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基于仪器云的仪器资产管理系统研究 摘 要： 仪器作为工业企业的重资产，其高效管理是企业管理的重要方面。仪器云是电子测量仪器的行业云。针对当前资产管理的普遍性问题，首先分析了仪器资产管理的主要需求，提出了基于仪器云平台的仪器资产管理系统方案，分析了系统的基本架构、主要功能，最后对本系统应用效果进行了分析。 关键词： 仪器云；仪器资产管理；仪器物联网；仪器效能； 一、概述 测试与测量仪器是现代企业正常生产运营的重要基础，然而随着企业规模的不断扩大，资产数目和种类的逐渐增加，其管理和调配成为日益繁琐的工作。目前仪器一般是作为资产通过OA等信息化系统进行管理，一定程度上解决了仪器的借领用和资产登记问题。但核心管理痛点依然没有解决。一是贵重仪器的真实使用率难以获取；二是仪器的实时位置缺乏感知。这两个痛点及其衍生的一系列问题，导致了仪器资产的真实情况成为黑箱，管理效率非常低下。如何才能高效的管理，提高设备利用率，减少闲置资产，节约资金，仪器实现实时跟踪管理，解决仪器资产管理的核心关切变得非常迫切。 二、仪器管理的需求分析 仪器资产管理主要解决的问题包括建立标准规范体系、实现仪器台账管理、实现仪器物联、进行仪器全寿命周期管理，在此基础上进行仪器运维和仪器绩效管理。标准规范体系的目的是为仪器资产数据的标准化、规范化建立统一要求，并建立资产管理考核评价制度体系。仪器台账管理包括固定资产台账、低值资产台账、闲置资产台账、计量台账、租赁资产台账、报废资产台账、已处置资产台账等。仪器物联主要基于RFID等技术提升资产管理手段，并实现仪器实时室内定位，快速找到目标仪器当前位置。仪器运维主要包括资产维修、资产保养、计量管理、盘点管理、对账管理、报废管理和异常信息提醒。仪器全寿命周期管理主要实现资产的全寿命周期管理，包括资产申请、审批、采购、维护、检修、计量、报废等环节，并对资产管理相关计划进行全面的跟踪和统计分析。仪器绩效管理则在获得仪器使用率的基础上，进行使用费用、维保费用、其它费用统计，以及资产使用率、仪器设备检定率、固定资产盘点率、资产经营指标、保养计划执行率、维修成本统计等的分析处理。系统集成则实现资产数据与OA/HR/财务/物资等系统的互通。 三、基于仪器云平台的仪器效能监控系统 1.仪器云概述 仪器云是电子测量仪器和云计算相结合的产物，本质上是基于电子测量仪器的支撑智能制造的一套使能技术体系。仪器云通过集成仪器状态感知、计算、通信、控制等技术，构建了仪器物理空间与企业管理空间中人、机、物、法、环等要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统，实现系统内仪器资源配置和运行的按需响应、快速迭代、动态优化。 仪器云分为边缘层、平台层和应用层三部分，如图1所示。 最底层为边缘层。边缘层是仪器云的感知终端，能够测量或感知特定仪器的状态和变化，是实现仪器物联的首要环节。边缘层支持多种模式的通信，可以根据实际需要选择NB-IoT、4G、WIFI、LoRa等合适的协议和网关。 平台层主要包括物联网平台、数据存储服务、消息队列服务、核心功能组件环境等模块。 应用层主要提供系统集成、业务管理、资源管理、数据管理等基础功能，为具体应用场景提供支持，实现仪器效能管理、资源共享、测试数据管理等服务。 2.物联接入技术 仪器云平台支持多种模式的物联方式。包括LAN、RFID、条形码、软件代理、物联网网关等。 仪器的使用率由开机情况确定，为简化处理，可将仪器开机时长等于使用时长。仪器的定位信息则由RFID技术确定。因此，每台仪器配备一个物联网网关和一个RFID标签，每个部门的出入口安装固定式RFID监测网关，并为资产管理员配置手持式读写器用于资产盘点。固定式RFID监测网关用于门禁控制，天线采用圆极化天线，可以保证多角度的标签识别。从而实现固定资产实物从新增、调拨、闲置、报废、维修和盘点等方面进行全方位准确监管。?手持式读写器可以快速读取设备上的电子标签信息，将读取的标签信息通过?无线通信模块发送至仪器云服务器处理。RFID资产标签通过粘贴在仪器表面适当位置，配合RFID监测网关，实现仪器室内位置的确定。而物联网网关则基于移动通信，实现仪器开关机监测、能耗监测。智能开关和RFID网关均通过电信运营商网络将数据传送到仪器云平台，无需单独布线。 3.基于多源信息融合的仪器性能管理模型 通过对仪器设备的全生命周期的实时采集，通过物联技术对仪器的监视和诊断，通过报警管理与过程性能管理等手段来了解仪器设备的健康状态。仪器本身可以提供自检数据，这些数据中包括了若干重要的仪器状态信息。通过获取这些信息，可感知初步的仪器状态。仪器的测量和功能准确度主要通过若干指标的校准对标来评判。可根据计量要求，设定仪器的若干功能和指标检查点，通过对仪器进行计量，获取相应的功能和指标反馈。基于这些仪器工况信息，通过回归、聚类、关联规则挖掘等机器学习手段，发现仪器的效能变化规律，建立仪器的健康管理模型，实现计量提醒、使用工况报警等效能管理业务。 4.系统的主要功能模块 基于仪器云的仪器资产管理系统主要包括七个模块，解决了仪器资产管理的业务痛点。 仪器概览模块主要提供公司仪器的总览性统计信息，包括仪器总台数，当前开机台数，借出数量和库存数量，仪器综合使用效率，仪器能耗等信息。同时统计出使用最频繁的设备和使用率最低的设备。 仪器信息模块主要提供指定仪器的开关机状态、借出状态、计量状态，以及该台仪器的综合使用率、历史能耗、历史使用时长以及定位信息。定位包括平面定位和立体定位，实现该仪器在所在楼层的平面分布图的坐标定位。 计量提醒模块主要针对全部仪器的计量校准周期，进行计量提醒，以便在仪器计量过期前进行下一次计量。 报警信息模块根据监测到的温湿度和振动信息，若相关参数超出仪器正常工作范围，则处罚一条警告，提醒需要进行针对性处理，如必要的计量校准措施等。 仪器清单模块列出所有仪器清单,并提供仪器的增加、删除、修改、查询功能。 标签管理模块提供RFID标签的发布、修改、删除、查询等功能。 系统管理模块提供系统运行所需的基本管理工具，包括用户管理、部门管理、权限管理、报警规则管理、日志管理等基础功能。 四、应用成效 通过本系统,实现了对某公司内部贵重仪器实现真实使用效率的监测，识别出使用频繁的仪器、闲置和利用率不高的仪器，并实现全区域全天候的可视化区域定位追踪。能够及时、准确的将公司内仪器的动态情况反映到系统中，使管理人员能够随时掌握设备的分布状况和每台设备的运行状态和借用轨迹，便于进行更加合理的调度管理，有效解决了当前仪器管理的痛点问题。但如何与ERP和MES系统有机融合，并解决仪器与其它资产的融合管理，还需进一步的深入研究。 作者介绍： 刘辉（1978－ ），男，中电科仪器仪表有限公司，信息化部，高级工程师，主要研究方向为企业信息化、自动测试技术. 本文来源：https://www.dywdw.cn/a4bdefb8dc80d4d8d15abe23482fb4daa48d1df6.html
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2022-04-17
