基于RFID技術(shù)的安全工器具全生命周期管理系統(tǒng)解決方案

電力行業(yè)屬于典型的高危工作行業(yè)，各種安全工器具等自身屬性能否有良好的管理顯得非常重要，如安全工器具中存在損壞、過期等一些問題而不能及時的把信息傳遞給管理人員或者使用人員，當(dāng)使用者不能及時了解、非法使用時就可能會出現(xiàn)嚴重安全事故以及人員傷亡事故，給員工的作業(yè)安全帶來很大的隱患。為了確保作業(yè)人員安全和電網(wǎng)安全運作，供電部門出臺了《電力安全工器具管理規(guī)定》等有關(guān)規(guī)程，對設(shè)備和工器具采購、使用、試驗、檢驗、維護均有嚴格的規(guī)定，也對工器具高效、準確地管理提出了新要求。本系統(tǒng)計劃研究應(yīng)用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立起各種生產(chǎn)管理體系，滿足生產(chǎn)管理需要。[1]通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及管理系統(tǒng)將進一步提高企業(yè)的管理水平。本系統(tǒng)采用語音、數(shù)據(jù)和圖像三合一綜合管理模式，構(gòu)建了基于“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)的新型智能化庫房，實現(xiàn)安全工器具的全生命周期管理方式，借助科技手段提升安全生產(chǎn)管理的水平。

一、研究背景和目標(biāo)

安全生產(chǎn)是電力企業(yè)永恒的主題，而安全工器具的好壞將直接影響到電力企業(yè)在生產(chǎn)過程中的人身和設(shè)備安全。這幾年來，各單位因安全工器具問題造成人身傷亡和設(shè)備事故時有發(fā)生。在調(diào)查安全事故中發(fā)現(xiàn)，事故原因有因驗電器不合格造成事故;因絕緣工具不合格造成的人身傷害;因登高工具不合格造成事故;因起重工具不合格造成事故。可見安全工器具的管理在安全生產(chǎn)中尤顯重要。

通過近幾年的調(diào)研總結(jié)，安全工器具存在以下的共性問題：安全工器具定期試驗的意識較為淡薄;安全工器具觀檢查流于形式;安全工器具使用不規(guī)范并缺乏保養(yǎng)和維護;一些單位安全工器具設(shè)備的配置不合理。另外，電力行業(yè)目前對工具及安全工器具管理仍然依賴于傳統(tǒng)的管理模式，以紙張文件為基礎(chǔ)來進行記錄、追蹤管理，存在效率低、出錯幾率高等問題，而工器具的存放環(huán)境也未能實現(xiàn)恒溫恒濕的智能化。[2]國內(nèi)少數(shù)企業(yè)嘗試用條形碼實現(xiàn)資產(chǎn)的數(shù)量識別與管理，但也無法監(jiān)督人員的有效工作，只能對類別進行數(shù)量管理，不能對每件物品的屬性(工具名稱、圖像、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期、檢驗時間等)進行有效管理，并且管理系統(tǒng)不能將單件物品的數(shù)據(jù)及時傳遞給責(zé)任對象等。

鑒于上述實際情況，需要研究開發(fā)一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全工器具全生命周期管理系統(tǒng)，利用“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)(包括RFID射頻識別、視頻智能分析/監(jiān)測技術(shù))的綜合應(yīng)用實現(xiàn)安全工器具無人職守及全生命周期管理，借助RFID射頻識別、視頻智能分析/監(jiān)測及溫濕度工業(yè)智能化控制技術(shù)實現(xiàn)安全工器具、施工機具、備品備件等設(shè)備的出入庫自動識別、智能監(jiān)控，建立工器具的智能數(shù)據(jù)庫。有效、準確、智能地對進出庫房的安全工器具進行信息自動識別、采集、記錄、上傳以及安全工器具的維護提醒、維護信息進行快速的查詢、統(tǒng)計，從而建立起供電企業(yè)管理的數(shù)字化信息管理系統(tǒng)，為人工的傳統(tǒng)管理方式提供科技化管理手段。同時通過工業(yè)智能溫濕度技術(shù)，實現(xiàn)工器具存放環(huán)境的溫濕度達到《電力安全工器具管理規(guī)定》所提出的要求。[3]應(yīng)用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立起各種生產(chǎn)管理體系，以滿足生產(chǎn)管理需要。通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及管理系統(tǒng)將進一步提高企業(yè)的管理水平。本系統(tǒng)采用語音、數(shù)據(jù)和圖像三合一綜合管理模式，構(gòu)建了“無人職守”的新型智能化庫房。

二、系統(tǒng)功能需求分析

(1)工器具批量出入庫自動登記，并實時語音提示使用者，所使用工器具是否存在“試驗超期”、“超過使用年限”、“報廢”等情況。避免違規(guī)使用不合格工器具。

(2)采用視頻智能分析錄像、視頻記錄自動檢索記錄，可實時遠程監(jiān)控工器具庫房。對于違規(guī)現(xiàn)象自動檢索視頻記錄，進行調(diào)查取證，追究相關(guān)人員責(zé)任。

(3)使用電子門鎖，實現(xiàn)“電子卡”自動開啟庫房門鎖及身份識別，避免非法人員進入。

(4)無人職守庫房管理，節(jié)約人力成本。

(5)工器具狀態(tài)、使用記錄、試驗記錄、檢查記錄等可實時查詢，實現(xiàn)工器具整個生命周期資料均可實時調(diào)取查看。

(6)自動提醒管理人員，庫房是否存在試驗超期、報廢、超過使用年限工器具。

(7)自動生成報表，降低工器具相關(guān)存檔資料編制的時間。

(8)使用RFID手持機進行月度檢查，必須掃描每個工器具標(biāo)簽信息，才能利用手持機進行檢查，避免月度檢查流于形式、報表造假等違規(guī)情況。

(9)采用一體化硬件設(shè)計方式，將RFID讀寫設(shè)備安裝于庫房門口進行庫房整體管理，既降低硬件投資成本又美觀。

三、系統(tǒng)技術(shù)原理

RFID技術(shù)是21世紀發(fā)展最快的一項高科技技術(shù)。隨著與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，RFID技術(shù)展現(xiàn)出巨大的市場應(yīng)用潛力，被稱為“物聯(lián)網(wǎng)”和“第二代Internet”。

RFID是射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification)的英文縮寫，俗稱電子標(biāo)簽，是一種非接觸式的自動識別技術(shù)。它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。[4]RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。射頻識別技術(shù)是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)。RFID技術(shù)利用無線射頻方式在閱讀器和電子標(biāo)簽之間進行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達到目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)交換的目的。[5]在國外，射頻識別技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理、資產(chǎn)管理等眾多領(lǐng)域。 　　無線射頻識別與條形碼相比，不需要看見目標(biāo)，只要在讀寫器的作用范圍內(nèi)電子標(biāo)簽就可以被讀取。讀寫器可以識別高速運動的物體，在極短時間內(nèi)同時識別和讀寫數(shù)個電子標(biāo)簽，操作快捷方便。[6]RFID系統(tǒng)組成：由耦合元件及芯片組成，每個RFID標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象，俗稱電子標(biāo)簽或智能標(biāo)簽;讀取器/讀寫器(Reader)：讀取(寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計為手持式或固定式。

本系統(tǒng)利用RFID自動識別技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的自動化和無紙化;提高安全工器具管理的完備性和有效性，提高了管理的效率，采用先進的技術(shù)對存儲數(shù)據(jù)進行充分的利用以及數(shù)據(jù)和應(yīng)用結(jié)果的方便、高效查詢。

四、系統(tǒng)硬件及軟件結(jié)構(gòu)

電子標(biāo)簽是含有物品唯一標(biāo)識體系的編碼的標(biāo)簽。這種唯一標(biāo)識體系包括產(chǎn)品電子代碼EPC、泛在識別號UCODE等等。

本系統(tǒng)由六個部分組成，分別是：工器具RFID電子標(biāo)簽、電子標(biāo)簽自動讀取設(shè)備、視頻智能分析自動檢索系統(tǒng)、電子門鎖、手持機巡檢系統(tǒng)和后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

五、結(jié)語

本系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)能使安全工器具庫房除日常庫房工器具更換、送檢、報廢、巡查需庫房管理員干預(yù)外，實現(xiàn)安全工器具的無人職守管理模式，大大提高了安全工器具管理的工作效率，方便共享設(shè)備的跟蹤，使得安全工器具庫房的管理井然有序，避免各種違規(guī)行為的出現(xiàn)，提升安全生產(chǎn)管理的水平。同時，本系統(tǒng)設(shè)計方案具有較好的適應(yīng)性和擴展性。現(xiàn)場采用RFID手持機作為數(shù)據(jù)核查終端可以方便瀏覽電力安全工器具信息，記錄本次電力安全工器具核查信息。手持機直觀的圖形界面、友好的人機交互方式、豐富的內(nèi)嵌應(yīng)用軟件、先進的硬件平臺支撐為進一步擴充應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。