物联网技术在材料管理中的应用

2023-01-31宇文虎

智能城市 2022年11期

宇文虎

（中铁二十局集团市政工程有限公司，甘肃兰州 730046）

1 建设工程材料管理现状

材料管理是建设工程管理的重要内容，科学开展材料管理工作可以有效减少库存积压，优化生产资料配置，提高项目经济效益。基础设施类项目的材料用量较为可观，且品种和规格型号多样，尤其是线性工程，受自然条件、场地局限以及劳动力数量等因素的影响，导致项目现场材料管理出现诸多问题。

1.1 人工进行数据采集、录入，难以满足现场精细化管理的需求

在实际工况中，计划外情况较多，传统的人工计算方法及设计系数调整不能有效适应工况变化，容易出现施工现场库存不足，材料供应计划执行效果不佳的情况。传统的预算编制成果包括项目总成本以及总材料消耗量，但在开展建设活动过程中，实际工作量将大于预设工作量，难以按进度计划进行材料用量规划。

1.2 仓储管理信息与现场管理信息共享程度不高

材料管理员并未掌握每日建设进度以及工况的具体变化情况，无法对领料人员是否超额领料作出有效评估。传统手签台账登记方便，但在限额领料单的制作、填写和记录浪费时间和人力的过程中，不利于形成材料管理的框架体系，材料的测算和超前预报工作也将进一步受限。

2 基于物联网技术的材料动态管理系统

2.1 研究内容

物联网可以针对普通物理对象的互联互通完成独立寻址，特点表现为设备化、自治终端互联化和普适服务智能化。在建设材料验收及核算环节，面对复杂、多场景的业务、大规模统计数据、高频次的数据通信等情况，物联网技术能够有效规范数据，从而降低管理成本，提高工作协同效率，满足不同业务需求。

材料数据采集效率是项目管理水平的重要评价指标。目前，大型建设项目数量越来越多，材料种类也更加丰富。应用材料管理系统能够迅速获取原料、预制构件等材料的数据信息，实现高效采集和共享信息，完成材料的动态管理，明显提高企业的社会效益和经济效益。

2.2 项目分析

2.2.1 需求分析

收料称重主要依靠人工执行，手工开单效率低，单据易污损丢失，扣水扣杂不规范；检尺计件材料的收发盘调等业务靠手动登记，极易造成浪费和停工待料；自建拌和站管理仅依靠理论配合比反算，核算效率低、误差大。使用物资综合管控系统后，可确保项目级材料收发数据客观真实、环节规范、可追溯、成本管控有据可查。

2.2.2 系统总体架构设计

系统采用微服务架构，由开发平台、产品中台、数据中台组成。开发平台由技术组件、基础服务、开发包和支撑体系组成，形成分布式的微服务架构，支持主流语言。产品平台通过后台管理、公共组件、产品服务为用户提供前端服务。数据中台通过优化数据结构，形成管理数据的数据库，为数据使用提供基础。系统总体架构设计如图1所示。

图1 系统总体架构设计

2.2.3 实现方法

平台整体使用微服务架构，基于Docker容器化部署，选用成熟稳定的开源技术框架，数据库选用MySQL+Hadoop体系，为处理关系型数据及海量业务数据提供保障，以“前台+中台+后台”为架构思想，以确保突出重点环节，驱动项目管理转型升级[1]。

各物资业务模块可以通过接口形式将业务功能、数据共享至中台，供系统内各部门调取使用，充分实现数据共享。物资综合管理平台框架如图2所示。

图2 物资综合管理平台框架

后台工具化：系统既服务于企业，也服务于项目，整合通信模组以实现物联网一体化，将各部门业务工具化、透明化，减少重复工作，提高业务效率。

中台数据管理标准化、集成化：通过中台制定统一基础数据框架、业务规则以及数据算法，执行数据的收集、处理、分发，形成数据池，通过数据池为前台提供决策分析，并为后台数据共享提供支撑。

前台数字化：为企业提供各项决策分析指标，达到以数据驱动管理转型升级的目标。

2.3 系统及应用

2.3.1 物资称重影像系统

称重影像系统通过物联网的信息化能力，实现现场过磅收料自动化操作，提高过磅收料的规范性和准确性。

车辆上秤前，信号灯为绿色，允许车辆上秤，称重车辆通过地感线圈检测，道闸抬起；秤台重量稳定且探测器不受车体阻挡或干扰时，道闸落下，标签阅读器自动识别车辆身份，借此调取系统中备案车号和相关登记信息；称重仪表完成车身测重，同时摄像机拍摄两组图片并传至计算机系统，系统将称重结果和图片存进数据库，打印机打印记录单据；道闸抬起，语音提示车辆车牌号及重量并提示车辆下秤，再次通过地感线圈且红外检测不到车辆时，道闸落下，信号灯变成绿色，大屏幕显示车辆重量信息，至此系统所有流程完成。系统内拥有授权的用户均可以直接调用已保存的称重数据，提升了查询、汇总、统计的便捷性。物资称重影像系统流程如图3所示。

图3 物资称重影像系统流程

2.3.2 移动收料APP系统

移动收料APP系统通过手机完成非计重材料的收发工作，通过蓝牙打印机完成原始单据的打印，主要功能如下：

（1）实现耗材、周转材料、甲供材料的收料和发料登记、盘点。

（2）现场拍照取证、签字打印，材料登记多方签证，有据可查。

（3）树状逻辑架构，发料对接精细，手续完备。

（4）所有数据均可上传，并利用离线和在线双模式文件库完整保存。

（5）实物库存、实时库存统计表，管理者可以动态把握材料消耗情况。

（6）按账期或时间段汇总进料和发料明细，为账务处理提供准确依据。

（7）数据的生成、调用不受网络限制。

数据的统计与台账的制订，均在客户端完成，实时更新的用户端数据，可以完整保存材料的调用过程。

移动客户端的应用使材料的收发、盘点规范化，短时间内即可完成数据的登记上报，并且能够确保数据安全无缺损。现场收料时，由库管员、供货方、监收人三方签字确认，确保入场材料数量准确、无质量问题。发料时，需要领料人和库管员签字确认，相关发料手续必须完整，避免发生纠纷。定期对收发料登记情况进行统计，确保数据的准确性。

2.3.3 与一体化平台对接实现数据传输

物资称重影像系统和移动收料APP中的数据与一体化平台进行对接，平台接收现场的收发料数据，并进行材料的核算和结算，由“一体化平台”整合在线或离线资源，进一步规范系统内管理级。