物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在材料管理中的應(yīng)用

宇文虎

（中鐵二十局集團(tuán)市政工程有限公司，甘肅蘭州 730046）

1 建設(shè)工程材料管理現(xiàn)狀

材料管理是建設(shè)工程管理的重要內(nèi)容，科學(xué)開(kāi)展材料管理工作可以有效減少庫(kù)存積壓，優(yōu)化生產(chǎn)資料配置，提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益。基礎(chǔ)設(shè)施類項(xiàng)目的材料用量較為可觀，且品種和規(guī)格型號(hào)多樣，尤其是線性工程，受自然條件、場(chǎng)地局限以及勞動(dòng)力數(shù)量等因素的影響，導(dǎo)致項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)材料管理出現(xiàn)諸多問(wèn)題。

1.1 人工進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、錄入，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)精細(xì)化管理的需求

在實(shí)際工況中，計(jì)劃外情況較多，傳統(tǒng)的人工計(jì)算方法及設(shè)計(jì)系數(shù)調(diào)整不能有效適應(yīng)工況變化，容易出現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)存不足，材料供應(yīng)計(jì)劃執(zhí)行效果不佳的情況。傳統(tǒng)的預(yù)算編制成果包括項(xiàng)目總成本以及總材料消耗量，但在開(kāi)展建設(shè)活動(dòng)過(guò)程中，實(shí)際工作量將大于預(yù)設(shè)工作量，難以按進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行材料用量規(guī)劃。

1.2 倉(cāng)儲(chǔ)管理信息與現(xiàn)場(chǎng)管理信息共享程度不高

材料管理員并未掌握每日建設(shè)進(jìn)度以及工況的具體變化情況，無(wú)法對(duì)領(lǐng)料人員是否超額領(lǐng)料作出有效評(píng)估。傳統(tǒng)手簽臺(tái)賬登記方便，但在限額領(lǐng)料單的制作、填寫(xiě)和記錄浪費(fèi)時(shí)間和人力的過(guò)程中，不利于形成材料管理的框架體系，材料的測(cè)算和超前預(yù)報(bào)工作也將進(jìn)一步受限。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的材料動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)

2.1 研究?jī)?nèi)容

物聯(lián)網(wǎng)可以針對(duì)普通物理對(duì)象的互聯(lián)互通完成獨(dú)立尋址，特點(diǎn)表現(xiàn)為設(shè)備化、自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化。在建設(shè)材料驗(yàn)收及核算環(huán)節(jié)，面對(duì)復(fù)雜、多場(chǎng)景的業(yè)務(wù)、大規(guī)模統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、高頻次的數(shù)據(jù)通信等情況，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠有效規(guī)范數(shù)據(jù)，從而降低管理成本，提高工作協(xié)同效率，滿足不同業(yè)務(wù)需求。

材料數(shù)據(jù)采集效率是項(xiàng)目管理水平的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。目前，大型建設(shè)項(xiàng)目數(shù)量越來(lái)越多，材料種類也更加豐富。應(yīng)用材料管理系統(tǒng)能夠迅速獲取原料、預(yù)制構(gòu)件等材料的數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)高效采集和共享信息，完成材料的動(dòng)態(tài)管理，明顯提高企業(yè)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 項(xiàng)目分析

2.2.1 需求分析

收料稱重主要依靠人工執(zhí)行，手工開(kāi)單效率低，單據(jù)易污損丟失，扣水扣雜不規(guī)范；檢尺計(jì)件材料的收發(fā)盤(pán)調(diào)等業(yè)務(wù)靠手動(dòng)登記，極易造成浪費(fèi)和停工待料；自建拌和站管理僅依靠理論配合比反算，核算效率低、誤差大。使用物資綜合管控系統(tǒng)后，可確保項(xiàng)目級(jí)材料收發(fā)數(shù)據(jù)客觀真實(shí)、環(huán)節(jié)規(guī)范、可追溯、成本管控有據(jù)可查。

2.2.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用微服務(wù)架構(gòu)，由開(kāi)發(fā)平臺(tái)、產(chǎn)品中臺(tái)、數(shù)據(jù)中臺(tái)組成。開(kāi)發(fā)平臺(tái)由技術(shù)組件、基礎(chǔ)服務(wù)、開(kāi)發(fā)包和支撐體系組成，形成分布式的微服務(wù)架構(gòu)，支持主流語(yǔ)言。產(chǎn)品平臺(tái)通過(guò)后臺(tái)管理、公共組件、產(chǎn)品服務(wù)為用戶提供前端服務(wù)。數(shù)據(jù)中臺(tái)通過(guò)優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，形成管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，為數(shù)據(jù)使用提供基礎(chǔ)。系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.3 實(shí)現(xiàn)方法

平臺(tái)整體使用微服務(wù)架構(gòu)，基于Docker容器化部署，選用成熟穩(wěn)定的開(kāi)源技術(shù)框架，數(shù)據(jù)庫(kù)選用MySQL+Hadoop體系，為處理關(guān)系型數(shù)據(jù)及海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提供保障，以“前臺(tái)+中臺(tái)+后臺(tái)”為架構(gòu)思想，以確保突出重點(diǎn)環(huán)節(jié)，驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目管理轉(zhuǎn)型升級(jí)[1]。

各物資業(yè)務(wù)模塊可以通過(guò)接口形式將業(yè)務(wù)功能、數(shù)據(jù)共享至中臺(tái)，供系統(tǒng)內(nèi)各部門調(diào)取使用，充分實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。物資綜合管理平臺(tái)框架如圖2所示。

圖2 物資綜合管理平臺(tái)框架

后臺(tái)工具化：系統(tǒng)既服務(wù)于企業(yè)，也服務(wù)于項(xiàng)目，整合通信模組以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)一體化，將各部門業(yè)務(wù)工具化、透明化，減少重復(fù)工作，提高業(yè)務(wù)效率。

中臺(tái)數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)化、集成化：通過(guò)中臺(tái)制定統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)框架、業(yè)務(wù)規(guī)則以及數(shù)據(jù)算法，執(zhí)行數(shù)據(jù)的收集、處理、分發(fā)，形成數(shù)據(jù)池，通過(guò)數(shù)據(jù)池為前臺(tái)提供決策分析，并為后臺(tái)數(shù)據(jù)共享提供支撐。

前臺(tái)數(shù)字化：為企業(yè)提供各項(xiàng)決策分析指標(biāo)，達(dá)到以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)管理轉(zhuǎn)型升級(jí)的目標(biāo)。

2.3 系統(tǒng)及應(yīng)用

2.3.1 物資稱重影像系統(tǒng)

稱重影像系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)的信息化能力，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)磅收料自動(dòng)化操作，提高過(guò)磅收料的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。

車輛上秤前，信號(hào)燈為綠色，允許車輛上秤，稱重車輛通過(guò)地感線圈檢測(cè)，道閘抬起；秤臺(tái)重量穩(wěn)定且探測(cè)器不受車體阻擋或干擾時(shí)，道閘落下，標(biāo)簽閱讀器自動(dòng)識(shí)別車輛身份，借此調(diào)取系統(tǒng)中備案車號(hào)和相關(guān)登記信息；稱重儀表完成車身測(cè)重，同時(shí)攝像機(jī)拍攝兩組圖片并傳至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)將稱重結(jié)果和圖片存進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)，打印機(jī)打印記錄單據(jù)；道閘抬起，語(yǔ)音提示車輛車牌號(hào)及重量并提示車輛下秤，再次通過(guò)地感線圈且紅外檢測(cè)不到車輛時(shí)，道閘落下，信號(hào)燈變成綠色，大屏幕顯示車輛重量信息，至此系統(tǒng)所有流程完成。系統(tǒng)內(nèi)擁有授權(quán)的用戶均可以直接調(diào)用已保存的稱重?cái)?shù)據(jù)，提升了查詢、匯總、統(tǒng)計(jì)的便捷性。物資稱重影像系統(tǒng)流程如圖3所示。

圖3 物資稱重影像系統(tǒng)流程

2.3.2 移動(dòng)收料APP系統(tǒng)

移動(dòng)收料APP系統(tǒng)通過(guò)手機(jī)完成非計(jì)重材料的收發(fā)工作，通過(guò)藍(lán)牙打印機(jī)完成原始單據(jù)的打印，主要功能如下：

（1）實(shí)現(xiàn)耗材、周轉(zhuǎn)材料、甲供材料的收料和發(fā)料登記、盤(pán)點(diǎn)。

（2）現(xiàn)場(chǎng)拍照取證、簽字打印，材料登記多方簽證，有據(jù)可查。

（3）樹(shù)狀邏輯架構(gòu)，發(fā)料對(duì)接精細(xì)，手續(xù)完備。

（4）所有數(shù)據(jù)均可上傳，并利用離線和在線雙模式文件庫(kù)完整保存。

（5）實(shí)物庫(kù)存、實(shí)時(shí)庫(kù)存統(tǒng)計(jì)表，管理者可以動(dòng)態(tài)把握材料消耗情況。

（6）按賬期或時(shí)間段匯總進(jìn)料和發(fā)料明細(xì)，為賬務(wù)處理提供準(zhǔn)確依據(jù)。

（7）數(shù)據(jù)的生成、調(diào)用不受網(wǎng)絡(luò)限制。

數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與臺(tái)賬的制訂，均在客戶端完成，實(shí)時(shí)更新的用戶端數(shù)據(jù)，可以完整保存材料的調(diào)用過(guò)程。

移動(dòng)客戶端的應(yīng)用使材料的收發(fā)、盤(pán)點(diǎn)規(guī)范化，短時(shí)間內(nèi)即可完成數(shù)據(jù)的登記上報(bào)，并且能夠確保數(shù)據(jù)安全無(wú)缺損。現(xiàn)場(chǎng)收料時(shí)，由庫(kù)管員、供貨方、監(jiān)收人三方簽字確認(rèn)，確保入場(chǎng)材料數(shù)量準(zhǔn)確、無(wú)質(zhì)量問(wèn)題。發(fā)料時(shí)，需要領(lǐng)料人和庫(kù)管員簽字確認(rèn)，相關(guān)發(fā)料手續(xù)必須完整，避免發(fā)生糾紛。定期對(duì)收發(fā)料登記情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.3.3 與一體化平臺(tái)對(duì)接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸

物資稱重影像系統(tǒng)和移動(dòng)收料APP中的數(shù)據(jù)與一體化平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，平臺(tái)接收現(xiàn)場(chǎng)的收發(fā)料數(shù)據(jù)，并進(jìn)行材料的核算和結(jié)算，由“一體化平臺(tái)”整合在線或離線資源，進(jìn)一步規(guī)范系統(tǒng)內(nèi)管理級(jí)。

3 應(yīng)用成果

3.1 管理效率提升

系統(tǒng)自動(dòng)上傳數(shù)據(jù)、自動(dòng)匯總生成報(bào)表臺(tái)賬，各層級(jí)用戶可以隨時(shí)隨地在平臺(tái)端導(dǎo)出所屬項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資源。

3.2 管理動(dòng)態(tài)化、精細(xì)化

通過(guò)“三級(jí)管理權(quán)限”完成穿透式查詢，通過(guò)PC端或移動(dòng)終端實(shí)時(shí)掌握各項(xiàng)目材料的收發(fā)存情況。

3.3 數(shù)據(jù)支撐科學(xué)決策

通過(guò)材料系統(tǒng)和財(cái)務(wù)系統(tǒng)批量對(duì)賬，實(shí)現(xiàn)量?jī)r(jià)雙控的成本管理，為管理者提供數(shù)據(jù)支持，便于科學(xué)決策。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于建設(shè)項(xiàng)目中，管理人員可以實(shí)時(shí)掌握材料數(shù)據(jù)，如遇各類工況變動(dòng)或突發(fā)事件，能夠結(jié)合系統(tǒng)提供的材料數(shù)據(jù)成果，給出應(yīng)對(duì)策略。建設(shè)項(xiàng)目或建設(shè)單位，還可以應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)“材料管理系統(tǒng)”進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，確保公司高效、高質(zhì)量運(yùn)營(yíng)，合理控制成本，提高利潤(rùn)率。