基于二維碼技術(shù)的地下礦山無軌設(shè)備管理系統(tǒng)

郝龍松，王光明，王海林

（山東黃金礦業(yè)股份有限公司新城金礦，山東煙臺 261438）

0 引言

二維碼/二維條碼（2-Dimensional Bar Code）是在一維條碼基礎(chǔ)上發(fā)展出來的更高級的條碼格式。其創(chuàng)新性的利用水平、垂直兩個方向存儲信息，打破一維條碼僅能在一個方向上表達信息的弊端。二維碼不僅可以存儲一維碼存儲的數(shù)字和字母，而且還能存儲漢字、指紋和圖片等信息，編碼范圍廣、數(shù)據(jù)容量大且具有較強的容錯、糾錯能力。

隨著二維條碼的發(fā)展，各研究機構(gòu)逐漸開發(fā)出多種多樣的二維碼編碼格式，其種類不同，則結(jié)構(gòu)以及編寫、讀取方法也存在差異。國際上一般將二維碼分為行排式二維碼和矩陣式二維碼，行排式二維碼（或稱堆疊式二維碼）代表碼制主要有PDF417、MicroPDF417、Code 16K、Code 49 等，矩陣式二維碼代表碼制主要有QR Code、漢信碼Han Xin Code、Code One、Grid Matrix、Data Matrix 等。

目前國內(nèi)廣泛使用的二維碼通常是指QR Code，如支付寶支付和微信支付，本文中提及的動態(tài)二維碼（活碼）即是QR Code。活碼不同于靜態(tài)二維碼，是一種二維碼高級形態(tài)，碼內(nèi)存儲短網(wǎng)址即時鏈接至保存在云端的信息?；畲a圖案簡單、掃描簡便，可實現(xiàn)一個圖案云端動態(tài)更新內(nèi)容，而且云端可根據(jù)需求不斷擴充存儲容量，保障設(shè)備管理維護維修更新內(nèi)容。同時利用二維碼內(nèi)容編輯器，可設(shè)計開發(fā)不同場景下的專用適配系統(tǒng)。

1 礦山無軌設(shè)備管理存在的問題

（1）線上管理系統(tǒng)薄弱。在多年的設(shè)備管理過程中，山東黃金礦業(yè)股份有限公司新城金礦形成了一套無軌設(shè)備強制維保管理制度，在維保維修過程中全部采用線下手工填報125 h、250 h、500 h 和1000 h 強制維護保養(yǎng)及維修表單等紙質(zhì)資料，在流轉(zhuǎn)過程中極易出現(xiàn)丟失、臟污、破損，且受限于司機書寫能力字跡存在潦草難以辨認的情況。而且，所有表單全部需要由專人根據(jù)設(shè)備型號、維保周期等負責分發(fā)、收集及上報，由專人（統(tǒng)計員）統(tǒng)計維修工時、維保項目以及運行時間等相關(guān)數(shù)據(jù)，且需要分析、歸類數(shù)據(jù)，工作效率低下、人工成本高，亟需開發(fā)引入線上管理系統(tǒng)解決傳統(tǒng)管理模式、辦法和手段的落后和過時問題。

（2）無軌設(shè)備運維信息零散。現(xiàn)行礦山無軌設(shè)備管理系統(tǒng)沒有真正建立起無軌設(shè)備全生命周期動態(tài)檔案，設(shè)備信息及維修、維護保養(yǎng)記錄相對獨立。傳統(tǒng)管理方法無軌設(shè)備信息共享程度偏低，紙質(zhì)檔案資料無法實時讀取、查找調(diào)閱困難，無法快速提供調(diào)取設(shè)備的歷史運維信息，也無法查看設(shè)備的實時運維情況。

（3）無軌設(shè)備全生命周期管理滯后。礦山無軌設(shè)備多是進口設(shè)備，固定資產(chǎn)原值大、價值高，管理人員大多關(guān)注設(shè)備本身，不重視設(shè)備維保和預(yù)防維修。當前，無軌設(shè)備管理應(yīng)從“面向設(shè)備本身”為重點的管理模式轉(zhuǎn)移到“面向設(shè)備使用過程”的管理模式，建立無軌設(shè)備全生命周期管理，提升設(shè)備使用效率。

2 礦山無軌設(shè)備管理系統(tǒng)功能需求分析

針對上述礦山無軌設(shè)備在管理中存在的問題，從現(xiàn)階段礦山實際情況出發(fā)，本系統(tǒng)應(yīng)滿足：記錄無軌設(shè)備投產(chǎn)、運行、維護、維修以及報廢的全生命周期信息，特別是設(shè)備在使用過程中的維修、維保信息，實時記錄統(tǒng)計實時分析，變搶修為預(yù)防式維修維護；給管理員和用戶提供及時準確的設(shè)備信息，如設(shè)備運行信息、操作人員信息以及技術(shù)參數(shù)等；系統(tǒng)的管理流程簡單實用，操作方式直觀、便捷。

為滿足上述功能需求，結(jié)合礦山井下井上網(wǎng)絡(luò)部署情況、智能終端配備情況以及操作維修人員技能水平，系統(tǒng)設(shè)置管理員、技術(shù)人員、維修人員以及操作維保人員4 種角色，其功能如圖1所示。其中，系統(tǒng)管理員具有全部模塊權(quán)限，可進行后臺管理、統(tǒng)計報表輸出，系統(tǒng)維修維護；技術(shù)人員具有操作維護其分管設(shè)備的所有權(quán)限；維修人員具有掃碼輸入維修記錄和工時相關(guān)權(quán)限等；操作維保人員具有掃碼輸入維修維保記錄的相關(guān)權(quán)限等。

圖1 系統(tǒng)功能模塊

本系統(tǒng)在系統(tǒng)管理模塊功能的支持下，可以實現(xiàn)從設(shè)備投產(chǎn)至設(shè)備報廢的設(shè)備信息、設(shè)備核查、維修記錄以及維保記錄的設(shè)備管理模塊功能。

3 基于二維碼在線管控技術(shù)的系統(tǒng)功能設(shè)計及實現(xiàn)

（1）設(shè)備信息管理。首先按照地下鏟運機、坑內(nèi)卡車、鑿巖臺車以及錨桿臺車等車型，由分管技術(shù)人員在線為每一臺無軌設(shè)備申請認證唯一身份二維碼。技術(shù)人員批量導(dǎo)入或創(chuàng)建填寫分管車型固定資產(chǎn)臺賬信息和設(shè)備技術(shù)參數(shù)，由系統(tǒng)為每一臺無軌設(shè)備生成相應(yīng)的無軌設(shè)備全生命周期記錄二維碼標簽（圖2）。二維碼標簽尺寸可根據(jù)粘貼放置位置大小選擇30 mm×40 mm、30 mm×50 mm、40 mm×60 mm、50 mm×80 mm 或70 mm×100 mm 等尺寸，然后通過標簽打印機或普通打印機打印標簽，塑封或粘貼放置在設(shè)備適當位置。機臺操作人員、維修人員進行操作、查詢、維修、維護設(shè)備時，可利用智能終端掃描該二維碼標簽，按照相關(guān)權(quán)限和設(shè)備管理要求查看、填寫或維護相關(guān)機臺信息。

圖2 無軌設(shè)備唯一二維碼標簽

（2）設(shè)備核查管理。該模塊記錄系統(tǒng)包含設(shè)備名稱、設(shè)備編號、序列號、投產(chǎn)日期、機臺長、機臺司機等車輛基本信息（圖3）。根據(jù)固定資產(chǎn)清查和設(shè)備管理要求，系統(tǒng)可擴充上傳設(shè)備操作說明書、維保規(guī)定、設(shè)備圖紙等相關(guān)文件、圖片、音視頻。核查時可直接現(xiàn)場掃描二維碼標簽，將設(shè)備當前情況與系統(tǒng)里的設(shè)備信息進行對比，確認設(shè)備核查狀態(tài)。

圖3 無軌設(shè)備全生命周期記錄系統(tǒng)

（3）設(shè)備維修維保管理。該模塊重點設(shè)立了設(shè)備維保記錄及設(shè)備維修記錄掃碼輸入系統(tǒng)模板（圖4）。每次設(shè)備升井強制維保時，維保司機及維修人員可通過智能終端掃碼進入系統(tǒng)，手機在線錄入維保維修項目及內(nèi)容，全過程在線記錄維保維修過程。同時，為確保維修維保效果，系統(tǒng)默認所有內(nèi)容為必填項且強制要求人員定位和在線簽名，并且增設(shè)技術(shù)人員審核通過機制（圖5）。

圖4 設(shè)備維保記錄模塊

圖5 設(shè)備維保記錄完成效果

（4）二維碼系統(tǒng)通過后臺管理可導(dǎo)出、分析每臺車的維保、維修內(nèi)容及效果，記錄車輛維保詳單，杜絕設(shè)備漏保、漏項及敷衍維?，F(xiàn)象。為確保信息安全，該二維碼系統(tǒng)實行礦區(qū)1 km 內(nèi)可掃碼進入和密碼保護雙保險。

4 結(jié)束語

采用二維碼在線管控技術(shù)的地下礦山無軌設(shè)備管理系統(tǒng)，無論在井下還是井上，相關(guān)操作管理人員可實時在線登錄系統(tǒng)，即時查看、即時維護、即時管理，真正實現(xiàn)了井下無軌設(shè)備管理流程的實時、在線、智能管控。系統(tǒng)實現(xiàn)以來，減少了查件、單據(jù)填寫、維保維修記錄簽字等繁瑣手續(xù)，提升維保維修效率近10%。提高了設(shè)備維保維修追蹤能力及監(jiān)控保障水平，減少維保維修備品配件損耗，避免設(shè)備維保維修漏項、缺項的產(chǎn)生。而且，通過系統(tǒng)管理后臺，可實時在線統(tǒng)計、導(dǎo)出、分析設(shè)備管理數(shù)據(jù)，避免紙張式統(tǒng)計的弊端，有效規(guī)避二次錄入、分析以及虛假數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，為可追溯化設(shè)備管理提供強有力的技術(shù)支持。