物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下維修器材管理系統(tǒng)探析

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摘要:作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸和拓展，物聯(lián)網(wǎng)借助各種信息傳感設(shè)備將物品按照約定的協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)連接起來?，F(xiàn)階段，我國為了使部隊(duì)趕上信息化時(shí)代的步伐，需要依靠物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改變裝備管理的方式從而使其走向信息化模式?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)一種裝備和維修器材管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝備和維修器材的信息化管理。

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);信息化;裝備管理

0引言

物聯(lián)網(wǎng)廣義上講是利用條碼、射頻識(shí)別(RFID)、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的連接，從而進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的龐大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)［1］。其特點(diǎn)是以電子標(biāo)簽和EPC碼為基礎(chǔ)，建立在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全球物品信息的實(shí)時(shí)共享和互通。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡介

1．1技術(shù)構(gòu)架

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成［2］，其技術(shù)構(gòu)架組成示意圖如圖1所示。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，依托RFID識(shí)別器、傳感器、二維碼等工具，識(shí)別和采集各類信息。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)對(duì)感知層的各種傳感器采集的海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行安全無誤地傳輸，分析處理收集到的信息，并將結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離提供給應(yīng)用層。應(yīng)用層主要通過數(shù)據(jù)處理及解決方案來提供人們所需要的信息服務(wù)。應(yīng)用層通過輸入輸出控制終端，為用戶提供豐富的服務(wù)功能，用戶通過智能終端獲取需要的服務(wù)信息。

1．2三種基本應(yīng)用模式

1．2．1對(duì)象的智能標(biāo)簽通過二維碼、RFlD等技術(shù)標(biāo)識(shí)特定的對(duì)象，用于區(qū)分對(duì)象個(gè)體，例如在生活中使用的各種智能卡，條碼標(biāo)簽的基本用途就是用來獲得對(duì)象的識(shí)別信息;此外通過智能標(biāo)簽還可以用于獲得對(duì)象物品所包含的擴(kuò)展信息，例如二維碼中所包含的生產(chǎn)場地、時(shí)間等。1．2．2環(huán)境監(jiān)控和對(duì)象跟蹤利用多種類型的傳感器和分布廣泛的傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)對(duì)象的實(shí)時(shí)狀態(tài)的獲取和對(duì)特定對(duì)象行為的監(jiān)控，如使用分布在市區(qū)的各個(gè)噪聲探頭監(jiān)測噪聲污染，通過GPS標(biāo)簽跟蹤車輛位置，通過交通路口的攝像頭捕捉實(shí)時(shí)交通流程等［3］。1．2．3對(duì)象的智能控制物聯(lián)網(wǎng)基于云計(jì)算平臺(tái)和智能網(wǎng)絡(luò)，可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行決策，改變對(duì)象的行為進(jìn)行控制和反饋。例如根據(jù)光線的強(qiáng)弱調(diào)整路燈的亮度，根據(jù)車輛的流量自動(dòng)調(diào)整紅綠燈間隔等。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事中的應(yīng)用現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領(lǐng)域有十分廣泛的用途［4］，從軍事后勤保障到軍事裝備管理，從士兵管理到戰(zhàn)場監(jiān)控，都可以運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

2．1外軍物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

美軍已采用貨運(yùn)激光卡、電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)和后勤檢測無線終端等系列新技術(shù)手段，提供及時(shí)、準(zhǔn)確的后勤信息，實(shí)現(xiàn)了后勤資源的透明化。美國國防部要求采購物資在單品、包裝盤及托盤化裝載單元上都必須黏貼被動(dòng)式RFID標(biāo)簽。英軍已經(jīng)在集裝箱和托盤上進(jìn)行RFID應(yīng)用，法國在庫存的緊急救生設(shè)備上都安裝了RFID標(biāo)簽。

2．2我軍在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用狀況

目前，我軍有少部分倉庫將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于庫存管理和物品搜尋。近幾年后勤保障和裝備發(fā)展等部門在RFID方面設(shè)立了大量的科研項(xiàng)目，各大軍區(qū)、各軍兵種也紛紛進(jìn)行有關(guān)應(yīng)用的試點(diǎn)工作。

3系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以某兵種統(tǒng)一的裝備和維修器材代碼為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和中間件技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，在裝備科研、生產(chǎn)、采購、調(diào)配調(diào)撥、運(yùn)輸、交付、倉儲(chǔ)、使用、維修、報(bào)廢等各流通環(huán)節(jié)進(jìn)行相關(guān)信息的自動(dòng)化采集，通過軍事綜合網(wǎng)、無線網(wǎng)、軍用CDMA等，就近接入信息保障節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與本級(jí)信息中心(節(jié)點(diǎn))和某兵種信息中心各類信息的交換通信，提供全程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤查詢，實(shí)現(xiàn)處理信息、系統(tǒng)運(yùn)行狀況、業(yè)務(wù)運(yùn)作質(zhì)量的監(jiān)控管理，為各級(jí)機(jī)關(guān)提供真實(shí)、有效、及時(shí)的管理和決策支持信息。系統(tǒng)組成框圖如圖2所示。

3．1科研環(huán)節(jié)

按照現(xiàn)行裝備科研管理程序，在裝備研制、裝備試驗(yàn)、裝備定型、軍內(nèi)科研、技術(shù)革新等環(huán)節(jié)，重點(diǎn)完成科研規(guī)劃計(jì)劃、研制合同或任務(wù)書、項(xiàng)目論證報(bào)告、定型情況、質(zhì)量、檢驗(yàn)驗(yàn)收等信息的管理。該信息作為基礎(chǔ)信息存儲(chǔ)在某兵種級(jí)信息中心，在裝備和維修器材、設(shè)備實(shí)體進(jìn)入部隊(duì)，由某兵種信息中心完成統(tǒng)一編碼后，與裝備和維修器材、設(shè)備完成關(guān)聯(lián)對(duì)接。3．2生產(chǎn)環(huán)節(jié)基于原材料、成品、半成品統(tǒng)一編碼和RFID技術(shù)，生產(chǎn)部門能有效完成產(chǎn)品生產(chǎn)、檢驗(yàn)、驗(yàn)收、出入庫、流程監(jiān)控的控制。該環(huán)節(jié)所需要的產(chǎn)品性能、型號(hào)、生產(chǎn)地、廠商、檢驗(yàn)、技術(shù)資料、用戶手冊、相關(guān)系統(tǒng)等信息按照生產(chǎn)廠家統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，生成電子信息，與產(chǎn)品本身綁定。該信息在某兵種各級(jí)信息中心(節(jié)點(diǎn))完成信息對(duì)接，最后匯總到某兵種信息中心。

3．3采購環(huán)節(jié)

按照現(xiàn)行裝備采購業(yè)務(wù)管理程序，重點(diǎn)對(duì)采購計(jì)劃、采購合同等信息進(jìn)行管理。該信息作為基礎(chǔ)信息存儲(chǔ)在某兵種級(jí)信息中心，在裝備和維修器材、設(shè)備實(shí)體進(jìn)入部隊(duì)后，由某兵種信息中心完成統(tǒng)一編碼后，與裝備和維修器材、設(shè)備完成關(guān)聯(lián)對(duì)接。

3．4調(diào)配調(diào)撥環(huán)節(jié)

按照現(xiàn)行裝備調(diào)配調(diào)撥業(yè)務(wù)管理程序，重點(diǎn)對(duì)調(diào)配調(diào)撥申請計(jì)劃、調(diào)配計(jì)劃、調(diào)配落實(shí)情況等信息進(jìn)行管理。該信息作為基礎(chǔ)信息存儲(chǔ)在軍兵種各級(jí)子信息中心，最后匯總于某兵種級(jí)信息中心。對(duì)未編碼裝備和維修器材、設(shè)備的調(diào)配模式，則在該環(huán)節(jié)完成裝備和維修器材、設(shè)備編碼，在裝備和維修器材、設(shè)備生成部門裝箱前完成標(biāo)簽的設(shè)置。

3．5運(yùn)輸環(huán)節(jié)

在運(yùn)輸工具上貼上EPC標(biāo)簽，把軍用裝備和維修器材、設(shè)備上的電子標(biāo)簽及沿途設(shè)置的物聯(lián)網(wǎng)RFID信息讀取器與兵種裝備業(yè)務(wù)信息管理平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)連接起來。當(dāng)裝備和維修器材、設(shè)備通過信息讀取點(diǎn)時(shí)，固定的物聯(lián)網(wǎng)RFID信息讀取器從移動(dòng)的電子標(biāo)簽上自動(dòng)取得數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)傳遞到某兵種裝備業(yè)務(wù)信息中心，實(shí)現(xiàn)信息共享，各級(jí)能夠?qū)崟r(shí)取得正確的保障裝備和維修器材、設(shè)備信息。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)，可以解決在途裝備和維修器材、設(shè)備的可視性問題。各級(jí)既可以實(shí)時(shí)了解裝備和維修器材、設(shè)備所處位置，又可以實(shí)時(shí)監(jiān)控裝備和維修器材、設(shè)備在供應(yīng)鏈中的狀態(tài)，還可以根據(jù)形勢變化制定資源調(diào)撥方案，實(shí)現(xiàn)裝備和維修器材、設(shè)備的動(dòng)態(tài)優(yōu)化配置，使有限的資源發(fā)揮最大的保障作用，提高軍事裝備和維修器材、設(shè)備保障效率。

3．6交付環(huán)節(jié)

交付涉及到履歷表、電子化交互手冊(IETM)從科研單位向生產(chǎn)商的移交，不同生產(chǎn)商之間的移交，生產(chǎn)商向部隊(duì)的移交以及其他類似的不同單位之間的數(shù)據(jù)移交。對(duì)未編碼的裝備和維修器材、設(shè)備，可以通過信息交換中間件，實(shí)現(xiàn)裝備和維修器材、設(shè)備編碼的轉(zhuǎn)換、信息錄入。

3．7倉儲(chǔ)管理環(huán)節(jié)

目前只有部分倉庫實(shí)現(xiàn)了條形碼管理。條碼系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)相比，存在識(shí)別速度慢、信息攜帶量小、尺寸大、易損毀等缺點(diǎn)。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)，能有效地解決倉庫裝備和維修器材、設(shè)備流動(dòng)的信息管理問題。將物聯(lián)網(wǎng)RFID標(biāo)簽貼在倉庫內(nèi)的托盤、包裝箱或元件上，標(biāo)簽內(nèi)包涵元件規(guī)格、序列號(hào)等信息。其入庫示意圖如圖3所示。倉庫管理員將裝備和維修器材、設(shè)備出庫單信息下載到專用設(shè)備。出庫時(shí)，掃描裝備和維修器材、設(shè)備標(biāo)簽，完成出庫。出庫完畢后，將設(shè)備中的出庫信息導(dǎo)入到系統(tǒng)，這樣就完成了物資出庫的整個(gè)過程。其示意圖如圖4所示。當(dāng)裝備和維修器材、設(shè)備需要貨位調(diào)整時(shí)，將系統(tǒng)中的存放信息下載到專用設(shè)備，使用專用設(shè)備掃描裝備和維修器材標(biāo)簽，然后將裝備和維修器材放在新貨位上并掃描貨位標(biāo)簽，貨位調(diào)整完成后，將設(shè)備中的調(diào)整信息導(dǎo)入到系統(tǒng)。

3．8使用環(huán)節(jié)

裝備和維修器材使用環(huán)節(jié)的技術(shù)數(shù)據(jù)包括維護(hù)手冊、規(guī)程、技術(shù)說明書、使用維護(hù)說明書、履歷本、設(shè)備履歷本、產(chǎn)品合格證等，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和交互式電子技術(shù)手冊，可以提高裝備和維修器材、設(shè)備維修保障信息化水平。

3．9維修保養(yǎng)環(huán)節(jié)

維修保養(yǎng)環(huán)節(jié)是在裝備和維修器材、設(shè)備領(lǐng)取后，對(duì)裝備和維修器材、設(shè)備實(shí)施的一種活動(dòng)，該活動(dòng)所產(chǎn)生的信息，由維護(hù)保養(yǎng)人員以電子履歷的方式完成填報(bào)，記錄在便攜式設(shè)備中，并與RFID標(biāo)簽綁定，在裝備和維修器材、設(shè)備返還后，同步導(dǎo)入到指定的數(shù)據(jù)庫中，由此完成裝備和維修器材、設(shè)備維修保養(yǎng)信息的自動(dòng)回填。其工作過程如圖5所示。

3．10退役報(bào)廢環(huán)節(jié)

通過標(biāo)簽識(shí)別，對(duì)退役報(bào)廢的裝備和維修器材、設(shè)備信息進(jìn)行有效回收和有效管理，對(duì)其中的有用部件進(jìn)行合理利用，提高廢物利用的效率。

4結(jié)束語

本文基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，結(jié)合軍事綜合信息網(wǎng)、軍用CDMA等通信技術(shù)，充分利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和中間件技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，快速讀寫、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位及長期跟蹤管理，實(shí)現(xiàn)裝備和維修器材“全程可控”、“全維可視”和“全時(shí)可知”的可追溯管理。

參考文獻(xiàn):

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［2］于君，王洋，張雪英．物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐及其體系結(jié)構(gòu)［J］．自動(dòng)化儀表，2012(3):45－49．

［3］趙建華．物聯(lián)網(wǎng)的興起及前景展望［J］．山東煤炭科技，2011(5):100－101．

［4］尤春艷，朱桂斌，王煬．物聯(lián)網(wǎng)及其軍事應(yīng)用研究［J］．軍事通信技術(shù)，2011，32(1):69－73．

作者:劉明剛 張志勇 劉亮 單位:海軍航空大學(xué)