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備將物品按照約定的協(xié)議與互聯(lián)網(wǎng)連接起來。現(xiàn)階段，我國為了使部隊趕上信息化時代的步伐，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。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設計一種裝備和維修器材管理系統(tǒng)，實現(xiàn)裝備和維修器材的信息化管理。
關鍵詞: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、射頻識別(RFID)、傳感器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，實現(xiàn)人與人、人與物、物與物在任何時間、任何地點的連接，從而進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的龐大網(wǎng)絡系統(tǒng)［1］。其特點是以電子標簽和EPC碼為基礎，建立在計算機網(wǎng)絡基礎上的實物互聯(lián)網(wǎng)絡，實現(xiàn)全球物品信息的實時共享和互通。
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)絡層和應用層組成［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，依托RFID識別器、傳感器、二維碼等工具，識別和采集各類信息。網(wǎng)絡層負責對感知層的各種傳感器采集的海量數(shù)據(jù)信息進行安全無誤地傳輸，分析處理收集到的信息，并將結(jié)果通過網(wǎng)絡遠距離提供給應用層。應用層主要通過數(shù)據(jù)處理及解決方案來提供人們所需要的信息服務。應用層通過輸入輸出控制終端，為用戶提供豐富的服務功能，用戶通過智能終端獲取需要的服務信息。
1．2三種基本應用模式
1．2．1對象的智能標簽通過二維碼、RFlD等技術(shù)標識特定的對象，用于區(qū)分對象個體，例如在生活中使用的各種智能卡，條碼標簽的基本用途就是用來獲得對象的識別信息;此外通過智能標簽還可以用于獲得對象物品所包含的擴展信息，例如二維碼中所包含的生產(chǎn)場地、時間等。1．2．2環(huán)境監(jiān)控和對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，可以實現(xiàn)對某個對象的實時狀態(tài)的獲取和對特定對象行為的監(jiān)控，如使用分布在市區(qū)的各個噪聲探頭監(jiān)測噪聲污染，通過GPS標簽跟蹤車輛位置，通過交通路口的攝像頭捕捉實時交通流程等［3］。1．2．3對象的智能控制物聯(lián)網(wǎng)基于云計算平臺和智能網(wǎng)絡，可以依據(jù)傳感器網(wǎng)絡獲取的數(shù)據(jù)進行決策，改變對象的行為進行控制和反饋。例如根據(jù)光線的強弱調(diào)整路燈的亮度，根據(jù)車輛的流量自動調(diào)整紅綠燈間隔等。
2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事中的應用現(xiàn)狀
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軍事領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，都可以運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
2．1外軍物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用現(xiàn)狀
美軍已采用貨運激光卡、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、準確的后勤信息，實現(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式RFID標簽。英軍已經(jīng)在集裝箱和托盤上進行RFID應用，法國在庫存的緊急救生設備上都安裝了RFID標簽。
2．2我軍在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用狀況
目前，我軍有少部分倉庫將射頻識別技術(shù)應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方面設立了大量的科研項目，各大軍區(qū)、各軍兵種也紛紛進行有關應用的試點工作。
3系統(tǒng)總體設計
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，運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和中間件技術(shù)等關鍵技術(shù)，在裝備科研、生產(chǎn)、采購、調(diào)配調(diào)撥、運輸、交付、倉儲、使用、維修、報廢等各流通環(huán)節(jié)進行相關信息的自動化采集，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，實現(xiàn)與本級信息中心(節(jié)點)和某兵種信息中心各類信息的交換通信，提供全程實時動態(tài)跟蹤查詢，實現(xiàn)處理信息、系統(tǒng)運行狀況、業(yè)務運作質(zhì)量的監(jiān)控管理，為各級機關提供真實、有效、及時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、裝備定型、軍內(nèi)科研、技術(shù)革新等環(huán)節(jié)，重點完成科研規(guī)劃計劃、研制合同或任務書、項目論證報告、定型情況、質(zhì)量、檢驗驗收等信息的管理。該信息作為基礎信息存儲在某兵種級信息中心，在裝備和維修器材、設備實體進入部隊，由某兵種信息中心完成統(tǒng)一編碼后，與裝備和維修器材、設備完成關聯(lián)對接。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、驗收、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、生產(chǎn)地、廠商、檢驗、技術(shù)資料、用戶手冊、相關系統(tǒng)等信息按照生產(chǎn)廠家統(tǒng)一規(guī)范標準，生成電子信息，與產(chǎn)品本身綁定。該信息在某兵種各級信息中心(節(jié)點)完成信息對接，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)務管理程序，重點對采購計劃、采購合同等信息進行管理。該信息作為基礎信息存儲在某兵種級信息中心，在裝備和維修器材、設備實體進入部隊后，由某兵種信息中心完成統(tǒng)一編碼后，與裝備和維修器材、設備完成關聯(lián)對接。
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)務管理程序，重點對調(diào)配調(diào)撥申請計劃、調(diào)配計劃、調(diào)配落實情況等信息進行管理。該信息作為基礎信息存儲在軍兵種各級子信息中心，最后匯總于某兵種級信息中心。對未編碼裝備和維修器材、設備的調(diào)配模式，則在該環(huán)節(jié)完成裝備和維修器材、設備編碼，在裝備和維修器材、設備生成部門裝箱前完成標簽的設置。
3．5運輸環(huán)節(jié)
在運輸工具上貼上EPC標簽，把軍用裝備和維修器材、設備上的電子標簽及沿途設置的物聯(lián)網(wǎng)RFID信息讀取器與兵種裝備業(yè)務信息管理平臺聯(lián)網(wǎng)連接起來。當裝備和維修器材、設備通過信息讀取點時，固定的物聯(lián)網(wǎng)RFID信息讀取器從移動的電子標簽上自動取得數(shù)據(jù)，實時傳遞到某兵種裝備業(yè)務信息中心，實現(xiàn)信息共享，各級能夠?qū)崟r取得正確的保障裝備和維修器材、設備信息。應用物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)，可以解決在途裝備和維修器材、設備的可視性問題。各級既可以實時了解裝備和維修器材、設備所處位置，又可以實時監(jiān)控裝備和維修器材、設備在供應鏈中的狀態(tài)，還可以根據(jù)形勢變化制定資源調(diào)撥方案，實現(xiàn)裝備和維修器材、設備的動態(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)商向部隊的移交以及其他類似的不同單位之間的數(shù)據(jù)移交。對未編碼的裝備和維修器材、設備，可以通過信息交換中間件，實現(xiàn)裝備和維修器材、設備編碼的轉(zhuǎn)換、信息錄入。
3．7倉儲管理環(huán)節(jié)
目前只有部分倉庫實現(xiàn)了條形碼管理。條碼系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)相比，存在識別速度慢、信息攜帶量小、尺寸大、易損毀等缺點。應用物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)，能有效地解決倉庫裝備和維修器材、設備流動的信息管理問題。將物聯(lián)網(wǎng)RFID標簽貼在倉庫內(nèi)的托盤、包裝箱或元件上，標簽內(nèi)包涵元件規(guī)格、序列號等信息。其入庫示意圖如圖3所示。倉庫管理員將裝備和維修器材、設備出庫單信息下載到專用設備。出庫時，掃描裝備和維修器材、設備標簽，完成出庫。出庫完畢后，將設備中的出庫信息導入到系統(tǒng)，這樣就完成了物資出庫的整個過程。其示意圖如圖4所示。當裝備和維修器材、設備需要貨位調(diào)整時，將系統(tǒng)中的存放信息下載到專用設備，使用專用設備掃描裝備和維修器材標簽，然后將裝備和維修器材放在新貨位上并掃描貨位標簽，貨位調(diào)整完成后，將設備中的調(diào)整信息導入到系統(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)包括維護手冊、規(guī)程、技術(shù)說明書、使用維護說明書、履歷本、設備履歷本、產(chǎn)品合格證等，運用物聯(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、設備領取后，對裝備和維修器材、設備實施的一種活動，該活動所產(chǎn)生的信息，由維護保養(yǎng)人員以電子履歷的方式完成填報，記錄在便攜式設備中，并與RFID標簽綁定，在裝備和維修器材、設備返還后，同步導入到指定的數(shù)據(jù)庫中，由此完成裝備和維修器材、設備維修保養(yǎng)信息的自動回填。其工作過程如圖5所示。
3．10退役報廢環(huán)節(jié)
通過標簽識別，對退役報廢的裝備和維修器材、設備信息進行有效回收和有效管理，對其中的有用部件進行合理利用，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)等關鍵技術(shù)，快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理，實現(xiàn)裝備和維修器材“全程可控”、“全維可視”和“全時可知”的可追溯管理。
參考文獻:
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作者:劉明剛 張志勇 劉亮 單位:海軍航空大學
