行业应用

深入八大行业场景,提供端到端 RFID 解决方案

基于RFID技术的电网资产全寿命周期管理解决方案

一、方案背景

电网公司对资产全寿命周期管理提出了具体管理要求,开展了存量资产PMS、PM与AM数据间的联动对应,并将成果纳入"资产全寿命周期管理一体化平台"进行指标考核。然而,资产变动仍导致数据质量下降,若不采取新管理手段,前期联动成果将无法有效巩固。因此,需将新技术应用到资产全寿命周期管理中,实现资产变动信息的及时传递与反馈,将各阶段业务与"现场实物"紧密联系,形成横向及纵向闭环。

二、方案目标

通过建立设备实物标识系统,集成资产实物流、信息流、价值流,实现"账、卡、物永续联动一致"及各阶段信息共享。国家电网和南方电网正积极开展RFID技术在资产、智能仓储管理等系统的研究应用,但RFID在电网资产全寿命周期跟踪管理中尚无标准模式,缺乏系统性参考依据。

此方案可实现对设备全寿命周期的精准管理,通过实物标识数据的日常运维实现动态跟踪,消除资产管理难点、盲点和障碍,实现精确定位管理。

三、方案概述

本方案由上海孚骏分析企业需求后量身定做,综合了RFID技术、网络技术、计算机技术、数据库技术和无线通讯技术。方案实现对RFID设备的管理,与PMS、SAP等系统数据交换和账卡物相符数据比对分析,生成管理报表;实现与RFID手持终端业务数据上传下载,对实物标识日常动态管理。

四、系统设计

1、采集设备选型

RFID技术应用于电网资产跟踪管理需大量使用手持采集终端,在电磁场环境下操作需考虑以下因素:

  • 抗干扰因素: 变电设备运行产生工频电场和工频磁场,属低频感应场干扰。手持终端选型需考虑读写器的电磁防护设计。
  • 读写距离: 电网实物标识一般安装在设备基座接地扁铁上,离开地面一定高度,读写距离对减少巡查人员行走距离、降低工作强度、提高效率有重要意义。
  • 手持设备续航时间: 220kV以上变电站占地面积大、设备多、标识安装时间长,手持设备电池须具备较长续航能力,且掉电后可自动保存数据。
  • 2、实物标识性能

    RFID实物标识具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、数据可加密、存储数据量大、存储信息可修改等优点,基本采用ISO18000-6C金属标识。设计时需充分考虑:

  • 读写距离: 在变电站超高频电磁环境中,金属表面对电磁波产生屏蔽作用,标识附着接地扁铁后信号大幅衰竭,"读写距离会降低50%~70%",需在标识外壳设计、封装及张贴材料上考虑此问题。
  • 抗紫外线: 超高频无源电子标识封装外壳普遍采用ABS材料,长期在变电站风吹日晒容易褪色,需考虑添加抗紫外线材料。
  • 防冲撞机制: 变电站设备数量众多,标识设计必须考虑防冲撞算法,实现多标识批量、快速、准确读取。
  • 3、标识贴标规范制定

    贴标规范对每种类型设备明确规定标识安装位置。制定应考虑室外/室内设备特点、手持设备与标识读写距离和角度等因素。当前变电站RFID基本采用无源金属电子标识,但直接安装在室外电流互感器、电压互感器、避雷器等设备本体上尚不切合实际——"无法读取超过2m外的标识信息"。

    4、实物标识中间件与系统集成

    电网公司RFID中间件系统普遍采用基于SOA架构模式开发,将RFID读写设备厂家提供的API接口集成在中间件系统中。中间件可监视RFID设备运行情况,方便实现与ERP等系统数据接口和交换。

    通过RFID中间件系统及现场采集设备对实物标识数据采集,通过接口将实物信息反馈到资产全寿命周期管理评估决策系统,实现真正意义上账卡物相符的纵向闭环。

    5、实物标识数据存储及数据安全

    ISO18000-6C标准电子标识具有标准成熟、产品稳定、应用广泛、ID号全球唯一、多标识同时读取的特点,可存储1024b或2048b容量数据,读取速度40kb/s。标识内存放信息需考虑现场运维时手持设备与后台数据交换问题——鉴于GPRS通讯传输稳定性问题,不能保证任何时候顺利获得后台数据。

    6、数据传输安全

    电网公司对外界移动存储设备或移动传输方式采用严格隔离手段防范数据风险,造成手持设备采集信息无法及时上传,中间件系统业务单据也无法方便上传到手持终端,须通过安全U盘多次转换。操作过于繁琐会影响资产管理人员开展RFID技术应用的积极性,需从根本上解决数据传输及安全问题。

    7、贴标颗粒度

    电网公司已开展PMS系统与SAP系统PM模块设备同步工作,包括一次设备和二次设备同步,暂只针对主要设备。以PMS系统数据为依据进行标识贴标,颗粒度最细、工作量大,但可在贴标过程检查PMS与PM同步质量及与AM联动质量,对提高账(PM)、卡(AM)、物(RFID实物标识)相符率有积极作用。

    五、系统操作流程

    1、设备入仓库后标识业务

    设备采购入库后,对物资代码已和设备类型、资产分类建立联动关系的物资,可先期开始粘贴实物标识。管理人员在中间件系统根据同步的SAP MM模块入库单信息生成"实物标识粘贴业务单",通过RFID读写器将物资代码和设备类型等信息写入实物标识,用双面胶粘贴到对应物资上。

  • 设备入库成功后,新设备入库时标识状态为"已验收"
  • 对于设备技改、维修或变更拆回的电网设备入库,标识状态为"拆除待处理"
  • 2、物资直送现场标识业务

    大多数电网设备直接由厂家送到施工现场,工作人员在RFID中间件系统发出"实物标识粘贴任务单",通知现场管理人员通过RFID手持终端下载任务单,对现场物资设备验收并开展标识粘贴。

  • 若现场设备与任务单清单信息不一致,系统给出报警提示
  • 实物标识安装后,标识状态自动更新为"在建"
  • 3、完工投运后标识信息完善业务

    基建工程完工投运后,在PMS系统录入设备相关信息和调度名称,RFID中间件向PMS系统采集信息后,工作人员发出"设备投运标识信息维护单",通知下载任务单到手持机,在现场对已粘贴标识内信息进行完善或变更。

  • 可对现场设备标识信息进行完善(如设备调度名称)
  • 若现场设备与任务单清单信息不一致,系统给出报警提示
  • 标识信息维护后,标识状态自动变为"投运"
  • 4、技改大修标识管理业务

    变电站因技术改造增加设备需粘贴标识,大修或日常维修后需对标识信息更新。工作人员在RFID中间件系统创建"标识安装及信息维护任务单",通过手持式RFID读写终端下载任务单。

  • 对新安装设备进行贴标
  • 对退役设备,手持终端将标识状态改为"退役"
  • 对拆除设备,手持终端将标识状态改为"拆除待处理"
  • 对大修过的设备,手持终端更改标识相关设备信息
  • 对日常维护后设备,在手持终端输入维护信息,上传到RFID中间件系统
  • 5、RFID手持终端实现的业务

    RFID手持终端系统实现与RFID中间件业务对接,将资产新增、报废、清查等任务下载到手持终端,完成采集后上传结果。手持设备也可单独完成设备标识日常巡查业务。

    #### 5.1 标识日常运维业务

    由电网设备运行班组定期开展标识日常信息扫描任务,核对标识信息内容与现场设备信息是否相符。

  • 自动识别被巡检设备,与RFID巡检任务单设备清单比对,显示当前设备属性参数及历史状态信息
  • 扫描完成后,通过读写器更改设备状态为"已校验",存在问题的设备状态改为"待核实"
  • #### 5.2 资产清查盘点业务

    以往"纸质清查模式"存在数据重复录入、设备漏查重查、过程失控、劳动强度大、清查流于形式等弊端。利用标识清查可实现对清查过程全程监控,避免手工清查弊端,缩短清查时间,提高清查质量。

    通过RFID中间件下载清查任务,手持终端下载清查任务单后开始清查,将发现的问题在手持终端中记录。

    六、主要设备部署

    1、超高频抗金属电子标签

    UT503超高频抗金属标签

    UT503超高频塑料外壳标签适合附着在金属表面并正常工作,采用ABS塑料外壳超声波焊接封装,防水特性良好,防护等级IP65,内部天线为特殊设计的抗金属Inlay,可固定在金属表面工作。读距可达8米,价格低廉,可广泛应用于托盘管理、货架管理、资产管理等。

    2、FN M11超高频手持终端

    FN M11手持终端

    FN M11是一款坚固耐用、集多功能于一体的工业级移动数据采集终端,将RFID识别、一维/二维条码扫描、指纹采集、图像采集、GPS信息等数据采集模块,和4G全网通、WiFi、蓝牙、433MHz等无线通信技术结合,可随时随地采集各种数据并通过无线通讯与后台服务器实时交互,满足各种移动作业需求。

    M11多角度展示 M11展示2 M11展示3 M11展示4 M11展示5 M11展示6 M11展示7 M11展示8

    常见问题

    在智能制造业,RFID用于工序追踪、刀具管理和产线防错。孚恩电子的高频和低频工业读写器安装在产线工位,实时读取托盘和载具上的工业载码体,自动记录加工工序、校验工艺参数,防止错料错序。典型应用包括光伏拉晶厂工序管理、汽车产线车身追踪和非标自动化检测线。
    RFID可实现入库自动登记、出库校验和实时盘点。孚恩电子的超高频读写器配合门型通道(G15),在货物经过时批量读取标签,无需逐一扫描。配合叉车改造方案,可在搬运过程中同步完成库位更新。孚恩已成功为深国际物流港实施叉车RFID改造项目,入库效率提升60%以上。
    RFID将传统人工逐一核对升级为批量自动盘点,大幅降低漏检率和人工成本。孚恩电子提供的移动工程车工具管理方案,利用手持终端一次扫描即可完成全车工具盘点,10秒完成过去1小时的工作。在电网资产全寿命管理中,RFID标签贴附在设备上,实现从采购、部署到退役的全流程追踪。
    RFID防伪追溯通过在产品上粘贴加密电子标签,结合后端数据库实现一物一码全链路追溯。孚恩电子的易碎防转移标签(UT203)粘贴后一旦撕离即损坏,防止标签被转移复用。典型应用包括生猪产业链追溯和医药防伪系统,从生产、流通到终端消费全程可查。
    RFID帮助连锁零售门店实现快速收货、智能盘点和防盗管理。门店使用手持终端批量扫描入库商品,几分钟完成整店盘点。孚恩电子提供的服装门店整体解决方案,结合高频标签和超高频手持终端,实现从物流中心到门店货架的全链路可视化管理,库存准确率提升至99%以上。
    RFID在智慧城市中主要应用于车辆管理和公共安全。孚恩电子提供的智能车辆定位及测速系统,利用有源标签实现远距离车辆识别和超速检测;电动自行车防盗方案通过路口读写器追踪标签车辆,失窃后可快速定位;停车场管理方案实现不停车通行和自动计费。这些方案已在多个城市部署运行。