基于RFID技術(shù)的設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)設(shè)計

李飛

摘 ?要： 傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)無法滿足南方企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)管理的可視化需求，且存在管理效率低、耗時長的問題，為此借助RFID技術(shù)，設(shè)計一種新的設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的硬件部分主要由RFID讀寫器、永久記憶性存儲器等元件組成，通過硬件的協(xié)調(diào)工作為管理功能的實現(xiàn)提供支持。系統(tǒng)的軟件部分分為RFID標簽關(guān)聯(lián)模塊、數(shù)據(jù)庫模塊和管理功能模塊。RFID標簽關(guān)聯(lián)模塊實現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)的數(shù)字化管理;數(shù)據(jù)庫模塊存儲設(shè)備資產(chǎn)的基本數(shù)據(jù);管理功能模塊包括日常使用管理、設(shè)備使用管理、資產(chǎn)變更管理等。設(shè)計系統(tǒng)測試實驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)管理系統(tǒng)相比，該設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)的平均管理耗時節(jié)省了0.39 s，管理功能的平均通過率提升了3.24%，達到了提升管理效率的目的。

關(guān)鍵詞： RFID技術(shù); 設(shè)備資產(chǎn); 資產(chǎn)管理; 管理系統(tǒng); 管理效率; 精準度

中圖分類號： TN99?34; TP391 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2020）23?0130?04

Abstract： The traditional management system fails to meet the visual requirements of equipment asset management of southern enterprises， and has deficiencies of inefficiency and time?consuming in the management. Therefore， a new equipment asset management system is designed with the assistance of RFID technology. The system hardware is mainly composed of RFID reader and permanent memory. The coordination of hardware provides support for the management function. The system software is composed of RFID tag association module， database module and management function module. The RFID tag association module is used to realize digital management of equipment assets， the database module is used to store basic data of equipment assets， and the management function module serves the daily use management， equipment use management and asset change management. The system test experiment was designed. The results show that， in comparison with the traditional management system， the average management time of the equipment asset management system was shortened by 0.39 s， the average success rate of management function was increased by 3.24%. Therefore， the designed system improves the management efficiency.

Keywords： RFID technology; equipment asset; asset management; management system; management efficiency; accuracy

0 ?引 ?言

由于南方企業(yè)數(shù)量龐大，規(guī)模較大，所使用的設(shè)備資產(chǎn)多種多樣，功能各異，設(shè)備資產(chǎn)的覆蓋范圍較廣，因此眾多南方企業(yè)在進行設(shè)備資產(chǎn)管理的過程中存在管理不及時的問題，因而給一些企業(yè)設(shè)備運行帶來了安全風險[1]。

傳統(tǒng)的設(shè)備資產(chǎn)管理方式一般依賴非自動化的形式，以紙張文件作為管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資料，對于一些重要的設(shè)備會用到條形碼，實現(xiàn)資產(chǎn)的識別與管理，但管理效率較低，管理數(shù)據(jù)出錯率較高。

近年來隨著南方企業(yè)進入全面建設(shè)智能化的關(guān)鍵時期，將網(wǎng)絡(luò)化、智能化的手段與技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備資產(chǎn)的管理與運營工作當中，由此衍生出了一系列的設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)[2]。傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)包括：基于Web技術(shù)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)、基于B/S架構(gòu)的管理系統(tǒng)以及基于NET技術(shù)的資產(chǎn)管理系統(tǒng)。上述三種管理系統(tǒng)應(yīng)用不同的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)了設(shè)備資產(chǎn)的數(shù)字化管理，然而傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)存在一個普遍現(xiàn)象就是管理精度低、出錯率高。為此引入RFID技術(shù)對設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)進行設(shè)計[3]。RFID技術(shù)也就是射頻識別技術(shù)，屬于一種通信技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用可以通過無線電信號識別的方式，讀取特定目標對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。將該技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)當中，可以不接觸設(shè)備而實現(xiàn)設(shè)備的管理，在不影響管理效率的同時，最大程度地降低了設(shè)備資產(chǎn)管理的危險性，同時對設(shè)備本身不會產(chǎn)生任何負面影響。

1 ?設(shè)備資產(chǎn)管理硬件系統(tǒng)設(shè)計

1.1 ?RFID讀寫器

RFID技術(shù)的實現(xiàn)基礎(chǔ)為RFID讀寫器，該硬件設(shè)備主要由RFID閱讀器、電子標簽和天線三個元件組成。其具體的組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1中，RFID閱讀器的作用是讀取電子標簽中的信息，在RFID閱讀器的內(nèi)部包括1個微處理器和1個RFID基站芯片，電路方面包含高頻電路、復(fù)位電路、通信電路、驅(qū)動電路等。而電子標簽部分也被稱為射頻卡，射頻卡由芯片和耦合元件共同組成，部分電子標簽當中會包含內(nèi)嵌的天線，實現(xiàn)RFID的讀寫通信。一般情況下設(shè)計的RFID讀寫器可以實現(xiàn)低頻、高頻、超高頻和微波4個層次上的工作，從而提高RFID讀寫器的精度[4]。由于RFID讀寫器需要與設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)相連，因此在設(shè)計過程中需要在RFID讀寫器上設(shè)置接口，使用OCX空間作為中間層負責連接硬件之間的通信。在實際的管理系統(tǒng)運行過程當中，RFID讀寫器通過內(nèi)嵌的天線發(fā)送固定頻率的射頻信號，當電子標簽進入內(nèi)嵌天線的工作區(qū)后，在RFID讀寫器內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流。將自身編碼信息通過內(nèi)嵌天線發(fā)送出去，并通過接收天線接收傳輸?shù)絉FID閱讀器當中，閱讀器對采集的信號進行解調(diào)處理，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制操作。

1.2 ?永久記憶性存儲器

設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)是建立在大量的設(shè)備資產(chǎn)數(shù)據(jù)之上運行的，因此需要在硬件系統(tǒng)中安裝存儲容量較大的存儲器。一般的存儲器分為非永久記憶性存儲器和永久記憶性存儲器，二者的區(qū)別為斷電后能夠繼續(xù)保存信息[5]。設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)會隨著運行時間的變化而產(chǎn)生變化，且每一個更新都是在前一個數(shù)據(jù)版本的基礎(chǔ)上進行更新的，因此在管理硬件系統(tǒng)中選用永久記憶性存儲器。另外，要求存儲器的存儲容量在20 GB以上，將選擇的存儲器以內(nèi)嵌的方式安裝在設(shè)備資產(chǎn)管理硬件系統(tǒng)中。

2 ?設(shè)備資產(chǎn)管理軟件系統(tǒng)設(shè)計

在硬件設(shè)備搭建完成后，對設(shè)備資產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)進行設(shè)計，軟件系統(tǒng)主要分為三個部分，分別為RFID標簽關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)管理功能[6]。其中RFID標簽關(guān)聯(lián)模塊實現(xiàn)的目的就是將設(shè)備轉(zhuǎn)換成為編碼的形式，充分利用RFID技術(shù)，從而實現(xiàn)設(shè)備資產(chǎn)的數(shù)字化管理[7]。而系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫用來存儲設(shè)備資產(chǎn)的基本信息以及在管理過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息。而系統(tǒng)的管理功能就是對設(shè)備資產(chǎn)在日常使用過程中產(chǎn)生的狀態(tài)變換進行記錄與管理，實現(xiàn)資產(chǎn)的可視化，從而提高管理效率。

2.1 ?RFID標簽關(guān)聯(lián)

設(shè)備RFID技術(shù)管理的資產(chǎn)包括室外設(shè)備、室內(nèi)設(shè)備以及工具設(shè)備等，由于作業(yè)的環(huán)境不同，對RFID標簽的強度與設(shè)置參數(shù)的要求也不同。設(shè)置室內(nèi)與室外設(shè)備的RFID標簽分別為XCTF?5041和XCTF?5042，而工具設(shè)備的RFID標簽用XCTF?5043來表示[8]。通過RFID標簽的讀寫技術(shù)將實際設(shè)備與對應(yīng)的數(shù)字化編碼關(guān)聯(lián)在一起，RFID的具體讀寫流程如圖2所示。

除了基本的設(shè)備資產(chǎn)外，還需要將設(shè)備的數(shù)量、廠家、型號等信息寫入到RFID讀寫器內(nèi)。當設(shè)備出現(xiàn)問題時，可以直接從數(shù)字化編碼中確定資產(chǎn)的重要屬性，并快速通過RFID讀寫器定位并發(fā)現(xiàn)對應(yīng)的資產(chǎn)。

2.2 ?數(shù)據(jù)庫設(shè)計

設(shè)備資產(chǎn)管理軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫采用MySQL作為數(shù)據(jù)搭建平臺，數(shù)據(jù)庫中存儲基礎(chǔ)的設(shè)備資產(chǎn)信息和管理緩存信息[9]。其中設(shè)備資產(chǎn)信息包括：設(shè)備RFID編號、設(shè)備名稱、設(shè)備型號、設(shè)備類別、設(shè)備使用狀態(tài)等信息。具體的數(shù)據(jù)庫邏輯信息如表1所示。

按照表1中的格式將設(shè)備資產(chǎn)管理過程中的所有設(shè)備參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)庫中，在數(shù)據(jù)支持的基礎(chǔ)上對管理功能進行設(shè)計。

2.3 ?管理功能設(shè)計

在RFID技術(shù)下，設(shè)備資產(chǎn)管理功能包括設(shè)備使用、日常維護管理、設(shè)備添加、報廢等，具體的系統(tǒng)管理功能如圖3所示。

2.3.1 ?設(shè)備生命周期管理

設(shè)備的正常使用生命周期分為五個階段，分別為設(shè)備購入或添加，設(shè)備使用、設(shè)備試驗或工作、設(shè)備故障與報廢。在正常使用狀態(tài)下，從購入開始可以計算設(shè)備的生命階段維持的周期時間，不同設(shè)備的生命周期運行的長短不同。以發(fā)電機設(shè)備為例，一臺新的發(fā)電機從購入到使用與實驗階段的時間較長，使用階段中存在的借用、租賃等行為不會對設(shè)備的生命周期產(chǎn)生任何影響。

設(shè)備的故障時間可以用下式計算：

式中：[α]表示發(fā)電機的使用磨損系數(shù);[N]為使用次數(shù);[t]為使用的總時間。通過設(shè)備生命周期時間的計算，可以有針對性地對設(shè)備資源進行檢測，當設(shè)備處于故障或報廢狀態(tài)時，需要對其進行維護或回收處理。

2.3.2 ?設(shè)備使用管理

由于設(shè)備的類型不同，因此對于使用的定義也不同，一級設(shè)備處于時刻工作狀態(tài)，但一級中存在備用設(shè)備和工作設(shè)備，通過兩個設(shè)備交替工作的方式可以保證運行穩(wěn)定[10]。而二級設(shè)備的使用包括借用、領(lǐng)用、調(diào)撥、租用、歸還等管理任務(wù)。以設(shè)備借用管理為例，借用人員需要通過系統(tǒng)向服務(wù)器發(fā)送借用請求，由各級領(lǐng)導(dǎo)審批后管理員回復(fù)借用批準信息[11]。借用人員到指定的位置借用對應(yīng)的設(shè)備，系統(tǒng)從設(shè)備出庫時刻開始計時，當借用人員借用的時間超過48 h，系統(tǒng)會向借用人員發(fā)送歸還提醒，若借用時間超過1周，則需要重新提交借用申請。

2.3.3 ?資產(chǎn)變更

設(shè)備在使用過程中會出現(xiàn)設(shè)備變更的情況，設(shè)備資產(chǎn)變更管理功能的實現(xiàn)需要經(jīng)過多個步驟完成，基本的變更流程如圖4所示。

按照圖4中表示的資產(chǎn)變更管理流程，首先需要利用RFID讀寫器讀取待變更的設(shè)備，將變更信息再次編輯寫入。利用網(wǎng)絡(luò)將資產(chǎn)的變更信息傳輸發(fā)送到資產(chǎn)變更責任人進行變更確認[12]，經(jīng)過確認后，變更信息立即生效，同時數(shù)據(jù)庫中的信息發(fā)生改變。若變更審批未通過，則通過RFID讀寫器按照原始路徑將信息以原本的形式傳輸?shù)较到y(tǒng)存儲器中。

3 ?系統(tǒng)測試實驗

為了檢驗設(shè)計的基于RFID技術(shù)的設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)性能，設(shè)計系統(tǒng)測試實驗。測試實驗中需要準備發(fā)卡器、串口連接的PC機、打印機等多個硬件設(shè)備，用來搭建系統(tǒng)測試實驗的實驗環(huán)境。調(diào)用南方某區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)信息作為系統(tǒng)測試的管理數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)中需要包含設(shè)備的所有基本設(shè)置信息。在測試實驗中設(shè)置傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)作為測試實驗的對比系統(tǒng)，兩個管理系統(tǒng)同時對相同的設(shè)備信息進行管理。發(fā)布多條管理任務(wù)，計算兩個系統(tǒng)的管理效率并進行對比，對比結(jié)果如表2所示。

從表2中的數(shù)據(jù)可以看出，管理系統(tǒng)在執(zhí)行不同的管理任務(wù)時所消耗的時間不同，綜合所有管理任務(wù)的執(zhí)行情況，傳統(tǒng)管理系統(tǒng)執(zhí)行一次管理任務(wù)的平均耗時為1.68 s，管理功能的平均通過率為94.23%。而基于RFID技術(shù)的設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)的平均耗時和管理功能平均通過率分別為1.29 s和97.47%。對比而言，基于RFID技術(shù)的設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)的管理效率高于傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)。

4 ?結(jié) ?語

本文采用RFID技術(shù)構(gòu)建設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)精確的設(shè)備資產(chǎn)管理，代替了人工管理，提高了數(shù)據(jù)的精準度。通過基于RFID技術(shù)的設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)的應(yīng)用，大大提高了南方設(shè)備的管理效率，同時，解決了管理過程中存在的問題。然而在此次系統(tǒng)的設(shè)計研究工作中，未對系統(tǒng)的承載性能與抗干擾性能進行設(shè)計研究，在未來的研究工作中需要針對這一方面進行具體研究。

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