基于物聯(lián)網(wǎng)的帶電作業(yè)工器具全生命管理技術(shù)研究

吳毅 丁遠(yuǎn)慶

摘? 要：依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立工具管理系統(tǒng)，提高工具采購(gòu)、和使用過(guò)程中的信息管理水平。利用工器具使用過(guò)程中借用、盤點(diǎn)、檢測(cè)產(chǎn)生的信息流，對(duì)工器具數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出工具房?jī)?yōu)化策略和工器具全生命周期管理策略。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);工器具管理

引言：目前，工具和儀器的管理是電力維修部門的一個(gè)難點(diǎn)。由于缺乏足夠的信息手段，目前仍處于手工管理和手工登記盤點(diǎn)的初級(jí)階段。維修工具的類型和數(shù)量取決于維修部門的規(guī)模和維修水平。維修工具的現(xiàn)代化管理也是該部門的重要優(yōu)勢(shì)之一。工具、量具和設(shè)備的管理是否科學(xué)，在很大程度上決定了現(xiàn)場(chǎng)的可靠性和效率。

為提高部門工器具管理效率，規(guī)范工器具日常管理，明確各崗位人員分工。通過(guò)建立完善的工器具管理體系，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、智能化。提高工具和儀器的日常管理和維護(hù)質(zhì)量，減少各級(jí)管理人員的工作量?？紤]到電力維護(hù)人員的本質(zhì)安全，有必要提高工具和儀器的安全性和可靠性。也是現(xiàn)代企業(yè)對(duì)工器具全生命周期管理的迫切需要。

一、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)路線

1.物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，建立了工器具管理系統(tǒng)。該框架分為四層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、用戶終端和公共技術(shù)。感知層主要通過(guò)二維碼標(biāo)簽存儲(chǔ)設(shè)備信息，構(gòu)建對(duì)象感知，實(shí)現(xiàn)各種形式工具和儀器的短距離、非接觸信息采集和識(shí)別;網(wǎng)絡(luò)層基于Internet進(jìn)行信息傳輸，通過(guò)路由和交換機(jī)連接到本地服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn);終端主要包括用于數(shù)據(jù)管理和維護(hù)的PC終端，以及通過(guò)智能手機(jī)終端進(jìn)行二維碼識(shí)別。公共技術(shù)包括特定的網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)、數(shù)據(jù)加密傳輸、識(shí)別與分析、網(wǎng)絡(luò)管理等。

2.物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)：光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、生物識(shí)別技術(shù)、磁卡識(shí)別技術(shù)、條形碼識(shí)別技術(shù)、RFID技術(shù)等。根據(jù)待識(shí)別工具和儀器的特殊特性，可供選擇的識(shí)別技術(shù)有磁卡識(shí)別技術(shù)、條形碼識(shí)別技術(shù)和RFID技術(shù)。

條形碼技術(shù)和兩位數(shù)條碼技術(shù)。條形碼主要在一個(gè)方向上保存信息，信息密度低。二維碼以高信息密度在垂直方向存儲(chǔ)信息，并具有錯(cuò)誤驗(yàn)證和錯(cuò)誤糾正能力。可根據(jù)要求設(shè)置不同的糾錯(cuò)級(jí)別。與條形碼相比，二維條碼具有可靠性高、效率高、易于制作、具有加密機(jī)制等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于識(shí)別對(duì)象，維修部的工具和儀器分為：手動(dòng)工具、安全工具和儀器、專用工具、測(cè)試設(shè)備、電氣設(shè)備、梯子和專用設(shè)備。工具和儀器有多種類型、大小和形狀。二維碼技術(shù)可自由選擇打印，并可根據(jù)工具和儀器的形狀進(jìn)行調(diào)整和選擇。

由于適用工具間的使用面積有限，專用識(shí)別終端和主機(jī)設(shè)備的布局將占據(jù)工具間的位置。確定主機(jī)的連續(xù)運(yùn)行也會(huì)導(dǎo)致不必要的電源損失。目前，智能手機(jī)已經(jīng)普及。利用智能手機(jī)作為標(biāo)識(shí)終端，利用公共互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈接，為工具和儀器的信息管理奠定了基礎(chǔ)。

二、工器具管理系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)

工具管理平臺(tái)是基于J2EE架構(gòu)的大型分布式應(yīng)用。J2EE架構(gòu)可以選擇多種系統(tǒng)環(huán)境來(lái)滿足不同類型和規(guī)模的企業(yè)的需求。企業(yè)可以根據(jù)自己的實(shí)際情況構(gòu)建合適的應(yīng)用環(huán)境。結(jié)合操作系統(tǒng)、應(yīng)用平臺(tái)或第三方產(chǎn)品，還可以構(gòu)建一個(gè)高安全、高性能、可靠的應(yīng)用環(huán)境。

1. J2EE的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

平臺(tái)獨(dú)立性，根據(jù)自身需要選擇合適的硬件、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)。J2EE是一種組件技術(shù)。完成的組件可以很容易地移植到任何其他地方。方便保護(hù)用戶的投資。當(dāng)用戶更換平臺(tái)時(shí)，基于J2EE的系統(tǒng)可以很容易地移植到其他平臺(tái)，而無(wú)需重新開(kāi)發(fā)，因此可以有效地保護(hù)用戶的投資。J2EE技術(shù)規(guī)范得到了大型國(guó)際公司和自由軟件聯(lián)盟（如sun、IBM和Oracle）的廣泛支持。

2.云管理平臺(tái)的J2EE技術(shù)架構(gòu)

該平臺(tái)基于J2EE的各種技術(shù)。B/S模式的三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，這是一個(gè)直接與最終用戶打交道的層。其主要功能是接收用戶的指令或數(shù)據(jù)輸入，提交給業(yè)務(wù)邏輯層進(jìn)行處理，并向用戶顯示業(yè)務(wù)邏輯層的處理結(jié)果。由于客戶端不處理復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯和其他操作，因此客戶端的資源需求低于傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)。

業(yè)務(wù)邏輯層，業(yè)務(wù)邏輯層（中間層）的主要任務(wù)是接收來(lái)自表示層的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，進(jìn)行必要的業(yè)務(wù)邏輯檢查（包括權(quán)限檢查），然后將請(qǐng)求分解為不同的數(shù)據(jù)層操作，由數(shù)據(jù)層處理，然后將處理結(jié)果返回表示層。

數(shù)據(jù)層包括存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和處理和緩存數(shù)據(jù)的bean。系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)提供應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)庫(kù)鏈接，并將一些廣泛使用的數(shù)據(jù)放入系統(tǒng)緩存，提供高效的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和處理機(jī)制。

三、工器具管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本制度的主要目的是實(shí)現(xiàn)工器具的全生命周期管理，以提高工器具管理效率為出發(fā)點(diǎn)，以公司工器具管理規(guī)章制度為依據(jù)，以確保電力安全生產(chǎn)為立足點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)工器具管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。根據(jù)工器具管理的入庫(kù)、借用、歸還、庫(kù)存、檢測(cè)、報(bào)廢等環(huán)節(jié)，實(shí)施工器具管理。

1.倉(cāng)儲(chǔ)功能

工具和儀器的采購(gòu)?fù)ㄟ^(guò)公司的內(nèi)部材料管理系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。每批工器具采購(gòu)?fù)瓿珊?，生成材料出?kù)單。提取出庫(kù)單中工器具名稱、制造商、詳細(xì)參數(shù)、采購(gòu)數(shù)量四個(gè)關(guān)鍵信息，導(dǎo)入工器具管理系統(tǒng)的入庫(kù)流程。管理員選擇工器具的放置位置、分配位置等信息后，根據(jù)命名規(guī)則生成唯一ID，并生成相應(yīng)的二維碼入庫(kù)功能完成后，連接打印機(jī)打印二維碼，貼在工器具表面，便于識(shí)別。

2.借用功能

工具和儀器管理借用可以通過(guò)關(guān)鍵信息進(jìn)行過(guò)濾。根據(jù)工具房位置、工具類型、工具編號(hào)等信息進(jìn)行模糊搜索，快速準(zhǔn)確地查找工具和儀器。工器具管理制度將對(duì)工器具狀態(tài)進(jìn)行特殊限制，限制設(shè)備損壞和逾期檢查，避免不合格工器具進(jìn)入維修現(xiàn)場(chǎng)。

倉(cāng)庫(kù)實(shí)行無(wú)人值守制度，借用工器具需辦理登記、審批兩級(jí)手續(xù)。借款人選擇工具，生成電子借閱清單，審批后保存為借閱憑證。

針對(duì)目前工器具管理配置不足的情況，考慮到現(xiàn)場(chǎng)交叉維護(hù)時(shí)各工作負(fù)責(zé)人相互借用工器具的情況，在借用功能下增加了借用功能，借用的工器具可以再次借用。

3.工具清單

根據(jù)公司管理規(guī)定，每年檢查一次工器具。根據(jù)盤點(diǎn)日期篩選管理中的工器具。分別列出借出和損壞的工具和儀器。根據(jù)工具間自動(dòng)生成檢查表，方便工作人員清點(diǎn)。在盤點(diǎn)過(guò)程中，工作人員通過(guò)智能終端對(duì)工器具進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)檢查結(jié)果設(shè)置工器具的狀態(tài)。

四、工器具管理體系的有效性

工具和儀器的入庫(kù)應(yīng)遵循紙質(zhì)登記流程。一批采購(gòu)的工具應(yīng)同時(shí)進(jìn)行檢查、編碼并分發(fā)到每個(gè)工具室。驗(yàn)收文件制作完成后，需要簽字確認(rèn)并歸檔。手動(dòng)簽字要求在同一辦公空間進(jìn)行交接。使用電子文檔后，可以突破空間障礙，實(shí)現(xiàn)快速確認(rèn)。節(jié)省人員成本和時(shí)間成本。

自動(dòng)實(shí)現(xiàn)工具、儀器的借還功能。它大大減少了工具室經(jīng)理和工具用戶在搜索和注冊(cè)過(guò)程中的工作量。維護(hù)人員可以遠(yuǎn)程查詢并建立工具列表。然后在很短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入工具室，完成工具和儀器的收集。

五、工器具的生命周期管理

工具和儀器的原始管理記錄在紙上，工具的使用無(wú)法跟蹤和記錄。通過(guò)工器具管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從采購(gòu)入庫(kù)到刀具報(bào)廢的全生命周期管理。在整個(gè)生命周期中，收集工具和儀器的信息流。主要信息包括兩類：一是原始信息包括：制造商、產(chǎn)品型號(hào)、采購(gòu)價(jià)格和存放地點(diǎn);第二，使用過(guò)程信息包括：使用頻率、使用時(shí)間和刀具狀態(tài)。通過(guò)使用頻率和使用時(shí)間的數(shù)據(jù)集成，可以分析工具間配置中的工具冗余，在修改工具間配置清單時(shí)，可以消除借用較少或未借用的工具和儀器。從計(jì)劃來(lái)源完成工具和儀器的生命周期管理。

六、結(jié)語(yǔ)

工器具管理系統(tǒng)利用當(dāng)前信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和智能手機(jī)終端的普及，依托物聯(lián)網(wǎng)的二維碼識(shí)別技術(shù)對(duì)電力維修部門的工器具進(jìn)行管理。改進(jìn)了傳統(tǒng)的紙質(zhì)注冊(cè)本體管理，有效提高了企業(yè)工器具管理的信息化管理水平，使工器具管理規(guī)范化、高效化、合理化。積極采用尖端技術(shù)是實(shí)現(xiàn)精益管理和電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]谷卓，李書(shū)芳，曹坷.UHF頻段RFID射頻自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)量 技術(shù)， 2009，32（10）：92-94.

[2]邢亞斌，羊紅光，張利民.超高頻RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與應(yīng)用[J].河北省 科學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，27（2）：55-58.