基于RFID 技術在BTG 項目管理系統的開發研究

洪曉展

(上海電氣電站集團，上海 201199)

0 引言

印度某燃煤電站鍋爐—汽輪機—發電機(Boiler，Turbine，Generator，BTG)項目是一個集電站設計、設備供貨、安裝指導、設備以及系統調試運行為一體的承包工程。該項目執行以來，項目現場經常出現缺件的大量產生以及補供，極大影響著設備的安裝進度，業主對進度的要求及評價，以及項目的收款工作。事實上，國外先進的工程建設及管理公司已運用射頻識別技術 (Radio Frequency Identification Technology，RFID)對設備、人員等進行管理，有效地提高了項目管理能力和工作效率。

目前較多在建的國內和國外電站項目，涉及的設備多而復雜，而實際工作中遇到的產品缺陷、缺件補供、設備安裝、性能試驗、調試運行等大部分問題都是和設備有關。此外，項目完成后，項目經理不能很好地總結項目中遇到的經驗和教訓，實現項目知識的有效管理，當項目人員出現變更時，更是如此。這樣重復了很多工作，不僅消耗了大量的人力物力，而且影響了工作效率。本文基于RFID 技術建立一套產品全生命周期的管理系統，便于對項目進行設備管理、知識管理、人員管理等。

1 RFID 介紹

RFID 又稱電子標簽，是一種非接觸式的自動識別技術，由電子標簽、閱讀器、微型天線組成，具有不局限于視線，通過無線電信號自動識別，在較惡劣環境中仍可使用，條碼不可替代等優勢。RFID 與條碼的區別在于無需光信號接觸，一般用標簽作為應答器，用閱讀器作為讀取標簽信息的設備。

RFID 分為被動標簽(passive tags)和主動標簽(active tags)兩種。主動標簽自身帶有電池供電，與被動標簽相比成本更高，一般具有較遠的閱讀距離。被動標簽內無電池，接收閱讀器發出的微波信號便可工作，成本很低，使用壽命長，但在讀寫距離方面受限。

目前RFID 在圖書館、食品安全溯源、醫療器械及藥品、物流管理以及軍事上均有廣泛的應用。由于該技術的可操作性以及不同領域的實際應用，RFID 已開始應用于工程建設領域。對于電站工程項目建設，可使用RFID 對人員和設備進行管理。

2 管理系統模型

2.1 RFID 標簽信息

RFID 標簽里所包含的應是安裝、設備管理、質量管理、缺件補供等各方人員所需的信息。例如安裝人員希望了解安裝方式，可以從相關圖樣中獲取信息，圖樣可包含基本結構圖、安裝指示圖、安裝關聯件名稱以及安裝視頻等信息。設備管理人員需要對產品定位、使用情況、基本信息有所了解。缺件補供人員通過圖號、材料、重量、生產廠家及零部件照片等信息來了解補供進度。質量管理人員從質檢記錄等其他信息來掌握質量狀況，進行缺陷分析。RFID 標簽更重要的功能是可以進行產品的全生命周期管理，提升產品的跟蹤服務能力。圖1 是RFID 標簽信息。

圖1 RFID 標簽信息

由于不是所有設備和部件都有電站標識系統(KKS)碼，這會造成在設備損壞或丟失某些零件時產生較大麻煩。而在設備管理中，管理人員對有KKS 碼的設備或部件較為清楚，而其中的組成零件則并不清楚。考慮成本原因，沒有必要對所有零件貼RFID 標簽，而只對重要的設備、部件或具有KKS 碼的設備貼RFID 標簽，但標簽里所包含的信息要盡量全面，這樣可以有助于快速、有效地解決問題。

2.2 設備管理系統模型的建立

對于一個大型電站建設項目，設備多、倉庫有限、擺放亂對設備的管理與使用造成很大的難題。現場的項目管理者由于不熟悉所有的系統及設備，當遇到問題時需要花大量的時間去了解，或把問題反饋到國內解決。為此，通過建立一個設備管理系統，把相關設備出現的問題通過閱讀器以及客戶端獲取大量的信息來進行分析。

管理系統主要由服務器、數據庫、客戶端、應用軟件、RFID 標簽、閱讀器等組成。首先從各設備廠家獲取每個設備、部件以及零件的信息輸入數據庫，并把相關信息從數據庫中導入到RFID 標簽中，這樣把標簽中和數據庫中的信息對應起來。通過客戶端與服務器進行人機交流，經授權的管理人員可以對需要更新以及錯誤的數據進行更新或修改，并且對某些重要信息加密保護。RFID 標簽以貼或掛的方式同設備相連。閱讀器可以隨時讀取標簽中的信息并可導入客戶端計算機以實現信息的分析、處理和使用。圖2 是設備管理系統模型。

圖2 設備管理系統模型

對設備、部件的追蹤與記錄是體現施工管理水平，關系設備安裝質量與工程造價的重要影響因素。對于小型設備，可通過采用被動式電子標簽，并利用手持式閱讀器獲取設備的具體信息;對于大型設備，可通過采用主動式電子標簽進行遠程查找與定位。因此運用RFID 技術，在設備、部件進場交付時，可以設置RFID 標簽來記錄設備型號、類別、用途、具體材質組成、圖樣、生產廠家等詳細信息;在施工管理過程中，可利用RFID 閱讀器，準確監控每一個設備、部件使用的具體情況，可及時發現問題并能有效處理。

2.3 數據庫的建立和客戶端軟件的開發

(1)數據庫的建立。設備管理系統可以分為鍋爐系統、汽機系統、發電機系統和熱控系統。構建設備管理系統，首先要建立一個大型數據庫，數據庫以設備為基礎進行分類。例如對于鍋爐系統，可以包括本體、輔機系統，也可以包括控制系統。同時由于鍋爐有不同類型以及不同發電能力機組，可將設備進行屬性分類。圖3 是鍋爐系統數據庫分類。對于其他類型的設備也可以進行類似分類。由于本體部分涉及的設備、類型較多，對于本體部分的設備，在數據庫里除了圖號、材料、尺寸規格、加工方式等信息外，還可以加入適用的機組、可替用的材料等信息;相對應的輔機系統涉及的設備、類型較少，輔機數據庫的建立也相對容易得多。

圖3 鍋爐系統數據庫分類

(2)客戶端軟件的開發。客戶端軟件是數據庫里的數據同閱讀器讀取數據進行交流的重要工具，是人機交流的主要渠道。該軟件除了要進行數據庫和閱讀器讀取數據的人機交流外，也方便非工程技術人員對設備進行對比分析、替換、性價比分析等。

3 成本分析及擴展應用

(1)設備管理系統成本分析。設備管理系統成本支出包括數據庫、客戶端軟件的開發以及RFID 相關設備成本等。RFID 相關設備成本中，由于目前的技術中被動標簽信息存儲量有限，只適合較為通用且簡單的設備，而對于大型的、復雜的設備，則應使用信息存儲量大的主動標簽。這些成本構成了設備管理系統的基本成本。

(2)設備管理系統不僅應用于項目的設備管理，對于較為單一的設備制造商來說也有很大的作用。其主要體現在以下幾個方面:

1)設備管理。設備管理系統最主要的作用是對設備進行科學的生產管理、質量管理、物流管理、倉儲管理以及使用管理。

2)產品全生命周期管理。全程掌握產品革新、使用生命、產品更新換代周期，提高技術能力，提升服務附加值。

3)設備技術革新歷程對比分析。了解工廠研發技術革命變化，提高產品研發能力。

4)基于智能手機這一平臺，將RFID 技術應用于具有定位、基本數據讀取等功能的APP 應用軟件開發，以擴展其在物流運輸以及現場管理的應用;RFID 技術與無線網絡傳感器相結合，進一步降低項目管理成本。

4 結語

電站建設項目設備數量多，結構復雜，會消耗大量的人力物力，設備管理較為低效。運用RFID 技術建設設備管理系統，對設備進行統一歸類的管理，能提升電站建設的附加值，并能獲取其附加值帶來的收益。該系統通過對設備或產品本身信息的掌握，能進行項目全生命周期管理，在產品技術革新，更新換代周期，產品發展路徑方面帶來較好的效益。同時該系統可以了解不同設備的詳細信息，進行技術經濟性對比分析，便于進一步實施技術革新。

此外，設備管理系統也可進一步對工程項目管理組織模式進行分析，對創新項目管理組織模式進行探索。

［1］ 游戰清，李蘇劍. 無線射頻識別技術(RFID)理論與應用［M］. 北京:電子工業出版社，2004.

［2］ 趙斌，張紅雨. RFID 技術的應用及發展［J］. 電子設計工程，2010 (10):123-126. PMT