物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在裝備維修備件管理中的應(yīng)用

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摘  要：裝備維修備件管理是裝備維修管理的基礎(chǔ)和先決條件，傳統(tǒng)的維修備件管理方法已不適應(yīng)信息化技術(shù)的發(fā)展。為了促進(jìn)裝備維修管理的信息化建設(shè)，提高管理的信息化、自動(dòng)化及智能化程度，在備件管理中引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)行維修備件管理方法的缺點(diǎn)及維修備件管理對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的需求的簡(jiǎn)要分析，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于裝備維修備件管理系統(tǒng)中的主要功能進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)和探索。 

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；信息感知；裝備維修備件；裝備維修備件管理  中圖分類號(hào)：tp393            文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a            文章編號(hào)：2095-1302(2012)09-0079-03  application of internet of things technology in management of equipment maintenance spare parts  liu yan-li, chen zhen-hua  (xichang satellite launch center of china, xichang 615000, china)  abstract: management of equipment maintenance spare parts is the basis and prerequisites of equipment maintenance. the traditional management methods are not suitable for the development of information technology. in order to improve the level of management informatization, automation and intelligentization and promote information construction of equipment maintenance management, internet of things technologies are applied in the design of equipment maintenance management system. through a brief analysis of the current management method’s shortcomings and maintenance spare parts management demands for internet of things, a preliminary design scheme of equipment maintenance management system based on iot is given in the paper.  keywords: internet of things; information perception; equipment maintenance spare parts; management of equipment spare parts  0  引  言  物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的必然產(chǎn)物。然而,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)最早提出者的認(rèn)定，卻存在著一定的分歧。許多文獻(xiàn)中認(rèn)為[1-3]，物聯(lián)網(wǎng)概念最早是由美國(guó)麻省理工學(xué)院的auto-id center(自動(dòng)識(shí)別研究中心)在1999年提出來(lái)的；而在有些文獻(xiàn)中[4-5]，物聯(lián)網(wǎng)的概念早在1995年比爾•蓋茨的《未來(lái)之路》一書中已經(jīng)提到。到底是由誰(shuí)先提出來(lái)的，已經(jīng)并不重要，重要的是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用及發(fā)展會(huì)給人們的生活帶來(lái)很多方便，而且其發(fā)展前景也備受矚目。2009年，隨著溫總理的一句“感知中國(guó)”，有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)概念模型、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用的研究[6]如雨后春筍般出現(xiàn)在人們的視野中，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用及發(fā)展也越來(lái)越受到各行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜业年P(guān)注。  1 傳統(tǒng)備件管理方法存在的缺陷分析  傳統(tǒng)的粗放型備件管理方法，一般都過(guò)于依賴人為因素，自動(dòng)化、智能化程度低，人員一旦變動(dòng)，將不利于維修備件管理工作的繼續(xù)展開，影響維修工作的進(jìn)程，延誤裝備的正常使用；而且傳統(tǒng)的備件管理方法過(guò)于依賴紙質(zhì)文件，不符合低碳環(huán)保理念。  傳統(tǒng)維修備件申請(qǐng)通常都是人為根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行申請(qǐng)，缺乏科學(xué)的統(tǒng)計(jì)和分析，同一種備件反復(fù)申請(qǐng)，造成庫(kù)存積壓，而有的備件則在維修時(shí)才發(fā)現(xiàn)庫(kù)存不足，需要即時(shí)補(bǔ)充，因而可能造成維修工作的延誤。  備件識(shí)別和出入庫(kù)是維修備件管理的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)出入庫(kù)操作需要人工識(shí)別、人工反復(fù)清點(diǎn)和人工登記入庫(kù)單，人工記錄產(chǎn)品信息，這種方式不僅工作量大，而且容易出錯(cuò)，造成信息記錄不全等問(wèn)題。雖然已經(jīng)有許多單位為此開發(fā)了基于一維條碼識(shí)別的自動(dòng)出入庫(kù)系統(tǒng)，但由于一維條碼信息存儲(chǔ)量低，所以仍存在自動(dòng)化程度低、人工干預(yù)較多的問(wèn)題。  傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)都采取各自開發(fā)的方法，因而造成了管理系統(tǒng)較多卻又各自為政，信息共享困難，同一裝備的維修備件在不同單位的庫(kù)存重復(fù)，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，不能達(dá)到資源共享、快速調(diào)配、統(tǒng)一管理的目的。  傳統(tǒng)備件管理方法對(duì)維修備件的管理缺乏跟蹤定位手段，即備件一旦出庫(kù)就無(wú)法進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄跟蹤和統(tǒng)計(jì)分析，難以做出裝備維修預(yù)測(cè)和分析。  本文的文獻(xiàn)[7]中對(duì)常用的基于維修方式的備件管理方法做了深入的分析。傳統(tǒng)的維修通常采用修復(fù)性維修(即事后維修)的方式，這種方式是被動(dòng)的、最簡(jiǎn)單的，也恰恰是當(dāng)前最普遍使用的維修方式。這種維修方式缺乏對(duì)故障的預(yù)測(cè)、對(duì)維修備件需求的分析，維修的組織形式和對(duì)維修備板、備件的準(zhǔn)備都處于被動(dòng)的地位。  2  需求分析  互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了人-人相聯(lián)，在此基礎(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)不僅實(shí)現(xiàn)了最初的物-物相聯(lián)的目標(biāo)，而且實(shí)現(xiàn)了人-物相聯(lián)。在文獻(xiàn)[6]中，提出物聯(lián)網(wǎng)把現(xiàn)代社會(huì)的人和物都包羅在系統(tǒng)中。文獻(xiàn)[1]給出物聯(lián)網(wǎng)的定義為：物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。從該定義可以看出：物聯(lián)網(wǎng)的最終目的是實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。這一理念為我們?cè)谘b備維修備件管理中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步成熟為我們?cè)谘b備維修備件管理中實(shí)現(xiàn)“裝備感知，智能管理”提供了可能。  文獻(xiàn)[8]給裝備維修備件的定義是：為了保證裝備在使用期內(nèi)正常使用而儲(chǔ)備的備件。裝備維修備件管理是指在保證品種、質(zhì)量、數(shù)量及經(jīng)濟(jì)合理的原則下，按照原定計(jì)劃進(jìn)行裝備檢修或盡量縮短故障停機(jī)時(shí)間，對(duì)備件計(jì)劃、生產(chǎn)、采購(gòu)、儲(chǔ)備、供應(yīng)而進(jìn)行的一系列管理工作[7]。這是設(shè)備維修工作的重要組成部分，同時(shí)也是維修管理工作的基礎(chǔ)。  對(duì)備品備件管理人員而言，備品備件是實(shí)現(xiàn)維修的基礎(chǔ)物質(zhì)條件，因此，必須掌握每一種備品備件的數(shù)量和質(zhì)量情況、所配屬的設(shè)備使用情況以及所在地點(diǎn)等信息，并能給出管理人員存儲(chǔ)的建議，盡量減少空損耗，減少經(jīng)費(fèi)開支。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的各種信息采集技術(shù)，全方位感知備品備件信息已經(jīng)成為可能。  對(duì)維修人員而言，以何種方式進(jìn)行維修取決于所獲取的裝備信息、備件信息以及以往的故障信息和專家知識(shí)信息，文獻(xiàn)[5]指出：物聯(lián)網(wǎng)的第二個(gè)要素是傳送網(wǎng)，這使得維修人員獲取上述信息得以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)裝備信息及備品備件信息的智能化處理，對(duì)設(shè)備維修部位乃至維修部件等做出預(yù)測(cè)，能夠得到及時(shí)的預(yù)警提示信息，提前制訂維修計(jì)劃，做好維修準(zhǔn)備，采取預(yù)防為主的維修方式，真正達(dá)到智能化管理的目的。  3  主要功能設(shè)計(jì)  裝備信息的精確感知是對(duì)裝備精確管理的前提和基礎(chǔ)。在現(xiàn)代信息化技術(shù)條件下，信息就是指揮控制權(quán)，信息就是裝備效能發(fā)揮的倍增器，信息就是裝備精確管理的基礎(chǔ)[9]。對(duì)于裝備管理人員而言，掌握所有管轄范圍內(nèi)的測(cè)控裝備信息，無(wú)疑是一項(xiàng)非常巨大的工程。文獻(xiàn)[5]中指出：物聯(lián)網(wǎng)的第一個(gè)要素是信息感知，全面的信息采集是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)代裝備管理貫穿于整個(gè)裝備壽命周期，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從設(shè)備研制開始就對(duì)裝備進(jìn)行裝備信息的全面感知，將促使管理人員對(duì)裝備信息的全面掌握，在裝備維修中達(dá)到“資源共享，統(tǒng)一管理”。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于裝備維修備件管理中的功能設(shè)計(jì)圖如圖1所示。  3.1  裝備維修備件入庫(kù)信息感知  采用物聯(lián)網(wǎng)的二維條碼技術(shù)、電子代碼等信息采集技術(shù)手段，對(duì)維修備件進(jìn)行設(shè)備信息唯一標(biāo)識(shí)，信息內(nèi)容包括備件名稱、生產(chǎn)單位、生產(chǎn)日期、數(shù)量情況、質(zhì)量情況、所適用的裝備及使用時(shí)限等信息。將維修備件放入倉(cāng)庫(kù)中，通過(guò)射頻識(shí)別技術(shù)感知維修備件的存在，自動(dòng)登記存放地點(diǎn)，并自動(dòng)生成備件入庫(kù)清單，將人從繁瑣的標(biāo)識(shí)、登記工作中解放出來(lái)。可采用普通的二維條碼進(jìn)行標(biāo)識(shí)，也可采用高密度條碼[10]或在條碼標(biāo)識(shí)時(shí)加入特定的加密信息。這樣不僅可以增加信息容量，而且對(duì)于相對(duì)保密的單位可以防止失泄密問(wèn)題。其功能解析如圖2所示。  3.2  裝備維修備件出庫(kù)信息的感知  當(dāng)裝備出現(xiàn)故障需要維修時(shí)，通過(guò)對(duì)故障診斷系統(tǒng)、其他維修管理系統(tǒng)或人工分析得出需要更換的備件，利用射頻識(shí)別技術(shù)檢測(cè)出需要的備件所在的位置及當(dāng)前質(zhì)量狀況，并給出使用建議和出庫(kù)指引，幫助備件管理人員完成出庫(kù)提取工作和出庫(kù)清單登記及打印。運(yùn)用射頻識(shí)別技術(shù)跟蹤備件的使用部位、使用情況及使用地點(diǎn)，做出備件使用情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)記錄。圖3所示是其功能解析圖。  3.3  維修備件管理預(yù)警  備件存儲(chǔ)的基本要求是：在保障供給的前提下，盡量減少存儲(chǔ)備件的種類和數(shù)量，從而降低存儲(chǔ)費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益和軍事效益[11]。根據(jù)備件的使用情況記錄、出庫(kù)記錄、備件報(bào)廢記錄等信息數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、信息融合等智能化處理，得出每一備件最佳庫(kù)存數(shù)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)庫(kù)存小于該數(shù)量時(shí)，給出備件需要補(bǔ)充的預(yù)警信息。對(duì)于超過(guò)使用時(shí)限的備件，給出出庫(kù)報(bào)廢的預(yù)警信息。對(duì)于長(zhǎng)期不使用的備件，給出檢測(cè)質(zhì)量狀況的預(yù)警信息。根據(jù)數(shù)據(jù)分析處理結(jié)果做出使用、維修及故障預(yù)測(cè)，制訂最優(yōu)申請(qǐng)計(jì)劃、最優(yōu)存儲(chǔ)策略及最優(yōu)維修方式組合。其功能解析如圖4所示。  3.4  備件資源共享  在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，所有維修備件管理系統(tǒng)均可以互相訪問(wèn)，達(dá)到系統(tǒng)互聯(lián)，備件信息互通。不同單位或維修點(diǎn)的備件缺貨，均可以通過(guò)權(quán)限控制進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)，由最近備件倉(cāng)庫(kù)及時(shí)調(diào)配并給出補(bǔ)充，達(dá)到就近備件支持、資源共享的目的。圖5所示是其功能解析圖。  4  結(jié)  語(yǔ)  雖然對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的研究還處于起步階段，還存在許多問(wèn)題(比如安全問(wèn)題、標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題、政策法規(guī)問(wèn)題等)，但其應(yīng)用前景已經(jīng)勢(shì)不可擋。本文在充分分析備件管理需求和傳統(tǒng)備件管理方法的缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，探討了基于物聯(lián)網(wǎng)的信息感知技術(shù)和智能化信息處理技術(shù)，將同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有維修備件信息連接起來(lái)，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在維修備件管理中的應(yīng)用做了簡(jiǎn)要的設(shè)計(jì)。  參  考  文  獻(xiàn)  [1] 劉若冰.物聯(lián)網(wǎng)的研究進(jìn)展與未來(lái)展望[j].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011(5)：58-62.  [2] 王曉靜，張晉.物聯(lián)網(wǎng)研究綜述[j].遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，37(1)：37-39.  [3] 陳海勇，朱詩(shī)兵，李沖.軍事物聯(lián)網(wǎng)的需求分析[j].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2011(5)：53-57  [4] 彭德林.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究與探討[j].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)， 2011(19)：4.  [5] 劉歌.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用探討[j].科學(xué)之友，2011(3)：3-4.  [6] 沈蘇彬.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)[j].中興通訊技術(shù)， 2011，17(1)：8-10.  [7] 楊建.對(duì)設(shè)備備件科學(xué)管理的方法探析[j].科技傳播，2011(11)：55,57.  [8] 趙敏.備件的庫(kù)存模式與控制策略研究[d].武漢：華中科技大學(xué)，2004.  [9] 劉洪良，趙華.大力推進(jìn)裝備信息的精確化管理[j].科技信息，2010(5)：47-48.  [10] 張世樂(lè)，吳百鋒.高密度條碼在現(xiàn)代物流業(yè)中的應(yīng)用[j].計(jì)算機(jī)工程，2011，37(6)：242-244.  [11] 曹繼平，宋建社.裝備維修備件存儲(chǔ)策略[j].火力與指揮控制，2008，33(4)：8-11.  [12] 李院生，時(shí)和平.溫特法在裝備備件消耗預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究[j].現(xiàn)代電子技術(shù)，2007，30（5）：76-78.  [13] 張志利，張永久，陳家照，等.裝備備件統(tǒng)籌管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)[j].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2005（1）：47-49.