基于物聯網的帶電作業工器具全生命管理技術研究

吳毅 丁遠慶

摘? 要：依托物聯網技術，建立工具管理系統，提高工具采購、和使用過程中的信息管理水平。利用工器具使用過程中借用、盤點、檢測產生的信息流，對工器具數據進行分析，提出工具房優化策略和工器具全生命周期管理策略。

關鍵詞：物聯網技術;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難點。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的初級階段。維修工具的類型和數量取決于維修部門的規模和維修水平。維修工具的現代化管理也是該部門的重要優勢之一。工具、量具和設備的管理是否科學，在很大程度上決定了現場的可靠性和效率。

為提高部門工器具管理效率，規范工器具日常管理，明確各崗位人員分工。通過建立完善的工器具管理體系，實現標準化、高效化、智能化。提高工具和儀器的日常管理和維護質量，減少各級管理人員的工作量?？紤]到電力維護人員的本質安全，有必要提高工具和儀器的安全性和可靠性。也是現代企業對工器具全生命周期管理的迫切需要。

一、物聯網技術路線

1.物聯網系統設計

利用物聯網技術的系統設計理念，建立了工器具管理系統。該框架分為四層：感知層、網絡層、用戶終端和公共技術。感知層主要通過二維碼標簽存儲設備信息，構建對象感知，實現各種形式工具和儀器的短距離、非接觸信息采集和識別;網絡層基于Internet進行信息傳輸，通過路由和交換機連接到本地服務器來實現;終端主要包括用于數據管理和維護的PC終端，以及通過智能手機終端進行二維碼識別。公共技術包括特定的網絡加密技術、數據加密傳輸、識別與分析、網絡管理等。

2.物聯網識別技術

物聯網自動識別技術：光學字符識別技術、語音識別技術、生物識別技術、磁卡識別技術、條形碼識別技術、RFID技術等。根據待識別工具和儀器的特殊特性，可供選擇的識別技術有磁卡識別技術、條形碼識別技術和RFID技術。

條形碼技術和兩位數條碼技術。條形碼主要在一個方向上保存信息，信息密度低。二維碼以高信息密度在垂直方向存儲信息，并具有錯誤驗證和錯誤糾正能力?？筛鶕笤O置不同的糾錯級別。與條形碼相比，二維條碼具有可靠性高、效率高、易于制作、具有加密機制等優點。對于識別對象，維修部的工具和儀器分為：手動工具、安全工具和儀器、專用工具、測試設備、電氣設備、梯子和專用設備。工具和儀器有多種類型、大小和形狀。二維碼技術可自由選擇打印，并可根據工具和儀器的形狀進行調整和選擇。

由于適用工具間的使用面積有限，專用識別終端和主機設備的布局將占據工具間的位置。確定主機的連續運行也會導致不必要的電源損失。目前，智能手機已經普及。利用智能手機作為標識終端，利用公共互聯網實現網絡鏈接，為工具和儀器的信息管理奠定了基礎。

二、工器具管理系統技術平臺

工具管理平臺是基于J2EE架構的大型分布式應用。J2EE架構可以選擇多種系統環境來滿足不同類型和規模的企業的需求。企業可以根據自己的實際情況構建合適的應用環境。結合操作系統、應用平臺或第三方產品，還可以構建一個高安全、高性能、可靠的應用環境。

1. J2EE的技術優勢

平臺獨立性，根據自身需要選擇合適的硬件、操作系統和數據庫。J2EE是一種組件技術。完成的組件可以很容易地移植到任何其他地方。方便保護用戶的投資。當用戶更換平臺時，基于J2EE的系統可以很容易地移植到其他平臺，而無需重新開發，因此可以有效地保護用戶的投資。J2EE技術規范得到了大型國際公司和自由軟件聯盟（如sun、IBM和Oracle）的廣泛支持。

2.云管理平臺的J2EE技術架構

該平臺基于J2EE的各種技術。B/S模式的三層架構設計，這是一個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據輸入，提交給業務邏輯層進行處理，并向用戶顯示業務邏輯層的處理結果。由于客戶端不處理復雜的業務邏輯和其他操作，因此客戶端的資源需求低于傳統的C/S結構。

業務邏輯層，業務邏輯層（中間層）的主要任務是接收來自表示層的數據請求，進行必要的業務邏輯檢查（包括權限檢查），然后將請求分解為不同的數據層操作，由數據層處理，然后將處理結果返回表示層。

數據層包括存儲數據的數據庫服務器和處理和緩存數據的bean。系統采用數據庫連接池技術提供應用所需的數據庫鏈接，并將一些廣泛使用的數據放入系統緩存，提供高效的數據訪問和處理機制。

三、工器具管理系統設計

本制度的主要目的是實現工器具的全生命周期管理，以提高工器具管理效率為出發點，以公司工器具管理規章制度為依據，以確保電力安全生產為立足點，從而實現工器具管理系統的開發。根據工器具管理的入庫、借用、歸還、庫存、檢測、報廢等環節，實施工器具管理。

1.倉儲功能

工具和儀器的采購通過公司的內部材料管理系統進行轉移。每批工器具采購完成后，生成材料出庫單。提取出庫單中工器具名稱、制造商、詳細參數、采購數量四個關鍵信息，導入工器具管理系統的入庫流程。管理員選擇工器具的放置位置、分配位置等信息后，根據命名規則生成唯一ID，并生成相應的二維碼入庫功能完成后，連接打印機打印二維碼，貼在工器具表面，便于識別。

2.借用功能

工具和儀器管理借用可以通過關鍵信息進行過濾。根據工具房位置、工具類型、工具編號等信息進行模糊搜索，快速準確地查找工具和儀器。工器具管理制度將對工器具狀態進行特殊限制，限制設備損壞和逾期檢查，避免不合格工器具進入維修現場。

倉庫實行無人值守制度，借用工器具需辦理登記、審批兩級手續。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。

針對目前工器具管理配置不足的情況，考慮到現場交叉維護時各工作負責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

根據公司管理規定，每年檢查一次工器具。根據盤點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。根據工具間自動生成檢查表，方便工作人員清點。在盤點過程中，工作人員通過智能終端對工器具進行識別，并根據檢查結果設置工器具的狀態。

四、工器具管理體系的有效性

工具和儀器的入庫應遵循紙質登記流程。一批采購的工具應同時進行檢查、編碼并分發到每個工具室。驗收文件制作完成后，需要簽字確認并歸檔。手動簽字要求在同一辦公空間進行交接。使用電子文檔后，可以突破空間障礙，實現快速確認。節省人員成本和時間成本。

自動實現工具、儀器的借還功能。它大大減少了工具室經理和工具用戶在搜索和注冊過程中的工作量。維護人員可以遠程查詢并建立工具列表。然后在很短的時間內進入工具室，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，工具的使用無法跟蹤和記錄。通過工器具管理系統實現從采購入庫到刀具報廢的全生命周期管理。在整個生命周期中，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、產品型號、采購價格和存放地點;第二，使用過程信息包括：使用頻率、使用時間和刀具狀態。通過使用頻率和使用時間的數據集成，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，可以消除借用較少或未借用的工具和儀器。從計劃來源完成工具和儀器的生命周期管理。

六、結語

工器具管理系統利用當前信息網絡的發展和智能手機終端的普及，依托物聯網的二維碼識別技術對電力維修部門的工器具進行管理。改進了傳統的紙質注冊本體管理，有效提高了企業工器具管理的信息化管理水平，使工器具管理規范化、高效化、合理化。積極采用尖端技術是實現精益管理和電力企業可持續發展的動力。

參考文獻：

[1]谷卓，李書芳，曹坷.UHF頻段RFID射頻自動測試系統設計[J].電子測量 技術， 2009，32（10）：92-94.

[2]邢亞斌，羊紅光，張利民.超高頻RFID協議標準的發展與應用[J].河北省 科學院學報，2010，27（2）：55-58.