應(yīng)用二維碼識(shí)別技術(shù)提升設(shè)備儀器智能化管理

高彥，林玥，黃飛，張艷

（中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京 100076）

1 項(xiàng)目背景

我國(guó)航天事業(yè)目前正處于飛速發(fā)展階段，火箭技術(shù)研究院是我國(guó)航天科研的主力軍，任務(wù)繁重。航天測(cè)控、檢測(cè)技術(shù)的提高，新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用，都對(duì)設(shè)備儀器管理提出了更高的要求。由于任務(wù)需求的不斷發(fā)展，設(shè)備儀器的種類(lèi)和數(shù)量日益增多，一些大型或特種設(shè)備的使用地點(diǎn)分散，使用環(huán)境各異，設(shè)備儀器使用率增高、使用人增多，也對(duì)設(shè)備儀器的管理提出了更高的要求，而目前我們?cè)O(shè)備儀器的現(xiàn)有管理手段已跟不上日益發(fā)展的需求，推進(jìn)信息化、智能化管理，采用現(xiàn)時(shí)代先進(jìn)技術(shù)手段能為我們的設(shè)備儀器管理工作提供簡(jiǎn)單便捷的管理方式、準(zhǔn)確高效的管理手段，縮短工作鏈條，降本增效，以更好的開(kāi)展設(shè)備儀器過(guò)程管控和精益化管理工作。

2 工作與實(shí)踐

我們?cè)诳蒲猩a(chǎn)過(guò)程中對(duì)設(shè)備儀器智能化管理的基本理念就是希望通過(guò)信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把每一設(shè)備儀器通過(guò)“一物一碼”定義形式，與管理系統(tǒng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、監(jiān)控和管理，而這種集成了多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)的管理系統(tǒng)以條碼識(shí)別技術(shù)為依托，構(gòu)建高性能的設(shè)備儀器管理系統(tǒng)，通過(guò)生成二維碼標(biāo)簽來(lái)識(shí)別每一臺(tái)設(shè)備儀器，充分利用設(shè)備儀器信息資源，結(jié)合航天企業(yè)設(shè)備儀器管理流程，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備儀器全生命周期的信息化智能化管理。

2.1 條碼識(shí)別技術(shù)

在日常生活中，我們對(duì)條形碼很眼熟，在各種物品或包裝的邊邊角角都可見(jiàn)其身影，例如：我們?nèi)コ匈I(mǎi)東西，收銀員都會(huì)拿著掃描器對(duì)著商品的條形碼掃描一下，商品信息瞬間就會(huì)顯示在電腦屏幕上；在路邊、交通工具上的廣告牌都有一些二維碼圖形，甚至機(jī)票、火車(chē)票上也印有二維碼，通過(guò)手機(jī)掃描這個(gè)二維碼，就能進(jìn)入媒介，了解具體信息，方便快捷。所以這些應(yīng)用范圍較廣的條形碼看似簡(jiǎn)單的黑白條/塊組合，里面卻藏匿著大量的關(guān)鍵的實(shí)用信息，是迄今為止應(yīng)用最為廣泛的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。

條形碼主要可以分為一維碼和二維碼，如圖1所示，

圖1

一維碼是一組黑白幾何條形和數(shù)字在平面一個(gè)方向上按規(guī)律排列組成，圖形中可包含制定的信息，通常具有校驗(yàn)功能以防止錯(cuò)讀，但其數(shù)據(jù)容量較小，只能包含生產(chǎn)國(guó)、制造商、品名、生產(chǎn)日期等物品信息，且條形碼一旦遭到污損將被拒讀。二維碼是在二維平面上的圖形，可以在水平和垂直方向的二維空間對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，可以把文字、圖片、聲音等信息進(jìn)行數(shù)字化信息編碼，編碼密度高，信息容量大，容錯(cuò)能力強(qiáng)，具有糾錯(cuò)功能，即使條形碼部分損壞也能將正確的信息還原出來(lái)，適用于多種閱讀設(shè)備進(jìn)行閱讀。

條碼識(shí)別技術(shù)在零售和倉(cāng)儲(chǔ)管理領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，它使得每一件商品都有自己獨(dú)立的編碼，便于識(shí)別，提高效率，提供了實(shí)時(shí)庫(kù)存信息以及產(chǎn)品供需的真實(shí)信息。條碼管理系統(tǒng)現(xiàn)在也已大量應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、科研智能化管理等諸多領(lǐng)域。

2.2 二維碼技術(shù)的應(yīng)用

存儲(chǔ)在信息管理系統(tǒng)中的每一臺(tái)設(shè)備儀器其自身信息量比較多，而且設(shè)備儀器體積差距很大，針對(duì)體積較小的儀器，需要粘貼尺寸小的標(biāo)簽，因此二維碼不宜占據(jù)標(biāo)簽太多的面積；針對(duì)體積較大的設(shè)備儀器，可以粘貼尺寸大的標(biāo)簽。所以作為設(shè)備儀器管理，適宜選擇具有以下諸多優(yōu)點(diǎn)的二維碼技術(shù)。

（1）二維碼密度高，信息容量大。

（2）二維碼表示范圍廣：可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等以數(shù)字信息進(jìn)行編碼，用條碼表示出來(lái)；可表示多種語(yǔ)言文字；可表示圖像數(shù)據(jù)。

（3）譯碼可靠性髙：它比普通條碼譯碼錯(cuò)誤率百萬(wàn)分之二要低得多，誤碼率不超過(guò)千萬(wàn)分之一。

（4）容錯(cuò)能力強(qiáng)，具有糾錯(cuò)功能：在二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時(shí)，依然可以正確得到識(shí)讀，損毀面積達(dá)50%時(shí)仍然可以恢復(fù)信息。

（5）成本低，易制作，持久耐用，條碼符號(hào)形狀、尺寸大小比例可變。

（6）可引入加密措施：保密性、防偽性好。

我們以二維碼技術(shù)為依托，將其融入到設(shè)備儀器管理系統(tǒng)中， 通過(guò)生成二維碼標(biāo)簽來(lái)識(shí)別每一臺(tái)設(shè)備儀器，結(jié)合航天企業(yè)設(shè)備儀器管理流程，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備儀器全生命周期的信息化智能化管理。

3 設(shè)備儀器管理系統(tǒng)的構(gòu)成

融入二維碼技術(shù)后，現(xiàn)有設(shè)備儀器管理系統(tǒng)不僅軟件進(jìn)行升級(jí)，還要配置符合要求的二維碼打印設(shè)備（標(biāo)簽打印機(jī)）和移動(dòng)掃描終端（pad）等硬件。

（1）運(yùn)行設(shè)備儀器管理系統(tǒng)；與手持掃描終端通訊聯(lián)絡(luò)；存儲(chǔ)設(shè)備儀器信息數(shù)據(jù)；生成二維碼標(biāo)簽等。

（2）二維碼打印設(shè)備：打印設(shè)備儀器二維碼標(biāo)簽，選取尺寸適合的工業(yè)標(biāo)簽紙，由管理人員自行打印輸出；我院根據(jù)日常管理需求，設(shè)計(jì)出六種規(guī)格二維碼標(biāo)識(shí)，滿足不同設(shè)備儀器使用。由于一些大型或特種設(shè)備處于室外或特殊環(huán)境，可選取防高溫耐腐蝕的標(biāo)簽片（陶瓷、不銹鋼等），用激光機(jī)刻制二維碼標(biāo)簽。

（3）手持掃描終端：攜帶方便，現(xiàn)場(chǎng)掃描設(shè)備儀器二維碼標(biāo)簽，顯示設(shè)備儀器信息，可把數(shù)據(jù)上傳設(shè)備儀器管理系統(tǒng)，集中批量處理，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

（4）信息采集軟件：掃描讀取二維碼或手動(dòng)輸入二維碼，根據(jù)編碼規(guī)則保存數(shù)據(jù)信息。

（5）設(shè)備儀器管理系統(tǒng)：將采集信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，更新設(shè)備儀器數(shù)據(jù)庫(kù)的相應(yīng)內(nèi)容，用于設(shè)備儀器日常管理，狀態(tài)變更管理，信息化盤(pán)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)分析等。

4 升級(jí)后設(shè)備儀器管理系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）設(shè)備儀器新增：把新增設(shè)備儀器信息輸入設(shè)備儀器管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，打印出設(shè)備儀器二維碼標(biāo)簽，粘貼在設(shè)備儀器上，接收人員可通過(guò)掃描標(biāo)簽，查看并記錄設(shè)備儀器的接收時(shí)間、接收人等相關(guān)信息。

（2）設(shè)備儀器庫(kù)存：庫(kù)管人員可通過(guò)掃描標(biāo)簽，查看并記錄設(shè)備儀器的庫(kù)存時(shí)間、狀態(tài)等信息。

（3）設(shè)備儀器領(lǐng)用/歸還：管理人員可通過(guò)掃描標(biāo)簽，查看并記錄設(shè)備儀器的領(lǐng)用/歸還時(shí)間、狀態(tài)、領(lǐng)用/歸還人員等信息。

（4）設(shè)備儀器使用現(xiàn)場(chǎng)檢查：管理人員可現(xiàn)場(chǎng)掃描設(shè)備儀器二維碼標(biāo)簽，查看并記錄設(shè)備儀器的使用狀態(tài)、責(zé)任人員等信息，可把數(shù)據(jù)上傳主機(jī)集中批量處理。

（5）設(shè)備儀器數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：將采集信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)后對(duì)設(shè)備儀器的使用狀態(tài)、計(jì)量信息、維保狀態(tài)等進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，提高設(shè)備儀器的使用率。

（6）現(xiàn)場(chǎng)盤(pán)點(diǎn)：將在現(xiàn)場(chǎng)掃描的設(shè)備儀器信息回傳到設(shè)備儀器管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)物與帳物核對(duì)，核實(shí)帳實(shí)相符情況，對(duì)于異地使用或存放的設(shè)備儀器，當(dāng)?shù)乇９苋藛T直接利用手持掃描終端將讀取的二維碼信息回傳到本單位，不必派專(zhuān)人進(jìn)行異地現(xiàn)場(chǎng)盤(pán)點(diǎn)，省時(shí)、省力、節(jié)約成本。

5 實(shí)踐效果

設(shè)備儀器管理系統(tǒng)通過(guò)生成二維碼標(biāo)簽來(lái)識(shí)別每一臺(tái)設(shè)備儀器，充分利用及時(shí)有效的數(shù)據(jù)采集手段，避免人工操作造成的信息錯(cuò)誤，同時(shí)能提高管理工作效率和設(shè)備儀器信息的準(zhǔn)確性，具有輸入速度快、準(zhǔn)確度高、成本低、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合航天企業(yè)設(shè)備儀器管理流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備儀器全生命周期的信息化智能化管理。

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上級(jí)要求和自身管理實(shí)際，不斷對(duì)設(shè)備儀器管理系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和功能的擴(kuò)充，對(duì)優(yōu)化配置設(shè)備儀器資源，提高設(shè)備儀器的管理水平和使用率具有重要意義。

隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體圖像處理技術(shù)、電力載波技術(shù)、RFID技術(shù)等的快速發(fā)展，將促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的普及，而物聯(lián)網(wǎng)的基本理念就是通過(guò)信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理這對(duì)于企業(yè)的設(shè)備儀器管理、運(yùn)維管理等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用和發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備儀器自動(dòng)化、信息化、共享化管理。我院目前利用電力載波技術(shù)，可以監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、能耗數(shù)據(jù)、故障狀態(tài)、定位數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確計(jì)算設(shè)備儀器利用率等，為年度考核利用率提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。后續(xù)擬利用RFID技術(shù)，識(shí)別移動(dòng)的設(shè)備儀器進(jìn)出房間或樓宇的相關(guān)流動(dòng)信息，定位其去向和地點(diǎn)等，進(jìn)一步提升企業(yè)設(shè)備儀器管理應(yīng)用水平。