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[摘要]工程設備多為標準件構成，在標志和感知的粒度建立上有先天的優勢，便于實現物聯網化信息管理。針對傳統工程設備管理系統存在的不足之處，本文提出開發一種與設備及其配件、輔料真實形態高度一致的、實時的、動態的物資管理系統，闡述了其設計原則、功能建設、開發管理等，通過應用不斷完善該系統，以期為設備管理、調度乃至成本核算、績效考核提供翔實的管理數據支撐。

[關鍵詞]物聯網；工程設備；設備管理；系統；開發大型

工程機械行業是典型的傳統行業。隨著建筑施工技術的發展，專業分工越來越細，大型機械的設備管理和施工任務逐步由專業租賃企業承擔。而這些企業的設備狀況和施工管理水平往往參差不齊，這對工程總承包企業的管理能力提出了更高的要求。尤其是對大型工程機械的需求越來越大，設備管理難度也越來越大。

1傳統設備管理系統的現狀

利用現代科技研發適應這種變化的管理系統，規范和加強大型工程機械的管理，尤其是作業現場的管理，提高安全保障和作業效率，具有十分重要的意義。設備租賃行業是資產密集型行業，從某種意義上說，設備租賃公司的主要經營任務就是對設備資產進行管理和經營。提高資產管理水平，依靠新技術、新方法及時、準確地掌握資產狀況，并通過優化資源配置提高資產產出率，提升公司的整體經營效益是設備租賃行業的發展方向。然而，與飛速發展的市場現狀和公司資產規模比起來，傳統設備管理系統卻顯得有些力不從心，主要體現在：

1）管理粗放

現有系統僅能對設備臺賬進行簡單管理，沒有對設備、配件、輔料進行動態監管，難以從采購、使用、維護、報廢等環節對資產進行全生命周期管理。

2）信息采集全部為人工手段

現有系統的數據錄入全部依靠手工錄入，容易出錯，動態性嚴重不足，實時性無法保障。3）難以有效提供管理數據支撐現有系統的先天不足難以及時提供管理數據，如實時的設備、配件、輔料的區域分布數據，設備產出率數據等，在現有系統的基礎上完成一次設備清查，也需要較長的時間。

2新型設備管理系統的設計原則

2.1在生產管理中重新定位

傳統信息系統定位為管理人員的輔助記憶系統，是一個事后登記系統。新系統定位為實時生產系統，是管理和生產的重要環節，信息系統記錄的是生產、管理行為產生的過程數據，通過對過程數據全面、實時、翔實的記錄達到對設備、配件、輔料的全生命周期管理。

2.2更新信息錄入方式

傳統信息系統主要依靠人工錄入數據。新系統充分運用物聯網技術，最大限度地減少人工干預，確保數據來源真實可靠。在利用電子標簽技術對設備、配件、輔料進行全面標志的基礎上，信息采集將主要依靠電子設備自動識別，自動接入服務器端。 

2.3成為管理和生產決策的核心支撐

通過上述基礎數據夯實，新系統加大對數據分析和挖掘的力度，采用多種技術手段提高系統對管理決策支持的能力，使設備管理系統在資源調配、績效考核、計劃規劃等經營活動中發揮決策的核心支撐作用。

3新型設備管理系統的開發

物聯網從標志、感知、接入和應用4個環節入手，對傳統信息系統進行改造，變“信息錄入”為“自動采集”，從源頭上保證了數據來源的真實性和可靠性，將信息化數據和設備真實形態兩者緊密地貼合在一起，使信息系統在真實性和實時性上得到實質性的提升。RFID無線射頻識別技術是物聯網技術的基石，基于RFID技術，為每個設備或資產賦予獨一無二的電子身份標簽，可以實現萬物互聯。塔式起重機設備由標準件構成，在標志和感知的粒度建立上有先天的優勢，是實現物聯網化信息管理的優勢項目，也是優先發展方向。本課題試圖基于物聯網和RFID技術進行研發，實現一種與設備及其配件、輔料真實形態絕對一致的、實時的、動態的物資管理系統，為公司的設備管理、調度乃至成本核算、績效考核提供詳實的管理數據支撐。新型設備管理系統開發的主要任務如下。1）充分梳理設備租賃企業的管理、生產流程，結合實際情況完成設備租賃企業設備管理系統的詳細需求設計。2）充分研究系統涉及的設備、配件和輔料，確定電子標簽的基本設計，完成編碼方案設計，同時確定采集設備的基本設計要求。3）完成設備管理系統物聯網的標志、識別、接入和應用方案設計。4）研究合適的數據挖掘、分析方案，使系統能夠提供管理決策過程中需要的全部支撐數據。5）實現設備信息系統的程序編碼和代碼測試。6）完成系統的中試和最終上線運行。

4新型設備管理系統的主要功能

4.1設備管理

1）設備使用計劃本功能由項目部對設備使用計劃進行登記，設備使用計劃關鍵信息包括計劃制定人、制定時間、計劃采購設備信息、采購方式等。2）供應商管理本功能對設備供應商進行登記，包括供應商資質和主要設備資產登記。3）設備證件管理本功能對供應商的設備證件進行登記，設備證件信息包括證件類型、取證時間等信息。證件類型信息包括證件名稱、頒發單位、年檢周期等。4）出場和入場新工程需要使用機械設備，或者現場需要更多的設備配件（升節作業、附著作業）時，生產調度生成設備入場通知單。對工程需要使用的設備、配件、輔料進行規劃和安排。供應商收到入場通知單后，將設備或配件運抵現場，項目部使用手持式RFID讀寫器對出庫的設備配件、輔料進行掃描，確認無誤后在PC客戶端上打印設備接收單，確認收到設備。現場作業完畢，生成出場通知單。供應商拆除設備，項目部設備管理人員持手持式RFID讀寫器讀取出場設備，確認設備出場，流程如圖1所示。

4.2設備維護

1）日常維護

供應商進行日常維護時通過本系統錄入維護記錄。其中設備和配件ID通過手持式RFID讀寫器錄入，維護效果上傳照片作為附件。2）設備維修設備維修流程的發起分兩種情況：一種是現場管理人員、安全檢查人員發現設備故障，通過現場終端或其他客戶端填寫維修申請；另一種情況是設備管理人員發現設備出現故障，需要維修，發起維修流程。3）設備改造設備的性能下降，或者設備不能滿足作業生產的需要，通過改造能夠提高設備性能時，可以啟動設備改造流程申請。設備改造申請可以由現場管理人員和設備管理人員、技術管理人員、安全管理人員發起。上述人員填寫技術改造任務單，包括設備名稱、設備編號、改造原因、改造技術方案描述等。可以上傳附件詳細描述技術方案。改造完成后，作業負責人向平臺提交改造作業信息，包括改造完成時間、改造效果等信息，可以上傳圖片、文檔等信息詳細介紹相關情況。

4.3設備臺賬

1）設備總賬設備總臺賬是各種分類賬的匯總，綜合反映各項目部的機械設備的價值、使用、維護、維修等情況。2）設備分布臺賬設備分布臺賬反應臺賬周期內集團各個工地的機械設備分布情況，便于企業管理人員從宏觀上把握設備分布結果，對企業后續生產進行規劃。3）設備維護臺賬設備維護臺賬反映臺賬周期內設備的維護、維修、改造情況。通過設備維護臺賬，管理人員能夠掌握設備的性能現狀。4）設備使用臺賬設備使用臺賬反映臺賬周期內設備的使用情況，數據來源于現場作業產生的記錄。通過設備使用臺賬，管理人員能夠掌握設備對企業生產和效益的貢獻情況。

4.4作業管理

1）安裝作業現場一切準備就緒，提交安裝任務單，安裝操作人員按調度命令到達現場，完成安裝工作，在平臺錄入安裝作業情況。2）升節作業升節作業人員按調度命令到達現場，完成升節工作，在平臺錄入升節作業情況。3）附著作業附著作業人員按調度命令到達現場，完成附著工作，在平臺錄入升節作業情況。4）改變倍率作業改變倍率作業人員按調度命令到達現場，完成改變倍率工作，在平臺錄入改變倍率作業情況。5）維修作業維修人員按調度命令到達現場，完成維修工作，在平臺錄入維修作業情況。6）拆除作業現場作業結束，拆除操作人員按調度命令到達現場，完成拆塔工作，在平臺錄入拆除作業情況。

5系統開發中的軟件工程問題

本項目包括軟件和嵌入式開發兩部分。在軟件工程上，采用螺旋模型，即在總體設計的基礎上，堅持從核心功能開發，逐步覆蓋全部需求的方式。在工程組織上，從文檔和測試兩個方面進行質量控制，確保開發效果。課題開發組織包括技術委員會、技術總監和項目部。技術委員會的主要職責是確認需求和概要設計。技術總監是系統開發的技術負責人，對開發過程和質量全面負責。項目經理負責開發過程的日常管理，包括工作量考核、質量測評和文檔管理。

5.1文檔管理

軟件的開發文檔包括需求說明書、概要設計文檔、詳細設計文檔、開發進度規劃、源代碼。要求每個環節必須提供詳細的文檔，并通過先進的文檔版本管理工具Svn進行管理和控制。

5.2每日集成

在開發進入代碼編寫階段時，為了控制軟件的進度，項目成立BuildingDaily（每日集成）小組，負責每天集成開發小組的代碼，發布到內網上，供測試組測試。

5.3開發質量控制

軟件的開發質量控制包括測試驅動開發、集成測試、典型使用3個環節。

5.3.1測試驅動開發

測試驅動開發是指在開發的所有環節首先考慮可測試問題。只有能測試的模塊，才是可靠的模塊。在需求整理階段，在整理用戶需求用例的同時，整理測試用例。在設計階段，要求每個模塊必須有對應的測試模塊設計。在代碼編寫階段，要求程序員必須首先編寫測試代碼，再編寫軟件功能代碼。功能代碼完成后，必須運行測試代碼驗證無誤后才能提交小組合并。

5.3.2集成測試

進入BuildingDaily階段后，集成測試每天進行。集成測試組成員熟悉需求和客戶情況，能夠站在客戶的角度審視產品質量。集成測試質量的好壞，決定了將來客戶服務工作量的大小。

5.3.3典型使用

產品完成集成測試后，在進入大規模全面部署之前，還要組織典型用戶小范圍使用系統。典型使用環節除了繼續測試軟件質量外，主要驗證用戶體驗設計是否合理、產品在大規模并發條件下能否適應等指標。典型使用結束后，使用客戶將應開發組之邀對典型使用效果出具典型使用評估報告，對典型使用的情況進行評估。對該報告提出的整改意見加以完善，必要的話可以組織需求變更和新的集成測試。完全通過后，產品才能進入大規模部署階段。

6結語

傳統的設備管理系統完成了設備信息的計算機管理，實現了對設備基本信息錄入、查詢、統計等自動化管理，一定程度上減輕了管理者的勞動強度，提高了設備信息管理的便捷性、及時性和準確性。但其信息采集主要采用人工錄入方式，存在時間滯后和數據準確性難以核實的先天缺陷，形成了信息化數據與設備的真實形態割裂開來的不利局面。物聯網從標志、感知、接入和應用四個環節入手，對傳統信息系統進行改造，變“信息錄入”為“自動采集”，從源頭上保證了數據來源的真實性和可靠性，使信息系統在真實性和實時性上得到實質性的提升。基于物聯網技術的新型設備管理系統從核心模塊開始研發，邊研發邊投入使用，使得系統不斷完善，最終達到設計目標。選定的目標客戶，已使用該系統近一年時間與傳統的設備管理系統相比，新系統與實際工作更貼近，更能反映設備的實際狀態，提高了工作效率，許多一手資料為決策提供了必要的依據。當然，新系統還有許多需要完善和優化的地方，我們將在使用過程中不斷升級，最終打造一個適用于現代租賃企業的完善實用的設備管理系統。

作者：劉耀飛 周慶輝 李志香 單位：北京建筑大學 國家開放大學