方案简介:根据调研需求,本方案针对航空业和专用装备维修工具管理现状和痛点问题,充分发挥RFID(射频识别)技术优势,使用RFID抗金属标签与工具绑定,对每一个工具及仪器仪表进行唯一标识,打造了一套“RFID智能工器具管理系统”,通过无线射频识别来记录工器具的领用及归还、时间、地点、责任人以及种类和数量,实现工具借用、归还、查找、定位、盘点等功能,让工器具取用操作便捷,进出库实现自动记录,对工器具的状态进行实时监控,全程责任到人,大幅度提高工器具管理的准确性和安全性。
详细介绍:
一、方案背景
航空和专用装备维修是一项十分精细的作业,其作业工具的质量、精度、完整性等都影响飞机维修的质量,甚至影响飞行安全。但在日常的维护工作中,由于工作人员经常会使用成百上千件工具,加之它们种类繁多、规格复杂、数量庞大,目前工具经常丢失、遗落的现象十分普遍,其工具管理也是业界内的一大难题,而且一旦出现工具遗落在飞机上很可能造成安全隐患,后果不堪设想。因此,实现工具智能科学管理,对提高作业效率、减少资产流失、提高信息化管理、保障航空飞行安全和人员安全都有着重要意义。
本方案就是针对航空业和专用装备维修工具管理现状和痛点问题,充分发挥RFID(射频识别)技术优势,使用RFID抗金属标签与工具绑定,对每一个工具及仪器仪表进行唯一标识,打造了一套“RFID智能工器具管理系统”,通过无线射频识别来记录工器具的领用及归还、时间、地点、责任人以及种类和数量,实现工具借用、归还、查找、定位、盘点等功能,让工器具取用操作便捷,进出库实现自动记录,对工器具的状态进行实时监控,全程责任到人,大幅度提高工器具管理的准确性和安全性。通过RFID对工器具进行追踪,可预防工器具丢失,若出现丢失后,也可通过RFID手持设备进行查找,提高借还工具效率,提高工具管理的准确性和高效性,使航空维修工具管理系统呈现智能化、数字化特征,一键轻松实现维修工具智能化管理。
图1:RFID对工器具进行追踪管理示意图
二、总体设计
本方案根据不同航空机型和专用装备的工器具管理实际需求,以军事物联网技术为基础,结合大数据技术,依托营区内部网络,设计“1+N”的智能工器具管理系统,即:“1”——指智能工器具管理软件系统;“N”——是指N个工器具库室,其中每个工器具库室按照不同需求配套相应的智能硬件设备。
图2 RFID智能工器具管理系统组成图
1、总体架构。智能工器具管理系统,核心基础是无线射频识别技术,结合现有航空维修、专装维修工具管理流程,本方案采用旅/营/连三级架构,具体系统架构如下图:
图3 RFID智能工具管理系统架构图
系统主要有 RFID 发卡器、RFID 固定式读写器、RFID 手持机、应用服务器和数据服务器等构成。在航空维修工具管理系统中,RFID 发卡器完成电子标签的初始化,固定式读写器来实现工具的批量出入库管理,在盘点的时候可以采用手持机管理。
固定式的读写器安装在工具库门的两侧,构成扫描通道,当贴有标签的工具通过大门时,读写器读取工具的电子标签相关信息,把数据上传给后台中心数据库,中心数据库对相关的信息进行处理,进行记录,从而实现对航材的管理。
RFID 手持机是仓库管理员用来盘点库存工具,或者进行一些移动数据采集作业。手持机读到的数据信息,通过无线网络传到后台中心数据库,实现数据信息的相关交换。
2、关键技术。(略)
3、系统特点。智能工器具管理系统,结合不同单位的实际业务流程进行定制化配置,系统具有以下特点。
1)多种方法身份识别。可通过人脸/指纹/刷卡识别等多种验证方式,进入库室,登录库室各类操作终端,按权限进行自助操作,并关联记录工器具借用归还情况。
2)全自动工具进出管理。省去人工扫描和录入工作的繁琐和失误可能,大幅提高工具借出、归还效率,并可自动生成各种报告。
3)一键盘点功能迅速精准。3秒实现日检及月检工作,实现了对工具的智能管控,实现工具可控制、可追溯,实时掌握工具动向,避免了工具丢失造成的安全隐患。
4)未及时归还工具警告提醒。快速锁定相关人员责任,安全保障,追责到人,避免纠纷,减少了资产损失。
5)快速查找与定位。可以通过RFID手持终端,按工器具类别或存放位置查找,方便快捷,节约时间,提高效率。
6)管理效率大幅提升。盘点效率提升10倍以上,原人工盘点工作所需5-10分钟,并手工记录相关数据后通过邮件发送给到部门主管,RFID工具车系统自动盘点只需3-5秒,盘点数据实时同步系统后台,异常数据系统自动推送至部门主管。
7)缩短寻找时间。当工具在使用过程中失落,需花费大量的人力及时间去找寻(找寻一个工具平均花费时间20-30分钟)。RFID工具管理系统可将失落工具信息直接发送至RFID手持终端进一步查找失落工具,大量减少找寻时间(找寻一个工具平均花费时间3-5分钟),管理效率提升五倍以上。
8)可根据需求定制。可根据硬件的不同,按需定制RFID智能工具车、RFID智能工具柜、RFID智能工具箱、RFID智能工具库等,以适应各种作业环境。
4、安全保障体系。依托现有技术和部队管理要求,从安全技术体系和安全管理体系两个层面进行管控。安全技术体系包括物理安全、网络安全、平台安全、应用安全、终端安全五个方面,安全管理体系包括技术管理,制度管理、资产管理、风险管理、循环改进管理五个方面。
三、建设内容(简要)
1、智能工器具管理软件系统。智能工器具管理软件系统,包括工器具领取、归还、盘点、统计分析等功能。
2、工具库门禁终端。RFID智能工具库内所有带RFID标签的物品库室门禁端,作为工具室的门禁控制终端,壁挂式安装在库室门口,实现人员身份认证进库登记等功能。
3、移动式RFID工器具工作站。主要用于标签与物品信息录入绑定,做标签录入、物品扫描、查询、记录等功能的综合管理终端,做到一物一码,物品可追溯,使用有记录,产品集成超高频/高频RFID读写、高拍仪、键鼠,可选配指纹、文件打印机、配备底部储物抽屉。
图4 移动式RFID工器具智能工作台效果图
4、固定式库室管理智能工作台。主要用于标签与物品信息录入绑定,做标签录入、物品扫描、查询、记录等功能的综合管理终端,做到一物一码,物品可追溯,使用有记录,产品集成超高频/高频RFID读写、高拍仪、键鼠,可选配指纹、文件打印机、配备底部储物抽屉。
图5 固定式库室管理智能工作台效果图
5、工具库出入口通道门。RFID智能工具库内所有带RFID标签的物品,在经过库房安全门时,会被实时记录,并更新数据库状态,工作人员可通过数据库搜索, 及时借还工具, 并在较短时间内定位工具, 使借还工作圆满完成。
图6 RFID智能工具库室门安装示意图
6、RFID智能工具车。由超高频RFID读写器及多个天线单元组成,通过软件自动管理车、箱内电子标签,对柜内的工具进行准确识别, 倘若超出识别界限, 会在第一时间发出识别报警信号,有效预防和减少工器具丢失和被盗、简化工器具进出库的登记流程、避免库存缺失或管理疏忽等,可以大幅提高工器具管理的准确性和高效性。
图7 RFID智能工具车实物效果图
7、RFID智能工具柜/架。该工具柜内部集成了RFID读写器、RFID 天线、安卓一体机、IC卡刷卡设备、温湿度控制器等智能设备,对柜内贴有RFID电子标签的工具进行智能自动管理。员工扫描IC员工卡打开柜门→取出/归还工具→关门自动确认借出/归还,系统提示借出人员、工具明细、借出时间等信息。还有日检查,月检查等操作模式,可以实时掌握各级单位工具的数量、种类、状态;采集数据;做到工具的高效化、智能化管理。
图8 RFID智能工具柜实物效果图
8、便携式RFID智能工具箱。便携式RFID智能工具箱,主要用于工具的现场管理。通过无源RFID标签对工具进行唯一标识,工具在现场归还时,通过RFID自动盘点,即可对缺失工具进行报警提醒,避免工具出现遗漏现场所引发的安全事故,工具箱配备LED屏幕,实时显示当前数量,配备振动传感器,当离开现场时,如工具和入场时数量不符,则自动触发报警进行提醒。
图9 便携式RFID智能工具箱效果图
9、超高频国产读写设备。超高频国产读写器,是工作于超高频UHF频段的射频识别设备,通过电磁波反射耦合的方式来读取超高频RFID标签内的存储信息,其拥有远距离读取以及群读的优势,标签无需使用电池,成本低廉,可以很大成本上降低项目成本。
图10 超高频国产读写器实物效果图
10、物联网控制盒。物联网控制盒,主要用于现场音视频信号采集、传感器接入、智能锁控制和RFID读写器控制等集成化控制,主要包括控制主板、继电器控制板、国产RFID高性能模块。
图11 物联网控制盒产品介绍图
11、便携式RFID手持机。便携式RFID手持机一款高性能工业智能手持终端,具有UHF超高频读写功能,采用最新的Android 8.1操作系统,后期可升降为鸿蒙国产系统,搭载2.0GHz八核高速处理器,拥有超长的电池续航能力,具有有线网络接入,离线数据采集、联网数据同步等便捷式、安全性功能,同时作为出入口RFID门禁系统的备份手段,可实现装备出入库、装备盘点、装备登记等业务功能。
图12 便携式RFID手持机效果图
12、无源RFID电子标签。由收发天线、AC/DC电路、解调电路、逻辑控制电路、存储器和调制电路组成。它的体积可以达到厘米量级甚至更小,而且自身结构简单,成本低,故障率低,使用寿命较长。但作为代价,无源RFID的有效识别距离通常较短。
四、建设模式
1、单个工器具库室建设模式(略)
2、多个工器具库室建设模式(略)
3、“平战一体”工器具管理建设模式(略)
五、方案优势
1、全面监控,精准管理。利用先进的传感器技术,我们可以实现对每一件工器具的实时追踪和状态监测。无论是使用频率还是维护周期,系统都能提供精确的数据支持,从而确保设备始终处于最佳运行状态。
2、自主学习,持续优化。通过内置的学习算法,智能工器具管理系统能根据历史数据不断自我完善,预测未来可能出现的问题并提前进行调整。这种自适应性使得系统的运维效率最大化且降低了长期成本。
3、降低风险,提升安全。通过对工器具的安全性能实施不间断检测,系统可以及时发现异常情况并发出预警,在一定程度上避免了因工具故障导致的安全事故,提高了作业安全性。
4、绿色环保,可持续发展。采用本方案还可以有效延长工器具寿命,减少资源消耗和废物产生,最大限度地节约成本。
六、应用领域
本方案可广泛用于各军兵种、武警部队及动员系统的装备维修保障单位,特别是适用于空军、陆航等担任飞行器维修任务的单位。