3.2 基于物联网的军事物流
现代战争呈现出作战力量多元化、样式多样化、时空一体化等新特征,传统后勤面临着前所未有的挑战。运用系统思想、集成理论,依据全面建设现代后勤纲要提出的军事物流体系,基于物联网技术,军用物资供应将以有效管理动态的有序物流取代静态的库存物资,以物流速度取代物资数量,以配送“管线”代替实体仓库,从根本上集成与优化后勤资源,实现后勤保障的资源有机整合、要素高度集成、环节有效流畅;实现后勤保障的横向一体、纵向一体和效益最大,充分发挥后勤保障能力;实现资源的精确掌握,需求的精确感知,资源的精确输送,力量的精确运用。
3.2.1 军事物流信息化与物联网建设构想
传统的军事物流过程是由多个业务流程组成的,受人为因素和时间的影响很大。如果仍然延续人在军事物流的每个过程的介入,人为的错误不可避免。然而任何一个环节、任何一个人为的错误,都会使计算机精确数字的统计、分析无法进行下去。因此,实现现代军事物流的一个关键问题是如何从任何一个原材料的采购、生产、运输的末梢神经到整个系统的运行过程都实现自动化、网络化。
物联网的应用可以实现整个过程的实时监控和实时决策。当军事物流系统的任何一个神经末端收到一个需求信息的时候,该系统都可以在极短的时间内做出反应,并可以拟订详细的计划,通知各环节开始工作。通过追求“零库存”与“准时制”,以降低成本,优化库存结构,减少资金占压,缩短生产周期,保障高效进行,而物联网是实现现代军事物流有效的技术手段。
物联网的应用有三个层次,一是传感网络,即以二维码、RFID、传感器未主,实现“物”的识别;二是传输网络,即通过现有的互联网、广电网、通信网或者下一代互联网,实现数据的传输和计算;三是应用网络,即输入输出控制终端。从物联网应用的三个层次可以看出,传输网络与应用网络与互联网的传输和应用差别并不大,关键就在于实现“物”的识别。在基于物联网的物流供应链的体系中,RFID标签中存储着物流物品所具备的规范而具有互用性的信息,通过无线数据通信网络将它们自动采集到中央信息系统,实现物品(商品)的识别,进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享,实现对物品的“透明”管理。
1. 采购环节
采购作为军事物流的源头,对采购环节的管理显得尤为重要。物联网系统使整个物流供应链成为一个整体,该系统根据上级分配的采购计划或单位采购需求,分析采购资源状况,制订物资采购计划,自动选择合适的供应商,系统都会自动提示详细情况以及应对策略等,使信息迅速实现透明和共享。
2. 运输环节
运输环节是军事物流的重要支柱之一,是实现物流目标的主要手段。运用物联网技术,在物资运输过程中可以实现车辆定位、运输物品监控、运输路径选择、物流网络设计与优化、在线调度等服务,使得军事物流各节点能够实时了解物资当前所处的位置和状态,实现物资的可视化运输,并通过有效的在途物资控制,减少军事物流成本,提高军事物流效率。
3. 仓储环节
利用物联网手段,在军事仓储中可以实现物资信息的自动记录入库,并根据物资标签中所记录的有关数量、价格、重量和体积等信息,自动指出最合适的存取路径和位置,实现仓储空间的最优化利用,从而能够精确地监控物资的流动情况,快速、准确地了解仓库的库存水平,适时控制库存状况,提高仓储管理的透明度和效率。
4. 配送环节
基于物联网的军事物流配送系统,在物资配送环节可以提供详细的物资管理信息,实现精确预测部队需求,快速响应战场变化,灵活调度有效的保障资源,合理组合运用各种保障力量,并对保障过程进行全程跟踪和指挥控制。
总之,物联网在军事物流中的应用,就要实现供应链之间的信息分享和信息互动,要实现其真正的集约化和智能化,其中核心联系纽带就是物资,所有交互共享的信息都是围绕物资产生的。因此,以军用物资状态信息作为流动主体的物联网技术,正是构建覆盖供应链全过程智能化军事物流的关键所在。通过物联网技术,能够实现供应链之间的信息无缝整合,状态即时沟通,动作即时协作,从而构建统一的军事物流服务信息平台,并在该平台上提供军事物流全过程的智能化服务模式。
3.2.2 军事物流信息化与物联网应用现状
3.2.2.1 国外军事物流中物联网的典型应用
覆盖完整军事供应链的全流程物流配送模式,是实现高效物流保障、降低运作成本的重要途径。而实现该配送模式的核心技术是面向整个供应链的物联网,因此利用物联网技术,构建供应链的智能物流配送服务平台,是面向物联网的未来军事物流技术发展方向,是实现现代军事物流的趋势。
美军十分重视军事物流理论研究,在军事理论创新的思想指导下,充分利用信息优势和技术创新来发展体现现代水平的军事物流理论。近年来,美军军事物流新理念、新思想、新理论不断涌现,提出了“指挥物流”理论、“模块化”保障结构理论、“海上预置储备”理论、精确后勤理论和“聚焦后勤”,极大地丰富与扩展了军事物流理论内涵。美军通过对物联网的一些核心技术的研究,并将之应用于“全资产可视系统”,通过采用物联网技术对军事物流中各类物资资源和保障全过程的相关信息数据进行完全管理和监控的可视化,在其后勤保障方式转型中发挥了重要的作用,可有效弥补军事物流领域的诸多不足。
首先,它可以有效地避免军事物流工作的盲目性。随着射频识别技术、二维条码技术和智能传感技术的突破,物联网无疑能够为自动获取在储、在运、在用物资信息提供方便灵活的解决方案。在各种军事物流活动全过程中,实现准确的地点、准确的时间向作战部队提供数量适当的装备与补给,避免多余的物资涌向作战地域,造成不必要的混乱、麻烦和浪费。美国国防后勤局投入10亿美元进行业务流程整合,效益显著。他们将23个仓库纳入一套系统下进行管理,并对原来的42套业务和支持流程进行合并和重组,能够准确感知、实时掌握特殊物资运输和搬运方面的限制,对操作人员技能、工具和设施的要求,货品更换和补充时间等。并根据战场环境变化,预见性地做出决策,自主地协调、控制、组织和实施军事物流行动,实现自适应性的军事物流保障能力。
其次,它能最大限度地提高补给线的安全性。基于物联网的军事物流体系,具有网络化、非线性的结构特征,具备很强的抗干扰和抗攻击能力,不仅可以确切掌握物资从仓库运送到战场的全过程,而且还可以提供危险警报、给途中的车辆布置任务以及优化运输路线等。特别是可以把军事物流保障行动与整个数字化战场环境融为一体,实现军事物流保障与作战行动一体化,使军事物流指挥官随时甚至提前做出决策,极大地增强军事物流行动的灵活性和危险控制能力,全面保障后勤运输安全。
最后,有效避免重要物资的遗失。世界各国都非常重视战场物资的管理,极力避免武器装备、重要零部件等物资的遗失。但伊拉克战争期间,美军一中转中心在战争期间竟丢失了1500个防弹衣插件,由于不知道物资具体位置,17个速食集装箱被遗忘在补给基地达一个星期之久。而射频识别标签作为物联网的重要组成部分,能储存96位码,可识别2.68亿个以上的独立制造厂商,及每个厂商的100万种以上的产品。也就是说,射频识别芯片中大约可以储存3.5×1051种组合信息。美国国防部通过这种灵巧标签得到的大量组合信息可在全军范围内追踪每件装备。随着射频识别标签等技术的成熟,成本的降低,物联网完全可应用于单件武器上,这将更加严格地控制武器库,而且有助于寻找在战场上丢失的威胁性极大的武器。
3.2.2.2 我国军队军事物流中物联网的初步应用
军事物流突出系统集成的观念,强调和依赖战略管理,它既把构成军事物流的各种实体视为一个系统整体,同时又把军事物流中的各个业务环节看作一个整体的功能过程。通过信息集成、横向集成和纵向集成的过程,优化配置各种军事物流资源,整合军队、国家和地方的各种物流力量,从而最终实现军民兼容、平战结合的“大物流”。
但物联网在我国军队军事物流中的应用还处于起步阶段,目前是以静态物资可视为主,覆盖区域有限,整个体系是分段的和分行业的,分散在各专业勤务,不能够将我国军队目前存在的各种静态和动态军事物流资源进行整合。
为了能够加快物联网在我国军队军事物流中的应用,我们在借鉴、吸取其他国家先进技术的基础之上,有必要结合目前新发明的适应于军事物流体系建设的新技术,进行合理的设计、规划、组织和管理,从而早日实现物联网在我国军队军事物流的应用。不断创新物联网信息技术和手段,通过自动识别技术和无线传感网络收集数据、互联网技术传递数据、信息系统技术整合数据,将传统的规模型保障方式转变为精确型保障方式,实时、动态、全面地获取其监控对象的各种信息,并实现智能化的识别和管理,对保障对象提供全方位、快捷、准确、高效的后勤保障,实现保障需求实时可知、保障资源实时可视、保障活动实时可控。
1. 被装物资自动识别系统
以被装物资自动识别系统为例,被装物资从生产到使用,需要经过工厂、后方仓库、队属仓库等多个环节,每个环节采用的都是人工清点数量、手工录入系统的方式,存在工作量大、时效性差、数据可靠性低等问题。
为解决上述问题,被装物资自动识别系统(见图3.2)通过在包装上对被装物资进行数字化标识,由识别设备自动读取信息,经网络实时传输,实现出入库被装物资自动清点,库存被装物资自动盘点,为被装物资的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理服务,是军需保障基地建设的重要组成部分,是被装工程的基础,对提高体系作战被装保障能力具有重要意义。
被装物资自动识别系统建设的主要内容包括物资标识系统建设、自动识别系统建设、系统软件建设和配套建设四个方面。
1)物资标识系统建设
标签发行系统,用于自动生成条码标签和RFID标签,标识被装物资的生产厂家、物资品名、生产日期、包装数量、包装类型等,以及货架、托盘的定位信息。被装物资信息主要由生产厂家在出厂包装时,附着在被装包装上。内包装和中包装主要采用一维条码标识,直接印制或用不干胶粘贴在包装表面;价值较高的外观类被装的内包装增加RFID标签。外包装采用RFID标签标识,其中,纸箱包装采用不干胶封装形式,粘贴于纸箱内摇盖中央部位;编织布包采用PP合成纸封装形式,放置于布包中央位置;金属制品采用抗金属RFID标签,附着于纸箱两端面内侧。货架和托盘信息由军需仓库采用抗金属RFID标签一次性标识。货架标签固定在货架正面下侧中部;托盘标签固定在托盘前后侧中部,与原有的条码标签对应。
图3.2 被装物资自动识别系统总体框架
2)自动识别系统建设
自动识别系统用于物资信息的自动采集。要求能自动判断出入库作业、清点物资数量,并能与军需仓库信息系统进行数据交换,更新库存物资账。自动识别系统按应用场合,分为手持机识别系统、门禁识别系统、叉车识别系统和条码识读系统。
(1)RFID手持机系统。在生产厂家配置手持机系统,用于生产厂家检验包装箱RFID标签的完整性;在后方军需仓库配置手持机系统,用于盘点库存物资和采集零发、调号物资出入库数据;在队属军需仓库配置手持机系统,用于采集被装出入库数据。
(2)RFID门禁系统。后方军需仓库整收整发库房安装RFID门禁系统,用于批量被装出入库的数据采集。
(3)叉车RFID识别系统。用于后方军需仓库货架库房托盘上(下)架定位。
(4)条码识读系统。后方军需仓库零发、调号库房和队属军需仓库配置条码识读系统,用于采集被装出入库数据。
3)系统软件建设
主要包括队属军需仓库业务管理系统、后方军需仓库信息系统改造、立体库房软件改造和配套建设。
队属军需仓库业务管理系统包含库存物资管理和被装发放登记系统。实施出入库管理和库存账目管理;与手持机系统配合,采集出入库被装物资数量,并能与军以下部队被装管理系统进行信息交换,更新个人服装档案。
后方军需仓库信息系统改造,就是在后方军需仓库信息系统中嵌入信息交换模块,实现自动识别系统与原系统的数据通信。
立体库房软件改造是对现有立体库房软件系统升级改造,通过绑定托盘上的条码标签和RFID标签,实现立体仓库现有作业系统与后方军需仓库信息系统兼容互通。
4)配套建设
主要是指信息网络建设、信息设备的配备和后方军需仓库系统集成建设。后方军需仓库信息网络包括远程网和仓库内部局域网,局域网要以网络控制室为中心,按星形结构覆盖主要办公区域、重点业务场所和保管队、库房,并接入远程网络。远程网依托军事综合信息网和军用CDMA无线网,联通总部、大单位、联勤分部和有关部队;依托军队长城网,通过总部联通地方生产企业。信息设备的配备中,后方军需仓库网络控制室作为信息传输枢纽,应与通信机房相结合建设,配备服务器、网络通信、数据存储和保密机等硬件设备;库房在配备计算机的同时,还需在信号线和电源线的前端加装避雷器。队属军需仓库库房配备计算机。后方军需仓库系统集成建设,即自动识别系统要融入后方仓库业务信息系统,并以此为依托,与安防报警系统集成,互通共融,实现一个平台全面掌控。
2. 郑州应急投送保障基地
众所周知,郑州是全国性物流节点城市,是军队的屯兵重地,战略地位十分重要。为适应形势任务的要求,2011年原总后勤部与河南省人民政府共同研究决定在郑州建设全国首个军民融合式应急投送保障基地,并以此为平台签署了关于推进应急运输与物流军民融合式发展战略合作协议,提出“军民融合物联网应用示范工程”项目。
建设项目以郑州应急投送保障基地为依托,利用民航和军队航空、军队铁路军代处、军队陆空军船部队、汽车部分队以及国有大型运输企业等军地投送力量,综合运用物联网技术,建设一个中心(集结转运中心),保障两个方向(两个重点战略方向),通过网络支撑体系、信息资源体系和应用服务体系,为军队战略投送、国家应急救援等任务提供全方位支撑,并实现应急投送链条及投送对象的全过程可视可控。
郑州应急投送保障基地项目建设总投资11万多元,建设周期近3年,占地630亩。该项目在郑州基地原有的条件基础上,建设了近400m2调度指挥大厅和近2000m2数据机房,购置了近20万台套软硬件设备、传感器及感知设备。该工程包括一个中心,即物流基地数据中心;三个平台,即多网汇聚平台、指挥调度平台、智能感知平台;五大系统,即物流基地转运作业管控系统、军事运输动态监控系统、军民融合应急投送模型演练系统、物流企业集群公共服务门户系统、物流金融服务综合信息管理系统;四个典型应用,即血液供应及医疗卫生保障综合调度系统、基于航空运输的快速运转系统、粮油食品冷链物流安全管控系统、多式联运综合运输服务系统。
郑州应急投送保障基地的建设作为“世界先进、国内领先、全军一流、军民融合、引领示范”的样板工程,在建设的过程中,特别突出物联网、大数据和云计算等现代信息技术在军事物流和战略投送体系建设以及未来应用中的主导作用。例如,为提升军交运输“需求实时感知”的信息支撑能力,在提报需求时,转变现行的计划提报方式,改为提报单位直接提报运输需求,军交运输相关部门统筹考虑输送方案;在预测的需求时,基于北斗体系化应用系统,估算战场油料消耗,预测油料运输需求。通过物联网技术,实现了将物理上分散的文本、音视频和图片数据融合汇聚成体系军事运输数据,再通过大数据技术,挖掘分析出运输需求数据。
后期,注重军民融合物联网技术的融合创新和军民通用标准的研制,坚持战斗力标准,通过设施设备的建设改造和配套完善,分别在沈阳、北京、南京、武汉、成都和乌鲁木齐建设其余6个应急投送保障基地,通过统筹优化军地铁路、公路、水、空运输力量资源,构建现代化的军事物流和应急投送保障链,形成实体化军民融合式新型保障力量体系。切实提高基于信息系统的体系作战后勤保障能力,加快建成现代后勤模式和制度,提高建制部队战略投送能力和后勤物资区域辐射保障能力,建设以信息为主导,集联储、运输、配送等功能于一体,平战结合、寓军于民的大型化、综合化、现代化军事物流基地。
3.2.3 军事物流信息化与物联网发展趋势
目前,物联网在军事物流中的应用尚处于起步阶段,其标准、技术、运行模式以及配套机制等还不成熟。虽然物联网的概念已经引起全球关注,但有许多核心技术需攻克,其发展处于探索和创新之中。
3.2.3.1 标准化问题
物联网需要标准化的数据库、标准化的软硬件和数据接口、互联互通的网络平台、统一的物体身份标识和编码系统,才能实现军事物流各个环节全程可视可控,实现数据的互认互通。各类协议标准如何统一则是一个漫长的过程,这正是限制物联网在军事物流发展的关键所在。
3.2.3.2 信息安全问题
物联网互联互通的智能化管理建立在系统与系统间、实体与实体间信息开放的基础之上,在这种环境中如何确保军事物流信息的安全,防止军事信息泄露,如何采用多种安全技术和手段,从运行权限、数据安全和网络安全三个层面筑牢信息安全防线,将是物联网在军事物流领域推进过程中需要突破的重大障碍之一。
3.2.3.3 资金成本问题
物联网在军事物流领域的应用是一项庞大复杂的系统工程,涉及相关理论研究、人才的培养,以及各类软硬件的研发,必然需要投入大量的经费。如何按照“全面规划、分步实施、突出重点、全面推进”的建设原则,有效控制军事物流活动过程中的费用支出,合理降低军事物流活动中的消耗,是军事物流信息化深入发展的研究内容。
综上所述,物联网及其相关技术将给军事物流带来前所未有的机遇,它在人与物的单向“通话”的基础上扩展为人与物、物与物之间的“对话”,它赋予军事物流高级智能,改变军事物流从物资的采购、仓储、运输到配送等整个过程,使军事物流各环节更加高效便捷,提升军事物流流通效率和军事物流系统的自适应能力。