一种采用物联网技术的智能工具管理方法研究

许泽宁 刘 俊 杨远俊 李 超

（深圳供电局有限公司，广东深圳518000）

1 项目背景

当前深圳供电局在生产运行环节中所需的工器具品种多，数量大，在全局的物资资产中占有较大比重。工作人员每天要按规定正确使用工器具，工作完成后要及时归还，不能遗漏在现场，以免发生生产安全事故，造成财产损失。这给工器具管理提出了很高的要求，工作人员需严格执行借还登记、盘点整理、核对账务等规定，部分工具还需定期进行检验，极大地增加了工具管理的难度。目前采用人工方式对工具库进行管理，工作非常烦琐，工器具借还的效率难以提升，工作压力非常大。因此，供电部门迫切需要采用有效的技术手段实现工器具的高效、精准管理，以减轻工作管理人员的压力，杜绝工器具在现场遗漏现象的发生。智能工具管理系统的提出已有很多年，当前主要是采用条码技术、视频识别技术对部分工具进行管理，但这两种技术存在识别率低、操作烦琐、不能跟踪到个体等问题，对整体工作的改进效果并不明显。

2 项目技术方案及实施

基于上述问题，本文提出了一种采用物联网技术的智能工具管理方法，研发一种智能工具管理系统，对整体工器具进行准确有效的管理。项目的具体技术方案是采用物联网技术的智能工具管理系统通过实时盘点工器具柜内工具，运用先进的仓储管理+物联网+工具生命周期管理等技术，实现工器具的无人化、智能化管理。给每个工具一个“身份证”，智能工具管理系统将自动实时盘点柜内工具，并将工具准确定位到工具柜内的隔层，同时汇总信息到数据库。员工刷工卡确认身份后开启工具柜门进行工具借还操作。智能工具管理系统将实时记录监控所有借还行为，并通过预留大数据分析的接口，为下一步通过大数据分析工具使用情况提供后台决策数据支持。

2.1 系统架构

该智能工具管理系统采用C/S架构，客户端在工具柜上运行，支持触控操作，服务端架设在阿里云上，可通过网页端登录操作，同时还支持微信小程序登录操作管理。其中，工具柜主要由主柜和副柜组成，主柜和副柜通过RS485总线连接，一台主柜可与多个副柜组合，扩展存储位置。主柜主要由工控机、双目人脸识别模块、指纹模块、刷卡模块、RFID模块、温湿度控制模块、工控板、监控摄像头组成。工控机内建本地数据库，可脱网独立运行。当连接网络时，将本地数据同步至服务器中。副柜主要由RFID模块、温湿度控制模块组成，副柜通过RS485总线与主柜连接。主柜的双目人脸识别模块、指纹模块、刷卡模块主要用于操作人员身份识别。而主柜和副柜的RFID模块通过RS485总线连接到工控机中，系统通过通信指令调用控制。每个工具均粘贴一个具有唯一标识的RFID标签，RFID模块主要用于识别柜内存储的工具。温湿度控制模块通过RS485总线连接到工控机中，系统通过MODBUS指令调用控制，读取实时温度、实时湿度，并可设定目标湿度。

2.2 系统主要功能

（1）人员管理。采用绑定人脸识别信息、指纹信息、工卡信息等技术手段，实现人员账号管理，工作人员在使用工具时通过账号进行登记管理。

（2）工具新增与报废管理。对新增的电力工具，录入名称、型号、生产厂家、生产日期、检修周期等台账信息，并将工具按类放置在不同的工具柜中，方便日后对工具进行查找和盘点。同时系统会对工具的检修周期、使用期限进行跟踪，并设置超期提醒，以便及时送检或作报废处理。

（3）日常维护管理。日常检查是指记录工具的检查日期及下次到检日期，主动提醒管理员对需要年检的工具进行检查；工具保修记录是指记录工具的维修情况，在工具的使用周期内进行全程跟踪记录。

（4）使用管理。其是指在工具借出时记录借用人员及工具的信息，若借用的工具不符合年检要求，系统将报警限制工具出仓；在工具归还时，记录归还信息并与借用记录做比对，确保工具如数归还。

（5）报警管理。主要包括归还超时报警、年检到期报警、借出失败报警。

（6）台账管理。可视化记录工具使用情况，并上传至服务器，使管理员实时掌握工具使用情况。

智能工具管理系统具体使用流程如图1所示。

3 应用效果分析

该系统通过物联网技术对各类工具进行精细化、智能化管理，引入和应用了先进的工具生命周期管理理念，其应用优势主要体现在：

（1）采用数据库进行管理。给每个工具一个“身份证”，员工采用刷工卡的方式对工具进行操作，实现工具启用-借用-点检-维修-报废等全生命周期管理以及工具的数据查询功能（例如宝安供电局B工具柜3层的某工具启用时间、人员，维修时间、人员等信息；又如某员工什么时间什么地点借用和归还X工具柜X层的工具，还有什么工具没有归还等信息）；还可以设置自动提醒功能（例如沙井分局X工具柜X层的某绝缘工具还有5天过期，需要重新检验；某员工借用X工具超过24 h没有归还），故极大地提升了工具管理水平，从而提高了生产安全性。

（2）采用RFID可编程多天线技术。根据采集到的RFID芯片功率的大小，将工具准确定位到工具柜内的隔层，员工刷工卡自助式进行工具借还操作，工具必须归还到原来的位置，杜绝工具乱拿乱放现象。

图1 智能工具管理系统具体使用流程

（3）验证工具生命周期的管理。因为RFID的特性，每个工具都会有RFID标签，可以引入工具生命周期管理的理念，实现工具启用-借用-点检-维修-报废等工具生命状态的全电子流程管理，有效地提高了工具的智能管理水平。

（4）通过预留云计算和大数据技术接口，后续可以建立由集团统一管理的工器具生命周期管理大数据平台，系统实时监控所有供电所工器具管理情况，实现省、市、县分级实时资产监控，资产状态可视化，提高工器具管理的准确性、可用性、安全性、利用率。

4 结语

采用物联网技术的智能工具管理方法对供电局的工器具进行管理，将有效提升工器具的借还效率及工器具管理的自动化水平，保证工器具管理各环节的实时、准确、高效、清晰，减轻了管理人员的工作压力，有效地保障了资产和作业的安全。