鄭凱，潘潤霞

（中國水電四局第三分局，云南 昆明 650000）

在“雙碳”目標發(fā)展下，我國大力關(guān)注水電行業(yè)發(fā)展，水電工程建設(shè)規(guī)模愈發(fā)龐大，涉及的物資類型愈發(fā)繁雜，采用傳統(tǒng)的物資管理手段已經(jīng)無法適應(yīng)水電工程發(fā)展需求。在傳統(tǒng)物資管理模式下，物資查找與取放困難，管理工作極易出現(xiàn)紕漏，嚴重影響物資的檢修效率。因此，水電物資管理工作亟待適應(yīng)智慧時代的發(fā)展特征，構(gòu)建水電站物資智慧管理平臺，統(tǒng)籌規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)等各類技術(shù)的應(yīng)用，全面提升水電站物資智慧管理水平，以滿足新時期水電工程高質(zhì)量發(fā)展要求。

1 物資智慧管理關(guān)鍵技術(shù)

物資智慧管理是指借助各類技術(shù)手段實現(xiàn)對物資的自動識別與管理，以便物資管理人員對各類物資的集中管控，提高設(shè)備設(shè)施檢修效率。從水電站物資管理需求角度，水電站物資管理需要采用的關(guān)鍵技術(shù)包括各類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及遠程控制與管理技術(shù)，其目的在于實現(xiàn)對物資信息的自動采集、整理、分析與管理，具體技術(shù)內(nèi)容如下。

（1）各類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。①射頻識別技術(shù)（RFID），RFID技術(shù)的原理為閱讀器與標簽間進行非接觸式的數(shù)據(jù)通信，從而識別出目標信息。RFID的應(yīng)用場景非常廣泛，適用于各類運行環(huán)境條件下，且全程無須人工干預(yù)，可以同時識別出多個電子標簽，完全可滿足水電站物資類型多的要求。在實際應(yīng)用中，可以在水電站物資中貼放電子標簽，并在電子標簽中錄入相應(yīng)物資信息，采用RFID技術(shù)進行電子標簽識別后，可準確掌握物資所在位置及其相關(guān)信息。②重力傳感技術(shù)，重力傳感技術(shù)可以通過傳感器對物資變化進行感知，感知到的變化數(shù)據(jù)將反饋至系統(tǒng)中，與電子秤的稱重原理類似。該項技術(shù)的優(yōu)勢在于無須貼放標簽，而且可以重疊倒放，操作較為便利，但缺點在于其識別精度完全由傳感器精度決定。③智慧視覺技術(shù)，智慧視覺是指利用物聯(lián)網(wǎng)的視覺感知部分獲取水電站物資的圖像或視頻視覺數(shù)據(jù)，再利用智能識別手段對圖像或視頻進行視覺標簽提取，并最終上傳至系統(tǒng)。視覺識別技術(shù)的優(yōu)勢較為明顯，不僅錄入信息方便，而且物資可以重疊倒放與混放，因此不受到存儲量的限制，并且同樣不需要貼放標簽。然而，該項技術(shù)同樣存在一定局限性，表現(xiàn)在受到物資大小與傳感器視角的限制。

（2）遠程控制與管理技術(shù)。水電站物資智慧管理的最終落腳點在于對物資的遠程控制與管理，考慮到水電站物資倉儲位置較為分散、物資數(shù)量較多、管理工作較為復(fù)雜等特征，最終確定采用“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)+WiFi+5G”的水電站物資信息獲取與傳輸模式，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行物資信息獲取，短距離信息傳輸采用WiFi技術(shù)，長距離信息傳輸采用5G技術(shù)，二者間可以相互配合，確保信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。水電站物資智慧管理系統(tǒng)采用“集中管理，獨立控制”模式，利用通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)物資信息傳輸，并利用人工智能算法進行物資狀態(tài)識別，再通過信息反饋制定控制方案，采用嵌入式技術(shù)進行物資遠程控制與管理。

2 系統(tǒng)應(yīng)用效果

（1）水電站物資智慧管理系統(tǒng)在應(yīng)用后，對各類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的功能實現(xiàn)進行了驗證。首先，智能網(wǎng)關(guān)開關(guān)在監(jiān)控模式下，可以實現(xiàn)RFID多標簽進入、離開事件的上報工作，且可以接收來自物資管理平臺的獲取指定天線實時監(jiān)控的RFID標簽列表請求，并返回列表信息，運行3個月并未發(fā)現(xiàn)任何異常狀態(tài)。其次，采用的重力感應(yīng)電子秤可以精準識別到托盤上物資重量的變化，并自動向平臺上報變化信息，目前最大識別誤差未超過1%，且不存在漏報現(xiàn)象。同時，平臺可調(diào)用查詢接口按電子秤地址信息進行物資數(shù)量與重量的查詢，運行期間未發(fā)現(xiàn)報錯情況。最后，智能視覺服務(wù)器可以實現(xiàn)同平臺的高效數(shù)據(jù)交互，精準進行門禁控制與物資識別，少數(shù)體積較大以及傳感器角度存在偏差的物資無法進行精準識別，但RFID技術(shù)可以彌補這一缺陷。

（2）水電站物資智慧管理系統(tǒng)的應(yīng)用對水電站物資管理工作達到了流程重塑與效率提升的目標，其應(yīng)用效果集中體現(xiàn)在三個方面：第一，幫助物資管理業(yè)務(wù)流程實現(xiàn)了統(tǒng)一，可精準管控每一環(huán)節(jié)。系統(tǒng)的應(yīng)用貫穿于物資管理的整個過程，包括物資申請、申請核準、采購、運輸、存儲、申領(lǐng)、核銷與結(jié)算，全過程可通過系統(tǒng)進行追溯與查詢，實現(xiàn)了對各環(huán)節(jié)的規(guī)范化管理，可根據(jù)系統(tǒng)精準判斷物資管理業(yè)務(wù)流程的流動軌跡；第二，幫助物資管理業(yè)務(wù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集成與共享，提高了物資管理數(shù)據(jù)的利用效率。系統(tǒng)可以根據(jù)數(shù)據(jù)使用者需求針對性攫取物資領(lǐng)用量、物資核銷管理等數(shù)據(jù)信息，并按照其需求進行分時段、分標段以及分類型的物資管理數(shù)據(jù)信息分析，幫助數(shù)據(jù)使用者快速精準地獲取物資管理信息，提高對物資的動態(tài)管控能力；第三，幫助物資管理工作提供了責任追究路徑，提高物資管理工作的規(guī)范化水平。系統(tǒng)覆蓋了物資管理的各個流程，因此可以對涉及的管理主體進行明確的責任劃分。一旦出現(xiàn)物資管理問題，可利用系統(tǒng)判斷在哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)未按照物資管理流程開展工作，從而第一時間對責任人進行責任追究。明確的責任追究手段可以有效規(guī)避物資管理工作中的人為失誤因素，并且可以有效規(guī)避因管理人員崗位調(diào)動以及權(quán)責不清引發(fā)的物資管理風險。

3 水電站物資智慧管理平臺的設(shè)計構(gòu)建

3.1 總體架構(gòu)

本次在水電站物資智慧管理平臺設(shè)計中，綜合考慮了技術(shù)特征與物資管理工作特點，確定了物資協(xié)同運轉(zhuǎn)與高效管理的智慧管理平臺。平臺設(shè)計中確定統(tǒng)一業(yè)務(wù)流程、統(tǒng)一數(shù)據(jù)規(guī)范，在統(tǒng)籌管理下實現(xiàn)對水電站物資的智慧化管理。其總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水電站物資智慧管理平臺總體架構(gòu)

3.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計

3.2.1 硬件技術(shù)設(shè)備模塊

水電站物資智慧管理平臺設(shè)計構(gòu)建中借助硬件設(shè)施可滿足物資管理的特性要求，借助數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、智能網(wǎng)關(guān)、二維碼技術(shù)和RFID等技術(shù)，可根據(jù)水電站物資的屬性、應(yīng)用場景與使用特性進行有效管理。物資智慧管理系統(tǒng)中，對于可重復(fù)使用的物資，可應(yīng)用RFID技術(shù)創(chuàng)建相應(yīng)的管理標簽，通過安裝RFID天線感知不同物資的相應(yīng)標簽，可將物資相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息直接通過智能網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)较到y(tǒng)數(shù)據(jù)庫中進行分析與存儲。對于水電站中的消耗類物資，可搭配使用重力傳感器等設(shè)備掌握物資的使用情況，通過重量感知與視頻反饋實現(xiàn)對物資種類與單次使用量的有效控制。智慧管理系統(tǒng)中借助二維碼技術(shù)可實現(xiàn)對物資的智能高效管理，物資管理人員通過移動終端設(shè)備掃描物資二維碼便可以獲取全部信息，掌握其使用情況，便于后臺管理。

3.2.2 軟件應(yīng)用服務(wù)模塊

水電站物資智慧管理平臺的軟件應(yīng)用服務(wù)功能由多個模塊共同構(gòu)成，其中各個模塊的主要功能內(nèi)容如下。

（1）倉庫管理。此項應(yīng)用功能主要負責倉庫基本信息管理，包含水電站物資位置管理、物資編碼、物資貨架與貨位確定與物資管理員信息等級等。平臺中的倉庫管理模塊借助二維碼技術(shù)可實現(xiàn)物資的一站式管理，結(jié)合水電站工程施工要求，自動調(diào)配物資，保證倉庫物資調(diào)用能夠滿足工程要求，同時能夠有效避免因倉庫管理不當造成物資庫存積壓，提高倉庫物資的應(yīng)用效率。

（2）入庫管理。水電站物資入庫時，物資智慧管理平臺會自動對物資進行檢測，確定是否已有同類物資存入，從而確定是否創(chuàng)新新的物資管理清單，之后入庫管理模塊會根據(jù)物資屬性建立相應(yīng)的入庫管理標簽，系統(tǒng)會根據(jù)管理人情況明確物資操作入庫的執(zhí)行人，并將物資自動分配到相應(yīng)的貨位與貨架。物資入庫后，該模塊會將入庫單發(fā)送給向物資操作管理人員，并完成相應(yīng)的系統(tǒng)門禁授權(quán)，在物資操作管理人員完成檢查并提交確認后，平臺則會確定物資的入庫管理工作完成，入庫管理完成后，平臺會自動根據(jù)物資變化進行自動提示，便于后續(xù)物資應(yīng)用與管理。

（3）出庫管理。物資出庫前，該模塊會根據(jù)庫存狀態(tài)進行系統(tǒng)提醒，確定庫存物資數(shù)量是否能夠滿足出庫要求，平臺出庫模塊會根據(jù)物資使用申報計劃生成相應(yīng)的出庫單，并記錄出庫車輛、貨物、運輸路線與領(lǐng)料人與管理操作人員信息。物資出庫中會與平臺建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，可實現(xiàn)物資出庫的全過程監(jiān)控。與此同時，出庫時平臺會自動根據(jù)物資貨位生成相應(yīng)的門禁權(quán)限，領(lǐng)料人在通過門禁認證后可進入倉庫制定位置領(lǐng)取物資，完成物資領(lǐng)取工作后，需盡快完成物資領(lǐng)取確認，系統(tǒng)在領(lǐng)料人確認后生成最新的物資庫存信息，并從平臺數(shù)據(jù)庫端完成出庫數(shù)據(jù)與庫存信息的更新與存儲，同時平臺會結(jié)束門禁授權(quán)，恢復(fù)正常管理狀態(tài)。

（4）供應(yīng)商管理。該模塊功能以提供供應(yīng)商基本信息，供應(yīng)商注冊變更、注銷與長期評價為主。水電站物資智慧管理平臺的供應(yīng)商管理需要根據(jù)工程實際需求確定相應(yīng)的物資供應(yīng)量和物資供應(yīng)類型。水電站工程項目開展會根據(jù)施工需求提出詳細的供貨計劃，平臺會計算出階段性的物資需求量，并推薦優(yōu)秀的供應(yīng)商名單，通過系統(tǒng)對比確定最佳供貨對象。在供應(yīng)商管理中，需要結(jié)合貨運單據(jù)完成物資配送供應(yīng)服務(wù)，平臺系統(tǒng)會定期跟蹤供應(yīng)商配送單運輸情況，通過運輸?shù)膶崟r跟蹤，全面掌握物資供應(yīng)情況。智慧管理平臺中的供應(yīng)商管理模塊可實現(xiàn)物資管理工作可塑性追蹤，按照施工現(xiàn)場需求確定最佳的物資運輸?shù)攸c、路線、種類與數(shù)量，從而提升供應(yīng)管理效率。

（5）數(shù)據(jù)分析。水電站物資智慧管理平臺的數(shù)據(jù)分析功能可以幫助管理人員更好地了解其物資庫存情況、采購計劃和耗材使用情況，從而優(yōu)化物資管理流程，提高效率和節(jié)約成本。數(shù)據(jù)分析模塊可以通過對物資庫存數(shù)據(jù)進行分析，幫助管理員實時監(jiān)測庫存數(shù)量、種類和價值情況，并生成報表以便快速了解庫存狀況。此外，平臺還能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)測未來的用料量，能夠為水電站物資使用制定合理的采購計劃，可以極大地減少庫存積壓和資源浪費問題。該模塊可以通過對耗材使用數(shù)據(jù)的分析，掌握水電站工程施工中的消耗情況和使用效率，及時發(fā)現(xiàn)異常情況并作出相應(yīng)調(diào)整。同時，平臺還支持對具體設(shè)備的維修保養(yǎng)記錄進行跟蹤和分析，幫助平臺管理人員優(yōu)化設(shè)備維護計劃，提高生產(chǎn)效率。另外，該模塊還支持多維度的數(shù)據(jù)可視化展示，包括圖表、報表、儀表盤等多種形式，使用戶可以直觀地了解物資管理情況，及時作出決策，提高工作效率和精準度。

（6）高級管理。此項功能主要負責定期測試物資管理、物資預(yù)警與物資檢修查驗等功能。物資入庫管理后，需要通過預(yù)設(shè)條件進行有效提醒，對于已入庫卻為進行測試的物資不得出庫使用，同時高級管理模塊中還設(shè)置了智能預(yù)警功能，系統(tǒng)會根據(jù)物資情況自動生成提示信息，對物資管理中的問題進行及時警示，幫助物資管理人員提高物資管理與使用效率。

（7）系統(tǒng)設(shè)置。該模塊為水電站物資管理平臺中的底層模塊，其主要負責系統(tǒng)基礎(chǔ)功能，如系統(tǒng)用戶管理，系統(tǒng)權(quán)限設(shè)定與系統(tǒng)升級維護。平臺在后續(xù)應(yīng)用中經(jīng)常會根據(jù)水電站工程業(yè)務(wù)要求進行系統(tǒng)升級優(yōu)化，其中會加入新的硬件，增設(shè)開發(fā)新的系統(tǒng)功能，因此，平臺開發(fā)人員需要通過系統(tǒng)設(shè)置模塊進行系統(tǒng)底層功能管理，通過該模塊為物資智慧平臺中其他模塊的運行提供保障。

4 結(jié)語

物資管理是水電站管理工作的重要內(nèi)容，需要利用先進的技術(shù)手段提升水電站物資智慧管理水平，研究設(shè)計了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水電站物資智慧管理平臺，物資智慧管理系統(tǒng)覆蓋物資管理的整個流程，可通過各類物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)精準獲取到物資信息，并實現(xiàn)對物資的遠程控制與管理，有效解決了傳統(tǒng)物資管理模式的效率低下問題，并減少了物資管理人員的工作量，有利于促進水電站管理工作的智慧化轉(zhuǎn)型。