淺析物聯網技術驅動的建筑物資加工車間庫存管理方法

周侃，陸幸福，劉從穎，張朝陽，陳煜明，陳佳浩

（1.中億豐建設集團股份有限公司，江蘇 蘇州 215131；2.江南大學，江蘇 無錫 214122）

隨著我國建筑行業的發展，建筑加工車間的庫存管理在企業管理中變得越來越重要。由于建筑工程中采購的物料種類繁多，物料的使用周期與消耗程度不同，且通常以小批量、個性化加工為主，所以對物料的管理難度愈加增大。為了提高對建筑加工車間的庫存管理水平，對其管理過程需要結合物聯網技術，研發能夠實現建筑周轉材料數據可視化的庫存管理系統，實現建筑加工車間庫存的科學化管理。

1 建筑加工車間庫存管理存在問題

建筑加工車間庫存管理是企業物流管理中不可缺少的一部分，為了適應企業生產，庫存管理系統不僅需要滿足常規的出入庫的要求，而且還需實現物料信息的快速存儲與查詢，提高建筑加工車間的庫存管理效率。然而，在當前建筑加工車間庫存管理中，傳統的人工管理已跟不上生產的節奏，存在以下的缺點：人工錄入信息效率低下且增加了信息錄入錯誤的可能性；物料種類繁多、物料周轉快，物料信息無法實時獲取；無法對物料倉儲流程進行有效的監控；備品備件數量不清晰，無法及時采購；物料信息量巨大，更新與維護困難，且缺乏對物料的數據分析。

為了提高對建筑加工車間的庫存管理水平，提高物料周轉的效率，降低信息錯誤率和人力依賴程度，加強物料的倉儲監管，對庫存的管理需要結合物聯網技術（條形碼、無線射頻技術RFID 等）手段，研發建筑周轉材料的數據精準采集技術，從而為其數據歸結與決策提供數據支撐，實現建筑加工車間庫存的科學化管理。

2 物聯網技術驅動的建筑加工車間庫存管理方法

2.1 建筑加工車間物料統一編碼方法

加工車間物料管理的前提是對每種物料進行唯一表示，為此首先建立了物料的統一編碼方案，本編碼方案采用三級編碼格式，第一級表示加工車間物料，編號為001；第二層級從01 開始，表示不同類型的物料；第三層級從00001 開始，代表不同的規格。

例如，加工車間物料-鋼筋棚-單腿規格：0010100001。

統一編碼后，在使用RFID 或條形碼進行識別的時候均可以通過該唯一編碼來識別具體的物料。

2.2 基于物聯網技術的建筑車間物料識別

建筑車間的物料識別通常有傳統的人工識別、條形碼技術識別和RFID技術識別。傳統的人工識別效率低下、易于出錯；條形碼技術可以實現識別的快速準確，提高庫存管理的效率，但存在信息量少，無法更改等缺點；射頻識別（RFID）技術，即利用射頻通信技術實現數據信號傳輸，達到非接觸式物資識別的技術。擁有容量大、非接觸和速度快等優勢，已快速成為庫存管理產業研究的重點，不過，RFID 標簽使用成本較高。

針對建筑加工車間的物料種類多、數量大，且加工流轉過程快的情況，系統采用條形碼和RFID 相結合的方法進行物料識別。

對于加工車間、設備部的設備（電機、塔吊等）不易損壞且周轉周期較長，宜采用條形碼技術識別。設備通過粘貼特定的條形碼，在系統中存入相應的設備信息，當設備被租出或入庫時，更換其對應的條形碼，系統中的設備庫存信息會得到及時更新，生成對應記錄單。

對于周材車間的物料，設備數量大、種類多、盤點困難，需要使用RFID 技術進行自動識別。周轉材料在生產過程中需經歷入庫驗收、生產領料和成品入庫等階段，在相應的流程中，需要進行系統數據的記錄，對庫存信息進行及時更新，其一般流程如下。

（1）入庫驗收流程。該階段主要是對采購的原材料進行入庫驗收與信息的錄入。對于免檢物料，可以直接通過采購入庫單入庫；需要質檢的，進入待檢倉（虛擬倉庫），進行品質驗收，如果驗收合格，放行進入倉庫庫存。兩種入庫方式均在入庫前裝上RFID 標簽，以送物小車進行運送，運送前系統根據采購訂單安排倉庫的庫位與卸載線路；運送時，小車沿規定路線運送物料，小車裝有RFID 標簽，可以實時傳輸車輛運送狀態；小車到達并將物料上架后，通過射頻信號獲取貨物標簽信息，系統將更新庫存數據。（2）生產領料流程。該階段主要是對倉庫內原材料進行領取和運送。運送小車接收生產領料單信息到達指定庫位，系統根據物料存儲情況與領料單信息進行合理領料并運送至指定地點，系統通過接收RFID 標簽的射頻信號，更新數據庫信息。（3）成品入庫流程。該階段主要是對加工成品進行入庫與信息的錄入。與原材料入庫相同，加工成品也通過相似流程完成入庫與信息的錄入。

2.3 建筑加工車間庫存管理流程設計

為了滿足生產車間庫存管理的需求，系統主要由基礎信息管理模塊和生產計劃管理模塊組成。根據系統各模塊的功能，繪制系統流程圖，如圖1 所示。

圖1 建筑加工車間庫存管理系統流程圖

其中，基礎信息管理主要為系統管理員提供基本信息的配置功能。用戶登錄，判斷是否是系統管理員，如果是，則可進行相應的基礎信息管理功能，實現相關基礎信息的增刪改查；如果不是，則進入具體功能界面。其主要包括物資單位管理和倉庫配置等，便于生產計劃管理模塊的調用和存儲，宏觀調控車間生產計劃。

生產計劃管理是實現系統需求的功能模塊，主要包括采購訂單管理、采購入庫、入庫驗收等。根據物料的加工生產關系，加工車間庫存管理所實現的功能為：（1）采購訂單：結合租賃訂單或直接形成原材料采購訂單；（2）對于免檢物料，可以直接通過采購入庫單入庫；（3）需要質檢的，進入待檢倉，進行品質驗收，驗收合格的話，放行進入倉庫庫存；（4）生產訂單：根據生產計劃下推的生產工單；（5）生產領料出庫：根據生產訂單下推生成領料單，車間開單，倉庫發料并審核單據，系統扣賬；（6）生產領料審批：生產負責人對生產領料單進行審批，審批通過，領料出庫；（7）成品入庫：車間開列系統入庫單并打印，倉庫點收成品實物，系統審核單據，系統入賬；（8）物資調撥：物資在不同施工現場之間調撥。

3 物聯網驅動的建筑加工車間庫存管理系統開發

3.1 運行環境

本系統基于eclipse 平臺采用B/S 模式開發，前端開發語言為HTML，后端開發語言為JAVA，通過MySQL數據庫實現系統功能模塊的數據連接。

系統要求硬件環境為計算機終端，其CPU 頻率至少為1GHz 或更高，內存最小為2048MB；硬盤至少要有10GB 空間用于安裝本軟件及相關組件；顯卡分辨率要求1024×768；系統要求操作系統為Windows XP/7/10 簡體中文版。

3.2 系統功能實現

3.2.1 基礎信息管理模塊

基礎信息管理包括物料信息管理、物資單位管理和倉庫配置等。可通過界面左邊導航欄查找對應基礎信息按鈕，點擊后即可跳轉至相應基礎信息頁面，可以實時查詢數據庫中所存儲的信息，并即時對信息進行增刪改查、導入、導出、模糊查詢等。在用戶進行相關修改后，系統便會自動刷新展示更新后的數據列表供用戶及時查看信息變更。以物料信息管理為例，物料信息管理可實現物料基礎信息的增刪改查、導入、導出、模糊查詢等，具體相關功能實現如圖2。

3.2.2 生產計劃管理模塊

用戶通過界面左側導航欄中的生產計劃管理按鈕進入生產計劃管理模塊，實施對采購訂單、采購入庫、入庫驗收等生產過程的實時掌控，在對應的管理界面內展示其基礎的訂單信息，可進行相應的訂單管理操作；除此以外，還可點擊查看按鈕以查看訂單明細的詳細資料，子菜單中展示與主訂單相關的物料信息，用戶可根據需求對子菜單中詳細的物料信息進行增刪改查，編輯完成后，點擊空白處即可退出子菜單，相應的修改會即時保存并刷新，具體實現如圖3。

圖3 加工車間庫存管理模塊

4 結語

為了提高建筑加工車間的庫存管理水平，針對當前建筑加工車間庫存管理中問題，本文通過將條形碼技術與RFID技術結合，開發了建筑加工車間的庫存管理系統，實現加工車間中人員的基本信息、物料信息、倉庫配置等基礎信息管理；對車間生產環節中的物料流轉進行記錄，包括物料的采購與入庫驗收，生成生產訂單與生產領料，以及生產完成后成品的入庫存儲，對整個加工車間物料倉儲做到細致化的數據管理，方便對特定物料的精準調整與車間整體的宏觀把控，使車間庫存以更高效的方式管理，提高企業的生產效率。