1.1. 系統背景
隨著工業迅速發展，工業氣體近年來在我國不斷增加，但目前在工業氣體零售／批發市場，存在諸多問題，工業氣體是易燃、易爆、有毒氣體，工業氣瓶的合理使用及管理關系到生命和財產的安全，處理不當將造成無可挽回的生命和財產的重大損失，瓶裝工業氣市場的資產與安全問題已經引起國家相關部門重視。
由于氣瓶數量多、分布廣、流動性大等特點，傳統的氣瓶靜態管理模式已不能滿足目前氣瓶管理的需要，部分安全意識淡薄企業存在氣瓶混充、亂充現象，大量流轉氣瓶處于超期未檢、未登記注冊的狀態，氣瓶爆炸事故時有發生，對人民群眾的生命財產安全乃至和諧社會的建立構成了嚴重的威脅
1.2. 現狀與分析
基于現有的氣瓶管理所存在的缺陷，我司建議采用RFID技術對氣瓶進行智能化管理。在石化公司所屬的每個氣瓶上安裝RFID電子標簽，采用電子標簽具有全球唯一的ID對氣瓶進行身份標識，同時可在RFID標簽內記錄氣瓶的詳細信息，比如：氣瓶的所屬公司、生氣日期、有效日期、氣體成分等等。本系統涵蓋氣瓶進出灌裝站、換氣站和配送環節的管理，對氣瓶在充裝、檢測過程中各工序的狀態和行為加以控制，確保氣瓶流轉安全、消除事故隱患、維護企業職工的人身及財產安全，防止不法用戶非法牟利。
2. 系統介紹
2.1. 系統原理
在管理的上安裝RFID標簽，在加注站、維修公司和送氣站等安裝RFID讀寫器或RFID手持機，在每一個流程中通過讀寫器或手持機識別氣瓶標簽，自動獲取氣瓶當前狀態信息等。
l 液化氣加注站
加注站的生產流程包括收瓶、檢查、清洗、稱重、清瓶、加注、檢驗、封印和發運。通過RFID自動識別技術，對氣瓶標簽進行快速準確的識別，提高生產效率，同時避免待檢氣瓶流入生產環節，造成質量隱患。
l 氣瓶檢修公司
氣瓶檢修公司的生產流程包括收瓶、檢查、煅燒、翻沙、上漆、檢測和發運。RFID技術能對關鍵的流程點上進行識別和記錄，并最終通過數據庫實現對單個氣瓶的跟蹤管理。
l 送氣站
送氣站的生產流程包括收瓶、換氣以及上門送瓶工作。RFID在送氣站的應用用以實現對出入送氣站的氣瓶進行登記，防止其它氣瓶通過送氣站渠道進入企業。
2.2. 系統結構
本系統包含氣瓶標識及管理、用戶的標識與管理和作業操作人員的識別與管理三大功能模塊。
2.2.1. 氣瓶標識及管理
采用RFID標簽對氣瓶進行身份管理，標簽安裝時可靈活安裝，以便檢測時取下與重新安裝，標簽中數據通過加密進行存儲，所以重新安裝的標簽能保證為系統的標簽。 相關操作人員通過系統軟件可以建檔、編輯和維護該信息，所有參與氣瓶充裝和流轉的操作及管理人員均可根據其權限通過標簽讀寫設備或管理軟件查詢到部分或全部信息。
2.2.2. 用戶的標識與管理
系統中所有用戶配發RFID電子標簽，該標簽作為用戶的身份和交易依據。用戶要進行交易時先到企業辦理相關手續，領取證卡并充值。配送人員送氣上門，通過手持機對用戶卡進行身份確認并扣除相應金額，并將瓶號與之對應；在工業氣站用戶憑卡領、還氣瓶，讀寫設備自動判斷用戶卡是否合法、卡上可領氣瓶數是否滿足要求。在滿足條件時，設備自動修改卡內相關信息，同時交易數據即時上報中央管理系統。
2.2.3. 操作人員的識別與管理
系統為每位員工配發一張唯一的用戶卡,在其進行作業操作時系統自動判斷其合法性及權限，控制其操作。在其每一操作完成后，讀寫設備將其進行身份代碼與所進行的操作信息一并上報系統中央管理系統，從而達到對所有人員的操作都可以實時跟蹤和檢查。
2.3. 系統拓撲圖
2.4. 系統流程
系統流程主要包括三部分內容，其分別為加注站生產流程、檢修站生產流程和送氣站生產流程。
2.4.1. 加注站生產流程
l 在加注站出入口安裝RFID讀寫器或手持機，用于識別進出的氣瓶標簽；
l 氣瓶從運輸車輛上卸下，讀寫器識別標簽信息，從標簽信息判斷氣瓶是否已到檢修期，若要檢修則自動進入待修區域。這一環節可確保只有滿足質量要求的氣瓶才能進入正常的生產流程；
l 在進入加注車間前，通過通道式閱讀裝置進行氣瓶標簽的再次閱讀，確認本次收到的氣瓶在前面的加注前工藝流程中沒有遺漏；
l 在加注車間出口處使用RFID讀寫器，確保進入車間的氣瓶在一定的時限內加注完成；
l 裝車的氣瓶經過最后的一道RFID讀寫器，將自動記錄下氣瓶的裝車明細。
2.4.2. 檢修站生產流程
l 當氣瓶進入檢修站時，貼有RFID 標簽的氣瓶數據被RFID讀寫器進行自動識別，沒有標簽的則記錄其鋼印號碼。若該氣瓶已超出了使用年限，系統會自動告警。
l 在使用年限內的氣瓶進入檢修流程，密封閥門被取下，同時安裝于閥門下的RFID標簽也被取下等待重新寫入數據信息；
l 當氣瓶進入閥門密封過程時，該工序工作人員通過氣瓶上的鋼印從數據庫中獲得氣瓶的記錄，并通過RFID讀寫器將氣瓶信息寫入RFID 標簽中；
l 氣瓶檢修完畢出廠時，安裝原有RFID標簽，并通過讀寫器進行確認。
2.4.3. 送氣站流程
l 送氣站將通過RFID設備和本地數據庫建立連接；
l 當自提客戶更改氣瓶時，通過閱讀氣瓶標簽來識別空氣瓶是否是公司資產，符合條件的氣瓶才能進行更換。
l 送氣人員在領取新氣瓶的時候，必須通過RFID讀寫器或手持機識別氣瓶的標簽信息，當舊氣瓶回站時，同樣需要識讀舊氣瓶，并在數據庫中建立客戶記錄。。
l 送氣站的RFID應用將有助于防范外來氣瓶流入企業資產中，可以幫助站點和公司建立送氣人員的工作記錄，同時也能夠幫助企業建立液化氣客戶的數據記錄和誠心度，忠誠度分析。
2.5. 系統功能
系統功能包括氣瓶動態統計與管理、灌裝廠灌氣管理、灌裝廠倉儲管理、配送氣瓶流轉管理、檢測站管理、設備巡檢、 用戶卡管理和查詢管理。
圖5：系統功能模塊
l 氣瓶動態統計與管理
對出入灌裝站、換氣站的氣瓶進行動態統計及管理，手持設備在專用軟件的支持下與工業氣體公司工業氣瓶安全管理系統的服務器實時通信，操作人員可以根據其權限獲取當前氣瓶的若干基本信息，當氣瓶存在各種問題時手持設備會通過聲音和文字的方式發出報警，提請操作人員進行必要的處理。同時工業氣瓶物流安全管理系統的服務器管理軟件自動修改氣瓶的狀態，同時登記相關的信息。如氣瓶進出站時間，操作人員和氣瓶去向等基本信息。
l 灌裝廠灌氣管理
從換氣站來的氣瓶進行清洗，通過部署在清洗線的RFID讀寫器讀出氣瓶上的標簽中相關信息，提交生產管理系統，進入氣體灌裝環節；在灌裝前進行瓶檢，如有問題，進入檢測環節，如正常，通過檢測后進入灌裝線；灌裝后利用RFID讀寫器也要進行相應的檢測，灌裝過程所有的信息均提交生產線管理系統，由生產線管理系統進行相應處理，節約了勞動力與時間。
對氣瓶在氣站內流轉過程進行嚴格的工序跟蹤管理，提供充前管理、充后管理、瓶檢管理、入出庫管理等基本管理過程。對氣瓶流經各環節的動態信息實時登記和進行嚴格的判斷，防止不合格氣瓶進入充裝環節、充裝不合格氣瓶入庫等違反正常流轉安全要求的行為。
l 灌裝廠倉儲管理
入庫的氣瓶及用戶退回氣瓶均有唯一電子標簽標識其身份，并寫有相應信息，通過部署在入口處的RFID讀寫器識別入庫氣瓶數量，并判斷氣瓶是否為合法氣瓶。合法氣瓶將進入灌裝生產線，若發現氣瓶存在問題，送入瓶檢程序，自動將氣瓶設為待檢狀態，氣瓶被系統鎖定。
充裝完成的氣瓶隨后送到倉庫，部署在生產線上的RFID讀寫器進行入庫登記。出庫時利用RFID讀寫器讀取裝車數量，并寫入相應信息（如配送信息），進行裝車，自動將氣瓶設為出庫狀態。
l 配送氣瓶流轉管理
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模配送方式，以及服務的深入，此環節將來將更多的為送氣上門。
在用戶還瓶時，RFID設備可確定該氣瓶是否為合法氣瓶，在無異常條件下，修改氣瓶當前流轉狀態為“換氣站”；然后將其送到充氣站，如果發現氣瓶存在問題，設備開始報警，提請操作人員將氣瓶送入瓶檢程序。在操作人員確認后，自動將氣瓶設為待檢狀態。如氣瓶進入待檢狀態，在其檢驗結果登記完成并結論為合格之前，氣瓶被系統鎖定。如在除瓶檢外的任意環節發現該氣瓶，讀寫設備都將報警，要求操作人員對其進行處理。瓶檢合格和不需要瓶檢的氣瓶可以進入充裝環節。通過桌面讀寫設備判斷用戶提供是否合法用戶卡并且可領氣瓶數量滿足條件時用戶可以領出氣瓶。氣瓶的進出都將通過部署在出、入口處通過讀寫設備處理，并進行數據采集。 如送氣上門，到達用戶處，配送人員利用RFID手持機對氣瓶標簽進行操作，并更改信息。
l 檢測站管理
檢測站主要有焚燒、測壓、測漏、拋丸、上漆等環節，焚燒爐的高溫將導致標簽的損壞，在此環節重要的是為了保證氣瓶信息的唯一性，在此環節可通過信息鏈的關聯對氣瓶進行標簽重新安裝。
l 設備巡檢
通過RFID手持機識別氣瓶上的電子標簽，可以實現設備巡檢管理，督促設備維護人員定期檢查，系統自動記錄其檢查行為，如發現設備維護人員有失職行為，系統即時通知相關管理人員。
l 用戶卡管理
通過非接觸式卡進行換氣客戶的管理。同時提供發卡，充值，換卡等配套功能。
l 查詢管理
系統根據實際需要提供各種報表輸出功能，可快速輸出氣瓶出門單、入庫單、質量檢驗通知單、報廢通知單等必要的單據。系統提供完善的組合查詢功能，操作人員可根據各種條件從海量的數據中快速檢索所關心的數據信息和歷史記錄。
3. 系統特點
l 防偽功能
采用RFID標簽的唯一性，可實現對氣瓶的防偽功能，避免其他劣質或非本公司的氣瓶混入。
l 智能統計
采用RFID可對氣瓶灌裝廠的數量進行智能統計，其包括庫存數量、使用數量、報廢數量、維修數量
等等。
l 安全性
將氣瓶的采購、充裝、檢驗、配送等環節的相關信息記錄在標簽內，通過建立相應的管理系統，對氣瓶的技術狀態、物理位置實行監控，避免少檢、漏檢，很好的消除了氣瓶的安全隱患。
l 提高管理效率
相關管理者不再需要耗用大量人力和精力的傳統管理和追溯手段，通過閱讀電子標簽就可以輕松了解到氣瓶的相關環節的信息。
l 減少氣瓶資產流失
傳統管理模式下，經常發生氣瓶流失和串瓶的現象，而在使用相RFID監管系統后可以最大限度的避免氣瓶資產流失的現象
l 適應環境能力強
采用抗金屬電子標簽能適應各種環境，抗惡劣環境、抗碰撞設計，讀寫距離相對較遠。
4. 其他應用領域
l 化學物品智能化管理
l 醫療設備智能化管理
l 消防瓶智能化管理
l 軍隊裝備及彈箱智能化管理
http://www.iot-lzhy.com/qd/nt/20/index.html