夏业清
中国建筑第二工程局有限公司 上海市 200135
摘要：为了进一步加强工程物资的精细化管理，规范工程物资的使用管理流程，加强工程物资的过程控制，使工程管理的每种物资使用都具有可追溯性，达到物资闭环管理的目的。重庆信息通信研究院与国内某运营商联合开展了相关课题的研究。将物联网技术与现有管理系统相结合，结合远程、动态、实时的资产数据采集，取代传统的手工管理方式，提高工程物资管理效率，增强工程物资管理和管理的及时性和准确性控制。本文通过重庆信息通信学院在工程物资管理方面的实践经验，结合国内某运营商的工程物资管理实际情况进行介绍。
关键词：物联网技术；工程；物资管理；应用
物联网技术主要用于工程物资的管理。根据物联网的三层架构，根据管理系统和运营商的具体业务场景，从感知层、传输层和应用层进行全面分析，进一步开发出一套工程物资管理系统。通过测试，初步达到了预期的应用效果，然后通过进一步的优化升级，可以直接应用到工程物资管理现场。
1物联网技术
物联网技术即通过射频识别、二维码、条形码、全球定位系统、传感器等信息传感设备，按约定的协议，将物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
2物资管理现状
工程现场施工中，由于受到点多面广、工作条件等客观条件的影响，建设参与方在物资管理信息化应用方面较其他行业普遍较低。以某项目为例，该项目全长19.416km，沿线与20条道路交叉，一方面，项目跨区大，运距较远，以水运为主；另一方面，石料分布较广，有十多家采石场，地材受到政策限制，料场储量减少。在项目施工现场，面对多渠道的数据、多类型的表格、多层级的报表基本还是通过手工录入、打印、人工报送的方式完成。在填报、复核、审批、审计等流程中也都是通过人工的方式完成，这既影响工作效率又容易出现错误。同时，由于受现场物资管理的模式限制，在上报主管部门、企业公司时也出现了效率低下的问题，使得上级部门对现场物资的实际消耗无法掌握，导致在做物资计划、物资采购中存在盲目性。
3业务场景分析
在整个工程施工管理中，涉及到一个漫长的业务流程，包括领料、贴标、暂存、开箱、现场管理、调拨、剩余物资清点、验收等业务场景。此外，还包括机房接入、环境监控、安全监控和火灾监控等辅助场景。具体工作主要由工程建设中心、施工单位和监理单位完成。
经分析发现，加强工程物资精细化管理，要重点做好物资在整个流通过程中的存放位置管理，主要包括临时存放仓库和施工现场的管理，如表1所示。
4总体设计
根据物联网架构，结合实际管理需求，设计了项目管理的总体架构。
（1）该系统的主要功能是：手持式传感器用于检测物料的温度和湿度；手持式传感器用于检测物料的温度和湿度；手持式传感器用于检测物料的温度和烟雾。
（2）传输层：作为感知层和应用层之间的桥梁，主要是感知层和应用层之间的中间通信接口。此外，还包括具体的数据传输方式，包括4G和Nb-IOT。
（3）应用层：实现人机交互界面的显示，通过相关中间件技术在后台处理感知层的信息，并根据相关功能模块在前端展现。
4.1感知层选型
根据工程材料的实际应用情况，传感设备分为两类：一类是根据材料本身的物理特性，如功率、热量、声音等，由传感器采集；另一类是添加到材料上的附加识别信息，如二维码和RFID标签，由标签扫描仪采集。针对所提供的附加信息，如何选择标识，本文分析了标识的分类、经济指标和适用性指标。
4.1.1标签分类及经济指标分析
标签分类主要分析条形码或二维码和RFID电子标签的选择。
经济指标主要分析价格成本、可回收利用、读写效率、应用环境、使用寿命、贴标签方法、物料跟踪等。
4.1.2标签分类对比及适用性分析
通过以上对比分析，条形码/QR码在价格成本上具有优势，适用于几乎所有工程材料和设备的管理。对于RFID识别，它在读写效率和使用环境等方面具有优势，但受工程材料和设备的形状和材料要求的限制，部分工程材料的分类并不适用。
综上所述，根据目前工程材料的分类、规模、分布情况及现有管理要求，在感知层面推荐条形码/QR码技术方案。但机房管理方面，考虑到物料类型主要是服务器等贵重设备，外观也比较规整，建议采用RFID标识管理IDC机房，便于清查和追溯。
4.2传输层设计
本文结合传感层的功能要求和带宽要求，设计了一套多功能的综合网关设备，既能实现传感层设备的信息采集，又能支持不同的数据传输方式。
网关设备主控制器采用x86工控机，配备4G、Wi-Fi、315MHz、433MHz等无线通信手段和GPS定位功能。
4.3应用层设计
工程物资管理平台采用网关进行称重和过滤，实现与上层应用软件的信息交互。同时，通过安全、可扩展的接口，可以实现与其他现有管理系统的信息交换和数据融合。
针对工程物资在不同经营环境下的经营状况，本文还进行了详细的分析，包括仓储、出库、现场、调拨、报废、备件和验收七种状态。其中：（1）入库：登记入库或清单验收后退库的物料，属于“入库”状态。（2）出库：如果材料需要从临时仓库运输到施工现场，在材料确认和转移到施工现场的过程中，材料的状态定义为“出库”。（3）现场：材料到达施工现场后，经现场施工人员确认登记后，材料状态变为“现场”。（4）调拨时：物料在临时仓库之间调拨时，物料状态为调拨中。（5）报废：在工程验收过程中，部分材料可能不再需要使用。物料管理人员在系统中报废后，物料状态转换为“报废”。（6）备品备件：在工程验收过程中，部分物资需要转为固定资产。物料管理人员在系统中传递后，物料状态转换为“备件”。（7）已接受：已成功接受的资产，状态为“已接受”。应用层根据不同的分类管理，通过不同的组件形式实现对不同模块的管理。
5应用测试
基于以上设计，重庆信息通信学院开发了一套多功能工程物资管理综合网关原型，构建了工程物资管理应用平台。该平台主要包括传感器数据处理模块、RFID标签处理模块、摄像头数据采集模块和GPS定位模块。
经过测试，各功能模块运行正常。但该平台尚处于起步阶段，通过进一步优化升级，可以直接应用于项目管理。
结论
本文结合工程物资管理系统和国内某运营商的具体业务场景，对物联网技术应用于工程物资管理的可行性进行了评价。其次，根据物联网的三层体系结构，设计了整个项目物资管理平台的功能和支撑硬件。最后，开发并测试了一套工程物资管理平台（第一版），初步满足应用需求。下一步可以在本研究的基础上进一步优化升级，进而应用到工程材料的精细化管理中。识别组件：实现识别数据的处理和显示，支持与第三方平台对接。音视频组件：结构化存储摄像机返回的非结构化视频信号，支持应用服务器的结构化查询；同时管理所有摄像机，监控摄像机的工作状态和方向。环境监测组件：主要处理和分析环境数据。
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