RFID技术在铁路物料全寿命周期管理中的应用

韩 涛

（国家能源集团神朔铁路分公司河东运输段，工程师，陕西 神木 719316）

近年来，随着运输市场竞争不断加剧，铁路运输企业社会效益与经济效益同等重要的认识日益深化，合理利用资源强化企业经营管理的创新能力明显增强。神朔铁路以基层班组为试点，不断夯实班组建设基础，注重现代化技术手段在一线生产经营中的应用，加快推进智慧化铁路建设进程。本文基于RFID 技术的使用，对物料进行电子化标识，构建RFID 技术在铁路物料全寿命周期管理的应用模型，通过自动盘点、物料追踪、库存预警、统计分析等功能，使得物料的盘点、消耗、去向、回收等环节清晰可控，源头上保证物料帐物相符，实现了物料的全过程闭环管理，有效提升了物料管理水平及效益。以下将“RFID 技术在铁路物料全寿命周期管理的应用”简称为“RFID技术的应用”。

1 RFID技术

RFID 是Radio Frequency Identification 的 缩 写，即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象，可快速地进行物品追踪和数据交换。识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID 技术诞生于第二次世界大战期间，它是传统条码技术的继承者，又称为"电子标签"或“射频标签”。

射频识别技术，它是采用内置芯片来存储信息、射频信号自动识别实现无接触信息传递的技术手段，它在我们的生活中也有广泛应用，比如高速ETC、门禁卡等。

RFID 与传统的二维码信息识别技术相比，具有信息储存量大、随时更新、信息不易丢失等特点；RFID 可以快速地进行物品追踪和数据交换，可以识别高速运动物体，同时还能识别多个标签，操作快捷方便。RFID 电子标签就成了物料的“身份证”，为物料的全寿命周期管理提供了可靠的数据保障。

2 RFID技术的应用及效益分析

神朔铁路在铁路物料全寿命周期管理中应用RFID 技术，主要包括管理系统开发、应用模型构建两方面，并对实际运用效益进行分析，具体介绍如下。

2.1 铁路物料全寿命周期管理系统基于RFID 技术及互联网技术，构建铁路物料全寿命周期管理系统，主要由服务器、库房管理软件、无线路由器、库房管理PDA、移动作业PDA、RFID 通道门、显控系统、RFID 标签组成。库房管理PDA 用于识别RFID 标签、快速录入物料的货位、编码、数量等信息，移动作业PDA 用于在作业现场扫描物料RFID 标签，保存操作信息（时间、地点、任务号、物料消耗细项），待作业区域有通信信号情况下，数据可直接传送到后台，服务器进行数据更新。

2.2 应用模型为适应铁路维修过程物料管理的特点，我们构建了以下应用模型及管理流程。

1）在物料验收入库阶段，物料管理人员下载国家能源集团ERP 系统中的物料数据（简称ERP 数据），直接使用物料的ERP 编码及物料描述（物料描述中包含物料名称、规格型号及单价信息），对于没有ERP 编码的物料另外进行统一编号，之后通过RFID 标签打印机批量打印，录入物料信息，按标准粘贴或悬挂至对应物料，完成物料身份的“电子化”，为下一步物料管理打下基础。物料入库流程见图1。

图1 物料入库流程

2）检修作业开始前，系统使用人员通过在系统中提报作业计划（图2所示），生成物料清单，经审批通过后，系统直接将电子领料单发送至库房PDA 以及库房管理软件，并在显控系统屏幕上显示电子领料单。领料人员到达库房货架按照领料单领取物料，并使用库房PDA 读取物料的RDID 标签信息，即可完成出库流程，如图3 所示。若库房装有RFID 通道门时，直接按规定领取物料通过RFID通道门即可完成出库，当数量或种类不符时，RFID 通道门发出声光报警信息。

图2 领料单生成流程

图3 物料出库流程

3）在现场作业阶段，作业人员携带附有RFID标签信息的物料、移动作业PDA 进入作业现场，按照操作流程及规范说明，依照电子工单上的任务描述，核对作业地点，选择作业位置，使用移动作业PDA逐项扫描需要消耗的物料，确定后，相关操作信息（时间、地点、任务号、物料消耗细项）保存到移动作业PDA 里。作业区域有通信信号情况下，数据可直接传送到后台，服务器进行数据更新；作业区域无通信信号情况下，可回到工区后，传送到服务器进行数据更新。通过移动作业PDA 的物料消耗信息，系统可记录追踪物料的消耗去向，从而实现了物料消耗去向的跟踪。

由于铁路维修野外作业的特点，现场作业时携带的物料一般会有剩余，这就需要在现场作业完成后进行余料回库，为此设计了物料回库流程。对于现场作业未消耗的物料，直接使用库房PDA 扫描其RFID 标签即可完成入库，重新上架至原位即可。对于工具类或替换下的旧料，具备修复价值的进行修旧利废，不具备修复价值的直接报废。

5）在进行物料盘点时，系统管理员发起盘点任务，由系统生成盘点清单列表，网络传输至库房PDA 中，材料员进入材料库使用库房PDA 批量扫描RFID 标签，为避免遗漏可沿固定路线上下扫描并往返重复扫描一次（因RFID 标签的唯一身份ID，不会出现重复识别现象）。扫描完成后，库房PDA 把数据回传至系统，材料员核对物料盘查信息，无误后导出打印签字，即完成整个盘点流程，如图4所示。

图3 物料盘点流程

2.3 经济效益分析RFID 技术的使用投入主要包括服务器、PDA、标签打印机、RFID 标签等硬件以及库房管理软件、PDA 软件等软件。通过对物料的领料入库、保管盘点、出库、消耗跟踪、回库、报废的一系列流程管理，记录物料管理使用的所有环节信息，从而实现对物料的全寿命周期管理。运用库存预警、自动盘点、大数据分析等功能，通过对物料的消耗跟踪减少了物料的浪费，减轻了物料管理压力，提升了物料的智能化管理水平。其经济效益主要体现在以下几个方面：

1）改变了以往手工记账、盘点、对账的现象，准确实现了帐、卡、物相符，大幅提升了物料盘点效率。以三岔供电工区接触网材料库盘点为例，接触网材料库包含接触网检修常用的95 个规格型号的物料，材料员单人进行传统手工盘点总用时92 min，而RFID 标签盘点只需要11 min，单一规格材料盘点耗时由平均0.97 min，下降至0.12 min，极大地缩短了盘点消耗时间，提升了盘点效率。具体见表1。

表1 不同方式材料盘点耗时对照

2）通过物料全寿命周期管理系统能够实时掌握物料的库存情况，合理设定各种物料的阀值，降低低频率物料的储备，最终有效降低班组库的库存量。通过库存预警模块进行低库存预警或库存不足警告，提醒及时补充或调拨物料，在降低班组库存量的同时又保证了正常检修用料。

3）通过移动作业PDA 的跟踪，能实时掌握物料的具体消耗地点，再结合物料的寿命周期管理，处于寿命周期内的物料不得随意更换（确有必要更换时，对更换下的物料进行质量鉴定），从而避免物料寿命周期内的无序或随意更换，最终达到延长物料使用时间、节约物料消耗的目的。

4）随着物料全寿命周期管理系统大数据的积累，对物料消耗的类型、规格型号、地点、检修任务量的统计分析，可核算出单位设备量（如条公里）年度检修所消耗的物料清单，为下一步企业制定切实可行的维修定额打下基础，对于班组下一步开展经济核算具有重要意义。

5）最后，班组通过WEB页面的随时浏览、操作，推动了领料单、物料台账无纸化的进程，也有效避免了纸质单据、台账的保管丢失，最终提升了物料管理效率及管理水平。

3 结论

铁路物料全寿命周期管理对于节约物料消耗、提升物料管理水平具有重要意义，而RFID技术的应用对于铁路物料全寿命周期管理系统的运行至关重要。RFID 技术因具有信息储存量大、随时更新、信息不易丢失、多标签同时识别、快速追踪物品及数据交换、操作快捷方便等优点，使得RFID 电子标签成为物料的“身份证”，为物料的全寿命周期管理提供了可靠的数据保障,具有很大的推广价值。