物聯(lián)網(wǎng)技術在裝備維修備件管理中的應用

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摘  要：裝備維修備件管理是裝備維修管理的基礎和先決條件，傳統(tǒng)的維修備件管理方法已不適應信息化技術的發(fā)展。為了促進裝備維修管理的信息化建設，提高管理的信息化、自動化及智能化程度，在備件管理中引入物聯(lián)網(wǎng)技術，通過對現(xiàn)行維修備件管理方法的缺點及維修備件管理對物聯(lián)網(wǎng)的需求的簡要分析，對物聯(lián)網(wǎng)應用于裝備維修備件管理系統(tǒng)中的主要功能進行了初步的設計和探索。 

關鍵詞：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：tp393            文獻標識碼：a            文章編號：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)絡及網(wǎng)絡技術快速發(fā)展的必然產(chǎn)物。然而,對物聯(lián)網(wǎng)最早提出者的認定，卻存在著一定的分歧。許多文獻中認為[1-3]，物聯(lián)網(wǎng)概念最早是由美國麻省理工學院的auto-id center(自動識別研究中心)在1999年提出來的；而在有些文獻中[4-5]，物聯(lián)網(wǎng)的概念早在1995年比爾•蓋茨的《未來之路》一書中已經(jīng)提到。到底是由誰先提出來的，已經(jīng)并不重要，重要的是物聯(lián)網(wǎng)的應用及發(fā)展會給人們的生活帶來很多方便，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”，有關物聯(lián)網(wǎng)概念模型、關鍵技術及應用的研究[6]如雨后春筍般出現(xiàn)在人們的視野中，物聯(lián)網(wǎng)的應用及發(fā)展也越來越受到各行業(yè)領域專家的關注。  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，一般都過于依賴人為因素，自動化、智能化程度低，人員一旦變動，將不利于維修備件管理工作的繼續(xù)展開，影響維修工作的進程，延誤裝備的正常使用；而且傳統(tǒng)的備件管理方法過于依賴紙質文件，不符合低碳環(huán)保理念。  傳統(tǒng)維修備件申請通常都是人為根據(jù)以往經(jīng)驗進行申請，缺乏科學的統(tǒng)計和分析，同一種備件反復申請，造成庫存積壓，而有的備件則在維修時才發(fā)現(xiàn)庫存不足，需要即時補充，因而可能造成維修工作的延誤。  備件識別和出入庫是維修備件管理的基礎，傳統(tǒng)出入庫操作需要人工識別、人工反復清點和人工登記入庫單，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，造成信息記錄不全等問題。雖然已經(jīng)有許多單位為此開發(fā)了基于一維條碼識別的自動出入庫系統(tǒng)，但由于一維條碼信息存儲量低，所以仍存在自動化程度低、人工干預較多的問題。  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存重復，資源浪費嚴重，不能達到資源共享、快速調配、統(tǒng)一管理的目的。  傳統(tǒng)備件管理方法對維修備件的管理缺乏跟蹤定位手段，即備件一旦出庫就無法進行跟蹤監(jiān)控，無法進行數(shù)據(jù)的記錄跟蹤和統(tǒng)計分析，難以做出裝備維修預測和分析。  本文的文獻[7]中對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性維修(即事后維修)的方式，這種方式是被動的、最簡單的，也恰恰是當前最普遍使用的維修方式。這種維修方式缺乏對故障的預測、對維修備件需求的分析，維修的組織形式和對維修備板、備件的準備都處于被動的地位。  2  需求分析  互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了人-人相聯(lián)，在此基礎上，物聯(lián)網(wǎng)不僅實現(xiàn)了最初的物-物相聯(lián)的目標，而且實現(xiàn)了人-物相聯(lián)。在文獻[6]中，提出物聯(lián)網(wǎng)把現(xiàn)代社會的人和物都包羅在系統(tǒng)中。文獻[1]給出物聯(lián)網(wǎng)的定義為：物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感設備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。從該定義可以看出：物聯(lián)網(wǎng)的最終目的是實現(xiàn)智能識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。這一理念為我們在裝備維修備件管理中應用物聯(lián)網(wǎng)技術奠定了基礎，物聯(lián)網(wǎng)技術的逐步成熟為我們在裝備維修備件管理中實現(xiàn)“裝備感知，智能管理”提供了可能。  文獻[8]給裝備維修備件的定義是：為了保證裝備在使用期內正常使用而儲備的備件。裝備維修備件管理是指在保證品種、質量、數(shù)量及經(jīng)濟合理的原則下，按照原定計劃進行裝備檢修或盡量縮短故障停機時間，對備件計劃、生產(chǎn)、采購、儲備、供應而進行的一系列管理工作[7]。這是設備維修工作的重要組成部分，同時也是維修管理工作的基礎。  對備品備件管理人員而言，備品備件是實現(xiàn)維修的基礎物質條件，因此，必須掌握每一種備品備件的數(shù)量和質量情況、所配屬的設備使用情況以及所在地點等信息，并能給出管理人員存儲的建議，盡量減少空損耗，減少經(jīng)費開支。通過物聯(lián)網(wǎng)的各種信息采集技術，全方位感知備品備件信息已經(jīng)成為可能。  對維修人員而言，以何種方式進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信息，文獻[5]指出：物聯(lián)網(wǎng)的第二個要素是傳送網(wǎng)，這使得維修人員獲取上述信息得以實現(xiàn)。同時，通過對裝備信息及備品備件信息的智能化處理，對設備維修部位乃至維修部件等做出預測，能夠得到及時的預警提示信息，提前制訂維修計劃，做好維修準備，采取預防為主的維修方式，真正達到智能化管理的目的。  3  主要功能設計  裝備信息的精確感知是對裝備精確管理的前提和基礎。在現(xiàn)代信息化技術條件下，信息就是指揮控制權，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[9]。對于裝備管理人員而言，掌握所有管轄范圍內的測控裝備信息，無疑是一項非常巨大的工程。文獻[5]中指出：物聯(lián)網(wǎng)的第一個要素是信息感知，全面的信息采集是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎?，F(xiàn)代裝備管理貫穿于整個裝備壽命周期，采用物聯(lián)網(wǎng)技術，從設備研制開始就對裝備進行裝備信息的全面感知，將促使管理人員對裝備信息的全面掌握，在裝備維修中達到“資源共享，統(tǒng)一管理”。將物聯(lián)網(wǎng)技術應用于裝備維修備件管理中的功能設計圖如圖1所示。  3.1  裝備維修備件入庫信息感知  采用物聯(lián)網(wǎng)的二維條碼技術、電子代碼等信息采集技術手段，對維修備件進行設備信息唯一標識，信息內容包括備件名稱、生產(chǎn)單位、生產(chǎn)日期、數(shù)量情況、質量情況、所適用的裝備及使用時限等信息。將維修備件放入倉庫中，通過射頻識別技術感知維修備件的存在，自動登記存放地點，并自動生成備件入庫清單，將人從繁瑣的標識、登記工作中解放出來?？刹捎闷胀ǖ亩S條碼進行標識，也可采用高密度條碼[10]或在條碼標識時加入特定的加密信息。這樣不僅可以增加信息容量，而且對于相對保密的單位可以防止失泄密問題。其功能解析如圖2所示。  3.2  裝備維修備件出庫信息的感知  當裝備出現(xiàn)故障需要維修時，通過對故障診斷系統(tǒng)、其他維修管理系統(tǒng)或人工分析得出需要更換的備件，利用射頻識別技術檢測出需要的備件所在的位置及當前質量狀況，并給出使用建議和出庫指引，幫助備件管理人員完成出庫提取工作和出庫清單登記及打印。運用射頻識別技術跟蹤備件的使用部位、使用情況及使用地點，做出備件使用情況的統(tǒng)計數(shù)據(jù)記錄。圖3所示是其功能解析圖。  3.3  維修備件管理預警  備件存儲的基本要求是：在保障供給的前提下，盡量減少存儲備件的種類和數(shù)量，從而降低存儲費用，提高經(jīng)濟效益和軍事效益[11]。根據(jù)備件的使用情況記錄、出庫記錄、備件報廢記錄等信息數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、信息融合等智能化處理，得出每一備件最佳庫存數(shù)量，當發(fā)現(xiàn)庫存小于該數(shù)量時，給出備件需要補充的預警信息。對于超過使用時限的備件，給出出庫報廢的預警信息。對于長期不使用的備件，給出檢測質量狀況的預警信息。根據(jù)數(shù)據(jù)分析處理結果做出使用、維修及故障預測，制訂最優(yōu)申請計劃、最優(yōu)存儲策略及最優(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)絡內，所有維修備件管理系統(tǒng)均可以互相訪問，達到系統(tǒng)互聯(lián)，備件信息互通。不同單位或維修點的備件缺貨，均可以通過權限控制進行網(wǎng)絡申請，由最近備件倉庫及時調配并給出補充，達到就近備件支持、資源共享的目的。圖5所示是其功能解析圖。  4  結  語  雖然對物聯(lián)網(wǎng)的研究還處于起步階段，還存在許多問題(比如安全問題、標準問題、政策法規(guī)問題等)，但其應用前景已經(jīng)勢不可擋。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的基礎上，探討了基于物聯(lián)網(wǎng)的信息感知技術和智能化信息處理技術，將同一網(wǎng)絡內所有維修備件信息連接起來，并對物聯(lián)網(wǎng)技術在維修備件管理中的應用做了簡要的設計。  參  考  文  獻  [1] 劉若冰.物聯(lián)網(wǎng)的研究進展與未來展望[j].物聯(lián)網(wǎng)技術，2011(5)：58-62.  [2] 王曉靜，張晉.物聯(lián)網(wǎng)研究綜述[j].遼寧大學學報：自然科學版，2010，37(1)：37-39.  [3] 陳海勇，朱詩兵，李沖.軍事物聯(lián)網(wǎng)的需求分析[j].物聯(lián)網(wǎng)技術，2011(5)：53-57  [4] 彭德林.物聯(lián)網(wǎng)技術的研究與探討[j].科技創(chuàng)新導報， 2011(19)：4.  [5] 劉歌.物聯(lián)網(wǎng)技術及其應用探討[j].科學之友，2011(3)：3-4.  [6] 沈蘇彬.物聯(lián)網(wǎng)技術架構[j].中興通訊技術， 2011，17(1)：8-10.  [7] 楊建.對設備備件科學管理的方法探析[j].科技傳播，2011(11)：55,57.  [8] 趙敏.備件的庫存模式與控制策略研究[d].武漢：華中科技大學，2004.  [9] 劉洪良，趙華.大力推進裝備信息的精確化管理[j].科技信息，2010(5)：47-48.  [10] 張世樂，吳百鋒.高密度條碼在現(xiàn)代物流業(yè)中的應用[j].計算機工程，2011，37(6)：242-244.  [11] 曹繼平，宋建社.裝備維修備件存儲策略[j].火力與指揮控制，2008，33(4)：8-11.  [12] 李院生，時和平.溫特法在裝備備件消耗預測中的應用研究[j].現(xiàn)代電子技術，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)的設計開發(fā)[j].成組技術與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2005（1）：47-49.