基于RFID 技术在BTG 项目管理系统的开发研究

洪晓展

(上海电气电站集团，上海 201199)

0 引言

印度某燃煤电站锅炉—汽轮机—发电机(Boiler，Turbine，Generator，BTG)项目是一个集电站设计、设备供货、安装指导、设备以及系统调试运行为一体的承包工程。该项目执行以来，项目现场经常出现缺件的大量产生以及补供，极大影响着设备的安装进度，业主对进度的要求及评价，以及项目的收款工作。事实上，国外先进的工程建设及管理公司已运用射频识别技术 (Radio Frequency Identification Technology，RFID)对设备、人员等进行管理，有效地提高了项目管理能力和工作效率。

目前较多在建的国内和国外电站项目，涉及的设备多而复杂，而实际工作中遇到的产品缺陷、缺件补供、设备安装、性能试验、调试运行等大部分问题都是和设备有关。此外，项目完成后，项目经理不能很好地总结项目中遇到的经验和教训，实现项目知识的有效管理，当项目人员出现变更时，更是如此。这样重复了很多工作，不仅消耗了大量的人力物力，而且影响了工作效率。本文基于RFID 技术建立一套产品全生命周期的管理系统，便于对项目进行设备管理、知识管理、人员管理等。

1 RFID 介绍

RFID 又称电子标签，是一种非接触式的自动识别技术，由电子标签、阅读器、微型天线组成，具有不局限于视线，通过无线电信号自动识别，在较恶劣环境中仍可使用，条码不可替代等优势。RFID 与条码的区别在于无需光信号接触，一般用标签作为应答器，用阅读器作为读取标签信息的设备。

RFID 分为被动标签(passive tags)和主动标签(active tags)两种。主动标签自身带有电池供电，与被动标签相比成本更高，一般具有较远的阅读距离。被动标签内无电池，接收阅读器发出的微波信号便可工作，成本很低，使用寿命长，但在读写距离方面受限。

目前RFID 在图书馆、食品安全溯源、医疗器械及药品、物流管理以及军事上均有广泛的应用。由于该技术的可操作性以及不同领域的实际应用，RFID 已开始应用于工程建设领域。对于电站工程项目建设，可使用RFID 对人员和设备进行管理。

2 管理系统模型

2.1 RFID 标签信息

RFID 标签里所包含的应是安装、设备管理、质量管理、缺件补供等各方人员所需的信息。例如安装人员希望了解安装方式，可以从相关图样中获取信息，图样可包含基本结构图、安装指示图、安装关联件名称以及安装视频等信息。设备管理人员需要对产品定位、使用情况、基本信息有所了解。缺件补供人员通过图号、材料、重量、生产厂家及零部件照片等信息来了解补供进度。质量管理人员从质检记录等其他信息来掌握质量状况，进行缺陷分析。RFID 标签更重要的功能是可以进行产品的全生命周期管理，提升产品的跟踪服务能力。图1 是RFID 标签信息。

图1 RFID 标签信息

由于不是所有设备和部件都有电站标识系统(KKS)码，这会造成在设备损坏或丢失某些零件时产生较大麻烦。而在设备管理中，管理人员对有KKS 码的设备或部件较为清楚，而其中的组成零件则并不清楚。考虑成本原因，没有必要对所有零件贴RFID 标签，而只对重要的设备、部件或具有KKS 码的设备贴RFID 标签，但标签里所包含的信息要尽量全面，这样可以有助于快速、有效地解决问题。

2.2 设备管理系统模型的建立

对于一个大型电站建设项目，设备多、仓库有限、摆放乱对设备的管理与使用造成很大的难题。现场的项目管理者由于不熟悉所有的系统及设备，当遇到问题时需要花大量的时间去了解，或把问题反馈到国内解决。为此，通过建立一个设备管理系统，把相关设备出现的问题通过阅读器以及客户端获取大量的信息来进行分析。

管理系统主要由服务器、数据库、客户端、应用软件、RFID 标签、阅读器等组成。首先从各设备厂家获取每个设备、部件以及零件的信息输入数据库，并把相关信息从数据库中导入到RFID 标签中，这样把标签中和数据库中的信息对应起来。通过客户端与服务器进行人机交流，经授权的管理人员可以对需要更新以及错误的数据进行更新或修改，并且对某些重要信息加密保护。RFID 标签以贴或挂的方式同设备相连。阅读器可以随时读取标签中的信息并可导入客户端计算机以实现信息的分析、处理和使用。图2 是设备管理系统模型。

图2 设备管理系统模型

对设备、部件的追踪与记录是体现施工管理水平，关系设备安装质量与工程造价的重要影响因素。对于小型设备，可通过采用被动式电子标签，并利用手持式阅读器获取设备的具体信息;对于大型设备，可通过采用主动式电子标签进行远程查找与定位。因此运用RFID 技术，在设备、部件进场交付时，可以设置RFID 标签来记录设备型号、类别、用途、具体材质组成、图样、生产厂家等详细信息;在施工管理过程中，可利用RFID 阅读器，准确监控每一个设备、部件使用的具体情况，可及时发现问题并能有效处理。

2.3 数据库的建立和客户端软件的开发

(1)数据库的建立。设备管理系统可以分为锅炉系统、汽机系统、发电机系统和热控系统。构建设备管理系统，首先要建立一个大型数据库，数据库以设备为基础进行分类。例如对于锅炉系统，可以包括本体、辅机系统，也可以包括控制系统。同时由于锅炉有不同类型以及不同发电能力机组，可将设备进行属性分类。图3 是锅炉系统数据库分类。对于其他类型的设备也可以进行类似分类。由于本体部分涉及的设备、类型较多，对于本体部分的设备，在数据库里除了图号、材料、尺寸规格、加工方式等信息外，还可以加入适用的机组、可替用的材料等信息;相对应的辅机系统涉及的设备、类型较少，辅机数据库的建立也相对容易得多。

图3 锅炉系统数据库分类

(2)客户端软件的开发。客户端软件是数据库里的数据同阅读器读取数据进行交流的重要工具，是人机交流的主要渠道。该软件除了要进行数据库和阅读器读取数据的人机交流外，也方便非工程技术人员对设备进行对比分析、替换、性价比分析等。

3 成本分析及扩展应用

(1)设备管理系统成本分析。设备管理系统成本支出包括数据库、客户端软件的开发以及RFID 相关设备成本等。RFID 相关设备成本中，由于目前的技术中被动标签信息存储量有限，只适合较为通用且简单的设备，而对于大型的、复杂的设备，则应使用信息存储量大的主动标签。这些成本构成了设备管理系统的基本成本。

(2)设备管理系统不仅应用于项目的设备管理，对于较为单一的设备制造商来说也有很大的作用。其主要体现在以下几个方面:

1)设备管理。设备管理系统最主要的作用是对设备进行科学的生产管理、质量管理、物流管理、仓储管理以及使用管理。

2)产品全生命周期管理。全程掌握产品革新、使用生命、产品更新换代周期，提高技术能力，提升服务附加值。

3)设备技术革新历程对比分析。了解工厂研发技术革命变化，提高产品研发能力。

4)基于智能手机这一平台，将RFID 技术应用于具有定位、基本数据读取等功能的APP 应用软件开发，以扩展其在物流运输以及现场管理的应用;RFID 技术与无线网络传感器相结合，进一步降低项目管理成本。

4 结语

电站建设项目设备数量多，结构复杂，会消耗大量的人力物力，设备管理较为低效。运用RFID 技术建设设备管理系统，对设备进行统一归类的管理，能提升电站建设的附加值，并能获取其附加值带来的收益。该系统通过对设备或产品本身信息的掌握，能进行项目全生命周期管理，在产品技术革新，更新换代周期，产品发展路径方面带来较好的效益。同时该系统可以了解不同设备的详细信息，进行技术经济性对比分析，便于进一步实施技术革新。

此外，设备管理系统也可进一步对工程项目管理组织模式进行分析，对创新项目管理组织模式进行探索。

［1］ 游战清，李苏剑. 无线射频识别技术(RFID)理论与应用［M］. 北京:电子工业出版社，2004.

［2］ 赵斌，张红雨. RFID 技术的应用及发展［J］. 电子设计工程，2010 (10):123-126. PMT