浅析物联网技术驱动的建筑物资加工车间库存管理方法

周侃，陆幸福，刘从颖，张朝阳，陈煜明，陈佳浩

（1.中亿丰建设集团股份有限公司，江苏 苏州 215131；2.江南大学，江苏 无锡 214122）

随着我国建筑行业的发展，建筑加工车间的库存管理在企业管理中变得越来越重要。由于建筑工程中采购的物料种类繁多，物料的使用周期与消耗程度不同，且通常以小批量、个性化加工为主，所以对物料的管理难度愈加增大。为了提高对建筑加工车间的库存管理水平，对其管理过程需要结合物联网技术，研发能够实现建筑周转材料数据可视化的库存管理系统，实现建筑加工车间库存的科学化管理。

1 建筑加工车间库存管理存在问题

建筑加工车间库存管理是企业物流管理中不可缺少的一部分，为了适应企业生产，库存管理系统不仅需要满足常规的出入库的要求，而且还需实现物料信息的快速存储与查询，提高建筑加工车间的库存管理效率。然而，在当前建筑加工车间库存管理中，传统的人工管理已跟不上生产的节奏，存在以下的缺点：人工录入信息效率低下且增加了信息录入错误的可能性；物料种类繁多、物料周转快，物料信息无法实时获取；无法对物料仓储流程进行有效的监控；备品备件数量不清晰，无法及时采购；物料信息量巨大，更新与维护困难，且缺乏对物料的数据分析。

为了提高对建筑加工车间的库存管理水平，提高物料周转的效率，降低信息错误率和人力依赖程度，加强物料的仓储监管，对库存的管理需要结合物联网技术（条形码、无线射频技术RFID 等）手段，研发建筑周转材料的数据精准采集技术，从而为其数据归结与决策提供数据支撑，实现建筑加工车间库存的科学化管理。

2 物联网技术驱动的建筑加工车间库存管理方法

2.1 建筑加工车间物料统一编码方法

加工车间物料管理的前提是对每种物料进行唯一表示，为此首先建立了物料的统一编码方案，本编码方案采用三级编码格式，第一级表示加工车间物料，编号为001；第二层级从01 开始，表示不同类型的物料；第三层级从00001 开始，代表不同的规格。

例如，加工车间物料-钢筋棚-单腿规格：0010100001。

统一编码后，在使用RFID 或条形码进行识别的时候均可以通过该唯一编码来识别具体的物料。

2.2 基于物联网技术的建筑车间物料识别

建筑车间的物料识别通常有传统的人工识别、条形码技术识别和RFID技术识别。传统的人工识别效率低下、易于出错；条形码技术可以实现识别的快速准确，提高库存管理的效率，但存在信息量少，无法更改等缺点；射频识别（RFID）技术，即利用射频通信技术实现数据信号传输，达到非接触式物资识别的技术。拥有容量大、非接触和速度快等优势，已快速成为库存管理产业研究的重点，不过，RFID 标签使用成本较高。

针对建筑加工车间的物料种类多、数量大，且加工流转过程快的情况，系统采用条形码和RFID 相结合的方法进行物料识别。

对于加工车间、设备部的设备（电机、塔吊等）不易损坏且周转周期较长，宜采用条形码技术识别。设备通过粘贴特定的条形码，在系统中存入相应的设备信息，当设备被租出或入库时，更换其对应的条形码，系统中的设备库存信息会得到及时更新，生成对应记录单。

对于周材车间的物料，设备数量大、种类多、盘点困难，需要使用RFID 技术进行自动识别。周转材料在生产过程中需经历入库验收、生产领料和成品入库等阶段，在相应的流程中，需要进行系统数据的记录，对库存信息进行及时更新，其一般流程如下。

（1）入库验收流程。该阶段主要是对采购的原材料进行入库验收与信息的录入。对于免检物料，可以直接通过采购入库单入库；需要质检的，进入待检仓（虚拟仓库），进行品质验收，如果验收合格，放行进入仓库库存。两种入库方式均在入库前装上RFID 标签，以送物小车进行运送，运送前系统根据采购订单安排仓库的库位与卸载线路；运送时，小车沿规定路线运送物料，小车装有RFID 标签，可以实时传输车辆运送状态；小车到达并将物料上架后，通过射频信号获取货物标签信息，系统将更新库存数据。（2）生产领料流程。该阶段主要是对仓库内原材料进行领取和运送。运送小车接收生产领料单信息到达指定库位，系统根据物料存储情况与领料单信息进行合理领料并运送至指定地点，系统通过接收RFID 标签的射频信号，更新数据库信息。（3）成品入库流程。该阶段主要是对加工成品进行入库与信息的录入。与原材料入库相同，加工成品也通过相似流程完成入库与信息的录入。

2.3 建筑加工车间库存管理流程设计

为了满足生产车间库存管理的需求，系统主要由基础信息管理模块和生产计划管理模块组成。根据系统各模块的功能，绘制系统流程图，如图1 所示。

图1 建筑加工车间库存管理系统流程图

其中，基础信息管理主要为系统管理员提供基本信息的配置功能。用户登录，判断是否是系统管理员，如果是，则可进行相应的基础信息管理功能，实现相关基础信息的增删改查；如果不是，则进入具体功能界面。其主要包括物资单位管理和仓库配置等，便于生产计划管理模块的调用和存储，宏观调控车间生产计划。

生产计划管理是实现系统需求的功能模块，主要包括采购订单管理、采购入库、入库验收等。根据物料的加工生产关系，加工车间库存管理所实现的功能为：（1）采购订单：结合租赁订单或直接形成原材料采购订单；（2）对于免检物料，可以直接通过采购入库单入库；（3）需要质检的，进入待检仓，进行品质验收，验收合格的话，放行进入仓库库存；（4）生产订单：根据生产计划下推的生产工单；（5）生产领料出库：根据生产订单下推生成领料单，车间开单，仓库发料并审核单据，系统扣账；（6）生产领料审批：生产负责人对生产领料单进行审批，审批通过，领料出库；（7）成品入库：车间开列系统入库单并打印，仓库点收成品实物，系统审核单据，系统入账；（8）物资调拨：物资在不同施工现场之间调拨。

3 物联网驱动的建筑加工车间库存管理系统开发

3.1 运行环境

本系统基于eclipse 平台采用B/S 模式开发，前端开发语言为HTML，后端开发语言为JAVA，通过MySQL数据库实现系统功能模块的数据连接。

系统要求硬件环境为计算机终端，其CPU 频率至少为1GHz 或更高，内存最小为2048MB；硬盘至少要有10GB 空间用于安装本软件及相关组件；显卡分辨率要求1024×768；系统要求操作系统为Windows XP/7/10 简体中文版。

3.2 系统功能实现

3.2.1 基础信息管理模块

基础信息管理包括物料信息管理、物资单位管理和仓库配置等。可通过界面左边导航栏查找对应基础信息按钮，点击后即可跳转至相应基础信息页面，可以实时查询数据库中所存储的信息，并即时对信息进行增删改查、导入、导出、模糊查询等。在用户进行相关修改后，系统便会自动刷新展示更新后的数据列表供用户及时查看信息变更。以物料信息管理为例，物料信息管理可实现物料基础信息的增删改查、导入、导出、模糊查询等，具体相关功能实现如图2。

3.2.2 生产计划管理模块

用户通过界面左侧导航栏中的生产计划管理按钮进入生产计划管理模块，实施对采购订单、采购入库、入库验收等生产过程的实时掌控，在对应的管理界面内展示其基础的订单信息，可进行相应的订单管理操作；除此以外，还可点击查看按钮以查看订单明细的详细资料，子菜单中展示与主订单相关的物料信息，用户可根据需求对子菜单中详细的物料信息进行增删改查，编辑完成后，点击空白处即可退出子菜单，相应的修改会即时保存并刷新，具体实现如图3。

图3 加工车间库存管理模块

4 结语

为了提高建筑加工车间的库存管理水平，针对当前建筑加工车间库存管理中问题，本文通过将条形码技术与RFID技术结合，开发了建筑加工车间的库存管理系统，实现加工车间中人员的基本信息、物料信息、仓库配置等基础信息管理；对车间生产环节中的物料流转进行记录，包括物料的采购与入库验收，生成生产订单与生产领料，以及生产完成后成品的入库存储，对整个加工车间物料仓储做到细致化的数据管理，方便对特定物料的精准调整与车间整体的宏观把控，使车间库存以更高效的方式管理，提高企业的生产效率。