一種采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能工具管理方法研究

許澤寧 劉 俊 楊遠(yuǎn)俊 李 超

（深圳供電局有限公司，廣東深圳518000）

1 項(xiàng)目背景

當(dāng)前深圳供電局在生產(chǎn)運(yùn)行環(huán)節(jié)中所需的工器具品種多，數(shù)量大，在全局的物資資產(chǎn)中占有較大比重。工作人員每天要按規(guī)定正確使用工器具，工作完成后要及時(shí)歸還，不能遺漏在現(xiàn)場(chǎng)，以免發(fā)生生產(chǎn)安全事故，造成財(cái)產(chǎn)損失。這給工器具管理提出了很高的要求，工作人員需嚴(yán)格執(zhí)行借還登記、盤(pán)點(diǎn)整理、核對(duì)賬務(wù)等規(guī)定，部分工具還需定期進(jìn)行檢驗(yàn)，極大地增加了工具管理的難度。目前采用人工方式對(duì)工具庫(kù)進(jìn)行管理，工作非常煩瑣，工器具借還的效率難以提升，工作壓力非常大。因此，供電部門(mén)迫切需要采用有效的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)工器具的高效、精準(zhǔn)管理，以減輕工作管理人員的壓力，杜絕工器具在現(xiàn)場(chǎng)遺漏現(xiàn)象的發(fā)生。智能工具管理系統(tǒng)的提出已有很多年，當(dāng)前主要是采用條碼技術(shù)、視頻識(shí)別技術(shù)對(duì)部分工具進(jìn)行管理，但這兩種技術(shù)存在識(shí)別率低、操作煩瑣、不能跟蹤到個(gè)體等問(wèn)題，對(duì)整體工作的改進(jìn)效果并不明顯。

2 項(xiàng)目技術(shù)方案及實(shí)施

基于上述問(wèn)題，本文提出了一種采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能工具管理方法，研發(fā)一種智能工具管理系統(tǒng)，對(duì)整體工器具進(jìn)行準(zhǔn)確有效的管理。項(xiàng)目的具體技術(shù)方案是采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能工具管理系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)工器具柜內(nèi)工具，運(yùn)用先進(jìn)的倉(cāng)儲(chǔ)管理+物聯(lián)網(wǎng)+工具生命周期管理等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工器具的無(wú)人化、智能化管理。給每個(gè)工具一個(gè)“身份證”，智能工具管理系統(tǒng)將自動(dòng)實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)柜內(nèi)工具，并將工具準(zhǔn)確定位到工具柜內(nèi)的隔層，同時(shí)匯總信息到數(shù)據(jù)庫(kù)。員工刷工卡確認(rèn)身份后開(kāi)啟工具柜門(mén)進(jìn)行工具借還操作。智能工具管理系統(tǒng)將實(shí)時(shí)記錄監(jiān)控所有借還行為，并通過(guò)預(yù)留大數(shù)據(jù)分析的接口，為下一步通過(guò)大數(shù)據(jù)分析工具使用情況提供后臺(tái)決策數(shù)據(jù)支持。

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

該智能工具管理系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，客戶(hù)端在工具柜上運(yùn)行，支持觸控操作，服務(wù)端架設(shè)在阿里云上，可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)端登錄操作，同時(shí)還支持微信小程序登錄操作管理。其中，工具柜主要由主柜和副柜組成，主柜和副柜通過(guò)RS485總線(xiàn)連接，一臺(tái)主柜可與多個(gè)副柜組合，擴(kuò)展存儲(chǔ)位置。主柜主要由工控機(jī)、雙目人臉識(shí)別模塊、指紋模塊、刷卡模塊、RFID模塊、溫濕度控制模塊、工控板、監(jiān)控?cái)z像頭組成。工控機(jī)內(nèi)建本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，可脫網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行。當(dāng)連接網(wǎng)絡(luò)時(shí)，將本地?cái)?shù)據(jù)同步至服務(wù)器中。副柜主要由RFID模塊、溫濕度控制模塊組成，副柜通過(guò)RS485總線(xiàn)與主柜連接。主柜的雙目人臉識(shí)別模塊、指紋模塊、刷卡模塊主要用于操作人員身份識(shí)別。而主柜和副柜的RFID模塊通過(guò)RS485總線(xiàn)連接到工控機(jī)中，系統(tǒng)通過(guò)通信指令調(diào)用控制。每個(gè)工具均粘貼一個(gè)具有唯一標(biāo)識(shí)的RFID標(biāo)簽，RFID模塊主要用于識(shí)別柜內(nèi)存儲(chǔ)的工具。溫濕度控制模塊通過(guò)RS485總線(xiàn)連接到工控機(jī)中，系統(tǒng)通過(guò)MODBUS指令調(diào)用控制，讀取實(shí)時(shí)溫度、實(shí)時(shí)濕度，并可設(shè)定目標(biāo)濕度。

2.2 系統(tǒng)主要功能

（1）人員管理。采用綁定人臉識(shí)別信息、指紋信息、工卡信息等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人員賬號(hào)管理，工作人員在使用工具時(shí)通過(guò)賬號(hào)進(jìn)行登記管理。

（2）工具新增與報(bào)廢管理。對(duì)新增的電力工具，錄入名稱(chēng)、型號(hào)、生產(chǎn)廠(chǎng)家、生產(chǎn)日期、檢修周期等臺(tái)賬信息，并將工具按類(lèi)放置在不同的工具柜中，方便日后對(duì)工具進(jìn)行查找和盤(pán)點(diǎn)。同時(shí)系統(tǒng)會(huì)對(duì)工具的檢修周期、使用期限進(jìn)行跟蹤，并設(shè)置超期提醒，以便及時(shí)送檢或作報(bào)廢處理。

（3）日常維護(hù)管理。日常檢查是指記錄工具的檢查日期及下次到檢日期，主動(dòng)提醒管理員對(duì)需要年檢的工具進(jìn)行檢查；工具保修記錄是指記錄工具的維修情況，在工具的使用周期內(nèi)進(jìn)行全程跟蹤記錄。

（4）使用管理。其是指在工具借出時(shí)記錄借用人員及工具的信息，若借用的工具不符合年檢要求，系統(tǒng)將報(bào)警限制工具出倉(cāng)；在工具歸還時(shí)，記錄歸還信息并與借用記錄做比對(duì)，確保工具如數(shù)歸還。

（5）報(bào)警管理。主要包括歸還超時(shí)報(bào)警、年檢到期報(bào)警、借出失敗報(bào)警。

（6）臺(tái)賬管理。可視化記錄工具使用情況，并上傳至服務(wù)器，使管理員實(shí)時(shí)掌握工具使用情況。

智能工具管理系統(tǒng)具體使用流程如圖1所示。

3 應(yīng)用效果分析

該系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)各類(lèi)工具進(jìn)行精細(xì)化、智能化管理，引入和應(yīng)用了先進(jìn)的工具生命周期管理理念，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：

（1）采用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理。給每個(gè)工具一個(gè)“身份證”，員工采用刷工卡的方式對(duì)工具進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)工具啟用-借用-點(diǎn)檢-維修-報(bào)廢等全生命周期管理以及工具的數(shù)據(jù)查詢(xún)功能（例如寶安供電局B工具柜3層的某工具啟用時(shí)間、人員，維修時(shí)間、人員等信息；又如某員工什么時(shí)間什么地點(diǎn)借用和歸還X工具柜X層的工具，還有什么工具沒(méi)有歸還等信息）；還可以設(shè)置自動(dòng)提醒功能（例如沙井分局X工具柜X層的某絕緣工具還有5天過(guò)期，需要重新檢驗(yàn)；某員工借用X工具超過(guò)24 h沒(méi)有歸還），故極大地提升了工具管理水平，從而提高了生產(chǎn)安全性。

（2）采用RFID可編程多天線(xiàn)技術(shù)。根據(jù)采集到的RFID芯片功率的大小，將工具準(zhǔn)確定位到工具柜內(nèi)的隔層，員工刷工卡自助式進(jìn)行工具借還操作，工具必須歸還到原來(lái)的位置，杜絕工具亂拿亂放現(xiàn)象。

圖1 智能工具管理系統(tǒng)具體使用流程

（3）驗(yàn)證工具生命周期的管理。因?yàn)镽FID的特性，每個(gè)工具都會(huì)有RFID標(biāo)簽，可以引入工具生命周期管理的理念，實(shí)現(xiàn)工具啟用-借用-點(diǎn)檢-維修-報(bào)廢等工具生命狀態(tài)的全電子流程管理，有效地提高了工具的智能管理水平。

（4）通過(guò)預(yù)留云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)接口，后續(xù)可以建立由集團(tuán)統(tǒng)一管理的工器具生命周期管理大數(shù)據(jù)平臺(tái)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控所有供電所工器具管理情況，實(shí)現(xiàn)省、市、縣分級(jí)實(shí)時(shí)資產(chǎn)監(jiān)控，資產(chǎn)狀態(tài)可視化，提高工器具管理的準(zhǔn)確性、可用性、安全性、利用率。

4 結(jié)語(yǔ)

采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能工具管理方法對(duì)供電局的工器具進(jìn)行管理，將有效提升工器具的借還效率及工器具管理的自動(dòng)化水平，保證工器具管理各環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效、清晰，減輕了管理人員的工作壓力，有效地保障了資產(chǎn)和作業(yè)的安全。