中国物品编码中心检测部技术总监罗艳主题演讲
航空物流RFID应用与检测
我今天给大家分享的主题是航空物流领域中的RFID技术的应用与检测。我将从这四个方面给大家进行介绍,我们单位不是航空领域的,所以大家对我们单位不太了解,我先对我们单位做一个简单的介绍。我们单位1988年获得国务院批准建立的事业单位,1991年代表我国加入国际物品编码组织GS1,2010年升级成为了正局级事业单位,随着前些年工商总局和质检总局的合并,我们现在被划入了市场监管总局。刚才提到的国际物品编码组织GS1是统一组织管理全球商品条码的非营利性机构,它同时也是一个标准化的机构,在全球一共有116个成员组织,服务了150多个国家和地区,我们单位中国物品编码中心也是这个组织的成员之一。目前全球有超过250万家企业采用GS1的国际标准,在商超扫码每天可达到百亿次以上。
中国物品编码中心对外的名称叫做GS1 China,主要负责我国商品条码的统一注册管理工作,同时也是一家技术研究型机构,我们旗下有两个协会、两个杂志、两个标准化技术委员会、两个国家级的质检中心。日常负责关于编码技术、数据载体技术,比如一维条码、二维条码、RFID的技术研究以及标准制定工作。我们单位在全国有47个分支机构,主要分布在各省会城市以及直辖市和计划单列市。说到RFID,编码中心旗下有一个国家设计识别产品质检中线,这是一个国家级的产品质检中心,是亚太区唯一获得ARTC认证的认证测试机构,可以为RFID标签、芯片、读写器提供认证测试服务。可检测的产品就是芯片、标签、读写器、上层的软件和整套系统的产品检测,我们也牵头及参与制定国家标准和国际标准。
我简要介绍一下RFID技术,刚才一直在说RFID,什么是RFID,RFID的全称是Radio Frequency Identification ,它是一种射频技术,通过电磁波信号识别出人、物体、位置等物理世界的信息,它说到底是通信技术,一种非接触式的通信技术。工作原理主要是读写器,通过天线发送射频信号到达标签,标签收到射频信号之后会把存储在芯片中的数据返回给读写器,比如行李ID或者代表生鲜的ID,读写器再上传到上层应用软件进行加工,比如对行李的追踪管理,对生鲜的盘点管理追踪等业务相关的应用。RFID技术与条码技术比较大的优势在于以下几点,包括速度快,几秒钟就可以盘点几百个上千个货物,另外是远距离,从几米、十几米一直到几十米都可以识别到,可以远距离大批量快速的识别物品,这是它的一个技术优势。它也存在一些问题,首先是它的成本,对比起来条码高得多,目前普通的RFID标签也得几毛钱。它在堆叠的情况下识别率达不到100%,只能到98%、97%,金属和水对它的影响比较大,也会造成它的识别率下降。但是后面两个问题,通过一些技术手段可以解决,可以使得识别率提高到近100%,又会增加它的成本。
RFID在航空物流中的主要应用有几个方面,第一是行李,行李箱内嵌了一个RFID标签,机上的资产包括救生衣、氧气瓶需要长时间管理的资产,以及卫生工具,这里嵌了一个RFID标签,飞机的维修工具的种类和数量都比较多,管理起来难度也是比较大的,所以有种趋势是用RFID技术实现相关的管理与追踪。目前航空领域的一个痛点就是行李有一定的丢失率,全球每年丢失的行李能达到几百万件,所以我们使用RFID技术之后,行李箱上有RFID标签,通过RFID技术对行李进行追踪管理,可以大大减少丢失和错误处理的概率。很多机场和航空公司都有用到RFID的行李追踪系统。刚才提到机场管理,过去几个工作人员手动的一件一件的清点,工作效率比较低,清点一次需要20多个工时。如果采用RFID技术的话,只需要一个工作人员用RFID识别器也不需要开箱,就在外边扫一圈就完成了盘点工作。他这样盘点一次只需要几分钟时间,工作效率大大提高。
咱们航空领域RFID技术的应用相关行业的政策法规近几年还是比较多的,还算是国内比较官方支持的行业,2019年在民航局的新闻发布会上就提出了四型机场,智慧机场的建设,提出要用RFID技术实现行李的追踪。2021年在民航服务质量标准建设主题活动中又提出要加快建设RFID行李追踪的系统。去年十四五的专项规划中又提出要串线成网,它现在只是几个单独的航线在应用RFID,将来希望所有的航线都要用到RFID至少是行李追踪上面,政策方面还是比较支持咱们RFID技术的应用的。国内一二线城市大型的机场很多都部署了RFID行为追踪系统,像北京的大兴机场,深圳的机场以及一些大型的航空公司,东航、南航、国航,都使用了RFID技术,其中东航是国内首个应用RFID行为追踪的,它首条航线应用的是虹桥到武汉机场。今年截止到前三个季度,RFID标签的出货量已经达到了2亿枚,前几年由于疫情的影响,咱们就不说了,根据今年的趋势来看,可以预测一下RFID在航空领域会有一个比较好的发展趋势。
接下来简要介绍一下RFID检测,鉴于RFID技术在航空领域比较良好的应用前景,应用的时候也需要知道RFID产品的一些技术要求、质量要求,所以相关的技术要求质量要求早在2006年就有标准化的文件了,这是美国的汽车工程师学会发布的标准,民航局2009年也发布了关于行李的RFID规范,IATA发布的这个规范第九章节就是关于RFID的技术要求。具体的技术要求,比如标签,最大识别范围多少米几十米,高低温的承受环境,最通用的读和写的功能,数据要完整,类似这样的技术要求。这个标准有一个独特之处就是它把RFID的性能指标质量指标分了一个级,比如时空距离大于3米的定级为Y级,这样做的好处是沟通起来很方便,我们可以直接说你就给我提供Y级的标签就好,我就不需要关注技术细节,我只需要知道我需要什么等级的标签就可以。
标签性能测试环境,这个测试环境能最大程度的提升测试准确率,测的主要是最大识别距离,这款标签在880兆赫兹到900兆赫兹,最大的识别距离可以达到17米,在17米以内的地方它都是可以被追踪到的。这是标签的方向图,有点类似于雷达图,测它的方向的性能,因为机场的环境比较复杂,行李的环境比较复杂,不可能保证行李是正对读写器的,所以要求行李上的标签必须在各个角度各个方向都能被识别到,而不是某个角度读不到,这样是不行的。比如这个图就可以看出这个标签在0度180度的时候可以达到14米的识别距离,在90度和270度几乎垂直于读写器的角度下,这个识别距离稍微短几米,总归来说它这个标签相当于在各个方向都可以被识别到,这样的标签就是咱们所需要的标签。
我今天的分享就到这里结束,谢谢大家。