RFID技術(shù)在鐵路物料全壽命周期管理中的應(yīng)用

韓 濤

（國(guó)家能源集團(tuán)神朔鐵路分公司河?xùn)|運(yùn)輸段，工程師，陜西 神木 719316）

近年來(lái)，隨著運(yùn)輸市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，鐵路運(yùn)輸企業(yè)社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益同等重要的認(rèn)識(shí)日益深化，合理利用資源強(qiáng)化企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)。神朔鐵路以基層班組為試點(diǎn)，不斷夯實(shí)班組建設(shè)基礎(chǔ)，注重現(xiàn)代化技術(shù)手段在一線生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中的應(yīng)用，加快推進(jìn)智慧化鐵路建設(shè)進(jìn)程。本文基于RFID 技術(shù)的使用，對(duì)物料進(jìn)行電子化標(biāo)識(shí)，構(gòu)建RFID 技術(shù)在鐵路物料全壽命周期管理的應(yīng)用模型，通過(guò)自動(dòng)盤點(diǎn)、物料追蹤、庫(kù)存預(yù)警、統(tǒng)計(jì)分析等功能，使得物料的盤點(diǎn)、消耗、去向、回收等環(huán)節(jié)清晰可控，源頭上保證物料帳物相符，實(shí)現(xiàn)了物料的全過(guò)程閉環(huán)管理，有效提升了物料管理水平及效益。以下將“RFID 技術(shù)在鐵路物料全壽命周期管理的應(yīng)用”簡(jiǎn)稱為“RFID技術(shù)的應(yīng)用”。

1 RFID技術(shù)

RFID 是Radio Frequency Identification 的 縮 寫，即射頻識(shí)別，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，可快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID 技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID 技術(shù)誕生于第二次世界大戰(zhàn)期間，它是傳統(tǒng)條碼技術(shù)的繼承者，又稱為"電子標(biāo)簽"或“射頻標(biāo)簽”。

射頻識(shí)別技術(shù)，它是采用內(nèi)置芯片來(lái)存儲(chǔ)信息、射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞的技術(shù)手段，它在我們的生活中也有廣泛應(yīng)用，比如高速ETC、門禁卡等。

RFID 與傳統(tǒng)的二維碼信息識(shí)別技術(shù)相比，具有信息儲(chǔ)存量大、隨時(shí)更新、信息不易丟失等特點(diǎn)；RFID 可以快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換，可以識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，同時(shí)還能識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID 電子標(biāo)簽就成了物料的“身份證”，為物料的全壽命周期管理提供了可靠的數(shù)據(jù)保障。

2 RFID技術(shù)的應(yīng)用及效益分析

神朔鐵路在鐵路物料全壽命周期管理中應(yīng)用RFID 技術(shù)，主要包括管理系統(tǒng)開發(fā)、應(yīng)用模型構(gòu)建兩方面，并對(duì)實(shí)際運(yùn)用效益進(jìn)行分析，具體介紹如下。

2.1 鐵路物料全壽命周期管理系統(tǒng)基于RFID 技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建鐵路物料全壽命周期管理系統(tǒng)，主要由服務(wù)器、庫(kù)房管理軟件、無(wú)線路由器、庫(kù)房管理PDA、移動(dòng)作業(yè)PDA、RFID 通道門、顯控系統(tǒng)、RFID 標(biāo)簽組成。庫(kù)房管理PDA 用于識(shí)別RFID 標(biāo)簽、快速錄入物料的貨位、編碼、數(shù)量等信息，移動(dòng)作業(yè)PDA 用于在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)掃描物料RFID 標(biāo)簽，保存操作信息（時(shí)間、地點(diǎn)、任務(wù)號(hào)、物料消耗細(xì)項(xiàng)），待作業(yè)區(qū)域有通信信號(hào)情況下，數(shù)據(jù)可直接傳送到后臺(tái)，服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。

2.2 應(yīng)用模型為適應(yīng)鐵路維修過(guò)程物料管理的特點(diǎn)，我們構(gòu)建了以下應(yīng)用模型及管理流程。

1）在物料驗(yàn)收入庫(kù)階段，物料管理人員下載國(guó)家能源集團(tuán)ERP 系統(tǒng)中的物料數(shù)據(jù)（簡(jiǎn)稱ERP 數(shù)據(jù)），直接使用物料的ERP 編碼及物料描述（物料描述中包含物料名稱、規(guī)格型號(hào)及單價(jià)信息），對(duì)于沒(méi)有ERP 編碼的物料另外進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，之后通過(guò)RFID 標(biāo)簽打印機(jī)批量打印，錄入物料信息，按標(biāo)準(zhǔn)粘貼或懸掛至對(duì)應(yīng)物料，完成物料身份的“電子化”，為下一步物料管理打下基礎(chǔ)。物料入庫(kù)流程見(jiàn)圖1。

圖1 物料入庫(kù)流程

2）檢修作業(yè)開始前，系統(tǒng)使用人員通過(guò)在系統(tǒng)中提報(bào)作業(yè)計(jì)劃（圖2所示），生成物料清單，經(jīng)審批通過(guò)后，系統(tǒng)直接將電子領(lǐng)料單發(fā)送至庫(kù)房PDA 以及庫(kù)房管理軟件，并在顯控系統(tǒng)屏幕上顯示電子領(lǐng)料單。領(lǐng)料人員到達(dá)庫(kù)房貨架按照領(lǐng)料單領(lǐng)取物料，并使用庫(kù)房PDA 讀取物料的RDID 標(biāo)簽信息，即可完成出庫(kù)流程，如圖3 所示。若庫(kù)房裝有RFID 通道門時(shí)，直接按規(guī)定領(lǐng)取物料通過(guò)RFID通道門即可完成出庫(kù)，當(dāng)數(shù)量或種類不符時(shí)，RFID 通道門發(fā)出聲光報(bào)警信息。

圖2 領(lǐng)料單生成流程

圖3 物料出庫(kù)流程

3）在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)階段，作業(yè)人員攜帶附有RFID標(biāo)簽信息的物料、移動(dòng)作業(yè)PDA 進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，按照操作流程及規(guī)范說(shuō)明，依照電子工單上的任務(wù)描述，核對(duì)作業(yè)地點(diǎn)，選擇作業(yè)位置，使用移動(dòng)作業(yè)PDA逐項(xiàng)掃描需要消耗的物料，確定后，相關(guān)操作信息（時(shí)間、地點(diǎn)、任務(wù)號(hào)、物料消耗細(xì)項(xiàng)）保存到移動(dòng)作業(yè)PDA 里。作業(yè)區(qū)域有通信信號(hào)情況下，數(shù)據(jù)可直接傳送到后臺(tái)，服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)更新；作業(yè)區(qū)域無(wú)通信信號(hào)情況下，可回到工區(qū)后，傳送到服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。通過(guò)移動(dòng)作業(yè)PDA 的物料消耗信息，系統(tǒng)可記錄追蹤物料的消耗去向，從而實(shí)現(xiàn)了物料消耗去向的跟蹤。

由于鐵路維修野外作業(yè)的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)攜帶的物料一般會(huì)有剩余，這就需要在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)完成后進(jìn)行余料回庫(kù)，為此設(shè)計(jì)了物料回庫(kù)流程。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)未消耗的物料，直接使用庫(kù)房PDA 掃描其RFID 標(biāo)簽即可完成入庫(kù)，重新上架至原位即可。對(duì)于工具類或替換下的舊料，具備修復(fù)價(jià)值的進(jìn)行修舊利廢，不具備修復(fù)價(jià)值的直接報(bào)廢。

5）在進(jìn)行物料盤點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)管理員發(fā)起盤點(diǎn)任務(wù)，由系統(tǒng)生成盤點(diǎn)清單列表，網(wǎng)絡(luò)傳輸至庫(kù)房PDA 中，材料員進(jìn)入材料庫(kù)使用庫(kù)房PDA 批量掃描RFID 標(biāo)簽，為避免遺漏可沿固定路線上下掃描并往返重復(fù)掃描一次（因RFID 標(biāo)簽的唯一身份ID，不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)識(shí)別現(xiàn)象）。掃描完成后，庫(kù)房PDA 把數(shù)據(jù)回傳至系統(tǒng)，材料員核對(duì)物料盤查信息，無(wú)誤后導(dǎo)出打印簽字，即完成整個(gè)盤點(diǎn)流程，如圖4所示。

圖3 物料盤點(diǎn)流程

2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析RFID 技術(shù)的使用投入主要包括服務(wù)器、PDA、標(biāo)簽打印機(jī)、RFID 標(biāo)簽等硬件以及庫(kù)房管理軟件、PDA 軟件等軟件。通過(guò)對(duì)物料的領(lǐng)料入庫(kù)、保管盤點(diǎn)、出庫(kù)、消耗跟蹤、回庫(kù)、報(bào)廢的一系列流程管理，記錄物料管理使用的所有環(huán)節(jié)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的全壽命周期管理。運(yùn)用庫(kù)存預(yù)警、自動(dòng)盤點(diǎn)、大數(shù)據(jù)分析等功能，通過(guò)對(duì)物料的消耗跟蹤減少了物料的浪費(fèi)，減輕了物料管理壓力，提升了物料的智能化管理水平。其經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）改變了以往手工記賬、盤點(diǎn)、對(duì)賬的現(xiàn)象，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了帳、卡、物相符，大幅提升了物料盤點(diǎn)效率。以三岔供電工區(qū)接觸網(wǎng)材料庫(kù)盤點(diǎn)為例，接觸網(wǎng)材料庫(kù)包含接觸網(wǎng)檢修常用的95 個(gè)規(guī)格型號(hào)的物料，材料員單人進(jìn)行傳統(tǒng)手工盤點(diǎn)總用時(shí)92 min，而RFID 標(biāo)簽盤點(diǎn)只需要11 min，單一規(guī)格材料盤點(diǎn)耗時(shí)由平均0.97 min，下降至0.12 min，極大地縮短了盤點(diǎn)消耗時(shí)間，提升了盤點(diǎn)效率。具體見(jiàn)表1。

表1 不同方式材料盤點(diǎn)耗時(shí)對(duì)照

2）通過(guò)物料全壽命周期管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)掌握物料的庫(kù)存情況，合理設(shè)定各種物料的閥值，降低低頻率物料的儲(chǔ)備，最終有效降低班組庫(kù)的庫(kù)存量。通過(guò)庫(kù)存預(yù)警模塊進(jìn)行低庫(kù)存預(yù)警或庫(kù)存不足警告，提醒及時(shí)補(bǔ)充或調(diào)撥物料，在降低班組庫(kù)存量的同時(shí)又保證了正常檢修用料。

3）通過(guò)移動(dòng)作業(yè)PDA 的跟蹤，能實(shí)時(shí)掌握物料的具體消耗地點(diǎn)，再結(jié)合物料的壽命周期管理，處于壽命周期內(nèi)的物料不得隨意更換（確有必要更換時(shí)，對(duì)更換下的物料進(jìn)行質(zhì)量鑒定），從而避免物料壽命周期內(nèi)的無(wú)序或隨意更換，最終達(dá)到延長(zhǎng)物料使用時(shí)間、節(jié)約物料消耗的目的。

4）隨著物料全壽命周期管理系統(tǒng)大數(shù)據(jù)的積累，對(duì)物料消耗的類型、規(guī)格型號(hào)、地點(diǎn)、檢修任務(wù)量的統(tǒng)計(jì)分析，可核算出單位設(shè)備量（如條公里）年度檢修所消耗的物料清單，為下一步企業(yè)制定切實(shí)可行的維修定額打下基礎(chǔ)，對(duì)于班組下一步開展經(jīng)濟(jì)核算具有重要意義。

5）最后，班組通過(guò)WEB頁(yè)面的隨時(shí)瀏覽、操作，推動(dòng)了領(lǐng)料單、物料臺(tái)賬無(wú)紙化的進(jìn)程，也有效避免了紙質(zhì)單據(jù)、臺(tái)賬的保管丟失，最終提升了物料管理效率及管理水平。

3 結(jié)論

鐵路物料全壽命周期管理對(duì)于節(jié)約物料消耗、提升物料管理水平具有重要意義，而RFID技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于鐵路物料全壽命周期管理系統(tǒng)的運(yùn)行至關(guān)重要。RFID 技術(shù)因具有信息儲(chǔ)存量大、隨時(shí)更新、信息不易丟失、多標(biāo)簽同時(shí)識(shí)別、快速追蹤物品及數(shù)據(jù)交換、操作快捷方便等優(yōu)點(diǎn)，使得RFID 電子標(biāo)簽成為物料的“身份證”，為物料的全壽命周期管理提供了可靠的數(shù)據(jù)保障,具有很大的推廣價(jià)值。