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航空领域RFID的应用误区,供应商到底得到了什么?

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随着近些年RFID技术的发展,航空领域内如航空公司、飞机制造商和供应商等主体都开始普遍采用RFID技术进行资产追踪识别管理,将这一技术纳入贸易合作伙伴计划,原材料管理或是资产维修维护管理的一项重要应用。 随着技术发展的不断深入,一些行业应用标准也应运而生,这些标准帮助供应链内的所有主体实现信息交换的准确性,实现跨行业追踪零部件和分享维修记录等。尽管RFID技术已经广泛应用于航空领域的多个方面,而像空客和波音这样的国 际航空制造巨头在实际的项目应用中仍然存在许多技术上的难题,如标签的安装、软件解决方案如何兼容国际标准,如何针对不同的零部件选择合适的RFID标签等等。

这篇白皮书将针对航空领域,揭秘该领域的RFID应用情况,通过真实案例来说明RFID技术是如何为航空公司、飞机制造商和相关供应商提供丰厚的利益。主要内容包括:

- 揭秘RFID在航空领域的应用误区
- 介绍航空领域、政府职能部门和制造商对RFID技术的主要需求
- 概括各类环境下影响标签选择和性能因素
- 利用真实案例来说明RFID技术在航空领域的优势

由于飞机制造商、零部件供应商和航空公司的通力合作,RFID技术已经渗透到航空领域供应链系统的各个环节,行业内一些有远略的领导者提出了让行业内相关的每个主体都能实时追踪资产,分享数据信息。

尽管RFID技术的先进性已经具备了替代旧识别技术的能力,但业内人士对该技术的实际应用仍然存在许多的误解和迷惑。比如说,哪些资产可以安装标签,不同领域需要兼容的行业标准也有所差异。因此目前在RFID行业内,需要着重解决的是横跨不同供应商之间的合理化应用。

行业内还存在着这样一种误区,认为这些行业应用标准带动了大多数RFID项目的发展,事实并非这样。尽管行业通用标准的制定是源于业内领航企业如波音、空客和美国国防部的联手,但仍然有许多航空领域的公司通过应用RFID 技术获得了竞争优势并改善了其供应链、在制品追踪和资产管理的效率,提高了物流和制造环节的自动化能力。

一些制造标准在不同的行业中产生的数据和信息也可能引起市场的混乱,标签的适用性往往也容易成为讨论的中心,定位于航空领域的RFID标签未必适合航空领域的所有应用,比如说有些标签需要承受喷气发动机内较恶劣的环境,而其他的标签仅用于非适航零部件的追踪管理。

使用兼容统一标准的RFID标签和软件并不能完全保证项目的顺利实施,只是作为衡量标签性能和适用性的基础,除了满足行业通用标准以外,标签能够在资产上保持良好的性能并发挥持久作用更为重要,标签要容易被读取,有足够稳定坚固的性能来承受外界的严苛环境,还要拥有足够的内存来存储应用数据。

如果单纯将使用RFID看作是遵守行业通用标准来满足客户的需求,却忽略了RFID在改善价值链系统管理和提高效率方面的优势,就错失了RFID真正的使用价值。

误区1: 航空领域安装标签的标准是统一的

行业标准在RFID技术的实施过程中起着很关键的作用。就拿航空领域来说,标准化有助于提高供应商之间对该技术的最大利用程度。但这并不意味着所有的安装标准都一样,对不同应用领域的不同资产,其安装标签的行业标准都所有不同。

RFID针对航空领域最主要的通用标准是由航空运输协会(ATA)制定的Spec 2000,适用于航材和可靠性数据交换协议。

美国SAE也为航空领域RFID标签的生产和检测制定了AS5678标准,这套标准规定标签应当具备承受极端环境的能力,具体阐述了标签的耐温、耐压、抗冲击和耐腐蚀等性能。

美国国防部所制定的针对RFID资产唯一识别标准(IUID),要求成本超过5000美元的资产都要拥有永久的唯一标识, 这一规定与Spec 2000同样兼容。

个别公司还制定他们专属的应用标准,2004年波音开始采用RFID标签追踪运送至费城和圣路易斯的货箱和托盘,与此同时,波音一直在开发应用在其787客机上的RFID标签,追踪单品级零部件。

2011年波音宣布启动商用飞机零部件的RFID计划,并与阿拉斯加航空进行了软硬件集成系统的测试以确定标签安装在引擎部件等飞机零部件上的性能,这些标签主要用来传输和存储数据。

波音计划对其737,777,787等商用机型和P-8,C17以及KC-46军用飞机采用统一标准的RFID系统,波音的供应商和客户可以使用该系统来改善相关维护工作流程。

波音始终与其供应商紧密合作,培育其供应链上供应商对RFID的使用。空客公司从2008年开始,要求其宽体A350 ?飞机的供应商在资产零部件上安装永久性的RFID标签,满足安装要求的零部件大约有3000个。这些标签被设计为可嵌入式,对资产服役全生命周期的维修记录进行跟踪记录,这一举措大大加强了供应链环节的自动化能力和信息可见性。这一计划属于空客价值链增值计划的一部分,目的在于利用最先进的RFID技术来加强管理的流程化,从而改善整个供应链的信息可见性和可衡量性,这一计划将覆盖空客所有的供应商以及相关的所有业务流程。

空客于2012年宣布将把RFID计划扩大到其各种机型,从2013年开始,新型A320, A330和A380的飞机座椅和救生设备都要安装RFID标签。这将大大减少安全检查和库存查验的时间。

误区2:兼容行业标准的标签即能满足RFID应用要求

一个兼容了行业标准的RFID标签并不意味着适合于该行业的所有应用,或者说这个标签在实际应用中并不能发挥出最优的性能。行业标准是选择合适标签的基础,但并不是标签性能的保证。

每一项具体的RFID应用都有自己的特性,比如说对环境温度有特别要求,或者需要耐腐蚀和撞击,甚至有些情况对标签外观颜色也会有特别的要求,针对这些特别的应用要求,标签所表现的读取性能通常有一定差别。

标签的封装方式多种多样,有些直接贴在资产上,有些需要将标签嵌入到资产的内部,对生产工艺要求较高,需要标签封装牢固,标签的使用寿命要与资产本身的使用寿命一致才能确保其发挥资产全生命周期的追踪功能。还有不可忽视的一点是,标签的安装不能受到周围环境或材料的干扰,影响射频信号的传输。

不同的行业标准和应用对标签设定了不同的数据存储要求。Spec 2000和国防部UID计划都明确了标签的基本内存框架,但是航空领域的设备生产商对RFID 标签的内存还有更多具体的要求,比如说一些使用周期很长的资产就需要安装内存容量大的标签来存储每一次的维修使用记录。此外,也会有一些本来无需使用大容量标签的应用在使用过程中发现一般类型标签并不能满足需要。而这些不同类型的资产对标签的形状和材料也各有要求。目前常用的标签安装方式有:标签嵌入事先设计好的螺栓中,用高强度背胶粘贴,嵌入塑料容器中,通过挂绳或扎带固定,标签安装在特定的金属铭牌上等等。标签如何安装取决于很多因素,而在航空领域中,极端气温或高低压环境多为影响标签种类和安装方式的因素之一。

标签的封装方式会影响标签的使用寿命,安装在飞机组件上的标签需要有持续数月甚至好几十年的使用寿命,因此对不同的资产追踪类型,标签的内存、安装方式和封装方式都有差异。

标签设计直接关系到标签的性能,来自不同生产商的金属标签的性能也都不一样,这些标签的读取性能取决于他们使用的读写器、天线配置和安装方式。

在选择标签时,标签生产商所能提供的标签类型、尺寸和安装方式都是非常重要的考虑因素。对于航空领域的企业来说,他们对标签的需求广泛且多变。您可以查阅Xerafy标签选择指南来选择最适合的产品。

误区3:航空领域的RFID标签拥有相同的行业标准和内存要求

一个满足行业标准且设计优良的标签未必满足实际应用,标签的内存容量能够使它具备更加优秀的性能。航空领域不同应用类型的标签,其内存容量也不尽相同,实践证明,商用飞机零部件大多需要大容量内存的标签,而其他应用却不一定需要遵守商用飞机的应用标准,如Spec 2000.

尽管Spec2000所规定的用来追踪适航零部件的大容量标签(8k内存甚至更高)需求一直稳中有升,但在空客和波音的RFID项目中,仍有大约一半的资产不需要使用大容量内存 标签。

根据供应商对特定零部件所指定的维护周期 次数,ATA Spec2000规定了RFID标签内存容量的最小值。标准的修改会引起与某些技术提供商数据结构的冲突,这些情况会使用户搞不清选择何种内存类型的标签。

SPEC2000中规定了三种RFID标签类型,多重内存标签适合长生命周期,需要记录重要信息的资产。这类型的大容量内存标签需要记录资产识别码和历史使用数据,尤其是那些使用过程中会进行多次维护维修的资产。

二重内存标签是一种低容量内存标签,它可以重复擦写信息,适合使用有效期较短的资产。

对于没有信息存储或更新要求的资产可以使用单次内存标签,只需要记录资产生产信息即可。

无论何种标签类型,寻找一种合适的信息存储方式来简化企业流程,代替过去人工录入信息的方式都能够提高企业管理效率。

误区4:RFID技术只适合OEMs和航空公司

如果将部署RFID误认为是为了满足行业标准,那么就很容易将RFID的用户局限于OEMs和航空公司,认为他们才是RFID技术最终的受益者。其实不然,RFID适合航空领域供应商各个流程管理,从采购、生产到最终组装。

RFID已经发展到了适合供应链每个环节的应用,一些有远见的供应商应该积极主动的将其相关利益者统统纳入到RFID项目中,共同为已经开发的或潜在的RFID应用献计献策。每一个零部件或资产的生产和原材料信息都与企业数据库相连,甚至包含每一级供应商对资产的询价和相关信息。在这个数据库系统中,标签用来自动记录资产的使用维护信息、显示原材料的证明文件以及产品的测试信息等。

OEM 所使用RFID系统还可以通过提供资产 进出库的实时信息帮助供应商来管理库存水平,这一应用不仅严格控制库存水平,还可以预测资产的使用情况,这些信息可以与相关合作伙伴共享来提高信息可见性。 在工具、车辆以及其他小型资产上安装标签 以提高资产利用率,减少花在工具检测和寻找上的时间。标签可以记录工具的使用记录和维护情况,这与飞机零部件RFID标签应用的功能大致相似。

RFID还具备引导零部件进行装配的作用,实时提供在制品的数据信息可以及时反馈库存数据和客户的状态。如果发生产品召回事件,安装在召回资产上的大容量标签所记录的资产使用和维护信息可以帮助制造商及时正确处理。行业内已经有许多使用RFID标签来追踪管理集装箱和运输工具的案例,利用RFID为物流行业提供高价值物流资产追踪管理的应用已经屡见不鲜。随着技术的完善和规划的成熟,基于行业标准的RFID技术将以更加全面合理的方式渗透 行业管理的各个环节,为企业提供更好的服务,最终达到客户满意。

误区5:航空领域RFID投资回报率底,很难收回成本

RFID到底值不值得投入呢?正如上文中提到的,对于航空领域供应商,OEMs和航空公司来说,RFID在该行业拥有广泛的应用领域,却也面临众多问题,比如说究竟需要花多长时间才能收回RFID项目的投资回报率。

其实这个担忧是完全没有根据的。RFID标签和系统的建设费用近几年已经显著下降,技术稳定性也有很大的改善(特别是在航空航天这种特殊应用生产环境中)。这些因素都 显示出RFID 可观的投资回报。

航天领域内许多公司都开始使用RFID改善业务流程。RFID可以提供组织内部各业务流程间的在制品追踪管理,帮助企业管理跨部门的大型生产设施、工具和设备。在这些资产上安装RFID 标签,可以实时定位资产位置,保存资产使用维修信息等。

Cessna(塞斯纳)是世界上设计与制造轻型、中型商务飞机的主要厂商,该公司正在使用无源超高频标签追踪管理其5万平方英尺生产区域内的上千个工具,大部分都是金属工具。当技术人员需要使用某种工具时,他只需要在系统内输入该工具的编号,安装在特定位置的标签阅读器就会显示出该工具上一次的使用信息,工作人员便可以轻松找到需要的工具。RFID系统还能记录工具的校准或维护历史,在需要的时间提醒工作人员及时维护资产。

正在兴起的RFID应用:利用标签追踪制造飞机的复合材料。机身复合材料在生产过程中需要在低温环境下运输和存储,否则容易腐化。这种复合材料的价格大约为1000至5000美元一卷,而飞机制造商大约每10周时间需要使用500 卷这种材料。为了提高材料的使用率,减少不必要浪费,制造商需要掌握每卷材料被拿出冷冻储藏室的时间,RFID 正好能够提供这一实时的管理功能,生产商通过提高材料使用减少浪费来降低成本 是不争的事实,RFID 便在这?一应用中体现出 价值。 ?

一个曾与OATSystems 和Xerafy 合作过的 ?飞机制造商开发了?一项追踪预浸料坯进出冷 冻储藏室的RFID 系统,将RFID 读写器安装 在储藏室?门?口,读写器会记录下进出储藏室 的每卷材料。RFID 系统会?自动追踪拿出储藏 室的材料,如果在室外放置时间过?长便会向 系统发出警报,这?一功能极?大减少了材料的 浪费。

管理原材料的RFID解决方案很好地诠释了为什么仅使用满足行业标准的RFID标签是不够的,在这一应用中,标签材料需要抵抗低温 环境以保证稳定的读取性能,一般的RFID标签肯定不能满足。复合材料必须在零度以下的环境中保存,而某些磨具的生产需要高温高压,RFID标签既要抗高低温又要承受高压。在过去,市场上的大部分标签不能在极端气温中工作,对于金属工具设备也无法使用, 因为标签会受到?金属环境的干扰而无法读取。而现在,可以在金属上使用的RFID 技术已经被克服,标签不仅性能稳定读取距离精确,同时也满足行业特别需求拥有更大的内存容量。

处理这些复合材料的工具和磨具经常暴露在极端环境中,损耗极大,通常不会使用很长时间。RFID还可以用来追踪这些工具和磨具, 在每个生产车间门口安装RFID 阅读器,扫瞄往返于不同车间之间的工具资产上的RFID标签,记录这些资产的使用信息,定位它们的位置。还有一些飞机制造商使用可以在极端气温中工作的RFID 标签来定位磨具,记录使用数据,追踪这些预制件通过高压高温和固化生产的过程。(请参阅有关机翼复合材料RFID应用的详细信息)对于不同的再制品管理,RFID可以帮助企业通过减少库存冗余来控制营运资金,提高订单交付能力。

在实际应用中可以找到很多通过利用RFID来管理资产维护维修业务(MRO)并很快收回成 本并帮助企业获利的案例,这些应用远远超出了ATA Spec2000 中所提到的RFID优势。某欧洲支线的航空公司正考虑通过部署RFID追踪管理飞机引擎发动机来为公司节省每年高达三万美元的成本。

结论

RFID在航空航天领域的应用包罗万象,从资产维护、库存管理到资产定位追踪、原材料管理等多个方面。这些不同的应用分别对RFID标签设定了不同的技术和规格要求、操作环境、安装方式以及使用流程等。

但是在部署RFID技术之前,只测试标签和简单的评价客户需求是远远不够的。对最终用户来说,一项成功的达到潜在价值的RFID项目 在实施之前,企业应该对相关业务流程进行全面评估并总结出期望达到的结果,管理者需要对影响项目的所有因素有所考量。

成功的RFID项目可以为企业带来可观的价值,这部分利益可能远远 超过OEM和MRO这2项RFID应用所创造的价值。如今,大部分公司 已经意识并理解了RFID在改善原材料利用,工具有效管理和供应链 流程优化方面的优势,企业要开展这些应用也很容易,只需要搞清 楚以下几个问题:学会使用数据、了解不同环境下该使用何种标签,用心评估潜在应用。相信RFID技术将受到更多航空领域企业的关注,并帮助他们实现更大的成功。

业内正在不断涌现出成功的RFID应用项目,这些公司可观的投资回报率已经成为广为流传的最佳案例。但是他们的成功并不是孤军作战的结果,与成熟的硬件供应商和经验丰富的系统方案提供商合作才是成功的秘诀。

关于OATSystems 和 Xerafy

OATSystems公司是著名的射频识别(RFID)解决方案的领军企业,公司的软件产品可以使企业的业务水平达到竞争性优势,可以让企业通过RFID应用得到明显的投资回报。作为RFID技术开发的先锋 OATSystems 5年前就已经为RFID 建立标准。现在公司是名副其实的业界领先企业,如提供最大的应用规模、最创新的解决方案应用于企业级RFID解决方案。OATSystems公司的客户群体分布在多个国家,总计有100多家,包括零售业、消费品、消费电子、制造业、生命科学、空间和国防等领域。公司是Checkpoint Systems公司的分公司,总部设在麻省的Waltham。在印度的孟买设有研发中心。在世界各地设有销售和代理商。

Xerafy 以创新的技术和产品为客户提供在各种严苛生产环境下的高性价比资产追踪RFID应用。我们的抗金属RFID 标签可以被嵌入到资产中,专为航空航天、工业生产、数据库管理、医疗卫生、能源开发等行业提供种类广泛的智能化资产管理方案。

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