基于RFID的氣瓶管理方案

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(lái)在我國(guó)不斷增加，但目前在工業(yè)氣體零售／批發(fā)市場(chǎng)，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(cái)產(chǎn)的安全，處理不當(dāng)將造成無(wú)可挽回的生命和財(cái)產(chǎn)的重大損失，瓶裝工業(yè)氣市場(chǎng)的資產(chǎn)與安全問題已經(jīng)引起國(guó)家相關(guān)部門重視。
由于氣瓶數(shù)量多、分布廣、流動(dòng)性大等特點(diǎn)，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(shí)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(cè)的狀態(tài)，氣瓶爆炸事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全乃至和諧社會(huì)的建立構(gòu)成了嚴(yán)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(duì)氣瓶進(jìn)行智能化管理。在石化公司所屬的每個(gè)氣瓶上安裝RFID電子標(biāo)簽，采用電子標(biāo)簽具有全球唯一的ID對(duì)氣瓶進(jìn)行身份標(biāo)識(shí)，同時(shí)可在RFID標(biāo)簽內(nèi)記錄氣瓶的詳細(xì)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(jìn)出灌裝站、換氣站和配送環(huán)節(jié)的管理，對(duì)氣瓶在充裝、檢測(cè)過(guò)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(hù)企業(yè)職工的人身及財(cái)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(biāo)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(jī)，在每一個(gè)流程中通過(guò)讀寫器或手持機(jī)識(shí)別氣瓶標(biāo)簽，自動(dòng)獲取氣瓶當(dāng)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(yàn)、封印和發(fā)運(yùn)。通過(guò)RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，對(duì)氣瓶標(biāo)簽進(jìn)行快速準(zhǔn)確的識(shí)別，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)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(cè)和發(fā)運(yùn)。RFID技術(shù)能對(duì)關(guān)鍵的流程點(diǎn)上進(jìn)行識(shí)別和記錄，并最終通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)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(shí)現(xiàn)對(duì)出入送氣站的氣瓶進(jìn)行登記，防止其它氣瓶通過(guò)送氣站渠道進(jìn)入企業(yè)。

圖1：識(shí)別氣瓶標(biāo)簽

　　2.2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　本系統(tǒng)包含氣瓶標(biāo)識(shí)及管理、用戶的標(biāo)識(shí)與管理和作業(yè)操作人員的識(shí)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(biāo)識(shí)及管理

　　采用RFID標(biāo)簽對(duì)氣瓶進(jìn)行身份管理，標(biāo)簽安裝時(shí)可靈活安裝，以便檢測(cè)時(shí)取下與重新安裝，標(biāo)簽中數(shù)據(jù)通過(guò)加密進(jìn)行存儲(chǔ)，所以重新安裝的標(biāo)簽?zāi)鼙ＷC為系統(tǒng)的標(biāo)簽。 相關(guān)操作人員通過(guò)系統(tǒng)軟件可以建檔、編輯和維護(hù)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(guò)標(biāo)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(biāo)識(shí)與管理

　　系統(tǒng)中所有用戶配發(fā)RFID電子標(biāo)簽，該標(biāo)簽作為用戶的身份和交易依據(jù)。用戶要進(jìn)行交易時(shí)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(guò)手持機(jī)對(duì)用戶卡進(jìn)行身份確認(rèn)并扣除相應(yīng)金額，并將瓶號(hào)與之對(duì)應(yīng)；在工業(yè)氣站用戶憑卡領(lǐng)、還氣瓶，讀寫設(shè)備自動(dòng)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(shí)，設(shè)備自動(dòng)修改卡內(nèi)相關(guān)信息，同時(shí)交易數(shù)據(jù)即時(shí)上報(bào)中央管理系統(tǒng)。

　　2.2.3. 操作人員的識(shí)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(jìn)行作業(yè)操作時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)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(jìn)行身份代碼與所進(jìn)行的操作信息一并上報(bào)系統(tǒng)中央管理系統(tǒng)，從而達(dá)到對(duì)所有人員的操作都可以實(shí)時(shí)跟蹤和檢查。

　　2.3. 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖3：系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　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(jī)，用于識(shí)別進(jìn)出的氣瓶標(biāo)簽；

　　2）氣瓶從運(yùn)輸車輛上卸下，讀寫器識(shí)別標(biāo)簽信息，從標(biāo)簽信息判斷氣瓶是否已到檢修期，若要檢修則自動(dòng)進(jìn)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(jìn)入正常的生產(chǎn)流程；

　　3）在進(jìn)入加注車間前，通過(guò)通道式閱讀裝置進(jìn)行氣瓶標(biāo)簽的再次閱讀，確認(rèn)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(jìn)入車間的氣瓶在一定的時(shí)限內(nèi)加注完成；

　　5）裝車的氣瓶經(jīng)過(guò)最后的一道RFID讀寫器，將自動(dòng)記錄下氣瓶的裝車明細(xì)。

　　2.4.2. 檢修站生產(chǎn)流程

　　1）當(dāng)氣瓶進(jìn)入檢修站時(shí)，貼有RFID 標(biāo)簽的氣瓶數(shù)據(jù)被RFID讀寫器進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，沒有標(biāo)簽的則記錄其鋼印號(hào)碼。若該氣瓶已超出了使用年限，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)告警。

　　2）在使用年限內(nèi)的氣瓶進(jìn)入檢修流程，密封閥門被取下，同時(shí)安裝于閥門下的RFID標(biāo)簽也被取下等待重新寫入數(shù)據(jù)信息；

　　3）當(dāng)氣瓶進(jìn)入閥門密封過(guò)程時(shí)，該工序工作人員通過(guò)氣瓶上的鋼印從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得氣瓶的記錄，并通過(guò)RFID讀寫器將氣瓶信息寫入RFID 標(biāo)簽中；

　　4）氣瓶檢修完畢出廠時(shí)，安裝原有RFID標(biāo)簽，并通過(guò)讀寫器進(jìn)行確認(rèn)。

　　2.4.3. 送氣站流程

　　1）送氣站將通過(guò)RFID設(shè)備和本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)建立連接；

　　2）當(dāng)自提客戶更改氣瓶時(shí)，通過(guò)閱讀氣瓶標(biāo)簽來(lái)識(shí)別空氣瓶是否是公司資產(chǎn)，符合條件的氣瓶才能進(jìn)行更換。

　　3）送氣人員在領(lǐng)取新氣瓶的時(shí)候，必須通過(guò)RFID讀寫器或手持機(jī)識(shí)別氣瓶的標(biāo)簽信息，當(dāng)舊氣瓶回站時(shí)，同樣需要識(shí)讀舊氣瓶，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立客戶記錄。

　　4）送氣站的RFID應(yīng)用將有助于防范外來(lái)氣瓶流入企業(yè)資產(chǎn)中，可以幫助站點(diǎn)和公司建立送氣人員的工作記錄，同時(shí)也能夠幫助企業(yè)建立液化氣客戶的數(shù)據(jù)記錄和誠(chéng)心度，忠誠(chéng)度分析。

　　2.5. 系統(tǒng)功能

　　系統(tǒng)功能包括氣瓶動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)與管理、灌裝廠灌氣管理、灌裝廠倉(cāng)儲(chǔ)管理、配送氣瓶流轉(zhuǎn)管理、檢測(cè)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(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)與管理

　　對(duì)出入灌裝站、換氣站的氣瓶進(jìn)行動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)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(shí)時(shí)通信，操作人員可以根據(jù)其權(quán)限獲取當(dāng)前氣瓶的若干基本信息，當(dāng)氣瓶存在各種問題時(shí)手持設(shè)備會(huì)通過(guò)聲音和文字的方式發(fā)出報(bào)警，提請(qǐng)操作人員進(jìn)行必要的處理。同時(shí)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(dòng)修改氣瓶的狀態(tài)，同時(shí)登記相關(guān)的信息。如氣瓶進(jìn)出站時(shí)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(lái)的氣瓶進(jìn)行清洗，通過(guò)部署在清洗線的RFID讀寫器讀出氣瓶上的標(biāo)簽中相關(guān)信息，提交生產(chǎn)管理系統(tǒng)，進(jìn)入氣體灌裝環(huán)節(jié)；在灌裝前進(jìn)行瓶檢，如有問題，進(jìn)入檢測(cè)環(huán)節(jié)，如正常，通過(guò)檢測(cè)后進(jìn)入灌裝線；灌裝后利用RFID讀寫器也要進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，灌裝過(guò)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(jìn)行相應(yīng)處理，節(jié)約了勞動(dòng)力與時(shí)間。

　　對(duì)氣瓶在氣站內(nèi)流轉(zhuǎn)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)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(kù)管理等基本管理過(guò)程。對(duì)氣瓶流經(jīng)各環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)登記和進(jìn)行嚴(yán)格的判斷，防止不合格氣瓶進(jìn)入充裝環(huán)節(jié)、充裝不合格氣瓶入庫(kù)等違反正常流轉(zhuǎn)安全要求的行為。

　　灌裝廠倉(cāng)儲(chǔ)管理

　　入庫(kù)的氣瓶及用戶退回氣瓶均有唯一電子標(biāo)簽標(biāo)識(shí)其身份，并寫有相應(yīng)信息，通過(guò)部署在入口處的RFID讀寫器識(shí)別入庫(kù)氣瓶數(shù)量，并判斷氣瓶是否為合法氣瓶。合法氣瓶將進(jìn)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(dòng)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(cāng)庫(kù)，部署在生產(chǎn)線上的RFID讀寫器進(jìn)行入庫(kù)登記。出庫(kù)時(shí)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(jìn)行裝車，自動(dòng)將氣瓶設(shè)為出庫(kù)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(lái)將更多的為送氣上門。

　　在用戶還瓶時(shí)，RFID設(shè)備可確定該氣瓶是否為合法氣瓶，在無(wú)異常條件下，修改氣瓶當(dāng)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(bào)警，提請(qǐng)操作人員將氣瓶送入瓶檢程序。在操作人員確認(rèn)后，自動(dòng)將氣瓶設(shè)為待檢狀態(tài)。如氣瓶進(jìn)入待檢狀態(tài)，在其檢驗(yàn)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(bào)警，要求操作人員對(duì)其進(jìn)行處理。瓶檢合格和不需要瓶檢的氣瓶可以進(jìn)入充裝環(huán)節(jié)。通過(guò)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(shí)用戶可以領(lǐng)出氣瓶。氣瓶的進(jìn)出都將通過(guò)部署在出、入口處通過(guò)讀寫設(shè)備處理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 如送氣上門，到達(dá)用戶處，配送人員利用RFID手持機(jī)對(duì)氣瓶標(biāo)簽進(jìn)行操作，并更改信息。

　　檢測(cè)站管理

　　檢測(cè)站主要有焚燒、測(cè)壓、測(cè)漏、拋丸、上漆等環(huán)節(jié)，焚燒爐的高溫將導(dǎo)致標(biāo)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(guò)信息鏈的關(guān)聯(lián)對(duì)氣瓶進(jìn)行標(biāo)簽重新安裝。

　　設(shè)備巡檢

　　通過(guò)RFID手持機(jī)識(shí)別氣瓶上的電子標(biāo)簽，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備巡檢管理，督促設(shè)備維護(hù)人員定期檢查，系統(tǒng)自動(dòng)記錄其檢查行為，如發(fā)現(xiàn)設(shè)備維護(hù)人員有失職行為，系統(tǒng)即時(shí)通知相關(guān)管理人員。

　　用戶卡管理

　　通過(guò)非接觸式卡進(jìn)行換氣客戶的管理。同時(shí)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(shí)際需要提供各種報(bào)表輸出功能，可快速輸出氣瓶出門單、入庫(kù)單、質(zhì)量檢驗(yàn)通知單、報(bào)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(diǎn)

　　a.防偽功能　

　　采用RFID標(biāo)簽的唯一性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jì)

　　采用RFID可對(duì)氣瓶灌裝廠的數(shù)量進(jìn)行智能統(tǒng)計(jì)，其包括庫(kù)存數(shù)量、使用數(shù)量、報(bào)廢數(shù)量、維修數(shù)量
等等。

　　c.安全性

　　將氣瓶的采購(gòu)、充裝、檢驗(yàn)、配送等環(huán)節(jié)的相關(guān)信息記錄在標(biāo)簽內(nèi)，通過(guò)建立相應(yīng)的管理系統(tǒng)，對(duì)氣瓶的技術(shù)狀態(tài)、物理位置實(shí)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(guò)閱讀電子標(biāo)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(qiáng)

　　采用抗金屬電子標(biāo)簽?zāi)苓m應(yīng)各種環(huán)境，抗惡劣環(huán)境、抗碰撞設(shè)計(jì)，讀寫距離相對(duì)較遠(yuǎn)。

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(duì)裝備及彈箱智能化管理

5. 硬件設(shè)備選型推薦