基于RFID 技術(shù)在BTG 項(xiàng)目管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究

洪曉展

(上海電氣電站集團(tuán)，上海 201199)

0 引言

印度某燃煤電站鍋爐—汽輪機(jī)—發(fā)電機(jī)(Boiler，Turbine，Generator，BTG)項(xiàng)目是一個(gè)集電站設(shè)計(jì)、設(shè)備供貨、安裝指導(dǎo)、設(shè)備以及系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行為一體的承包工程。該項(xiàng)目執(zhí)行以來(lái)，項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常出現(xiàn)缺件的大量產(chǎn)生以及補(bǔ)供，極大影響著設(shè)備的安裝進(jìn)度，業(yè)主對(duì)進(jìn)度的要求及評(píng)價(jià)，以及項(xiàng)目的收款工作。事實(shí)上，國(guó)外先進(jìn)的工程建設(shè)及管理公司已運(yùn)用射頻識(shí)別技術(shù) (Radio Frequency Identification Technology，RFID)對(duì)設(shè)備、人員等進(jìn)行管理，有效地提高了項(xiàng)目管理能力和工作效率。

目前較多在建的國(guó)內(nèi)和國(guó)外電站項(xiàng)目，涉及的設(shè)備多而復(fù)雜，而實(shí)際工作中遇到的產(chǎn)品缺陷、缺件補(bǔ)供、設(shè)備安裝、性能試驗(yàn)、調(diào)試運(yùn)行等大部分問(wèn)題都是和設(shè)備有關(guān)。此外，項(xiàng)目完成后，項(xiàng)目經(jīng)理不能很好地總結(jié)項(xiàng)目中遇到的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目知識(shí)的有效管理，當(dāng)項(xiàng)目人員出現(xiàn)變更時(shí)，更是如此。這樣重復(fù)了很多工作，不僅消耗了大量的人力物力，而且影響了工作效率。本文基于RFID 技術(shù)建立一套產(chǎn)品全生命周期的管理系統(tǒng)，便于對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)備管理、知識(shí)管理、人員管理等。

1 RFID 介紹

RFID 又稱(chēng)電子標(biāo)簽，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，由電子標(biāo)簽、閱讀器、微型天線組成，具有不局限于視線，通過(guò)無(wú)線電信號(hào)自動(dòng)識(shí)別，在較惡劣環(huán)境中仍可使用，條碼不可替代等優(yōu)勢(shì)。RFID 與條碼的區(qū)別在于無(wú)需光信號(hào)接觸，一般用標(biāo)簽作為應(yīng)答器，用閱讀器作為讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備。

RFID 分為被動(dòng)標(biāo)簽(passive tags)和主動(dòng)標(biāo)簽(active tags)兩種。主動(dòng)標(biāo)簽自身帶有電池供電，與被動(dòng)標(biāo)簽相比成本更高，一般具有較遠(yuǎn)的閱讀距離。被動(dòng)標(biāo)簽內(nèi)無(wú)電池，接收閱讀器發(fā)出的微波信號(hào)便可工作，成本很低，使用壽命長(zhǎng)，但在讀寫(xiě)距離方面受限。

目前RFID 在圖書(shū)館、食品安全溯源、醫(yī)療器械及藥品、物流管理以及軍事上均有廣泛的應(yīng)用。由于該技術(shù)的可操作性以及不同領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用，RFID 已開(kāi)始應(yīng)用于工程建設(shè)領(lǐng)域。對(duì)于電站工程項(xiàng)目建設(shè)，可使用RFID 對(duì)人員和設(shè)備進(jìn)行管理。

2 管理系統(tǒng)模型

2.1 RFID 標(biāo)簽信息

RFID 標(biāo)簽里所包含的應(yīng)是安裝、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、缺件補(bǔ)供等各方人員所需的信息。例如安裝人員希望了解安裝方式，可以從相關(guān)圖樣中獲取信息，圖樣可包含基本結(jié)構(gòu)圖、安裝指示圖、安裝關(guān)聯(lián)件名稱(chēng)以及安裝視頻等信息。設(shè)備管理人員需要對(duì)產(chǎn)品定位、使用情況、基本信息有所了解。缺件補(bǔ)供人員通過(guò)圖號(hào)、材料、重量、生產(chǎn)廠家及零部件照片等信息來(lái)了解補(bǔ)供進(jìn)度。質(zhì)量管理人員從質(zhì)檢記錄等其他信息來(lái)掌握質(zhì)量狀況，進(jìn)行缺陷分析。RFID 標(biāo)簽更重要的功能是可以進(jìn)行產(chǎn)品的全生命周期管理，提升產(chǎn)品的跟蹤服務(wù)能力。圖1 是RFID 標(biāo)簽信息。

圖1 RFID 標(biāo)簽信息

由于不是所有設(shè)備和部件都有電站標(biāo)識(shí)系統(tǒng)(KKS)碼，這會(huì)造成在設(shè)備損壞或丟失某些零件時(shí)產(chǎn)生較大麻煩。而在設(shè)備管理中，管理人員對(duì)有KKS 碼的設(shè)備或部件較為清楚，而其中的組成零件則并不清楚。考慮成本原因，沒(méi)有必要對(duì)所有零件貼RFID 標(biāo)簽，而只對(duì)重要的設(shè)備、部件或具有KKS 碼的設(shè)備貼RFID 標(biāo)簽，但標(biāo)簽里所包含的信息要盡量全面，這樣可以有助于快速、有效地解決問(wèn)題。

2.2 設(shè)備管理系統(tǒng)模型的建立

對(duì)于一個(gè)大型電站建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)備多、倉(cāng)庫(kù)有限、擺放亂對(duì)設(shè)備的管理與使用造成很大的難題。現(xiàn)場(chǎng)的項(xiàng)目管理者由于不熟悉所有的系統(tǒng)及設(shè)備，當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)需要花大量的時(shí)間去了解，或把問(wèn)題反饋到國(guó)內(nèi)解決。為此，通過(guò)建立一個(gè)設(shè)備管理系統(tǒng)，把相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題通過(guò)閱讀器以及客戶(hù)端獲取大量的信息來(lái)進(jìn)行分析。

管理系統(tǒng)主要由服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)、客戶(hù)端、應(yīng)用軟件、RFID 標(biāo)簽、閱讀器等組成。首先從各設(shè)備廠家獲取每個(gè)設(shè)備、部件以及零件的信息輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，并把相關(guān)信息從數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)入到RFID 標(biāo)簽中，這樣把標(biāo)簽中和數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息對(duì)應(yīng)起來(lái)。通過(guò)客戶(hù)端與服務(wù)器進(jìn)行人機(jī)交流，經(jīng)授權(quán)的管理人員可以對(duì)需要更新以及錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新或修改，并且對(duì)某些重要信息加密保護(hù)。RFID 標(biāo)簽以貼或掛的方式同設(shè)備相連。閱讀器可以隨時(shí)讀取標(biāo)簽中的信息并可導(dǎo)入客戶(hù)端計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)信息的分析、處理和使用。圖2 是設(shè)備管理系統(tǒng)模型。

圖2 設(shè)備管理系統(tǒng)模型

對(duì)設(shè)備、部件的追蹤與記錄是體現(xiàn)施工管理水平，關(guān)系設(shè)備安裝質(zhì)量與工程造價(jià)的重要影響因素。對(duì)于小型設(shè)備，可通過(guò)采用被動(dòng)式電子標(biāo)簽，并利用手持式閱讀器獲取設(shè)備的具體信息;對(duì)于大型設(shè)備，可通過(guò)采用主動(dòng)式電子標(biāo)簽進(jìn)行遠(yuǎn)程查找與定位。因此運(yùn)用RFID 技術(shù)，在設(shè)備、部件進(jìn)場(chǎng)交付時(shí)，可以設(shè)置RFID 標(biāo)簽來(lái)記錄設(shè)備型號(hào)、類(lèi)別、用途、具體材質(zhì)組成、圖樣、生產(chǎn)廠家等詳細(xì)信息;在施工管理過(guò)程中，可利用RFID 閱讀器，準(zhǔn)確監(jiān)控每一個(gè)設(shè)備、部件使用的具體情況，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并能有效處理。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和客戶(hù)端軟件的開(kāi)發(fā)

(1)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。設(shè)備管理系統(tǒng)可以分為鍋爐系統(tǒng)、汽機(jī)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和熱控系統(tǒng)。構(gòu)建設(shè)備管理系統(tǒng)，首先要建立一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)以設(shè)備為基礎(chǔ)進(jìn)行分類(lèi)。例如對(duì)于鍋爐系統(tǒng)，可以包括本體、輔機(jī)系統(tǒng)，也可以包括控制系統(tǒng)。同時(shí)由于鍋爐有不同類(lèi)型以及不同發(fā)電能力機(jī)組，可將設(shè)備進(jìn)行屬性分類(lèi)。圖3 是鍋爐系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)分類(lèi)。對(duì)于其他類(lèi)型的設(shè)備也可以進(jìn)行類(lèi)似分類(lèi)。由于本體部分涉及的設(shè)備、類(lèi)型較多，對(duì)于本體部分的設(shè)備，在數(shù)據(jù)庫(kù)里除了圖號(hào)、材料、尺寸規(guī)格、加工方式等信息外，還可以加入適用的機(jī)組、可替用的材料等信息;相對(duì)應(yīng)的輔機(jī)系統(tǒng)涉及的設(shè)備、類(lèi)型較少，輔機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立也相對(duì)容易得多。

圖3 鍋爐系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)分類(lèi)

(2)客戶(hù)端軟件的開(kāi)發(fā)。客戶(hù)端軟件是數(shù)據(jù)庫(kù)里的數(shù)據(jù)同閱讀器讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行交流的重要工具，是人機(jī)交流的主要渠道。該軟件除了要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)和閱讀器讀取數(shù)據(jù)的人機(jī)交流外，也方便非工程技術(shù)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行對(duì)比分析、替換、性?xún)r(jià)比分析等。

3 成本分析及擴(kuò)展應(yīng)用

(1)設(shè)備管理系統(tǒng)成本分析。設(shè)備管理系統(tǒng)成本支出包括數(shù)據(jù)庫(kù)、客戶(hù)端軟件的開(kāi)發(fā)以及RFID 相關(guān)設(shè)備成本等。RFID 相關(guān)設(shè)備成本中，由于目前的技術(shù)中被動(dòng)標(biāo)簽信息存儲(chǔ)量有限，只適合較為通用且簡(jiǎn)單的設(shè)備，而對(duì)于大型的、復(fù)雜的設(shè)備，則應(yīng)使用信息存儲(chǔ)量大的主動(dòng)標(biāo)簽。這些成本構(gòu)成了設(shè)備管理系統(tǒng)的基本成本。

(2)設(shè)備管理系統(tǒng)不僅應(yīng)用于項(xiàng)目的設(shè)備管理，對(duì)于較為單一的設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)也有很大的作用。其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

1)設(shè)備管理。設(shè)備管理系統(tǒng)最主要的作用是對(duì)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、物流管理、倉(cāng)儲(chǔ)管理以及使用管理。

2)產(chǎn)品全生命周期管理。全程掌握產(chǎn)品革新、使用生命、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期，提高技術(shù)能力，提升服務(wù)附加值。

3)設(shè)備技術(shù)革新歷程對(duì)比分析。了解工廠研發(fā)技術(shù)革命變化，提高產(chǎn)品研發(fā)能力。

4)基于智能手機(jī)這一平臺(tái)，將RFID 技術(shù)應(yīng)用于具有定位、基本數(shù)據(jù)讀取等功能的APP 應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)，以擴(kuò)展其在物流運(yùn)輸以及現(xiàn)場(chǎng)管理的應(yīng)用;RFID 技術(shù)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器相結(jié)合，進(jìn)一步降低項(xiàng)目管理成本。

4 結(jié)語(yǔ)

電站建設(shè)項(xiàng)目設(shè)備數(shù)量多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，會(huì)消耗大量的人力物力，設(shè)備管理較為低效。運(yùn)用RFID 技術(shù)建設(shè)設(shè)備管理系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一歸類(lèi)的管理，能提升電站建設(shè)的附加值，并能獲取其附加值帶來(lái)的收益。該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)設(shè)備或產(chǎn)品本身信息的掌握，能進(jìn)行項(xiàng)目全生命周期管理，在產(chǎn)品技術(shù)革新，更新?lián)Q代周期，產(chǎn)品發(fā)展路徑方面帶來(lái)較好的效益。同時(shí)該系統(tǒng)可以了解不同設(shè)備的詳細(xì)信息，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析，便于進(jìn)一步實(shí)施技術(shù)革新。

此外，設(shè)備管理系統(tǒng)也可進(jìn)一步對(duì)工程項(xiàng)目管理組織模式進(jìn)行分析，對(duì)創(chuàng)新項(xiàng)目管理組織模式進(jìn)行探索。

［1］ 游戰(zhàn)清，李蘇劍. 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)理論與應(yīng)用［M］. 北京:電子工業(yè)出版社，2004.

［2］ 趙斌，張紅雨. RFID 技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展［J］. 電子設(shè)計(jì)工程，2010 (10):123-126. PMT