應用二維碼識別技術提升設備儀器智能化管理

高彥，林玥，黃飛，張艷

（中國運載火箭技術研究院，北京 100076）

1 項目背景

我國航天事業目前正處于飛速發展階段，火箭技術研究院是我國航天科研的主力軍，任務繁重。航天測控、檢測技術的提高，新工藝、新技術的應用，都對設備儀器管理提出了更高的要求。由于任務需求的不斷發展，設備儀器的種類和數量日益增多，一些大型或特種設備的使用地點分散，使用環境各異，設備儀器使用率增高、使用人增多，也對設備儀器的管理提出了更高的要求，而目前我們設備儀器的現有管理手段已跟不上日益發展的需求，推進信息化、智能化管理，采用現時代先進技術手段能為我們的設備儀器管理工作提供簡單便捷的管理方式、準確高效的管理手段，縮短工作鏈條，降本增效，以更好的開展設備儀器過程管控和精益化管理工作。

2 工作與實踐

我們在科研生產過程中對設備儀器智能化管理的基本理念就是希望通過信息傳感設備，按照約定的協議，把每一設備儀器通過“一物一碼”定義形式，與管理系統連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、監控和管理，而這種集成了多種技術優勢的管理系統以條碼識別技術為依托，構建高性能的設備儀器管理系統，通過生成二維碼標簽來識別每一臺設備儀器，充分利用設備儀器信息資源，結合航天企業設備儀器管理流程，來實現對設備儀器全生命周期的信息化智能化管理。

2.1 條碼識別技術

在日常生活中，我們對條形碼很眼熟，在各種物品或包裝的邊邊角角都可見其身影，例如：我們去超市買東西，收銀員都會拿著掃描器對著商品的條形碼掃描一下，商品信息瞬間就會顯示在電腦屏幕上；在路邊、交通工具上的廣告牌都有一些二維碼圖形，甚至機票、火車票上也印有二維碼，通過手機掃描這個二維碼，就能進入媒介，了解具體信息，方便快捷。所以這些應用范圍較廣的條形碼看似簡單的黑白條/塊組合，里面卻藏匿著大量的關鍵的實用信息，是迄今為止應用最為廣泛的自動識別技術。

條形碼主要可以分為一維碼和二維碼，如圖1所示，

圖1

一維碼是一組黑白幾何條形和數字在平面一個方向上按規律排列組成，圖形中可包含制定的信息，通常具有校驗功能以防止錯讀，但其數據容量較小，只能包含生產國、制造商、品名、生產日期等物品信息，且條形碼一旦遭到污損將被拒讀。二維碼是在二維平面上的圖形，可以在水平和垂直方向的二維空間對信息進行存儲，可以把文字、圖片、聲音等信息進行數字化信息編碼，編碼密度高，信息容量大，容錯能力強，具有糾錯功能，即使條形碼部分損壞也能將正確的信息還原出來，適用于多種閱讀設備進行閱讀。

條碼識別技術在零售和倉儲管理領域已得到廣泛應用，它使得每一件商品都有自己獨立的編碼，便于識別，提高效率，提供了實時庫存信息以及產品供需的真實信息。條碼管理系統現在也已大量應用于物聯網、電子商務、科研智能化管理等諸多領域。

2.2 二維碼技術的應用

存儲在信息管理系統中的每一臺設備儀器其自身信息量比較多，而且設備儀器體積差距很大，針對體積較小的儀器，需要粘貼尺寸小的標簽，因此二維碼不宜占據標簽太多的面積；針對體積較大的設備儀器，可以粘貼尺寸大的標簽。所以作為設備儀器管理，適宜選擇具有以下諸多優點的二維碼技術。

（1）二維碼密度高，信息容量大。

（2）二維碼表示范圍廣：可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等以數字信息進行編碼，用條碼表示出來；可表示多種語言文字；可表示圖像數據。

（3）譯碼可靠性髙：它比普通條碼譯碼錯誤率百萬分之二要低得多，誤碼率不超過千萬分之一。

（4）容錯能力強，具有糾錯功能：在二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時，依然可以正確得到識讀，損毀面積達50%時仍然可以恢復信息。

（5）成本低，易制作，持久耐用，條碼符號形狀、尺寸大小比例可變。

（6）可引入加密措施：保密性、防偽性好。

我們以二維碼技術為依托，將其融入到設備儀器管理系統中， 通過生成二維碼標簽來識別每一臺設備儀器，結合航天企業設備儀器管理流程，來實現對設備儀器全生命周期的信息化智能化管理。

3 設備儀器管理系統的構成

融入二維碼技術后，現有設備儀器管理系統不僅軟件進行升級，還要配置符合要求的二維碼打印設備（標簽打印機）和移動掃描終端（pad）等硬件。

（1）運行設備儀器管理系統；與手持掃描終端通訊聯絡；存儲設備儀器信息數據；生成二維碼標簽等。

（2）二維碼打印設備：打印設備儀器二維碼標簽，選取尺寸適合的工業標簽紙，由管理人員自行打印輸出；我院根據日常管理需求，設計出六種規格二維碼標識，滿足不同設備儀器使用。由于一些大型或特種設備處于室外或特殊環境，可選取防高溫耐腐蝕的標簽片（陶瓷、不銹鋼等），用激光機刻制二維碼標簽。

（3）手持掃描終端：攜帶方便，現場掃描設備儀器二維碼標簽，顯示設備儀器信息，可把數據上傳設備儀器管理系統，集中批量處理，存儲數據。

（4）信息采集軟件：掃描讀取二維碼或手動輸入二維碼，根據編碼規則保存數據信息。

（5）設備儀器管理系統：將采集信息存入數據庫，更新設備儀器數據庫的相應內容，用于設備儀器日常管理，狀態變更管理，信息化盤點，統計分析等。

4 升級后設備儀器管理系統的應用

（1）設備儀器新增：把新增設備儀器信息輸入設備儀器管理系統數據庫，打印出設備儀器二維碼標簽，粘貼在設備儀器上，接收人員可通過掃描標簽，查看并記錄設備儀器的接收時間、接收人等相關信息。

（2）設備儀器庫存：庫管人員可通過掃描標簽，查看并記錄設備儀器的庫存時間、狀態等信息。

（3）設備儀器領用/歸還：管理人員可通過掃描標簽，查看并記錄設備儀器的領用/歸還時間、狀態、領用/歸還人員等信息。

（4）設備儀器使用現場檢查：管理人員可現場掃描設備儀器二維碼標簽，查看并記錄設備儀器的使用狀態、責任人員等信息，可把數據上傳主機集中批量處理。

（5）設備儀器數據統計：將采集信息存入數據庫后對設備儀器的使用狀態、計量信息、維保狀態等進行數據統計分析，提高設備儀器的使用率。

（6）現場盤點：將在現場掃描的設備儀器信息回傳到設備儀器管理系統，實現實物與帳物核對，核實帳實相符情況，對于異地使用或存放的設備儀器，當地保管人員直接利用手持掃描終端將讀取的二維碼信息回傳到本單位，不必派專人進行異地現場盤點，省時、省力、節約成本。

5 實踐效果

設備儀器管理系統通過生成二維碼標簽來識別每一臺設備儀器，充分利用及時有效的數據采集手段，避免人工操作造成的信息錯誤，同時能提高管理工作效率和設備儀器信息的準確性，具有輸入速度快、準確度高、成本低、可靠性強等優點，結合航天企業設備儀器管理流程，實現對設備儀器全生命周期的信息化智能化管理。

6 結語

根據上級要求和自身管理實際，不斷對設備儀器管理系統進行升級和功能的擴充，對優化配置設備儀器資源，提高設備儀器的管理水平和使用率具有重要意義。

隨著無線網絡技術、多媒體圖像處理技術、電力載波技術、RFID技術等的快速發展，將促進物聯網的普及，而物聯網的基本理念就是通過信息傳感設備，按照約定的協議，把任何物品通過互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理這對于企業的設備儀器管理、運維管理等領域具有重要的應用和發展，能夠實現設備儀器自動化、信息化、共享化管理。我院目前利用電力載波技術，可以監控設備運行參數、能耗數據、故障狀態、定位數據、環境數據，并準確計算設備儀器利用率等，為年度考核利用率提供精準的數據。后續擬利用RFID技術，識別移動的設備儀器進出房間或樓宇的相關流動信息，定位其去向和地點等，進一步提升企業設備儀器管理應用水平。