CN109242390A - 一种舰船智能备品备件信息管理***及管理方法 - Google Patents

一种舰船智能备品备件信息管理***及管理方法 Download PDF

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何芬芬
许治梭
王倩倩
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Abstract

本发明设计了一种舰船智能备品备件信息管理***及管理方法，包括智能备品备件箱，其卡槽中设置有压力传感器，压力传感器与处理单元连接，处理单元将压力传感器信息通过无线信道发送至中央管控层。中央管控层提供人机交互界面，供艇员查询和管理信息，接收艇员查询指令并发送至指定的或全部智能备品备件箱，并将对应的智能备品备件箱返回的信息进行汇聚，以图形和列表等形式完成可视化显示。本发明***及方法具备备品备件数量自动感知，数据自动登记，数据自动分析能力，尤其适用于在紧急情况下备品备件的消耗使用登记，根据备品备件使用情况分析，充分利用数据内涵价值，提高了艇员工作效率和信息化管理水平。

Description

一种舰船智能备品备件信息管理***及管理方法
技术领域
本发明属于舰船电子技术领域，尤其涉及一种舰船智能备品备件信息管理***及管理方法。
背景技术
舰船都配置有多个备品备件箱，用于存放艇级维修所需要的备品备件。通常，艇员在使用备品备件箱时，首先需找到对应的备品备件箱，再取出所需使用的备品备件并完成纸质登记。该传统方法信息化程度低，影响艇员工作效率，且纸质登记容易出现误登或错登。若采用RFID技术，通过手持设备扫码方式来进行备品备件使用登记，也会带来以下问题：一是艇员需随身配备手持扫码设备，若在紧急情况取用备品备件时，没有随身携带扫码设备或扫码设备出现故障，则无法登记信息；二是在备品备件消耗后，还需对新补充的备品备件增加RFID标签，重新为RFID标签录入编码，这必然会增加艇员工作量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种舰船智能备品备件信息管理***及管理方法，主要用于专用电路板、设备主板和阀件等备品备件管理。在艇员取用备品备件时，实现备品备件数量自动感知，数据自动登记，数据自动分析，提高艇员工作效率并利用自动记录的数据资源增加数据分析能力，为合理制定备品备件配置方案提供支撑。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先提供一种舰船智能备品备件信息管理***，包括智能备品备件箱、无线传输设备和中央管控层，智能备品备件箱内部根据备品备件类型和大小，布置有若干个卡槽区域，用于存放不同尺寸的备品备件，每个卡槽中设置有压力传感器，用于感知备品备件是否存在，且每个压力传感器的编码与对应存放的备品备件的编码一致，压力传感器与处理单元连接，处理单元具备无线传输能力，处理单元将压力传感器数值的变化信息转化为备品备件消耗报文或补充报文，通过无线传输设备与中央管控层进行信息交互；无线传输设备用于提供无线信道，一方面是接收智能备品备件箱发送的数据信息并转至中央管控层；另一方面是转送中央管控层的查询信息，并将智能备品备件箱返回的信息传送至中央管控层；中央管控层根据接收到的智能备品备件箱发送的报文信息，修改对应备品备件的消耗或补充信息，同时提供人机交互界面，供艇员查询和管理信息，接收艇员查询指令并发送至指定的或全部智能备品备件箱。并将对应的智能备品备件箱返回的信息进行汇聚，以图形和列表等形式完成可视化显示。
按上述技术方案，智能备品备件箱在每次开、关箱盖后，由处理单元扫描箱内传感器信息以获取箱内备品备件存放状态，若压力传感器数值由初始备品备件重量数值变化为0，即对应备品备件已被取出使用，则发送备品备件消耗报文，包括报文标识字段和该压力传感器的编码信息，该备品备件消耗报文发送至中央管控层以做数据处理；若压力传感器数值由0变化为初始备品备件重量数值，表示补充了该备品备件信息，则发送备品备件补充报文，包括报文标识字段和该压力传感器的编码信息，该备品备件补充报文将发送至中央管控层进行数据更新。
按上述技术方案，无线传输设备可采用2.4GHz工作频段。
按上述技术方案，智能备品备件箱中的处理单元可以采用树莓派与Arduino组合的形式，通过Arduino的模拟口获取压力传感器信息并转至树莓派通过WIFI模块发送，或者处理单元可采用带WIFI模块的Arduino，通过Arduino的模拟口获取压力传感器信息后直接通过WIFI模块进行数据传输。
按上述技术方案，智能备品备件箱的上表面设置面板，包括显示屏和发光功能按键，显示屏可用于显示智能备品备件箱中的备品备件信息，包括备品备件名称和数量，发光功能按键可设置单个或两个，用于控制显示屏采集箱内信息和翻页显示。
按上述技术方案，中央管控层接收智能备品备件箱发送的备品备件消耗报文，通过报文中的备品备件编码信息查找对应的智能备品备件箱编号、对应备品备件名称，并将上述信息和当前时间登记入库，并在艇载总库存中减去对应备品备件使用量；接收智能备品备件箱发送的备品备件补充报文，通过报文中的备品备件编码信息查找对应的智能备品备件箱编号、对应备品备件名称，并将上述信息和当前时间登记入库，并在艇载总库存中增加对应备品备件补充数量。
按上述技术方案，中央管控层根据登记数据信息，完成数据分析工作，主要包括：当某备品备件低于艇载备品备件规定最低数值，提示需补充数量，并自动生成数据报表；采用机器学习算法分析备品备件使用关联度，根据设定的置信度和关联度，给出备品备件使用关联关系，用于分析不同设备间维修关联或故障关联；根据备品备件使用情况，可根据不同裕度指标，给出备品备件的配置数据。
按上述技术方案，机器学习算法具体采用Apriori算法或自定义算法。
本发明还提供一种舰船智能备品备件信息管理方法，该方法包括以下步骤：
S1、制定备品备件编码规则，每种备品备件对应唯一编码；
S2、规划备品备件布置方案，将备品备件放置在对应的智能备品备件箱卡槽中，各卡槽对应的压力传感器与备品备件唯一对应，压力传感器的编号与对应的备品备件编码一致，消耗后补充的备品备件也存放于相同的卡槽中；
S3、当艇员取用智能备品备件箱中的备品备件时，在关闭箱盖后，智能备品备件箱的处理单元将遍历各卡槽压力传感器数值，若对应卡槽压力传感器数值由初始备品备件重量数值变化为0，即对应备品备件已被取出使用，则将对应的备品备件消耗报文发送至中央管控层以做后期数据处理；
S4、当艇员补充智能备品备件箱中的备品备件，或取出未用又放回时，在关闭箱盖后，智能备品备件箱的处理单元将遍历各卡槽压力传感器数值，若压力传感器数值由0变化为初始备品备件重量数值，表示补充了该备品备件信息，则将对应的备品备件补充报文发送至中央管控层进行数据更新。
按上述技术方案，还包括S5、艇员通过中央管控层人机交互界面，查询指定或全部备品备件箱中的备品备件信息；启动数据分析，生成低于艇载备品备件规定最低数值的备品备件采购清单；根据备品备件使用情况，通过机器学习算法分析备品备件使用关联关系；根据不同裕度指标，由中央管控层生成备品备件的配置数据。
本发明产生的有益效果是：本发明舰船智能备品备件信息管理***能够实现数据智能管理和分析，具备备品备件数量自动感知，数据自动登记，数据自动分析能力，尤其适用于在紧急情况下备品备件的消耗使用登记，根据备品备件使用情况分析，充分利用数据内涵价值，提高了艇员工作效率和信息化管理水平。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明实施例中舰船智能备品备件管理信息***框图；
图2为本发明实施例中智能备品备件箱内部示意图；
图3为本发明实施例中舰船智能备品备件管理信息方法操作过程示意图；
图4为本发明实施例中中央管控层软件架构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，参见图1-图2，提供一种舰船智能备品备件管理信息***，包括智能备品备件箱、无线传输设备和中央管控层，***框图如图1所示。中央管控层包括数据管理功能和数据分析功能，连接框图如图1所示。无线传输设备应确保提供的无线信道能覆盖智能备品备件箱无线信号范围；无线传输设备通过网络层设备如交换机和中央管控层进行数据交互。其中，中央管控层部署于舰艇多功能显控台或其他显控设备中。
构建舰船智能备品备件管理信息***前，首先制定备品备件编码规则，备品备件对应唯一编码；其次，规划备品备件布置方案，将备品备件放置在对应的智能备品备件箱卡槽中，各卡槽对应的压力传感器与备品备件唯一对应，压力传感器的编号与对应的备品备件编码一致，消耗后补充的备品备件也必须存放于相同的卡槽中。
智能备品备件箱中各压力传感器信息连接于处理单元，处理单元具备无线传输能力，能将压力传感器数值的变化信息转化为备品备件消耗报文或补充报文，通过无线信道发送至中央管控层。智能备品备件箱箱盖布置有显示屏和发光功能按键，显示屏可用于显示智能备品备件箱中的备品备件信息，包括备品备件名称和数量，发光功能按键可设置单个或双个，用于点亮显示屏采集箱内信息和翻页显示(单个按键采用循环翻页方式，双个按键则分别指示为上一页和下一页)；当自带电池电量低于阈值时，功能按键发红光用于提示更换自带电池或需外接电源。
智能备品备件箱在每次开、关箱盖后，处理单元自动扫描箱内传感器信息以获取箱内备品备件存放状态，工作流程见图3所示。若压力传感器数值由初始备品备件重量数值变化为0，即对应备品备件已被取出使用，则将对应的备品备件消耗报文发送至中央管控层以做后期数据处理；若压力传感器数值由0变化为初始备品备件重量数值，表示补充了该备品备件信息，则将对应的备品备件补充报文发送至中央管控层进行数据更新。处理单元也能监听中央管控层下发的查询命令，将本智能备品备件箱的存储信息通过无线信道发送至中央管控层。
中央管控层软件架构如图4所示，可部署在舰艇多功能显控台或其他显控设备中，提供人机交互界面，包括数据管理功能和数据分析功能。艇员通过人机交互界面，可查询指定的或全部智能备品备件箱存储的备品备件信息状态，显示结果以图形和列表等形式进行可视化显示；中央管控层可接收智能备品备件箱发送的备品备件变化的报文信息，如备品备件使用消耗报文或补充报文，并记录相关信息，包括时间、对应智能备品备件箱编号、对应备品备件名称和数量等；中央管控层根据备品备件使用的记录数据，完成数据分析工作，如当某备品备件低于艇载备品备件规定最低数值，可提示需补充数量，并可自动生成数据报表；采用机器学习算法，根据设定的置信度和关联度，给出备品备件使用关联关系，可用于分析不同设备间维修关联或故障关联；根据备品备件使用情况，可根据不同裕度指标，给出备品备件的合理配置建议。
本发明方法实施例中，舰船智能备品备件信息管理方法，包括以下步骤：
S1、制定备品备件编码规则，每种备品备件对应唯一编码；
S2、规划备品备件布置方案，将备品备件放置在对应的智能备品备件箱卡槽中，各卡槽对应的压力传感器与备品备件唯一对应，压力传感器的编号与对应的备品备件编码一致，消耗后补充的备品备件也存放于相同的卡槽中；
S3、当艇员取用智能备品备件箱中的备品备件时，在关闭箱盖后，智能备品备件箱的处理单元将遍历各卡槽压力传感器数值，若对应卡槽压力传感器数值由初始备品备件重量数值变化为0，即对应备品备件已被取出使用，则将对应的备品备件消耗报文发送至中央管控层以做后期数据处理；
S4、当艇员补充智能备品备件箱中的备品备件，或取出未用又放回时，在关闭箱盖后，智能备品备件箱的处理单元将遍历各卡槽压力传感器数值，若压力传感器数值由0变化为初始备品备件重量数值，表示补充了该备品备件信息，则将对应的备品备件补充报文发送至中央管控层进行数据更新；
S5、艇员通过中央管控层人机交互界面，查询指定或全部备品备件箱中的备品备件信息；启动数据分析，生成低于艇载备品备件规定最低数值的备品备件采购清单；根据备品备件使用情况，通过机器学习算法分析备品备件使用关联关系；根据不同裕度指标，由中央管控层生成备品备件的配置数据。达到备品备件的精细化关联。
通过本发明舰船智能备品备件信息管理***及管理方法的利用，精简了艇员纸质登记流程，并整合无线技术和数据分析技术等以挖掘备品备件数据的隐含价值，既提高了艇员工作效率，又为数据分析提供了平台，可有效支撑备品备件配置分析和精细化保障工作的开展。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种舰船智能备品备件信息管理***，包括智能备品备件箱、无线传输设备和中央管控层，其特征在于，智能备品备件箱内部根据备品备件类型和大小，布置有若干个卡槽区域，用于存放不同尺寸的备品备件，每个卡槽中设置有压力传感器，用于感知备品备件是否存在，压力传感器与处理单元连接，处理单元具备无线传输能力，处理单元将压力传感器数值的变化信息转化为备品备件消耗报文或补充报文，通过无线传输设备与中央管控层进行信息交互；无线传输设备用于提供无线信道，一方面是接收智能备品备件箱发送的数据信息并转至中央管控层；另一方面是转送中央管控层的查询信息，并将智能备品备件箱返回的信息传送至中央管控层；中央管控层根据接收到的智能备品备件箱发送的报文信息，修改对应备品备件的消耗或补充信息，同时提供人机交互界面，供艇员查询和管理信息，接收艇员查询指令并发送至指定的或全部智能备品备件箱。
2.根据权利要求1所述的舰船智能备品备件信息管理***，其特征在于，智能备品备件箱在每次开、关箱盖后，由处理单元扫描箱内传感器信息以获取箱内备品备件存放状态，若压力传感器数值由初始备品备件重量数值变化为0，即对应备品备件已被取出使用，则发送备品备件消耗报文，包括报文标识字段和该压力传感器的编码信息，该备品备件消耗报文发送至中央管控层以做数据处理；若压力传感器数值由0变化为初始备品备件重量数值，表示补充了该备品备件信息，则发送备品备件补充报文，包括报文标识字段和该压力传感器的编码信息，该备品备件补充报文将发送至中央管控层进行数据更新。
3.根据权利要求1或2所述的舰船智能备品备件信息管理***，其特征在于，无线传输设备可采用2.4GHz工作频段。
4.根据权利要求1或2所述的舰船智能备品备件信息管理***，其特征在于，智能备品备件箱中的处理单元可以采用树莓派与Arduino组合的形式，通过Arduino的模拟口获取压力传感器信息并转至树莓派通过WIFI模块发送，或者处理单元可采用带WIFI模块的Arduino，通过Arduino的模拟口获取压力传感器信息后直接通过WIFI模块进行数据传输。
5.根据权利要求1或2所述的舰船智能备品备件信息管理***，其特征在于，智能备品备件箱的上表面设置面板，包括显示屏和发光功能按键，显示屏可用于显示智能备品备件箱中的备品备件信息，包括备品备件名称和数量，发光功能按键可设置单个或两个，用于控制显示屏采集箱内信息和翻页显示。
6.根据权利要求1或2所述的舰船智能备品备件信息管理***，其特征在于，中央管控层接收智能备品备件箱发送的备品备件消耗报文，通过报文中的备品备件编码信息查找对应的智能备品备件箱编号、对应备品备件名称，并将上述信息和当前时间登记入库，并在艇载总库存中减去对应备品备件使用量；接收智能备品备件箱发送的备品备件补充报文，通过报文中的备品备件编码信息查找对应的智能备品备件箱编号、对应备品备件名称，并将上述信息和当前时间登记入库，并在艇载总库存中增加对应备品备件补充数量。
7.根据权利要求6所述的舰船智能备品备件信息管理***，其特征在于，中央管控层根据登记数据信息，完成数据分析工作，主要包括：当某备品备件低于艇载备品备件规定最低数值，提示需补充数量，并自动生成数据报表；采用机器学习算法分析备品备件使用关联度，根据设定的置信度和关联度，给出备品备件使用关联关系，用于分析不同设备间维修关联或故障关联；根据备品备件使用情况，可根据不同裕度指标，给出备品备件的配置数据。
8.根据权利要求6所述的舰船智能备品备件信息管理***，其特征在于，机器学习算法具体采用Apriori算法或自定义算法。
9.基于权利要求1-8任一项的一种舰船智能备品备件信息管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、制定备品备件编码规则，每种备品备件对应唯一编码；
S2、规划备品备件布置方案，将备品备件放置在对应的智能备品备件箱卡槽中，各卡槽对应的压力传感器与备品备件唯一对应，压力传感器的编号与对应的备品备件编码一致，消耗后补充的备品备件也存放于相同的卡槽中；
S3、当艇员取用智能备品备件箱中的备品备件时，在关闭箱盖后，智能备品备件箱的处理单元将遍历各卡槽压力传感器数值，若对应卡槽压力传感器数值由初始备品备件重量数值变化为0，即对应备品备件已被取出使用，则将对应的备品备件消耗报文发送至中央管控层以做后期数据处理；
S4、当艇员补充智能备品备件箱中的备品备件，或取出未用又放回时，在关闭箱盖后，智能备品备件箱的处理单元将遍历各卡槽压力传感器数值，若压力传感器数值由0变化为初始备品备件重量数值，表示补充了该备品备件信息，则将对应的备品备件补充报文发送至中央管控层进行数据更新。
10.根据权利要求9所述的舰船智能备品备件信息管理方法，其特征在于，还包括S5、艇员通过中央管控层人机交互界面，查询指定或全部备品备件箱中的备品备件信息；启动数据分析，生成低于艇载备品备件规定最低数值的备品备件采购清单；根据备品备件使用情况，通过机器学习算法分析备品备件使用关联关系；根据不同裕度指标，由中央管控层生成备品备件的配置数据。
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