航材管理中射频识别技术应用标准化需求初探

刘 俊 吴 超

（中航工业综合技术研究所，北京 100028）

射频识别（RFID）技术应用日益广泛，已逐渐在航空领域推广应用，相对于条码、磁卡等自动识别技术，RFID技术在性能方面具有显著的优势，集中自动识别技术的对比见表1。

波音、空中客车、汉莎技术等知名公司，都应用或试验了RFID技术，其应用有以下几个特点：

一是标签类型：一般采用高频或超高频无源RFID标签。

二是应用范围：安装RFID标签的物品种类很多，包括：机体部件，如信号报警器控制单元、烟雾探测器、辅助液压泵、外场可更换单元（LRU）等，此外，还有座椅、急救设备（如救生衣、氧气发生器）、饮料机、运输车、维修工具等。

三是应用阶段：尽管试验种类很多，但是目前处于试点应用阶段，尚没有大规模地直接在航材零部件上安装RFID标签。

四是应用趋势：当前正研究试验在零部件的RFID标签中存储包括零部件生产、使用、维修等大容量数据。

近年来，随着RFID技术逐渐成熟和成本不断下降，其应用越来越广泛。继RFID技术在航空服务领域成功应用后，RFID技术开始涉及航材管理的仓储、物流、维修保障等多个方面。但是，现有RFID标准不足以满足航材管理的特殊需求，应用标准的缺失已经成为RFID技术在航材管理中广泛应用的羁绊，为此，急需要研究和制定针对航材管理需求的RFID应用标准。

1 RFID相关标准现状

一般来说，某种技术的规模化应用必然需要相应标准来规范和支撑，RFID技术也不例外。目前公开的RFID技术标准有不少，其中主要有国际范围内的ISO/IEC、EPCglobal标准，以及以日本泛在识别（UID）标准为典型代表的区域性或国家标准。目前已发布的标准见表2。

上面所列的国际标准（ISO/ IEC和EPCglobal），主要涉及读写器与标签的通信协议、接口协议及测试规范，能够满足一般的RFID应用需求，也能适用于航材。但是航空业性质比较特殊，对RFID技术的应用有严格的要求，突出表现在以下几个方面：

一是大多数航材含有金属成分或者使用于金属环境中，因此需要所使用的RFID系统能够在金属环境中也能很好地工作；

二是使用的航材需要通过严格的性能和适航性检验。安装RFID标签对航材状态、性能和适航性的影响，需要通过试验等手段，使影响程度满足相应标准；

表1 几种自动识别技术的比较

表2 RFID相关标准表

三是在航材维修保障中，为了满足外场无线环境下的快速作业，可能需要在所用RFID标签中存储大量生产、使用及维护信息。

2 航材管理应用RFID的应用标准需求

基于上述航材管理中RFID应用的特殊要求，需要制定相应的应用标准来规范和支撑，主要包括如下几个方面。

2.1 RFID产品（设备）规范

在确定RFID系统的工作频率、空中接口标准等主要技术标准后，需要选择构成RFID系统的设备。选用设备应有标准规范可依据，既能保证系统设备的通用性、可替换性，也应满足安全性要求，又便于控制成本。此类规范的内容应包括以下几个主要方面。

2.1.1 RFID标签规范

主要内容应包括：遵循的中接标准；标签存储容量（根据航材的特性以及标签用途确定标签的存储容量）；标签可读写次数及寿命；工作距离；环境适应性：规定标签正常工作的湿度和温度范围、抗污损性等，以适应航材的应用环境（材质、高低温、高压、高湿、撞击、腐蚀等）；封装方式；加密方式、功能及加密区内存大小。在这方面目前有SAE发布的AS 5678（《无源标签在飞机上的要求》）可供参考。

2.1.2 RFID读写器及天线规范

主要内容应包括：工作距离；同时识别及防碰撞能力；数据传输速率与准确性（抗干扰、纠错能力）；天线的方向性，增益；电源（移动式的电池容量、可拆卸性、可充电性）；接口；环境适应性；外形尺寸（不影响航材正常工作的读写器及天线规格容限）；可靠性（在持续工作下的稳定和可靠）；安全性：阅读器对标签的读写支持认证、加密等措施；产品所需经过的认证、生产厂商的资质等。

2.2 航材用RFID标签存储数据标准

规定航材用RFID标签内存中存储的数据内容和格式。包括标签存储区段读写特性、存储的数据种类、数据元素、数据编码方式、数据的写入及可能还有的修改、覆盖等操作规则。

在这方面目前ATA发布了SPEC2000（《材料管理电子交易规范》）可供参考，在其第9–5节和附录11有相关内容。

2.3 航材用RFID标签安装要求

为了防止盲目安装RFID标签对航材的功能和性能方面带来负面影响，需要制定判定标准作为依据来确定航材是否能直接安装RFID标签，以及如何安装。

对于是否能安装RFID标签，可以借鉴波音、空客等公司的做法，它们安装RFID标签的航材主要包括：外场可更换单元（LRU）、可更换零部件、经常更换的低可靠性零部件、高价件时寿件等航材上。制定此标准时应根据使用需求、航材的特点及成本等因素综合考虑。

对于标签的安装操作，主要应考虑航材可能会受到所安装RFID标签的影响，因此需考虑RFID标签的材质、大小规格、安装位置以及粘胶类别或铆钉材质、规格等方面的影响因素。

2.4 测试标准

为了保证航材所用RFID设备的功能、性能以及可靠性，而且为了满足安装RFID标签后航材的适航性要求，需要进行各种测试。测试标准内容包括测试的方法和流程、结果评估等。

在这方面目前国际上可供参考的标准有：ISO/IEC发布的ISO/IEC 18046（《射频识别设备性能测试方法》）、ISO/IEC 18047（《射频识别设备一致性测试方法》），RTCA发布的DO–160E（《机载设备环境条件和试验方法》）以及SAE发布的AIR5747（《无源标签电磁辐射试验的报告》）。它们分别针对不同的测试目标，各有侧重，区别见表3。

3 结束语

面对航材管理中应用RFID技术的标准化需求，在有关标准的制定过程中，有的有相应国际标准参照，有的则需要结合使用需求，综合多种因素研究和制定。随着RFID技术不断发展成熟，成本在逐渐下降，配套应用标准能及时出台、有效实施，将极大地规范和推动RFID技术在航材管理中的应用。

表3 测试标准的不同特点

[1] 游战清, 李苏剑等.无线射频识别技术（RFID）理论与应用[M].北京：电子工业出版社.2004.

[2] 郎为民，王金泉.RFID标准化组织介绍[J].数字通信世界, 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.