RFID技術(shù)在鐵路物料全壽命周期管理中的應(yīng)用

韓 濤

（國家能源集團神朔鐵路分公司河?xùn)|運輸段，工程師，陜西 神木 719316）

近年來，隨著運輸市場競爭不斷加劇，鐵路運輸企業(yè)社會效益與經(jīng)濟效益同等重要的認識日益深化，合理利用資源強化企業(yè)經(jīng)營管理的創(chuàng)新能力明顯增強。神朔鐵路以基層班組為試點，不斷夯實班組建設(shè)基礎(chǔ)，注重現(xiàn)代化技術(shù)手段在一線生產(chǎn)經(jīng)營中的應(yīng)用，加快推進智慧化鐵路建設(shè)進程。本文基于RFID 技術(shù)的使用，對物料進行電子化標識，構(gòu)建RFID 技術(shù)在鐵路物料全壽命周期管理的應(yīng)用模型，通過自動盤點、物料追蹤、庫存預(yù)警、統(tǒng)計分析等功能，使得物料的盤點、消耗、去向、回收等環(huán)節(jié)清晰可控，源頭上保證物料帳物相符，實現(xiàn)了物料的全過程閉環(huán)管理，有效提升了物料管理水平及效益。以下將“RFID 技術(shù)在鐵路物料全壽命周期管理的應(yīng)用”簡稱為“RFID技術(shù)的應(yīng)用”。

1 RFID技術(shù)

RFID 是Radio Frequency Identification 的 縮 寫，即射頻識別，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象，可快速地進行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID 技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。RFID 技術(shù)誕生于第二次世界大戰(zhàn)期間，它是傳統(tǒng)條碼技術(shù)的繼承者，又稱為"電子標簽"或“射頻標簽”。

射頻識別技術(shù)，它是采用內(nèi)置芯片來存儲信息、射頻信號自動識別實現(xiàn)無接觸信息傳遞的技術(shù)手段，它在我們的生活中也有廣泛應(yīng)用，比如高速ETC、門禁卡等。

RFID 與傳統(tǒng)的二維碼信息識別技術(shù)相比，具有信息儲存量大、隨時更新、信息不易丟失等特點；RFID 可以快速地進行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換，可以識別高速運動物體，同時還能識別多個標簽，操作快捷方便。RFID 電子標簽就成了物料的“身份證”，為物料的全壽命周期管理提供了可靠的數(shù)據(jù)保障。

2 RFID技術(shù)的應(yīng)用及效益分析

神朔鐵路在鐵路物料全壽命周期管理中應(yīng)用RFID 技術(shù)，主要包括管理系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用模型構(gòu)建兩方面，并對實際運用效益進行分析，具體介紹如下。

2.1 鐵路物料全壽命周期管理系統(tǒng)基于RFID 技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建鐵路物料全壽命周期管理系統(tǒng)，主要由服務(wù)器、庫房管理軟件、無線路由器、庫房管理PDA、移動作業(yè)PDA、RFID 通道門、顯控系統(tǒng)、RFID 標簽組成。庫房管理PDA 用于識別RFID 標簽、快速錄入物料的貨位、編碼、數(shù)量等信息，移動作業(yè)PDA 用于在作業(yè)現(xiàn)場掃描物料RFID 標簽，保存操作信息（時間、地點、任務(wù)號、物料消耗細項），待作業(yè)區(qū)域有通信信號情況下，數(shù)據(jù)可直接傳送到后臺，服務(wù)器進行數(shù)據(jù)更新。

2.2 應(yīng)用模型為適應(yīng)鐵路維修過程物料管理的特點，我們構(gòu)建了以下應(yīng)用模型及管理流程。

1）在物料驗收入庫階段，物料管理人員下載國家能源集團ERP 系統(tǒng)中的物料數(shù)據(jù)（簡稱ERP 數(shù)據(jù)），直接使用物料的ERP 編碼及物料描述（物料描述中包含物料名稱、規(guī)格型號及單價信息），對于沒有ERP 編碼的物料另外進行統(tǒng)一編號，之后通過RFID 標簽打印機批量打印，錄入物料信息，按標準粘貼或懸掛至對應(yīng)物料，完成物料身份的“電子化”，為下一步物料管理打下基礎(chǔ)。物料入庫流程見圖1。

圖1 物料入庫流程

2）檢修作業(yè)開始前，系統(tǒng)使用人員通過在系統(tǒng)中提報作業(yè)計劃（圖2所示），生成物料清單，經(jīng)審批通過后，系統(tǒng)直接將電子領(lǐng)料單發(fā)送至庫房PDA 以及庫房管理軟件，并在顯控系統(tǒng)屏幕上顯示電子領(lǐng)料單。領(lǐng)料人員到達庫房貨架按照領(lǐng)料單領(lǐng)取物料，并使用庫房PDA 讀取物料的RDID 標簽信息，即可完成出庫流程，如圖3 所示。若庫房裝有RFID 通道門時，直接按規(guī)定領(lǐng)取物料通過RFID通道門即可完成出庫，當數(shù)量或種類不符時，RFID 通道門發(fā)出聲光報警信息。

圖2 領(lǐng)料單生成流程

圖3 物料出庫流程

3）在現(xiàn)場作業(yè)階段，作業(yè)人員攜帶附有RFID標簽信息的物料、移動作業(yè)PDA 進入作業(yè)現(xiàn)場，按照操作流程及規(guī)范說明，依照電子工單上的任務(wù)描述，核對作業(yè)地點，選擇作業(yè)位置，使用移動作業(yè)PDA逐項掃描需要消耗的物料，確定后，相關(guān)操作信息（時間、地點、任務(wù)號、物料消耗細項）保存到移動作業(yè)PDA 里。作業(yè)區(qū)域有通信信號情況下，數(shù)據(jù)可直接傳送到后臺，服務(wù)器進行數(shù)據(jù)更新；作業(yè)區(qū)域無通信信號情況下，可回到工區(qū)后，傳送到服務(wù)器進行數(shù)據(jù)更新。通過移動作業(yè)PDA 的物料消耗信息，系統(tǒng)可記錄追蹤物料的消耗去向，從而實現(xiàn)了物料消耗去向的跟蹤。

由于鐵路維修野外作業(yè)的特點，現(xiàn)場作業(yè)時攜帶的物料一般會有剩余，這就需要在現(xiàn)場作業(yè)完成后進行余料回庫，為此設(shè)計了物料回庫流程。對于現(xiàn)場作業(yè)未消耗的物料，直接使用庫房PDA 掃描其RFID 標簽即可完成入庫，重新上架至原位即可。對于工具類或替換下的舊料，具備修復(fù)價值的進行修舊利廢，不具備修復(fù)價值的直接報廢。

5）在進行物料盤點時，系統(tǒng)管理員發(fā)起盤點任務(wù)，由系統(tǒng)生成盤點清單列表，網(wǎng)絡(luò)傳輸至庫房PDA 中，材料員進入材料庫使用庫房PDA 批量掃描RFID 標簽，為避免遺漏可沿固定路線上下掃描并往返重復(fù)掃描一次（因RFID 標簽的唯一身份ID，不會出現(xiàn)重復(fù)識別現(xiàn)象）。掃描完成后，庫房PDA 把數(shù)據(jù)回傳至系統(tǒng)，材料員核對物料盤查信息，無誤后導(dǎo)出打印簽字，即完成整個盤點流程，如圖4所示。

圖3 物料盤點流程

2.3 經(jīng)濟效益分析RFID 技術(shù)的使用投入主要包括服務(wù)器、PDA、標簽打印機、RFID 標簽等硬件以及庫房管理軟件、PDA 軟件等軟件。通過對物料的領(lǐng)料入庫、保管盤點、出庫、消耗跟蹤、回庫、報廢的一系列流程管理，記錄物料管理使用的所有環(huán)節(jié)信息，從而實現(xiàn)對物料的全壽命周期管理。運用庫存預(yù)警、自動盤點、大數(shù)據(jù)分析等功能，通過對物料的消耗跟蹤減少了物料的浪費，減輕了物料管理壓力，提升了物料的智能化管理水平。其經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1）改變了以往手工記賬、盤點、對賬的現(xiàn)象，準確實現(xiàn)了帳、卡、物相符，大幅提升了物料盤點效率。以三岔供電工區(qū)接觸網(wǎng)材料庫盤點為例，接觸網(wǎng)材料庫包含接觸網(wǎng)檢修常用的95 個規(guī)格型號的物料，材料員單人進行傳統(tǒng)手工盤點總用時92 min，而RFID 標簽盤點只需要11 min，單一規(guī)格材料盤點耗時由平均0.97 min，下降至0.12 min，極大地縮短了盤點消耗時間，提升了盤點效率。具體見表1。

表1 不同方式材料盤點耗時對照

2）通過物料全壽命周期管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r掌握物料的庫存情況，合理設(shè)定各種物料的閥值，降低低頻率物料的儲備，最終有效降低班組庫的庫存量。通過庫存預(yù)警模塊進行低庫存預(yù)警或庫存不足警告，提醒及時補充或調(diào)撥物料，在降低班組庫存量的同時又保證了正常檢修用料。

3）通過移動作業(yè)PDA 的跟蹤，能實時掌握物料的具體消耗地點，再結(jié)合物料的壽命周期管理，處于壽命周期內(nèi)的物料不得隨意更換（確有必要更換時，對更換下的物料進行質(zhì)量鑒定），從而避免物料壽命周期內(nèi)的無序或隨意更換，最終達到延長物料使用時間、節(jié)約物料消耗的目的。

4）隨著物料全壽命周期管理系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的積累，對物料消耗的類型、規(guī)格型號、地點、檢修任務(wù)量的統(tǒng)計分析，可核算出單位設(shè)備量（如條公里）年度檢修所消耗的物料清單，為下一步企業(yè)制定切實可行的維修定額打下基礎(chǔ)，對于班組下一步開展經(jīng)濟核算具有重要意義。

5）最后，班組通過WEB頁面的隨時瀏覽、操作，推動了領(lǐng)料單、物料臺賬無紙化的進程，也有效避免了紙質(zhì)單據(jù)、臺賬的保管丟失，最終提升了物料管理效率及管理水平。

3 結(jié)論

鐵路物料全壽命周期管理對于節(jié)約物料消耗、提升物料管理水平具有重要意義，而RFID技術(shù)的應(yīng)用對于鐵路物料全壽命周期管理系統(tǒng)的運行至關(guān)重要。RFID 技術(shù)因具有信息儲存量大、隨時更新、信息不易丟失、多標簽同時識別、快速追蹤物品及數(shù)據(jù)交換、操作快捷方便等優(yōu)點，使得RFID 電子標簽成為物料的“身份證”，為物料的全壽命周期管理提供了可靠的數(shù)據(jù)保障,具有很大的推廣價值。