基于物聯網技術的智慧航材管理體系再造研究

史玉敏，張虎斌，李琨

（海軍航空大學青島校區，青島 266041）

引言

物聯網的英文名稱為The Internet of Things。由該名稱可見，物聯網就是“物與物相連的互聯網”[1]。物聯網以互聯網為基礎，兩端延伸到物體上，使得物與物之間形成通信和信息交換，是一種新型的網絡結構。隨著物聯網技術的迅速發展，現已被各個國家上升到戰略層，被稱為信息產業的第三次浪潮。物聯網的概念也逐步發生了變化，它不再是最早僅僅依托于RFID技術和條碼技術的一種智能管理方式，而是成為了一種把物和物、物和人無限互聯的一種概念。

1 物聯網技術的特點

物聯網技術自誕生以來，給人們的生產和生活帶來極大的便利，現已滲透到各行各業，究其原因，主要依靠物聯網技術的三大突出特點:

1）全面感知：通過在監測區域布設各型傳感器、應用條碼設備和射頻識別設備便捷錄入信息，來實現信息的采集，使得初始信息更加實時、詳細、客觀。

2）可靠傳輸：“物物”實現互聯，需要互聯網架設起傳輸的橋梁，將感知到的信息及時、準確、快速的傳遞出去，同時可以實現隨時隨地的信息共享和交互。

3）智能處理：通過全面感知和可靠傳輸獲取的海量雜亂無序的數據，需要通過智能的算法進行加工，找出其中的規律和特點，從而實現智能決策和控制。

2 航材管理工作存在的問題分析

2.1 需求難預測，籌措難決策

現代軍用飛機所需航材具有數量繁多、種類龐大的特點，且大部分航空器材價格昂貴、數量稀少、籌措時間長，所以必須對航材籌措運用先進的技術手段和科學的管理方法進行嚴格高效的管理，確保籌得來才能供得上。

若是利用絕對保險的思路進行航材籌措，即增加備件數量，至少備件2個以上，重要器材甚至更多[2]。而帶來的問題是，器材庫存積壓，上級航材業務部門籌措壓力巨大，人力物力浪費相當嚴重。若是利用寧缺毋濫的思路進行航材籌措，即減少備件數量，只照搬部隊正常消耗航材數量來進行籌措，則會導致航材保障良好率低下、飛行任務干擾嚴重的問題。

當前航材籌措管理工作的機制是由基層根據近幾年的消耗、現有庫存情況和下一年度的任務，憑借經驗來報下一年度的需求數量，上級將數據累加報給工廠，工廠結合現有庫存情況進行生產作業。從邏輯上講，這個流程非常符合籌措的要求，但是在日常工作中會發現有些航材籌措數量過多，造成積壓浪費，有些航材由于籌措不足零星請領和求援借用過多，造成這一現象的根本原因就是沒有對航材的需求情況進行精確的預測，同時上級無法通過精確的需求數量做出科學的決策。

2.2 發付效率低，精確難保證

當前，航材工作中已引入條碼進行信息采集，但是條碼技術存在識別距離近、有一定的首讀率、誤碼率和拒識率，使得有時在讀取條碼信息時出現重復讀取、錯誤讀取和無法讀取的情況，從而造成發付效率低的問題，且數據的精確性難以保證。航材管理工作要求數據的準確性要達到100 %，這無疑給航材檢查工作造成了較大的困擾。

2.3 倉儲環境監控難，清倉查庫工作重

航材在儲存過程中需要實時監測倉庫的溫濕度、安全等環境變化，若溫濕度超過設定的范圍，則會影響儲存航材的質量，若安全出現問題則對會對國家生命財產造成損失。現在的環境監測還以人工監測為主，對傳感器的應用還不夠普及，因此不能對不合理的儲存環境及時作出相應的控制。

航材在倉庫保管期間，工作人員需要定期或不定期地進行清倉查庫工作，以確保數據的準確性。航材經過多次入庫、出庫、修理、報廢等工作后，庫存信息容易變亂，人工記錄過程中容易出錯，造成賬與物不符。清倉查庫就是要重新梳理賬物是否相符，這也是航材倉儲管理中一份十分繁重的工作，占用了大量的人力物力，有時統計的結果還不一定全部準確。

2.4 運輸過程不可視，航材質量不可控

目前，航材運輸智能化、信息化程度還不夠高，主要途徑還是鐵路、快件等傳統運輸方式，交由地方企業進行運輸。在貨物運輸過程中如果出現問題，航材管理部門往往不能第一時間掌控情況。在航材運輸的路途中，由于承擔業務主體是地方物流企業，軍隊人員在運輸途中對器材情況基本不掌握，不可控。

2.5 修理效率難保證，修理能力待提高

航材修理也是航材的重要來源之一，之所以沒有納入籌措的需求數據中，是因為修理的可靠性難以保證，首先，修理的效率難以滿足需求，送到工廠修理的航材周期過長，且需要經常催促、時刻關注修理狀態；其次，修理的能力難以保證，有時經過長時間修理之后不能保證航材恢復到正常狀態，這大大影響了航材籌措環節的需求計劃制定和航材保障良好率。

3 智慧航材管理業務體系再造設計

智慧航材管理業務體系再造，是指在當前航材管理保障模式的基礎框架上，建立一個以航材管理智能化、精確化、科學化、高效化保障為目標的新一代智慧航材管理系統[3]。該系統將現代智能信息技術與航材保障活動進行有機融合，通過物聯網技術自動和實時地感知、采集航材保障環節中的海量數據，充分發揮云計算和數據挖掘技術的優勢，能自動控制部分設施對環境做出改變。

將物聯網技術與航材業務相結合，針對航材管理中的存在問題，進行業務體系的再造設計，最終實現航材管理工作的科學籌措、精確發付、智能倉儲、可視運輸、可靠修理（如圖1所示）。

圖1 智慧航材管理業務體系架構

3.1 科學籌措

航材部門的籌措工作涉及到基層、機關、工廠等，需要的數據有歷年的消耗數量、下一年度的飛行任務、現有庫存航材的數質量情況、在修航材的修理周期等，這些數據的收集、匯總、計算、挖掘等單純靠人工無法實現，因此需要引入大數據、云計算和數據挖掘技術，應用現代預測技術與方法，綜合判斷給出預測數據，才能使航材籌措更加科學。

3.2 精確發付

發付分為對本場站保障單位的供應和對其他單位的調撥發付，尤其針對本場站保障單位的供應有時會碰到多個單位同時來領取的情況，此時要根據領用單的情況分專業開具供應憑證，并且要交給不同的領用人員簽字，保管員也面臨著要將不同的航材發給不同的單位并在不同單據上簽字的情況，忙亂中容易出錯。此時可采用RFID技術，針對航材供應流程中單據和航材的流轉問題可以借助射頻電子標簽，在門口安裝閱讀器實現自動分揀識讀；針對多種入庫人員，可賦予不同的身份識別卡，倉庫保管員本身擁有自己的電子標簽，申領單位人員也擁有自身身份識別卡，不同單位擁有不同權限。人員身份識別卡與航材身份識別卡相結合，確保各申領單位人員只能申領到自己需要的航材。例如，當四站人員誤拿機務部門申領航材出庫時，系統就會發出警告。保障完成后，系統會自動將申領人員、航材信息記錄在案，做到有據可查。

3.3 智能倉儲

1）智能傳感

充分利用物聯網技術的傳感器實現智能感知，實時探測溫濕度、安防環境等。通過布設溫濕度傳感器來實時探測一定范圍的溫濕度，并可通過后臺系統自動形成溫濕度變化曲線，一旦發現即將超出臨界范圍，則自動啟動溫濕度控制設備予以調控。

通過在庫區范圍內布設火源探測點、安防探測點等，形成一個密集的智能探測網，并將探測信息及時反饋會監測中心，并設置好程序，針對不同的情況或發出報警、或自動啟動相應的裝備實施對應的控制措施。

針對危險品，易燃易爆物品上設置探測器[4]，實時監測危險品盛裝容器的狀態，當監測到的數值即將到達臨界點時，就會發出警報提醒航材工作人員，從而保障易燃易爆等危險品的安全存儲狀態。

2）智能查庫

引入RFID技術后可以實現對航材的全壽命過程進行管理，跟蹤器材從生產到報廢的全過程，信息跟著器材的每一次變化而變化，每一次的出入庫、每一次的修理信息、器材的出廠時間，批次、編號何時從何地發往何地，怎么運輸，什么時候裝機，裝的哪個飛機，裝機使用情況，送修情況等等，只要是壽命中的信息它都可以錄入到射頻卡中去，并收集到電腦終端存檔。目前，市場上出現了自動清倉盤庫小車，該小車上安裝了無線RFID閱讀器，可以讀取一定范圍內多個航材的信息。在倉庫內開著輕便的小車轉一圈，幾分鐘就可以完成清倉查庫，經過和已有數據進行核對，進一步確保數據的準確性，非常方便快捷。

3.4 可視運輸

為實現對航材在運輸過程中的實時監控，可應用傳感器技術、RFID技術、GPS技術、視頻監控技術等，確保航材運輸過程的全程可視化。可將RFID標簽、傳感器、定位器裝在運輸車上或航材外包裝箱上，在運輸路線上布設傳感器、閱讀器、接收器、監控攝像頭等，在監控指揮中心引入GIS系統，當航材裝入車廂信息自動會進行讀取和記錄，每經過一個閱讀器，信息則再次被核對，每經過一個傳感器，傳輸信息則會自動被采集，定位器會實時把位置傳輸回中心，攝像頭則監控到運輸車的在途情況。

3.5 可靠修理

當清倉查庫時發現破損或外場交回舊品損壞時，需要對航材進行修理業務。首先將修理信息錄入管理信息系統中，并寫入航材攜帶的射頻卡中，射頻卡跟隨航材完成待修入庫→待修出庫→工廠修理→送修返回等流程后，對應流轉信息也存入了射頻卡，同時可在管理信息系統中設置承修單位的修理范圍、修理周期等信息，在送修申請時，就可以選擇合適的工廠盡快完成修理，也可在修理設置中設置預警提醒，如果臨近修理周期設定范圍，就提示工作人員盡快催修或及時求援借用，以免造成因缺航材停飛。將每次的修理信息都記錄詳細，實現信息共享，也可為下次修理或其他單位送修或上級決策提供歷史依據。

4 結束語

航材供應保障的效率和質量直接影響飛行訓練的效果，在信息化高速發展的今天，我們需要借助物聯網等先進的信息技術來提高航材管理的水平，結合軍隊航材保障的要求和特點構建特有的智慧航材管理體系。