¿Cuáles son los problemas en la aplicación de la tecnología de radiofrecuencia?

La tecnología de identificación por radiofrecuencia (RFID) es una tecnología de identificación automática y adquisición de datos basada en tecnología inalámbrica. Su aplicación se inició con la identificación de aviones amigos durante la Segunda Guerra Mundial. Con la madurez y el desarrollo de la tecnología de la información informática y la tecnología de circuitos integrados a muy gran escala, la tecnología de identificación por radiofrecuencia se ha desarrollado rápidamente en varios campos. Especialmente en el campo de la logística, los gigantes del comercio minorista representados por Wal-Mart y Metro y las organizaciones militares representadas por el Departamento de Defensa de los EE. UU. lo consideran un impulso para mejorar las capacidades logísticas, lo que ha atraído una amplia atención y una investigación exhaustiva sobre la identificación por radiofrecuencia. La tecnología es cada vez más práctica y escalable.

En el campo de la logística militar, el Departamento de Defensa de Estados Unidos resumió la experiencia y las lecciones del apoyo material en la Guerra del Golfo y consideró que dominar la ubicación, cantidad y estado de los materiales en cada eslabón del suministro La cadena tiene un impacto extremadamente importante en las capacidades de soporte de suministro. En el plan "Visibilidad total conjunta de activos", uno de los seis principales objetivos de la transformación estratégica logística en la nueva era, posteriormente incorporó la tecnología de identificación por radiofrecuencia como un componente importante y creyó que la tecnología era una visión valiosa para la implementación de la cadena de suministro. y aseguró Una herramienta de transformación logística utilizada por los ejércitos para permanecer listos para el combate. El Departamento de Defensa de Estados Unidos continúa aumentando la investigación y la inversión en tecnología de identificación por radiofrecuencia. En agosto de 2004, Michael Winey, subsecretario ejecutivo del Departamento de Defensa de Estados Unidos, firmó una directriz de política para el uso de tecnología de identificación por radiofrecuencia. En 2005, el sitio web oficial de la Agencia de Logística de Defensa de EE. UU. Afirmó haber desarrollado una etiqueta de identificación por radiofrecuencia de tercera generación y la denominó "el sistema de identificación por radiofrecuencia de tercera generación con función de comunicación por satélite" (3CRFIDw/SATCOM)). Según un informe de marzo de 2006 publicado en el U.S. Electronic Engineering Journal, el ejército israelí y la Savy Corporation, con sede en los EE. UU., han completado una serie de evaluaciones de la tecnología de identificación por radiofrecuencia. El ejército israelí ha comenzado a utilizar la tecnología de identificación por radiofrecuencia desarrollada por Savy Corporation en 2006. , lo que convierte al ejército israelí en el segundo ejército, después del ejército estadounidense, en utilizar esta tecnología para gestionar los suministros logísticos.

1 La principal aplicación de la tecnología de identificación por radiofrecuencia en el campo de la logística militar

En el documento de política sobre el uso de etiquetas de radiofrecuencia emitido por el Departamento de Defensa de EE. UU., se requiere que a partir del 1 de octubre de 2004, será en conjunto con la defensa nacional. Todos los contratos de suministro firmados por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información deben especificar claramente los términos para el uso de etiquetas de radiofrecuencia. Algunos artículos militares, como ropa, equipos y herramientas independientes, artículos personales, piezas y componentes de mantenimiento de sistemas de armas enviados después del 1 de enero de 2005, deben utilizar el código de identificación UID militar en el paquete y la paleta, banda de frecuencia UHF de 860 MHz a 960 MHz, etiquetas pasivas mínimas. con un alcance de lectura de 3 metros. A partir del 1 de enero de 2007, todos los artículos enviados a todas las ubicaciones del Ministerio de Defensa deben llevar etiquetas de radiofrecuencia, y todos los contenedores de carga, incluidos los contenedores marítimos de 6 a 12 metros y los palés aéreos grandes, deben estar etiquetados con las etiquetas contenidas en el contenedor. etiquetado del contenido de la carga. La Agencia de Logística de Defensa instala lectores RFID y sistemas de soporte en centros de distribución estratégicos en California y Pensilvania y en sus nodos de transbordo clave para la distribución global de carga.

En la actualidad, la aplicación de la tecnología de identificación por radiofrecuencia en el campo de la logística militar se centra principalmente en la monitorización de la ubicación y estado de equipos y materiales durante el transporte, la gestión de almacenamiento y la búsqueda y distribución de artículos específicos.

(1) Gestión visual de equipos y materiales en tránsito. Es decir, se instalan etiquetas de radiofrecuencia en contenedores o remolques cargados con equipos y contenedores de gran tamaño, y se configuran lectores de radiofrecuencia fijos o portátiles y sistemas informáticos de fondo en varios nodos, como el punto de partida, el punto final del transporte y varias estaciones de transferencia. . Cuando pasa un contenedor o vehículo de transporte equipado con una etiqueta de radiofrecuencia, el lector de radiofrecuencia lee la información almacenada en la etiqueta de radiofrecuencia y la transmite al sistema informático de fondo para su almacenamiento y visualización. Si es necesario, el lector RFID también puede actualizar el contenido de la etiqueta RFID según las instrucciones. El sistema informático transmite información sobre equipos y materiales a una base de datos central de nivel superior a través de redes cableadas, inalámbricas o satélites de comunicación. A través de esta base de datos, el personal de logística y las unidades relevantes de todos los niveles pueden obtener rápidamente la ubicación, los cambios de cantidad y el estado de la carga de todos. materiales en tránsito. Daños y cambios complementarios y otra información.

El sistema de visibilidad de materiales en tránsito adjunto al ejército de EE. UU. tiene servidores regionales en los Estados Unidos, el Comando Europeo y el Comando del Pacífico. Estos servidores están conectados a un servidor de visualización de activos en ruta en los Estados Unidos y. servir como fuente de datos para la "visualización conjunta de activos completos".

Durante el transporte de materiales, donde las conexiones regionales no pueden transmitir datos, el personal de logística puede utilizar terminales satelitales Iridium como módems para transferir datos de paletas y contenedores al servidor de visualización de activos en tránsito. El personal militar de EE. UU. puede utilizar el sistema Joint Asset Visibility a través de Internet o sus redes militares específicas para rastrear y determinar la ubicación de un artículo.

En la actualidad, el ejército estadounidense ha decidido utilizar tecnología de identificación por radiofrecuencia para rastrear seis niveles o la ubicación de transporte de productos en su cadena de suministro de materiales, a saber: Nivel 1: el producto en sí; Nivel 2: burbuja; embalaje Nivel 2 Capa 3: cartones, cajas; Capa 4: paletas de almacén, embalajes de fibra; Capa 5: contenedores de carga o paletas de 463 libras; Capa 6: camiones, barcos o aviones;

(2) Gestión de almacenes de las zonas de montaje de materiales. Además de aplicaciones como el seguimiento de la ubicación, la cantidad y el estado de las mercancías durante el transporte, la tecnología de identificación por radiofrecuencia también desempeña un papel importante en la gestión de almacenamiento de patios de carga temporales en áreas de ensamblaje de materiales y varios almacenes de carga permanentes. En patios de carga de campo temporales y diversas operaciones de almacenamiento de material de almacén permanente, en términos de transferencia, carga y distribución de material, reempaque, gestión de estantes, etc., la tecnología de identificación por radiofrecuencia y la tecnología de códigos de barras también pueden desempeñar su papel en el registro de información e identificación de mercancías. y Tiene las ventajas de un mayor alcance y un funcionamiento más sencillo que la lectura óptica de códigos de barras.

(3) Sistema específico de búsqueda de artículos. En un área de ensamblaje de carga temporal o en un almacén ordinario, cuando es necesario encontrar un artículo, el operador enciende el lector de radiofrecuencia portátil para emitir ondas electromagnéticas de radiofrecuencia para activar la etiqueta de radiofrecuencia instalada en el contenedor o paleta. envía una abeja El pitido o flash indica la ubicación del artículo y, al mismo tiempo, envía la información del artículo al lector de radiofrecuencia, para que el operador pueda encontrar el contenedor siguiendo el sonido y la luz. Si el aviso de luz y sonido falla, o la situación no es adecuada para el aviso de luz y sonido (como un ambiente ruidoso o una situación de control de luz y sonido), también puede utilizar el dispositivo de posicionamiento incorporado de la radiofrecuencia portátil. lector para encontrarlo.

(4) Dispositivo de distribución de artículos. Los dispositivos de identificación por radiofrecuencia también se pueden utilizar para la distribución y gestión de suministros personales y artículos de primera necesidad. En el pasado, el ejército estadounidense utilizaba tecnología de códigos de barras para distribuir ropa. Las empresas de ropa colocaban códigos de barras en los uniformes militares y de combate que debían distribuirse y los enviaban a centros o campamentos de reclutamiento. Cuando los reclutas se prueban la ropa, el gerente utiliza un escáner para escanear la etiqueta e ingresa la talla, el color, el estilo y otra información del uniforme de combate adecuado para el recluta en la computadora. La computadora transmite la información al Soldado de la Defensa Nacional. Centro de soporte, y luego del centro a la empresa de confección. Se utiliza para desarrollar planes de producción. Al aplicar la tecnología de identificación por radiofrecuencia a la distribución de artículos como ropa y medicamentos, los procedimientos que antes requerían múltiples pasos se pueden completar de una sola vez, ahorrando mano de obra y mejorando la eficiencia.

La aplicación de la tecnología de identificación por radiofrecuencia en el campo de la logística militar ha mejorado efectivamente la eficiencia del soporte, ha mejorado las capacidades de seguimiento de materiales, las capacidades de gestión de inventario y la productividad laboral, ha reducido en gran medida las solicitudes repetidas y las pérdidas de artículos, y ha optimizado el negocio interno. proceso. Según estimaciones del Departamento de Defensa de Estados Unidos, el uso de tecnología de identificación por radiofrecuencia puede ahorrar más de 100 millones de dólares en costos operativos logísticos al año, y se pueden asignar internamente materiales de inventario por valor de mil millones de dólares, lo que ahorra enormemente en adquisiciones, transporte y cuota de mantenimiento. El ejército israelí también dijo que el uso de tecnología de identificación por radiofrecuencia ha reducido en gran medida el costo del suministro logístico del ejército israelí y ha logrado un seguimiento completo de los suministros de equipos y materiales.

2 Problemas con la aplicación de la tecnología de identificación por radiofrecuencia en la logística militar

A partir del análisis de datos públicos, la tecnología de identificación por radiofrecuencia juega un papel importante en la mejora de la eficiencia de la logística, y Puede mejorar las capacidades operativas y optimizar los procesos, ahorrar mano de obra y recursos materiales. Sin embargo, con la profundización de la aplicación de la tecnología de identificación por radiofrecuencia en la práctica, algunos problemas han ido quedando expuestos gradualmente. El plan de Wal-Mart para adoptar RFID se pospuso desde la fecha inicial del 1 de enero de 2005 hasta mediados de 2005. Al final, sólo requirió que los proveedores colocaran etiquetas electrónicas en el 65% de los productos. El Departamento de Defensa de EE. UU., que promueve activamente la aplicación de la tecnología de identificación por radiofrecuencia, también enfrenta varias dudas, como la falta de estrategias de desarrollo detalladas y factibles, dificultades en la integración del sistema y beneficios de inversión poco claros. Como resultado, todos los servicios militares de EE. UU. han expresado preocupaciones sobre el rendimiento de las inversiones en diferentes ocasiones y no están dispuestos a hacerlo. Proporcionar apoyo financiero para proyectos RFID. Al mismo tiempo, cuestiones como la confiabilidad de la identificación por radiofrecuencia, la integración del sistema y la madurez de la tecnología en sí quedan constantemente expuestas, lo que demuestra que la aplicación de la tecnología de identificación por radiofrecuencia no es fluida.

En el campo de la logística militar, todavía hay muchos problemas técnicos que deben resolverse al aplicar la tecnología de radiofrecuencia, que van desde fallas en las etiquetas hasta entornos externos como la temperatura y la humedad que hacen que las etiquetas sean ilegibles, hasta interferencias de radiofrecuencia, etc. . La solución a estos problemas afectará directamente a la aplicación integral de la tecnología de identificación por radiofrecuencia en el campo de la logística militar.

(1) Problema de etiqueta. El rendimiento, la confiabilidad y el proceso de fabricación de las etiquetas activas RFID son relativamente maduros, pero debido a su alto valor, su alcance de uso es limitado. El costo de las etiquetas pasivas es relativamente bajo, pero es necesario mejorar su rendimiento y confiabilidad. El tamaño de las etiquetas activas y la capacidad de la batería son cuestiones que preocupan a los usuarios. También existen compensaciones entre la idoneidad, la resistencia y el costo del sustrato utilizado para las etiquetas pasivas. Según una encuesta realizada en 2005 entre proveedores de etiquetas pasivas realizada por un instituto de investigación, el 30% de las etiquetas sufrieron daños en las antenas al colocarlas y otro 10%-15% se dañaron durante el proceso de impresión. La tasa de lectura de etiquetas pasivas siempre ha preocupado a los usuarios. Un informe de la Fuerza Aérea de EE. UU. en febrero de 2005 mostró que las pruebas de etiquetas pasivas alguna vez lograron tasas de lectura del 32% al 65%. Un informe de 2005 de la Oficina Federal de Responsabilidad de EE. UU. señaló que el espacio entre las etiquetas y el movimiento de alta velocidad de las etiquetas pueden hacer que las etiquetas sean ilegibles. El material y la forma del contenedor donde se instala o fija la etiqueta, la forma en que se apila el embalaje y el lugar donde se fija la etiqueta también afectarán a la lectura correcta de la etiqueta. Las pruebas de la Marina de los EE. UU. han demostrado que las etiquetas adheridas a los envases que contienen líquidos también pueden provocar errores de lectura; el Departamento de Defensa de los EE. UU. alguna vez tuvo problemas para colocar etiquetas en tambores metálicos de 55 galones. Para algunos productos empaquetados en metal, la colocación incorrecta de la etiqueta puede provocar una lectura errónea debido al reflejo del metal. Incluso teniendo en cuenta el impacto de la ubicación de instalación de las etiquetas y la ubicación de la carga, la prueba de etiquetas pasivas del Departamento de Defensa de EE. UU. de 2005 sólo logró una tasa de lectura de alrededor del 90%. Esta tasa de lectura también es demasiado baja para la plena promoción de las etiquetas RFID en la cadena de suministro militar.

(2) Problemas de uso y selección de frecuencia. La frecuencia utilizada por el sistema de identificación por radiofrecuencia afectará directamente muchos aspectos, como la distancia de lectura y escritura del sistema, los estándares de implementación y la compatibilidad. El campo de la logística suele utilizar sistemas de frecuencia ultraalta (UHF) basados ​​en 433 MHz, 915 MHz y otras bandas de frecuencia y sistemas de alta frecuencia (HF) de 13,56 MHz. Para los sistemas UHF, la distancia de lectura y escritura de las etiquetas activas puede alcanzar hasta 100 metros, y la distancia de lectura y escritura de las etiquetas pasivas es de aproximadamente tres a cuatro metros. La distancia de lectura y escritura de los sistemas de alta frecuencia es generalmente de decenas de centímetros. Hasta ahora, no existe una frecuencia universalmente reconocida para el uso de RFID. Estados Unidos ha abierto 902MHz-928MHz a RFID para sistemas UHF, mientras que la banda de frecuencia permitida correspondiente en Europa es 865MHz-868MHz y Japón ha asignado 950-956MHz originalmente destinada a GSM. teléfonos móviles al uso de RFID. La división de las bandas de frecuencia RFID en mi país aún no está claramente definida. La incertidumbre de la frecuencia ha aportado muchas variables a la planificación de la aplicación de la tecnología de identificación por radiofrecuencia en la logística militar y la construcción de logística militar y civil integrada.

(3) Problema de alimentación del lector de radiofrecuencia. La potencia de transmisión efectiva (ERP, potencia radiada efectiva) de los lectores del sistema UHF permitida en los Estados Unidos es de 4 vatios y las etiquetas pasivas se pueden leer a una distancia de 3 a 4 metros. Las regulaciones europeas estipulan que el ERP no debe exceder los 500 mw y que la distancia de lectura de las etiquetas pasivas es de solo 1 metro. Los equipos de lectura por radiofrecuencia con diferentes potencias traen problemas a la instalación y operación de equipos de lectura por radiofrecuencia durante el transporte, áreas de recolección temporal de materiales y almacenes. Al mismo tiempo, una potencia de transmisión excesiva también afectará el funcionamiento de otros dispositivos inalámbricos y provocará interferencias mutuas. En un entorno de trabajo reducido, varios lectores potentes trabajan al mismo tiempo y la influencia mutua es inevitable. Cómo determinar la potencia de transmisión del lector de radiofrecuencia, que no solo puede satisfacer las necesidades de la aplicación, sino también los requisitos de la administración de dispositivos inalámbricos, aún requiere una investigación experimental exhaustiva basada en antecedentes de aplicaciones específicas.

(4) Problemas antiinterferencias en entornos electromagnéticos complejos. En la guerra de información, el cambio más destacado es que el complejo entorno electromagnético se destaca de los elementos tradicionales del entorno del campo de batalla. En un espacio de campo de batalla relativamente estrecho, se reúnen una amplia variedad de sistemas de información y equipos electrónicos, y una gran cantidad de radiación electromagnética interfiere entre sí. Junto con las contramedidas electromagnéticas utilizadas por las partes hostiles, el impacto de la complejidad del campo electromagnético. El entorno en el sistema de identificación por radiofrecuencia no puede subestimarse. El factor principal que describe la complejidad del entorno electromagnético es la intensidad y densidad de la radiación electromagnética, como la intensidad del ruido de fondo, el tamaño de la ocupación del espectro y el número de fuentes de radiación.

En el entorno electromagnético del campo de batalla real, existen muchas fuentes de interferencia que son difíciles de determinar, incluidos nuestros diversos equipos de comunicación, la supresión y los ataques electrónicos del enemigo, la interferencia electromagnética no intencional de equipos electrónicos civiles y la radiación electromagnética natural. La radiación electromagnética se superpone en el espacio, el tiempo, el espectro y la potencia, cambia rápidamente y es difícil de captar. Sin un sitio real, es difícil entender el impacto de la radiación electromagnética en el funcionamiento normal de los equipos electrónicos. En el caso de los equipos de lectura de radiofrecuencia cuya potencia de transmisión está en el nivel de milivatios pero, en el mejor de los casos, no supera el nivel de vatios, vale la pena discutir la confiabilidad de su funcionamiento frente a los equipos de comunicación de alta potencia que frecuentemente alcanzan entre decenas y cientos de vatios. En la aplicación de sistemas de identificación por radiofrecuencia en el campo de la logística militar, la resistencia a las interferencias de entornos electromagnéticos complejos también es un problema que debe resolverse.

(5) Cuestiones de seguridad de la información. Las señales inalámbricas en las que se basa el sistema de identificación por radiofrecuencia se transmiten y reciben de forma "abierta", y las ondas de radio por sí mismas no pueden determinar si son amigas o enemigas. Usamos RFID para transmitir información, y el enemigo también puede usar esta tecnología para obtener datos e incluso conocer la ubicación y el paradero específicos de equipos y suministros. Aunque la seguridad del sistema se puede garantizar controlando la potencia de radiación, la dirección de la radiación, la banda del espectro y el cifrado de la información del lector de radiofrecuencia, es muy fácil atacar cualquier sistema inalámbrico. Las amenazas a la seguridad de los sistemas RFID en aplicaciones prácticas pueden provenir de tres enlaces: comunicación desde etiquetas a lectores RFID; comunicación desde lectores RFID a sistemas informáticos backend y backends que utilizan métodos de red pública para intercambiar datos. En las directrices políticas para el uso de etiquetas de radiofrecuencia emitidas por el Departamento de Defensa de EE. UU. en agosto de 2004, no se requiere el cifrado de datos en etiquetas pasivas. Una razón es que la información de la etiqueta es sólo un número de serie, lo que no significa nada si no está vinculada a una base de datos, y una segunda razón es que los enemigos potenciales no pueden acercarse a la etiqueta para leerla. Cabe señalar que esta suposición es predicada.

(6) Problemas con el uso de bienes especiales en obra. Los suministros militares incluyen muchos artículos peligrosos inflamables y explosivos, como diversos productos derivados del petróleo, productos químicos, municiones, fusibles eléctricos, etc. Así como está prohibido el uso de herramientas de comunicación inalámbrica en las estaciones de servicio, el uso de equipos de lectura de radiofrecuencia que funcionen en frecuencias ultraaltas y altas frecuencias en áreas de recolección de materiales y almacenes donde se almacenan mercancías peligrosas inflamables y explosivas también enfrenta estrictas regulaciones de seguridad. evaluación. La investigación actual sobre este aspecto aún no es lo suficientemente profunda y carece del respaldo de resultados de investigación autorizados y confiables. Como resultado, es imposible tomar una decisión sobre si se debe aplicar la tecnología de identificación por radiofrecuencia en la logística militar, incluida una gran cantidad. de mercancías peligrosas.

(7) Problemas de compatibilidad del sistema. Sólo integrando plenamente el sistema de identificación por radiofrecuencia con el sistema de información informática existente se podrán aprovechar las ventajas técnicas de la RFID y mejorar realmente la eficiencia de la cadena de suministro militar. La compatibilidad del sistema de identificación por radiofrecuencia se refleja en tres aspectos: primero, el formato y los estándares de los datos recopilados y procesados ​​por el sistema de identificación por radiofrecuencia deben ser coherentes con el sistema informático existente. Con los esfuerzos de organizaciones como el Centro de Identificación Automática del Departamento de Defensa de EE. UU., el ejército de EE. UU. ha estandarizado la información en chips RFID y ha desarrollado estándares de información DOD-96 y DOD-128 que son totalmente compatibles con EPC-96 y EPC- 128. Sin embargo, los estándares desarrollados son incompatibles con los sistemas de información actuales del Departamento de Defensa. En segundo lugar, la compatibilidad entre lectores de radiofrecuencia y etiquetas de radiofrecuencia de diferentes diseños. Con la misma frecuencia, lo mejor es que el lector RFID pueda leer etiquetas RF de diferentes diseños. En tercer lugar, para lograr compatibilidad entre sistemas de identificación por radiofrecuencia en diferentes bandas de frecuencia, es mejor utilizar el mismo sistema de identificación por radiofrecuencia para que sea compatible con etiquetas de radiofrecuencia en varias bandas de frecuencia. Aunque estas dos compatibilidades se pueden solucionar tomando medidas administrativas para garantizar que las etiquetas y lectores utilizados sean productos del mismo proveedor, o adoptando un conjunto de sistemas de identificación por radiofrecuencia en la cadena de suministro logístico, debido a las diferentes bandas de frecuencia de cada sistema. Tiene sus propias ventajas y desventajas. Lo que más quieren los usuarios es un sistema de identificación por radiofrecuencia que sea compatible con las principales bandas de frecuencia de la aplicación y adecuado para diferentes tipos de etiquetas. Básicamente, la clave para afectar realmente la aplicación a gran escala de RFID y reducir costos es la apertura de estándares y la compatibilidad entre sistemas.

(8) Problemas causados ​​por el medio natural. La logística militar tiene que afrontar un entorno natural más duro. Las zonas a las que pueden llegar los equipos y materiales militares están mucho más allá del alcance de la logística civil ordinaria. Los factores naturales como la temperatura, la humedad, la niebla salina y la exposición al sol tienen un impacto negativo en la radiofrecuencia. Los sistemas de identificación, que son principalmente equipos electrónicos, es una prueba que hay que superar. Una temperatura demasiado alta o demasiado baja hará que los equipos y las etiquetas RFID funcionen de forma anormal.

La baja temperatura hará que la batería de la etiqueta activa se consuma rápidamente, muy por debajo del tiempo de uso nominal, lo que dificultará la gestión del uso de la etiqueta. Para ser utilizados en logística militar, los equipos y etiquetas de lectura de radiofrecuencia deben tener capacidades de trabajo más fuertes a altas y bajas temperaturas y resistir la corrosión y los daños causados ​​por diversos entornos hostiles.