信工程項目的質量和實施進度,還將直接影響到供貨供應商的信用度,決定其回款進度和后續相關項目采購入圍資格。通信工程物資質量檢測環節面臨下述挑戰:

(1)樣品易遭調換:送檢物資樣品時,抽檢過程缺乏可追溯手段,檢測樣品易被調換(倉庫內調換、途中調換、檢測階段調換),存在實際檢測物資非指定檢測批次、以好替次的情況,無法真實反映物資質量水準。

(2)過程不可追溯:無對應抽檢照片、視頻等過程信息存證,檢測過程不可視,難以及時發現檢測過程中存在的問題,責任不明確。

(3)結果易被質疑:質檢機構檢測結果,是對收到的樣品做出檢測,檢測物資是否為指定物資易被質疑。供應商、運營商對質檢機構檢測結果存疑時,缺乏有效的驗證手段,只能重新抽取物資樣品、實施物資檢測,加大檢測成本、降低檢測效率。

2 通信工程物資質量檢測解決方案

基于高頻RFID技術,通過“RFID標簽+App”的解決方案,在質量檢測流程中嵌入RFID標簽,同時開發用于RFID標簽管理的App,賦予檢測物資唯一性標識,打造可跟蹤、可追溯的物資質量檢測體系,妥善解決物資質量檢測中面臨的問題。

2.1 高頻RFID技術應用

無線射頻識別即射頻識別技術(Radio Frequency Identification,RFID),是自動識別技術的一種,通過無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信,利用無線射頻方式對記錄媒體(電子標簽或射頻卡)進行讀寫,從而達到識別目標和數據交換的目的[1]。主要技術分為工作在13.56Mhz的高頻和860Mhz-960Mhz的超高頻射頻識別技術。

高頻RFID技術使用,類似變壓器的電感耦合方式工作,主要用于支付類數據交換和短距離的單個物品的識別。存儲容量大,常用于證照卡識別,兼容NFC協議相通,可以用手機識讀,方便大眾使用。

超高頻技術使用,類似雷達的反向散射耦合方式工作,主要用于長距離多個物品的識別。超高頻適用于遠距離(5-10米)讀寫,存儲容量小,速度快,常用于物流管理,需要專用RFID讀寫器。

鑒于上述兩種技術應用的特點和適用場景,選擇采用高頻RFID技術,通過其小體積、大容量、可讀寫的特性,解決通信工程物資質量檢測中的實物追溯難題。

2.2 基于高頻RFID技術的標簽應用

RFID系統主要由電子標簽、閱讀器和數據交換與管理系統三個部分組成。系統中最重要的部分就是電子標簽,電子標簽存在于被識別物體上[2]。采用RFID標簽方式,為每一個檢測物資賦予唯一的身份標識信息,物資標簽具有加密、防揭、防回收特性,實現檢測全過程安全、不可篡改、不可替換。

2.2.1 標簽信息加密

對象的基本信息都被存儲在電子標簽中,就相當于給予對象一個獨有的“暗號”,這些信息經過加密后可以很好的保障自身的安全性[2]。標簽寫入信息通過密文傳遞,寫入內容采用MD5算法進行加密,數據一旦寫入無法被篡改,確保待檢測物資信息內容的安全。

2.2.2 標簽讀取加密

(1)設置標簽讀取密碼,使用密碼驗證來限制對芯片內容的訪問,沒有密碼無法讀取。

(2)防暴力破解,設置嘗試密碼的次數,超過次數,標簽自動鎖死,此時無論是否有正確的密碼都無法讀取出被密碼保護的內容。

(3)采用靜態鎖定,變成只讀模式,鎖定之后,變成只讀內存,不可再次寫入,整個過程不可逆,需要特定App才能進行內容讀取。

2.2.3 標簽封裝防揭

檢測物資在運輸途中難免磕碰,不適合使用易損標簽。采用防揭標簽封裝RFID芯片,采用雙層膠,粘度不一樣,粘貼之后強行揭開時,外力會破壞雙層膠之間的芯片,從而達到防揭功效。標簽表面、內部芯片及結構示意圖如圖1所示。

圖1 標簽表面、內部芯片及結構示意圖Fig.1 Schematic diagram of label surface, internal chip and structure

2.3 基于RFID標簽的App融合應用

質量檢測App是自主開發的物資質量檢測軟件,質量檢測相關人員使用具備NFC功能(讀卡器式)的Android智能手機即可安裝質量檢測App,利用NFC智能手機作為認證通道,具備普及性和便捷性,實現對物資質量檢測全過程細節的可視與追溯,確保質檢樣品安全可控。

2.3.1 App用戶角色分配

質量檢測App中,根據檢測過程中涉及的用戶類型,分配五類用戶角色,包括:質檢發起人、質檢審核人、抽檢負責人、抽檢操作員、質檢機構質檢員。

2.3.2 App功能模塊設置

質量檢測App設置六大功能模塊,包括質檢申請模塊、質檢任務管理模塊、物資領取模塊、物流信息模塊、質檢驗收模塊、質檢報告模塊。 質量檢測App功能模塊如圖2所示。

圖2 質量檢測App功能模塊Fig.2 Quality inspection App function module

(1)質檢申請模塊:包括設置抽檢單位、倉庫、質檢機構,質檢物料,送檢數量、物料是否寄回、質檢類型等。涉及角色:質檢發起人。質檢申請模塊功能圖如圖3所示。

圖3 質檢申請模塊功能圖Fig.3 Function diagram of quality inspection application module

(2)質檢任務管理模塊:包括質檢任務狀態、質檢任務審批、質檢任務詳情查看。涉及角色:質檢審核人、抽檢負責人。質檢任務管理模塊功能圖如圖4所示。

圖4 質檢任務管理模塊功能圖Fig.4 Function diagram of quality inspection task management module

(3)物資領取模塊:包括待處理質檢任務查看、明確抽檢分工、進入質檢任務、手機掃描標簽并對物資進行拍照、確認標簽與物資綁定、物資領取等。涉及角色:抽檢負責人、抽檢操作員。物資領取模塊功能圖如圖5所示。

圖5 物資領取模塊功能圖Fig.5 Functional diagram of the material receiving module

(4)物流信息模塊:包括待寄送的質檢任務、App默認自行運輸(可選擇委托運輸)、填寫快遞信息等。涉及角色:抽檢負責人。物資信息模塊功能圖如圖6所示。

圖6 物資信息模塊功能圖Fig.6 Functional diagram of material information module

(5)質檢驗收模塊:包括待驗收的質檢任務、物資包裝上的標簽掃描、拍攝照片并同意接收等。涉及角色:質檢機構質檢員。質檢驗收模塊功能圖如圖7所示。

圖7 質檢驗收模塊功能圖Fig.7 Function diagram of quality inspection acceptance module

(6)質檢報告模塊:包括待質檢任務、質檢報告填寫、質檢報告提交。涉及角色:質檢機構質檢員。質檢報告模塊功能圖如圖8所示。

圖8 質檢報告模塊功能圖Fig.8 Function diagram of the quality inspection report module

2.3.3 融合RFID標簽的App質檢流程

實施基于“RFID標簽+App”的物資質檢流程,實現待檢物資標識的唯一性,確保待檢物資的安全可控、檢測操作細節顯性化、檢測過程可視透明。

(1)集團質檢部門或省公司質檢部門創建質檢任務,指定抽樣倉庫、抽樣物資設定、指定承接方、指定質檢機構。

(2)質檢任務經審批通過后,向質檢任務承接方、質檢機構推送質檢任務。

(3)承接方的抽檢負責人,在指定倉庫內進行物資抽樣,根據需要進行一致性對比;抽檢操作員通過手機中的質量檢測App, 掃描RFID標簽,并與抽檢物資進行綁定。

(4)抽檢操作員在抽樣選取的檢測物資上,粘貼RFID標簽,封裝出庫,并進行出庫登記。

(5)檢測物資根據需要選用自行或委托物流運輸,送達至質檢機構,質檢機構質檢員通過掃描RFID標簽驗證待檢物資真偽,通過驗收后進入檢測流程。

(6)質檢員對檢測物資進行質量檢驗,并在質量檢測App中提交質檢結果。

(7)質檢員按質檢任務要求,通過物流退還質檢樣品。融合RFID標簽的App質檢流程圖如圖9所示。

圖9 融合RFID標簽的App質檢流程圖Fig.9 Flow chart of App quality inspection integrated with RFID tags

3 結語

通過“RFID標簽+App”的質量檢測方案的實施,有效避免了通信工程物資質量檢測面臨的樣品易遭調換、過程不可追溯、結果易被質疑等相關問題,同時提升了物資檢測的規范性、安全性、便捷性和高效性。

(1)增強物資檢測實施過程的規范性。基于“RFID標簽+App”體系開展通信工程物資質量檢測,質檢實施標準化、流程化,質檢樣品唯一可追溯,質檢過程可視公正透明,質檢各環節人員職責清晰明確,質檢結果更具可靠性和公信力。

(2)確保物資檢測信息的安全性。標簽信息內容采用密文傳遞,設置標簽讀取密碼,實現內容防篡改,采用標簽封裝防揭技術,實現信息傳遞安全可靠,有效保障抽樣物資送檢途中的完整和不可替換。

(3)實現物資檢測支撐的便捷性。物資檢測無需專門讀寫機具,通過支持NFC功能的Android手機并配合質量檢測App,即可實現物資檢測全過程的方便快捷支撐,支撐工具成本低、易操作、適用范圍廣,已實現對通信工程全類物資的檢測支撐。

(4)提升物資檢測工作的高效性。通過質量檢測App,實時顯示質檢任務在各環節的進展信息,促進各環節無縫銜接、實施流程通暢,有效縮短檢測各環節用時,質量檢測用時由平均25個工作日降低至16個工作日,檢測效率提升36%。