智能工具柜的系統(tǒng)分析與應(yīng)用

趙馳

中車株洲電力機車有限公司 湖南株洲 412001

隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，企業(yè)對種類繁雜的工具需求越來越多，形式也越來越豐富，企業(yè)對于工具管理投入的成本將不可避免地越來越高。相應(yīng)的，對工具使用、維護、出入庫記錄的復(fù)雜度將會提高。正因如此，傳統(tǒng)的人工手動管理工具的方式、效率與準(zhǔn)確度，都將變得不再可靠。為了解決現(xiàn)狀中這一問題，智能工具柜應(yīng)運而生。它可以讓員工通過工號與密碼自助借領(lǐng)，全程錄像監(jiān)控，遠程數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的工具信息化管理。

從工具管理的全過程考慮，智能工具柜系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個模塊：系統(tǒng)登錄模塊、借還管理模塊、工具管理模塊、人員管理模塊、錄像管理模塊、信息導(dǎo)入模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)庫服務(wù)模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析模塊及充電管理等功能模塊等。

前端模塊設(shè)計

（1）系統(tǒng)登錄模塊 系統(tǒng)登錄模塊采用兩種方式完成系統(tǒng)登錄：一是超級管理員密碼登錄。當(dāng)系統(tǒng)中還未存入人員信息時，需要使用超級管理員的用戶名及密碼登錄，然后在人員管理模塊完成人員信息、角色錄入：二是員工工牌及密碼登錄。用戶通過刷員工工牌及輸入登錄密碼登錄主界面。

登錄界面設(shè)置可自助修改密碼的入口。無論哪種登錄方式，系統(tǒng)都將保存其登錄信息，在進入主界面后進行角色識別，根據(jù)角色不同給予不同的操作權(quán)限。

（2）借還管理模塊 主要包括工具借用管理模塊與工具歸還管理模塊等。

工具借用管理模塊的查詢功能可以根據(jù)查詢條件（工具編號、工具名稱、工具分類及工具品牌等）對待使用工具進行查詢。

工具借用時，對選擇的工具點擊“借用操作”，若所選工具在庫，則自動打開所選工具柜門，并修訂該工具在數(shù)據(jù)庫中的信息。其中，當(dāng)查詢數(shù)據(jù)庫中無此工具時，則自動進行工具存量為零報警，并在告警模塊顯示及語言提示。

工具歸還時先查詢工具信息，自動根據(jù)登錄員工帳號信息，從數(shù)據(jù)庫中查詢其借用工具情況，并在數(shù)據(jù)表顯示。再執(zhí)行歸還功能，點擊“歸還操作”，識別工具二維碼，自動打開可以存放此工具的柜門，并修訂該工具在數(shù)據(jù)庫中的信息。

超期借用提醒模塊完成超期提醒功能，根據(jù)設(shè)置的工具最大允許借出時間及人員信息，自動發(fā)送超期提醒信息到后臺管理人員服務(wù)器。

（3）工具管理模塊 主要包括工具柜信息管理模塊、工具信息管理模塊以及工具存放管理模塊。其中，工具柜信息管理模塊主要包括工具柜信息（工具柜編號、工具柜門號、占用狀態(tài)等）的錄入、刪除、修改及查詢等操作。工具信息管理模塊主要包括工具信息（工具編號、工具名稱、工具分類、工具品牌、工具尺寸、校檢周期、上次完成校檢時間、所在工具柜編號、所在柜門編號、借用狀態(tài)、借用員工編號、借用日期、允許借用日期、借用次數(shù)及當(dāng)前狀態(tài)等）的錄入、刪除、修改及查詢等操作。工具存放管理模塊包括：首先調(diào)出所有工具信息，然后根據(jù)用戶需要可實現(xiàn)單個柜門工具存放操作或者一鍵開門功能（一鍵打開所有柜門），并修訂數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)信息。

（4）人員管理模塊 主要包括人員信息與人員信息修訂兩大模塊。一是人員信息錄入模塊：主要完成人員信息（員工編號、員工姓名、一級部門、班組、電話號碼及角色等）的錄入操作。二是人員信息修訂模塊：主要完成人員信息（員工編號、員工姓名、一級部門、班組、電話號碼及角色等）的查詢、刪除、修訂操作。

（5）錄像管理模塊 主要包括錄像文件錄制/存儲、錄像信息查詢、視頻文件播放等功能。每套工具副柜、充電柜副柜需配備一個攝像頭，需對操作全程無死角錄制。當(dāng)員工、管理員登錄系統(tǒng)，所操作的主柜配備的所有副柜攝像頭自動開始錄制，直至退出系統(tǒng)，錄像分別存于該主機，若存儲空間不足，新產(chǎn)生的視頻文件自動覆蓋時間最早的文件。

（6）信息導(dǎo)入模塊 主要包括從EXCEL導(dǎo)入員工信息、從EXCEL導(dǎo)入工具柜信息、從EXCEL導(dǎo)入工具信息、退出系統(tǒng)密碼設(shè)置、刪除本站數(shù)據(jù)庫中工具柜信息以及刪除本站數(shù)據(jù)庫工具信息等功能。

（7）數(shù)據(jù)庫服務(wù)模塊 主要包括開發(fā)基于采用通用型MySQL數(shù)據(jù)庫，確保數(shù)據(jù)安全且通用的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)本柜數(shù)據(jù)的實時上傳、能夠通過管理界面進行數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)操作。

（8）信息查詢模塊 主要包括借用歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計、借用歷史數(shù)據(jù)分析功能。數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能：按工具名稱、編號、人員編號及班組等統(tǒng)計該工具歷史借出、維修頻次。后臺查詢功能：可搜索查詢所有已存柜工具所在柜號、去向、工具名稱及規(guī)格等信息。異常提醒功能：包括超期借用及超期校檢記錄的集中顯示。

（9）工具查詢模塊 工具信息查詢模塊：管理者、員工等通過該模塊，可查詢工具信息，包括工具編號、工具名稱、工具分類、工具品牌、工具尺寸、校檢周期、上次完成校檢時間、所在工具柜編號、所在柜門編號、借用狀態(tài)、借用員工編號、借用日期、允許借用日期、借用次數(shù)和當(dāng)前狀態(tài)等信息。

硬件設(shè)備設(shè)計

1.主機柜標(biāo)準(zhǔn)

如圖1所示，主機柜是智能工具管理系統(tǒng)主機平臺與硬件設(shè)施的集成設(shè)備，除了存放工具的隔間，還內(nèi)置了主機、軟件、信息顯示觸摸屏等功能性插件。主機柜配件見表1。

表1 主機柜配件表

圖1 主機柜示意

2.拓展性副柜標(biāo)準(zhǔn)

在主機柜已集成控制系統(tǒng)的前提下，如圖2所示，可通過副柜推展管理工具數(shù)量與類別。相比主機柜，副柜無需控制軟件系統(tǒng)，直接從主機柜獲取信息。但仍需具有主機柜的溫度監(jiān)測、智能充電、風(fēng)扇控溫等功能。

圖2 拓展性副柜示意

拓展性副柜配件清單如表2所示。

表2 副機柜配件表

系統(tǒng)簡介

1.硬件系統(tǒng)

本工具柜主機硬件采用Intel i7 10系列CPU，配16G內(nèi)存與64G硬盤存儲，組成一套嵌入式工控整機。性能可靠，操作簡便，易于維護和維修。

本設(shè)備整屏四周需采取工業(yè)級防塵、防水、散熱處理，不得因溫度、灰塵變化產(chǎn)生影響視覺效果的現(xiàn)象。

2.軟件系統(tǒng)

本系統(tǒng)軟件前端支持觸控操作，工作平臺為Windows 10系列操作系統(tǒng)。

本軟件全套中控系統(tǒng)軟件可整合成安裝包，通過存儲介質(zhì)另行保存與安裝，能夠支持未來不同位置的工具柜的擴展及集中管控。

結(jié)語

該智能工具柜系統(tǒng)，經(jīng)過與智能裝備供應(yīng)商反復(fù)確認(rèn)技術(shù)需求與運行測試，已經(jīng)制成了成品在公司各生產(chǎn)現(xiàn)場投入使用。它實現(xiàn)了工具管理和借還工具的效率，且具有易操作和易拓展的特點。另外，其監(jiān)控、報警功能也使工具管理的可靠性達到了管理要求。