物联网技术在装备维修备件管理中的应用

摘要：装备维修备件管理是装备维修管理的基础和先决条件，传统的维修备件管理方法已不适应信息化技术的发展。为了促进装备维修管理的信息化建设，提高管理的信息化、自动化及智能化程度，在备件管理中引入物联网技术，通过对现行维修备件管理方法的缺点及维修备件管理对物联网的需求的简要分析，对物联网应用于装备维修备件管理系统中的主要功能进行了初步的设计和探索。
关键词：物联网；信息感知；装备维修备件；装备维修备件管理

0 引言
    物联网是网络及网络技术快速发展的必然产物。然而，对物联网最早提出者的认定，却存在着一定的分歧。许多文献中认为，物联网概念最早是由美国麻省理工学院的Auto—IDCenter(自动识别研究中心)在1999年提出来的；而在有些文献中，物联网的概念早在1995年比尔盖茨的《未来之路》一书中已经提到。到底是由谁先提出来的，已经并不重要，重要的是物联网的应用及发展会给人们的生活带来很多方便，而且其发展前景也备受瞩目。2009年，随着温总理的一句“感知中国”，有关物联网概念模型、关键技术及应用的研究如雨后春笋般出现在人们的视野中，物联网的应用及发展也越来越受到各行业领域专家的关注。

1 传统备件管理方法存在的缺陷分析
    传统的粗放型备件管理方法，一般都过于依赖人为因素，自动化、智能化程度低，人员一旦变动，将不利于维修备件管理工作的继续展开，影响维修工作的进程，延误装备的正常使用；而且传统的备件管理方法过于依赖纸质文件，不符合低碳环保理念。
    传统维修备件申请通常都是人为根据以往经验进行申请，缺乏科学的统计和分析，同一种备件反复申请，造成库存积压，而有的备件则在维修时才发现库存不足，需要即时补充，因而可能造成维修工作的延误。
    备件识别和出入库是维修备件管理的基础，传统出入库操作需要人工识别、人工反复清点和人工登记入库单，人工记录产品信息，这种方式不仅工作量大，而且容易出错，造成信息记录不全等问题。虽然已经有许多单位为此开发了基于一维条码识别的自动出入库系统，但由于一维条码信息存储量低，所以仍存在自动化程度低、人工干预较多的问题。
    传统的管理系统都采取各自开发的方法，因而造成了管理系统较多却又各自为政，信息共享困难，同一装备的维修备件在不同单位的库存重复，资源浪费严重，不能达到资源共享、快速调配、统一管理的目的。
    传统备件管理方法对维修备件的管理缺乏跟踪定位手段，即备件一旦出库就无法进行跟踪监控，无法进行数据的记录跟踪和统计分析，难以做出装备维修预测和分析。
    本文的文献中对常用的基于维修方式的备件管理方法做了深入的分析。传统的维修通常采用修复性维修(即事后维修)的方式，这种方式是被动的、最简单的，也恰恰是当前最普遍使用的维修方式。这种维修方式缺乏对故障的预测、对维修备件需求的分析，维修的组织形式和对维修备板、备件的准备都处于被动的地位。

2 需求分析
    互联网实现了人-人相联，在此基础上，物联网不仅实现了最初的物-物相联的目标，而且实现了人-物相联。在文献中，提出物联网把现代社会的人和物都包罗在系统中。文献给出物联网的定义为：物联网是指通过各种信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从该定义可以看出：物联网的最终目的是实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理。这一理念为我们在装备维修备件管理中应用物联网技术奠定了基础，物联网技术的逐步成熟为我们在装备维修备件管理中实现“装备感知，智能管理”提供了可能。
    文献给装备维修备件的定义是：为了保证装备在使用期内正常使用而储备的备件。装备维修备件管理是指在保证品种、质量、数量及经济合理的原则下，按照原定计划进行装备检修或尽量缩短故障停机时间，对备件计划、生产、采购、储备、供应而进行的一系列管理工作。这是设备维修工作的重要组成部分，同时也是维修管理工作的基础。
    对备品备件管理人员而言，备品备件是实现维修的基础物质条件，因此，必须掌握每一种备品备件的数量和质量情况、所配属的设备使用情况以及所在地点等信息，并能给出管理人员存储的建议，尽量减少空损耗，减少经费开支。通过物联网的各种信息采集技术，全方位感知备品备件信息已经成为可能。
    对维修人员而言，以何种方式进行维修取决于所获取的装备信息、备件信息以及以往的故障信息和专家知识信息，文献指出：物联网的第二个要素是传送网，这使得维修人员获取上述信息得以实现。同时，通过对装备信息及备品备件信息的智能化处理，对设备维修部位乃至维修部件等做出预测，能够得到及时的预警提示信息，提前制订维修计划，做好维修准备，采取预防为主的维修方式，真正达到智能化管理的目的。

3 主要功能设计
    装备信息的精确感知是对装备精确管理的前提和基础。在现代信息化技术条件下，信息就是指挥控制权，信息就是装备效能发挥的倍增器，信息就是装备精确管理的基础。对于装备管理人员而言，掌握所有管辖范围内的测控装备信息，无疑是一项非常巨大的工程。文献中指出：物联网的第一个要素是信息感知，全面的信息采集是实现物联网的基础。现代装备管理贯穿于整个装备寿命周期，采用物联网技术，从设备研制开始就对装备进行装备信息的全面感知，将促使管理人员对装备信息的全面掌握，在装备维修中达到“资源共享，统一管理”。将物联网技术应用于装备维修备件管理中的功能设计图如图1所示。

3．1 装备维修备件入库信息感知
    采用物联网的二维条码技术、电子代码等信息采集技术手段，对维修备件进行设备信息唯一标识，信息内容包括备件名称、生产单位、生产日期、数量情况、质量情况、所适用的装备及使用时限等信息。将维修备件放入仓库中，通过射频识别技术感知维修备件的存在，自动登记存放地点，并自动生成备件入库清单，将人从繁琐的标识、登记工作中解放出来。可采用普通的二维条码进行标识，也可采用高密度条码或在条码标识时加入特定的加密信息。这样不仅可以增加信息容量，而且对于相对保密的单位可以防止失泄密问题。其功能解析如图2所示。

3．2 装备维修备件出库信息的感知
    当装备出现故障需要维修时，通过对故障诊断系统、其他维修管理系统或人工分析得出需要更换的备件，利用射频识别技术检测出需要的备件所在的位置及当前质量状况，并给出使用建议和出库指引，帮助备件管理人员完成出库提取工作和出库清单登记及打印。运用射频识别技术跟踪备件的使用部位、使用情况及使用地点，做出备件使用情况的统计数据记录。图3所示是其功能解析图。

3．3 维修备件管理预警
    备件存储的基本要求是：在保障供给的前提下，尽量减少存储备件的种类和数量，从而降低存储费用，提高经济效益和军事效益。根据备件的使用情况记录、出库记录、备件报废记录等信息数据，进行数据统计分析、信息融合等智能化处理，得出每一备件最佳库存数量，当发现库存小于该数量时，给出备件需要补充的预警信息。对于超过使用时限的备件，给出出库报废的预警信息。对于长期不使用的备件，给出检测质量状况的预警信息。根据数据分析处理结果做出使用、维修及故障预测，制订最优申请计划、最优存储策略及最优维修方式组合。其功能解析如图4所示。

3．4 备件资源共享
    在同一网络内，所有维修备件管理系统均可以互相访问，达到系统互联，备件信息互通。不同单位或维修点的备件缺货，均可以通过权限控制进行网络申请，由最近备件仓库及时调配并给出补充，达到就近备件支持、资源共享的目的。图5所示是其功能解析图。

4 结语
    虽然对物联网的研究还处于起步阶段，还存在许多问题(比如安全问题、标准问题、政策法规问题等)，但其应用前景已经势不可挡。本文在充分分析备件管理需求和传统备件管理方法的缺点的基础上，探讨了基于物联网的信息感知技术和智能化信息处理技术，将同一网络内所有维修备件信息连接起来，并对物联网技术在维修备件管理中的应用做了简要的设计。