呂志彤,皮湛恩,寧兆宇

(1.海軍裝備技術(shù)研究所,北京 102442;2.海軍裝備部艦技部,北京 100841)

器材保障要實現(xiàn)保障有力,必須以 “精確化保障”為目標,也就是必須及時了解隨船各類器材消耗數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是器材采購和器材收發(fā)工作的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),直接關(guān)系到器材經(jīng)費的使用效率和器材保障工作的質(zhì)量。

為了實現(xiàn)這一目標,必須開發(fā)一種可隨船使用的,并能夠準確記錄各器材消耗數(shù)據(jù)的設(shè)備,該設(shè)備還可對隨船器材的申領(lǐng)、存儲、使用、消耗等環(huán)節(jié)進行全過程監(jiān)管,并可將精確的消耗數(shù)據(jù)傳送到倉庫,倉庫通過遠程數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到基地機關(guān),達到輔助機關(guān)器材精確化采購的目的。

隨船器材信息化管理是器材保障信息化建設(shè)的薄弱環(huán)節(jié),隨船器材管理目前仍處于手工開單記賬,難以采集到準確的消耗數(shù)據(jù),各級器材管理部門因此也無法收集到快速、準確的器材消耗數(shù)據(jù),所以該項目是器材保障信息化領(lǐng)域的關(guān)鍵點,也是未來實現(xiàn)器材保障全過程可視化,建立精確型器材保障系統(tǒng),實現(xiàn)器材保障決策的科學化和快速反應(yīng)的基礎(chǔ)。

1 研究思路

該系統(tǒng)的研究思路是將隨船器材庫存作為倉庫的一個庫房看待,形成倉庫與隨船器材存儲一本帳。為此決定為倉庫器材管理系統(tǒng)開發(fā)隨船移動終端,利用該終端船員可進行器材申領(lǐng)、隨船器材庫存管理、器材消耗采集等工作,而對隨船器材申領(lǐng)的批復、收發(fā)、消耗登記等工作由倉庫器材管理系統(tǒng)進行。系統(tǒng)決定采取射頻卡作為電子單據(jù)的手段,將這兩個單位的庫存數(shù)據(jù)庫及工作環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)起來,達到隨船器材信息化管理的目的?？紤]到艦船實際環(huán)境,該終端擬采用移動設(shè)備。

該系統(tǒng)的研究重點是研制倉庫器材管理系統(tǒng)的隨船級移動終端。在船上配備可固定的工控機作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,該服務(wù)器存儲該船的器材庫存數(shù)據(jù)和器材消耗數(shù)據(jù),與移動終端通過 802.11G網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議連接,并可在服務(wù)器上輸出紙質(zhì)單據(jù);該移動終端集成讀卡器,可將船向倉庫要申領(lǐng)的器材數(shù)據(jù)和船向倉庫要報告的消耗數(shù)據(jù)寫入射頻卡,即電子單據(jù);該電子單據(jù)與倉庫器材管理系統(tǒng)所使用的讀卡器系統(tǒng)的射頻卡為同一制式,可作為隨船器材申領(lǐng)單和器材消耗單提交到倉庫;倉庫器材管理系統(tǒng)可對隨船器材的申領(lǐng)單進行批復,并登記消耗,并根據(jù)倉庫庫存情況進行收發(fā)等操作,這些操作也是通過電子單據(jù)作為媒介,并可同紙質(zhì)單據(jù)一同返回船上,根據(jù)這些電子單據(jù)可更新隨船庫存數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)倉庫數(shù)據(jù)庫中該船數(shù)據(jù)與隨船數(shù)據(jù)保持一致。

2 研究內(nèi)容

該系統(tǒng)由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)組成。軟件系統(tǒng)包括桌面應(yīng)用系統(tǒng)軟件部分:倉庫器材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和隨船器材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),以及移動終端的嵌入式系統(tǒng)軟件部分:移動隨船器材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)由移動終端、電子單據(jù)、讀卡器和PC組成。

1)倉庫器材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)安裝在倉庫器材業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò),該業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)各終端配置固定式讀卡器。組成如下。

(1)隨船器材電子單據(jù)管理。隨船器材的電子單據(jù)是由倉庫統(tǒng)一管理并下發(fā)的。包括建卡、卡維護、卡數(shù)據(jù)更新、卡掛失、卡補辦、卡密鑰管理等功能。隨船器材電子單據(jù)不僅存放隨船器材的申領(lǐng)、收發(fā)、消耗采集等數(shù)據(jù),還存放有船號、器材管理員等相關(guān)信息,用于完成身份驗證、讀寫控制和數(shù)據(jù)加密等。

(2)隨船器材收發(fā)業(yè)務(wù)管理。隨船器材的申領(lǐng)批復、收發(fā)、消耗登記等操作是在用電子單據(jù)登錄后的倉庫端讀寫電子單據(jù)而進行的,隨船移動終端完成的是根據(jù)讀寫電子單據(jù)的內(nèi)容實現(xiàn)隨船器材申領(lǐng)、消耗采集、倉庫收發(fā)單的導入等。該模塊還完成隨船器材的收發(fā)上賬核銷、日志記錄、單據(jù)打印和隨船器材庫存與消耗信息查詢等功能。

(3)隨船器材數(shù)據(jù)傳輸。利用基地 -倉庫 -船三級專用網(wǎng)絡(luò),完成隨船器材庫存數(shù)據(jù)與消耗數(shù)據(jù)的采集,數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)更新等。

(4)隨船器材信息的遠程查詢與信息統(tǒng)計。可進行隨船器材庫存數(shù)據(jù)和消耗數(shù)據(jù)的組合模糊查詢、樹狀組織結(jié)構(gòu)篩選瀏覽等。面向隨船器材可以制定月份、季度、年度或自定義時間段來統(tǒng)計各基地、各倉庫及各型船的器材的實際消耗情況。并可實現(xiàn)遠程終端查詢。

2)隨船器材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)安裝在船上的服務(wù)器中?？紤]到船上的環(huán)境,該服務(wù)器采用研華工控機,并需進行設(shè)計和定制,決定選取 1u的研華工控機,組成如下。

(1)隨船移動終端管理。隨船服務(wù)器配置遵循 802.11G網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的無線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備,實現(xiàn)與移動終端無線連接,有效作用距離方圓 100 m。該模塊實現(xiàn)系統(tǒng)對移動終端的位置監(jiān)測、定位等,以及移動終端登記、專人負責管理等功能。

(2)隨船器材收發(fā)業(yè)務(wù)管理。包括隨船器材申領(lǐng)、收發(fā)、消耗采集、倉庫隨船收發(fā)單據(jù)的導入等。隨船服務(wù)器集成有讀卡器,并聯(lián)有打印機,可將這些申領(lǐng)、收發(fā)、登記等的單據(jù)信息寫入電子單據(jù),并打印出紙質(zhì)單據(jù)。

(3)隨船器材數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計。包括庫存查詢、出入庫單據(jù)查詢、出入庫帳查詢、消耗查詢、器材以舊換新查詢與統(tǒng)計等。

3)移動隨船器材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)安裝在船上的移動終端中。該移動終端集成了讀卡器,可完成隨船器材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的收發(fā)管理和查詢功能。

硬件系統(tǒng)的開發(fā)由以下兩類設(shè)備的制作組成。

(1)電子單據(jù)的制作。選擇艦船器材管理適用的電子單據(jù)的制式、容量,并進行卡封面打印,數(shù)據(jù)加密等。系統(tǒng)軟件編制電子單據(jù)讀寫與管理模塊。

(2)移動終端的集成與制作。選擇艦船器材管理適用的手持電腦與移動讀卡器,并集成。該移動終端可作為器材管理中的申領(lǐng)、出入庫、庫存管理、消耗登記、庫存查詢、上帳、盤點、讀寫電子單據(jù)的機具。移動終端的硬件設(shè)計包括觸摸屏、主機、觸控筆、讀卡器集成等 4個部分,并配置 USB接口,以供數(shù)據(jù)導出。除電源開關(guān)外,可直接在觸摸屏上用觸控筆操作。移動終端與讀卡器集成的關(guān)鍵是做好移動終端各硬件電路模塊與讀卡器模塊的兼容性測試,既要達到未集成時各個模塊的最優(yōu)化使用,而且在集成后也不影響這種使用,并達到讀取數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)存儲共享。

3 開發(fā)環(huán)境

系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用需要相應(yīng)的操作系統(tǒng)環(huán)境和數(shù)據(jù)庫環(huán)境。倉庫器材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和隨船器材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)決定采取開放式架構(gòu)提升系統(tǒng)軟硬件整合度。操作系統(tǒng)選用Windows 2003,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選用 SQLServer2000,開發(fā)工具選用.NET 2003,語言選擇 C#。移動隨船器材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中,操作系統(tǒng)選用 Windows Mobile 2003SE,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)選用 SQLCE2000,開發(fā)工具選用.NET2003,語言選擇 C#。

移動終端編程就是應(yīng)用了基于 Windows CE的嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)。Microsoft.NET擴展了通過任何設(shè)備隨時隨地操作數(shù)據(jù)和進行通信的能力。.NET使用分布式計算模型并基于開放標準將PC與其他智能設(shè)備連接在一起。該系統(tǒng)的開發(fā)工具是.NET框架下的 VS.NET 2003中的 Visual C#,并應(yīng)用 Microsoft SQL Server CE和 Microsoft SQL Server在智能設(shè)備進行數(shù)據(jù)管理。系統(tǒng)開發(fā)后用同步軟件導入智能終端設(shè)備。

4 技術(shù)途徑

射頻電子標簽 (RFID)技術(shù),是一種利用射頻通信實現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)。它利用無線電射頻信號,通過讀寫器、天線和 RFID標簽,實現(xiàn)對載體的非接觸識別和數(shù)據(jù)信息交換。它存儲信息量大,存儲內(nèi)容可動態(tài)改變、讀取目標距離更遠,尤其適合對人員、車輛和軍械、物資進出的物流管理要求。目前新一代 RFID系統(tǒng)具有體積小、壽命長、高可靠、全天候、大容量、高速讀取、抗干擾和低成本等特點。RFID技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于物流保障領(lǐng)域,如特定物品查尋系統(tǒng)、途中物資可視化管理系統(tǒng)、物資出入庫管理等,極大的改革了傳統(tǒng)物流跟蹤方式。通過采用 RFID技術(shù),可使隨船平均后勤補給時間大大縮短。

目前嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展迅速,成為一種潮流。嵌入式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理和與后臺數(shù)據(jù)庫的交互在智能設(shè)備應(yīng)用方面有著廣泛的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)(Embedded System)是指根據(jù)特定的應(yīng)用及其要求,采用特定的開發(fā)板和特定的操作系統(tǒng)運行應(yīng)用程序的系統(tǒng),是具有特定功能或用途的計算機硬、軟件系統(tǒng)的集合體。一般來說這種系統(tǒng)的應(yīng)用軟件具有實時性、占用內(nèi)存少、需要的存儲容量小的特點?？稍谑忻嫔腺徺I或定制各種類型的滿足需要的移動終端。而且,自 2002年.NET框架精簡版出現(xiàn)后,智能設(shè)備的開發(fā)技術(shù)不再像以前遙不可及。

5 技術(shù)指標

1)移動終端。

屏幕盡量大 (4英寸以上);RAM 64 M以上,ROM 256 M以上;可拆卸的鋰聚合物電池,10～12 h的工作時間;配置觸摸屏和觸控筆;有指紋驗證登錄。

2)電子單據(jù)。

可擦寫 10萬次;16 K容量。

3)讀卡器。

數(shù)據(jù)反應(yīng)時間 5 s以內(nèi);讀寫距離5 cm內(nèi);讀寫時間 3 s內(nèi)。

6 研究計劃

進行調(diào)研,了解技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和基地 -倉庫 -船隨船器材管理實際需求;進行項目定義和可行性分析,制定系統(tǒng)總體方案和系統(tǒng)詳細實施方案;選擇試點倉庫和船,按照客戶適用原則對電子單據(jù)和讀卡器等設(shè)備進行研制并試用。并撰寫設(shè)備選型/定制方案和部署方案;編寫隨船器材收發(fā)和消耗管理程序。進行系統(tǒng)軟硬件測試,并對測試的各項指標進行分析;在試點倉庫與船上部署設(shè)備、安裝系統(tǒng)軟件,并按照隨船器材管理業(yè)務(wù)流程進行系統(tǒng)各項性能測試;根據(jù)測試情況,撰寫設(shè)備與系統(tǒng)的測試報告,提交具體的準確性、可靠性和平均速率等結(jié)果數(shù)據(jù)。根據(jù)測試結(jié)果與系統(tǒng)要求的指標數(shù)據(jù)進行對比,完善設(shè)備性能或完善系統(tǒng)程序;確認試點設(shè)備與系統(tǒng)運行可靠穩(wěn)定,能夠正常試用。所傳遞或存儲的數(shù)據(jù)完整、準確。則將規(guī)定數(shù)量的設(shè)備移交試用單位,并培訓相關(guān)操作人員,進行系統(tǒng)試運行。

7 結(jié)束語

該系統(tǒng)研制成功,如果能夠在各倉庫和船上推廣應(yīng)用,必能實現(xiàn)基地 -倉庫-船器材一本帳的統(tǒng)一管理,以及庫存數(shù)據(jù)和消耗數(shù)據(jù)的及時、準確的上報,達到輔助機關(guān)器材采購和器材收發(fā)工作,降低冗余庫存,提高器材經(jīng)費的使用效率,以及大大提高隨船器材保障的信息化水平的目的。