1. 系統(tǒng)概述
1.1. 系統(tǒng)背景
隨著工業(yè)迅速發(fā)展，工業(yè)氣體近年來在我國不斷增加，但目前在工業(yè)氣體零售／批發(fā)市場，存在諸多問題，工業(yè)氣體是易燃、易爆、有毒氣體，工業(yè)氣瓶的合理使用及管理關(guān)系到生命和財產(chǎn)的安全，處理不當將造成無可挽回的生命和財產(chǎn)的重大損失，瓶裝工業(yè)氣市場的資產(chǎn)與安全問題已經(jīng)引起國家相關(guān)部門重視。
由于氣瓶數(shù)量多、分布廣、流動性大等特點，傳統(tǒng)的氣瓶靜態(tài)管理模式已不能滿足目前氣瓶管理的需要，部分安全意識淡薄企業(yè)存在氣瓶混充、亂充現(xiàn)象，大量流轉(zhuǎn)氣瓶處于超期未檢、未登記注冊的狀態(tài)，氣瓶爆炸事故時有發(fā)生，對人民群眾的生命財產(chǎn)安全乃至和諧社會的建立構(gòu)成了嚴重的威脅
1.2. 現(xiàn)狀與分析
基于現(xiàn)有的氣瓶管理所存在的缺陷，我司建議采用RFID技術(shù)對氣瓶進行智能化管理。在石化公司所屬的每個氣瓶上安裝RFID電子標簽，采用電子標簽具有全球唯一的ID對氣瓶進行身份標識，同時可在RFID標簽內(nèi)記錄氣瓶的詳細信息，比如：氣瓶的所屬公司、生氣日期、有效日期、氣體成分等等。本系統(tǒng)涵蓋氣瓶進出灌裝站、換氣站和配送環(huán)節(jié)的管理，對氣瓶在充裝、檢測過程中各工序的狀態(tài)和行為加以控制，確保氣瓶流轉(zhuǎn)安全、消除事故隱患、維護企業(yè)職工的人身及財產(chǎn)安全，防止不法用戶非法牟利。
2. 系統(tǒng)介紹
2.1. 系統(tǒng)原理
在管理的上安裝RFID標簽，在加注站、維修公司和送氣站等安裝RFID讀寫器或RFID手持機，在每一個流程中通過讀寫器或手持機識別氣瓶標簽，自動獲取氣瓶當前狀態(tài)信息等。
液化氣加注站
加注站的生產(chǎn)流程包括收瓶、檢查、清洗、稱重、清瓶、加注、檢驗、封印和發(fā)運。通過RFID自動識別技術(shù)，對氣瓶標簽進行快速準確的識別，提高生產(chǎn)效率，同時避免待檢氣瓶流入生產(chǎn)環(huán)節(jié)，造成質(zhì)量隱患。
氣瓶檢修公司
氣瓶檢修公司的生產(chǎn)流程包括收瓶、檢查、煅燒、翻沙、上漆、檢測和發(fā)運。RFID技術(shù)能對關(guān)鍵的流程點上進行識別和記錄，并最終通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)對單個氣瓶的跟蹤管理。
送氣站
送氣站的生產(chǎn)流程包括收瓶、換氣以及上門送瓶工作。RFID在送氣站的應(yīng)用用以實現(xiàn)對出入送氣站的氣瓶進行登記，防止其它氣瓶通過送氣站渠道進入企業(yè)。
圖1：識別氣瓶標簽
2.2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)包含氣瓶標識及管理、用戶的標識與管理和作業(yè)操作人員的識別與管理三大功能模塊。
圖2：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.2.1. 氣瓶標識及管理
采用RFID標簽對氣瓶進行身份管理，標簽安裝時可靈活安裝，以便檢測時取下與重新安裝，標簽中數(shù)據(jù)通過加密進行存儲，所以重新安裝的標簽?zāi)鼙ＷC為系統(tǒng)的標簽。 相關(guān)操作人員通過系統(tǒng)軟件可以建檔、編輯和維護該信息，所有參與氣瓶充裝和流轉(zhuǎn)的操作及管理人員均可根據(jù)其權(quán)限通過標簽讀寫設(shè)備或管理軟件查詢到部分或全部信息。
2.2.2. 用戶的標識與管理
系統(tǒng)中所有用戶配發(fā)RFID電子標簽，該標簽作為用戶的身份和交易依據(jù)。用戶要進行交易時先到企業(yè)辦理相關(guān)手續(xù)，領(lǐng)取證卡并充值。配送人員送氣上門，通過手持機對用戶卡進行身份確認并扣除相應(yīng)金額，并將瓶號與之對應(yīng)；在工業(yè)氣站用戶憑卡領(lǐng)、還氣瓶，讀寫設(shè)備自動判斷用戶卡是否合法、卡上可領(lǐng)氣瓶數(shù)是否滿足要求。在滿足條件時，設(shè)備自動修改卡內(nèi)相關(guān)信息，同時交易數(shù)據(jù)即時上報中央管理系統(tǒng)。
2.2.3. 操作人員的識別與管理
系統(tǒng)為每位員工配發(fā)一張唯一的用戶卡,在其進行作業(yè)操作時系統(tǒng)自動判斷其合法性及權(quán)限，控制其操作。在其每一操作完成后，讀寫設(shè)備將其進行身份代碼與所進行的操作信息一并上報系統(tǒng)中央管理系統(tǒng)，從而達到對所有人員的操作都可以實時跟蹤和檢查。
2.3. 系統(tǒng)拓撲圖
圖3：系統(tǒng)拓撲圖
2.4. 系統(tǒng)流程
系統(tǒng)流程主要包括三部分內(nèi)容，其分別為加注站生產(chǎn)流程、檢修站生產(chǎn)流程和送氣站生產(chǎn)流程。
圖4：系統(tǒng)流程圖
2.4.1. 加注站生產(chǎn)流程
1）在加注站出入口安裝RFID讀寫器或手持機，用于識別進出的氣瓶標簽；
2）氣瓶從運輸車輛上卸下，讀寫器識別標簽信息，從標簽信息判斷氣瓶是否已到檢修期，若要檢修則自動進入待修區(qū)域。這一環(huán)節(jié)可確保只有滿足質(zhì)量要求的氣瓶才能進入正常的生產(chǎn)流程；
3）在進入加注車間前，通過通道式閱讀裝置進行氣瓶標簽的再次閱讀，確認本次收到的氣瓶在前面的加注前工藝流程中沒有遺漏；
4）在加注車間出口處使用RFID讀寫器，確保進入車間的氣瓶在一定的時限內(nèi)加注完成；
5）裝車的氣瓶經(jīng)過最后的一道RFID讀寫器，將自動記錄下氣瓶的裝車明細。
2.4.2. 檢修站生產(chǎn)流程
1）當氣瓶進入檢修站時，貼有RFID 標簽的氣瓶數(shù)據(jù)被RFID讀寫器進行自動識別，沒有標簽的則記錄其鋼印號碼。若該氣瓶已超出了使用年限，系統(tǒng)會自動告警。
2）在使用年限內(nèi)的氣瓶進入檢修流程，密封閥門被取下，同時安裝于閥門下的RFID標簽也被取下等待重新寫入數(shù)據(jù)信息；
3）當氣瓶進入閥門密封過程時，該工序工作人員通過氣瓶上的鋼印從數(shù)據(jù)庫中獲得氣瓶的記錄，并通過RFID讀寫器將氣瓶信息寫入RFID 標簽中；
4）氣瓶檢修完畢出廠時，安裝原有RFID標簽，并通過讀寫器進行確認。
2.4.3. 送氣站流程
1）送氣站將通過RFID設(shè)備和本地數(shù)據(jù)庫建立連接；
2）當自提客戶更改氣瓶時，通過閱讀氣瓶標簽來識別空氣瓶是否是公司資產(chǎn)，符合條件的氣瓶才能進行更換。
3）送氣人員在領(lǐng)取新氣瓶的時候，必須通過RFID讀寫器或手持機識別氣瓶的標簽信息，當舊氣瓶回站時，同樣需要識讀舊氣瓶，并在數(shù)據(jù)庫中建立客戶記錄。
4）送氣站的RFID應(yīng)用將有助于防范外來氣瓶流入企業(yè)資產(chǎn)中，可以幫助站點和公司建立送氣人員的工作記錄，同時也能夠幫助企業(yè)建立液化氣客戶的數(shù)據(jù)記錄和誠心度，忠誠度分析。
2.5. 系統(tǒng)功能
系統(tǒng)功能包括氣瓶動態(tài)統(tǒng)計與管理、灌裝廠灌氣管理、灌裝廠倉儲管理、配送氣瓶流轉(zhuǎn)管理、檢測站管理、設(shè)備巡檢、 用戶卡管理和查詢管理。
圖5：系統(tǒng)功能模塊
氣瓶動態(tài)統(tǒng)計與管理
對出入灌裝站、換氣站的氣瓶進行動態(tài)統(tǒng)計及管理，手持設(shè)備在專用軟件的支持下與工業(yè)氣體公司工業(yè)氣瓶安全管理系統(tǒng)的服務(wù)器實時通信，操作人員可以根據(jù)其權(quán)限獲取當前氣瓶的若干基本信息，當氣瓶存在各種問題時手持設(shè)備會通過聲音和文字的方式發(fā)出報警，提請操作人員進行必要的處理。同時工業(yè)氣瓶物流安全管理系統(tǒng)的服務(wù)器管理軟件自動修改氣瓶的狀態(tài)，同時登記相關(guān)的信息。如氣瓶進出站時間，操作人員和氣瓶去向等基本信息。
灌裝廠灌氣管理
從換氣站來的氣瓶進行清洗，通過部署在清洗線的RFID讀寫器讀出氣瓶上的標簽中相關(guān)信息，提交生產(chǎn)管理系統(tǒng)，進入氣體灌裝環(huán)節(jié)；在灌裝前進行瓶檢，如有問題，進入檢測環(huán)節(jié)，如正常，通過檢測后進入灌裝線；灌裝后利用RFID讀寫器也要進行相應(yīng)的檢測，灌裝過程所有的信息均提交生產(chǎn)線管理系統(tǒng)，由生產(chǎn)線管理系統(tǒng)進行相應(yīng)處理，節(jié)約了勞動力與時間。
對氣瓶在氣站內(nèi)流轉(zhuǎn)過程進行嚴格的工序跟蹤管理，提供充前管理、充后管理、瓶檢管理、入出庫管理等基本管理過程。對氣瓶流經(jīng)各環(huán)節(jié)的動態(tài)信息實時登記和進行嚴格的判斷，防止不合格氣瓶進入充裝環(huán)節(jié)、充裝不合格氣瓶入庫等違反正常流轉(zhuǎn)安全要求的行為。
灌裝廠倉儲管理
入庫的氣瓶及用戶退回氣瓶均有唯一電子標簽標識其身份，并寫有相應(yīng)信息，通過部署在入口處的RFID讀寫器識別入庫氣瓶數(shù)量，并判斷氣瓶是否為合法氣瓶。合法氣瓶將進入灌裝生產(chǎn)線，若發(fā)現(xiàn)氣瓶存在問題，送入瓶檢程序，自動將氣瓶設(shè)為待檢狀態(tài)，氣瓶被系統(tǒng)鎖定。
充裝完成的氣瓶隨后送到倉庫，部署在生產(chǎn)線上的RFID讀寫器進行入庫登記。出庫時利用RFID讀寫器讀取裝車數(shù)量，并寫入相應(yīng)信息（如配送信息），進行裝車，自動將氣瓶設(shè)為出庫狀態(tài)。
配送氣瓶流轉(zhuǎn)管理
主要為配送站和換氣站的管理，隨著門店銷售方式逐步邊為大規(guī)模配送方式，以及服務(wù)的深入，此環(huán)節(jié)將來將更多的為送氣上門。
在用戶還瓶時，RFID設(shè)備可確定該氣瓶是否為合法氣瓶，在無異常條件下，修改氣瓶當前流轉(zhuǎn)狀態(tài)為“換氣站”；然后將其送到充氣站，如果發(fā)現(xiàn)氣瓶存在問題，設(shè)備開始報警，提請操作人員將氣瓶送入瓶檢程序。在操作人員確認后，自動將氣瓶設(shè)為待檢狀態(tài)。如氣瓶進入待檢狀態(tài)，在其檢驗結(jié)果登記完成并結(jié)論為合格之前，氣瓶被系統(tǒng)鎖定。如在除瓶檢外的任意環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)該氣瓶，讀寫設(shè)備都將報警，要求操作人員對其進行處理。瓶檢合格和不需要瓶檢的氣瓶可以進入充裝環(huán)節(jié)。通過桌面讀寫設(shè)備判斷用戶提供是否合法用戶卡并且可領(lǐng)氣瓶數(shù)量滿足條件時用戶可以領(lǐng)出氣瓶。氣瓶的進出都將通過部署在出、入口處通過讀寫設(shè)備處理，并進行數(shù)據(jù)采集。 如送氣上門，到達用戶處，配送人員利用RFID手持機對氣瓶標簽進行操作，并更改信息。
檢測站管理
檢測站主要有焚燒、測壓、測漏、拋丸、上漆等環(huán)節(jié)，焚燒爐的高溫將導(dǎo)致標簽的損壞，在此環(huán)節(jié)重要的是為了保證氣瓶信息的唯一性，在此環(huán)節(jié)可通過信息鏈的關(guān)聯(lián)對氣瓶進行標簽重新安裝。
設(shè)備巡檢
通過RFID手持機識別氣瓶上的電子標簽，可以實現(xiàn)設(shè)備巡檢管理，督促設(shè)備維護人員定期檢查，系統(tǒng)自動記錄其檢查行為，如發(fā)現(xiàn)設(shè)備維護人員有失職行為，系統(tǒng)即時通知相關(guān)管理人員。
用戶卡管理
通過非接觸式卡進行換氣客戶的管理。同時提供發(fā)卡，充值，換卡等配套功能。
查詢管理
系統(tǒng)根據(jù)實際需要提供各種報表輸出功能，可快速輸出氣瓶出門單、入庫單、質(zhì)量檢驗通知單、報廢通知單等必要的單據(jù)。系統(tǒng)提供完善的組合查詢功能，操作人員可根據(jù)各種條件從海量的數(shù)據(jù)中快速檢索所關(guān)心的數(shù)據(jù)信息和歷史記錄。
3. 系統(tǒng)特點
a.防偽功能
采用RFID標簽的唯一性，可實現(xiàn)對氣瓶的防偽功能，避免其他劣質(zhì)或非本公司的氣瓶混入。
b.智能統(tǒng)計
采用RFID可對氣瓶灌裝廠的數(shù)量進行智能統(tǒng)計，其包括庫存數(shù)量、使用數(shù)量、報廢數(shù)量、維修數(shù)量
等等。
c.安全性
將氣瓶的采購、充裝、檢驗、配送等環(huán)節(jié)的相關(guān)信息記錄在標簽內(nèi)，通過建立相應(yīng)的管理系統(tǒng)，對氣瓶的技術(shù)狀態(tài)、物理位置實行監(jiān)控，避免少檢、漏檢，很好的消除了氣瓶的安全隱患。
d.提高管理效率
相關(guān)管理者不再需要耗用大量人力和精力的傳統(tǒng)管理和追溯手段，通過閱讀電子標簽就可以輕松了解到氣瓶的相關(guān)環(huán)節(jié)的信息。
e.減少氣瓶資產(chǎn)流失
傳統(tǒng)管理模式下，經(jīng)常發(fā)生氣瓶流失和串瓶的現(xiàn)象，而在使用RFID監(jiān)管系統(tǒng)后可以最大限度的避免氣瓶資產(chǎn)流失的現(xiàn)象
f.適應(yīng)環(huán)境能力強
采用抗金屬電子標簽?zāi)苓m應(yīng)各種環(huán)境，抗惡劣環(huán)境、抗碰撞設(shè)計，讀寫距離相對較遠。
4. 其他應(yīng)用領(lǐng)域
化學(xué)物品智能化管理
醫(yī)療設(shè)備智能化管理
消防瓶智能化管理
軍隊裝備及彈箱智能化管理
5. 硬件設(shè)備選型推薦
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