CN101540014A - 运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统，包含一管理数据模块、一统计分析模块、一预测故障模块以及一维护保养调度模块，将上述四个模块通过网络与电脑技术加以整合，以提供管理人员作为维护管理相关设施设备的辅助工具。

Description

运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统及其方法

技术领域

本发明有关一种维护管理信息系统，且特别是有关一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统及其方法。

背景技术

中国台湾可利用的土地资源有限，建筑物的稠密度势必逐年增加，在考量老旧建筑物拆除重建的高额成本下，可通过提升设施设备维护管理绩效，延长建筑物使用年限并维持其应有的功能。为使设施、设备可确保其机能，如何订定维护管理计划为达成有效维护管理的关键之一。

无线射频识别(RFID)是利用集成电路(IC)及无线电来存放与传递识别数据，具有耐环境、可重复读写、非接触式、数据记录丰富、可同时读取范围内多个RFID标签(Tag)等特性，近年来已有相关人员开始将RFID运用于设施设备维护管理。由于通过RFID所收集的数据众多，如何妥善分析、预测数据趋势，为提升RFID维护管理绩效的另一项关键。

发明内容

本发明的目的是在提供一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统及其方法，通过RFID技术克服传统设施设备于管理维护时，所面临数据传输速度慢、处理时间长以及过去维护历史不易建立等缺点，可大幅提升目前设施设备维护管理绩效。

依照本发明一方面提出一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统，其用以提供一管理人员作为维护管理相关设施设备的辅助工具，该信息系统包含一伺服器端、一用户端以及一设施设备端。其中用户端通过一网络连接于伺服器端，且包含一电脑装置配置有一浏览器，以及一RFID读取器连接于电脑装置。

伺服器端包含一网页与数据库伺服器，其配置有一伺服器作业系统以及一数据库，且伺服器作业系统建制有一网页整合性发展环境，数据库通过开放数据连结(Open Database Connectivity，ODBC)与网页整合性发展环境相连结。设施设备端设有一RFID标签，通过与电脑装置相连接的RFID读取器通过一射频信号进行RFID标签的数据读取与写入，再通过浏览器以及网络与伺服器端的数据库进行数据的存取。

其中网页整合性发展环境包含一网页系统(Web-based System)，可供使用者(用户端)通过有线或无线网络于任何时间、地点以及作业系统使用应用程序查核与掌控储存于数据库中的设施与设备的维护管理数据。

依照本发明的运用无线射频识别于设施与设备维护管理的方法，包含一选定设备及软件的步骤、一RFID硬件测试的步骤、一建立数据库系统的步骤、一建立网页系统的步骤、一系统测试的步骤以及一系统布置的步骤。

选定设备及软件的步骤是依据系统概念与应用需求，选择适合开发的软件与RFID硬件设备。RFID硬件测试的步骤是测试RFID传输距离、控制方法、接收角度、摆放位置等。建立数据库系统的步骤是依据系统功能规划数据表，并运用正规化观念建立数据库。

建立网页系统的步骤是建构网站，使其可通过网页连接数据库进行设备数据更新及维护。系统测试的步骤是使用电脑装置配合RFID读取器读取RFID编码，接着通过网络与伺服器连接，测试网页系统可否正常执行，最后依据测试结果反复修正数据库系统及网页系统，以达到系统功能与配置最佳化。系统布置的步骤是试运行RFID设施设备维护管理信息系统，将所建立的系统软硬件布置于现场实际运作。

根据上述本发明所提出的一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统及其方法，利用RFID读取器来自动读取设施设备编码，可减少错误发生，且编码读取速度快，节省维护管理所需时间。另外本系统可通过网络于任何时间、任何地点、任何系统、或有线、无线环境执行设施设备维护管理作业，减少完成维护管理作业所需的人力与时间，提升管理绩效。

通过管理数据模块，可简化并统一维护管理流程、减少重复文书作业与错误。运用统计分析模块可让维护管理人员快速了解设施设备的趋势与分布，此外，亦可提供维护管理人员虽时监控设备的使用情况。运用维护保养调度模块可避免遗漏或重复执行维护保养项目，减少维护管理作业所需的人力与时间。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点能更明显易懂，下面将配合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，其中：

图1是依照本发明一较佳实施例的一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统的硬件配置示意图。

图2是依照本发明一较佳实施例的一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统的软件配置示意图。

图3是绘示依照本发明一较佳实施例的一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的方法的流程图。

图4是图1中的数据库正规化结果类别图。

图5a和图5b分别为图2中的网页系统中管理数据模块的管理使用者功能的查询使用者和新增使用者的循序图。

图6a和图6b分别为图2中的网页系统中管理数据模块的新增设施与设备数据并产生RFID编码功能的新增设备编码和新增類型的循序图。

图7为图2中的网页系统中管理数据模块的查询数据功能的查询数据的循序图。

图8为图2中的网页系统中统计分析模块功能的循序图。

图9a和图9b分别为图2中的网页系统中预测故障模块功能的训练专案和预测故障的循序图。

图10为图2中的网页系统中维护保养调度模块的功能的循序图。

具体实施方式

请参照图1，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统的硬件配置示意图。此运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统包含一服务器端100、一网络200、一用户端300以及一设施设备端400。服务器端100包含一网页与数据库服务器110、一服务器作业系统120、一网页整合性发展环境130以及一数据库140。用户端300包含有一电脑装置310、一RFID读取器320以及一浏览器330。

设施设备端400设有一RFID标签410，通过与电脑装置310相连接的RFID读取器320通过一射频信号350进行RFID标签410的数据读取与写入，再通过浏览器330并通过网络200与服务器端100的数据库140进行数据的存取。服务器作业系统120配置于网页与数据库服务器110中，且建制有网页整合性发展环境130，通过开放数据连结150与数据库140相连结。

在本实施例中，所谓的设施与设备包含设施、设备与家俱三大部分，设施可指一栋建筑或地方为了提供特定的服务或特定的工业用途；设备可为作一项工作或服务所需要的工具；家俱可为家庭所用的器具，如桌椅、橱柜等。此外，为提升设施设备维护管理效率，本实施例中将维护管理绩效定义为完成维护管理作业所需的人力与时间。

在本实施例中，为了把上述系统组件加以整合，将无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统规划为一网页系统(Web-based System)，可供使用者(用户端300)通过有线或无线网络200于任何时间、地点以及作业系统使用应用程序查核与掌控储存于数据库140中的设施与设备的维护管理数据。

请参照图2，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统的软件配置示意图。无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统的网页系统配置包含一储存层(Storage Layer)501、一应用逻辑层(Application Logic Layer)502以及一显示层(Presentation Layer)503。储存层501是通过一数据库，主要用于储存设施设备的数据，其中包含基本数据、维护数据、厂商数据等。

应用逻辑层502包含一服务对象(Service objects)510以及一领域对象(Domain objects)520，主要功能为执行维护管理所需要的功能，其中领域对象520包含一管理数据模块521、一统计分析模块522、一预测故障模块523以及一维护保养调度模块524。显示层503为一系统人机界面，借此让使用者可与应用逻辑层502进行互动。

请同时参照图1与图2。在本实施例中，以网页与数据库服务器110为主体，提供执行各模块521、522、523、524与数据库140所需的电脑效能。各模块521、522、523、524的功能通过网页方式提供，并以C#.NET程序语言撰写程序。执行模块功能时所需的输出数据与输入数据，则储存于数据库140中，各模块521、522、523、524功能通过网络协议(Http/Https)传送，可使用任何浏览器330执行。设施设备端400上设有RFID标签410，RFID标签410的编码与数据的写入和读取，是通过与电脑装置310搭配使用的RFID读取器320来进行。

在本实施例中，网页与数据库服务器110为一戴尔()企业型电脑。所使用的网页整合性发展环境130为

Visual Studio.Net 2003(C#.NET)。服务器作业系统120采用

Windows XP professional。数据库140为Access。电脑装置310为HP27109 tablet PC。RFID读取器320为EnsycUHF-Block。RFID标签410为UHF G2。

请参照图3，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的方法的流程图。运用无线射频识别于设施与设备维护管理的方法包含一选定设备及软件的步骤610、一RFID硬件测试的步骤620、一建立数据库系统的步骤630、一建立网页系统的步骤640、一系统测试的步骤650以及一系统布置的步骤660。

选定设备及软件的步骤610是依据系统概念与应用需求，选择适合开发的软件与RFID硬件设备。RFID硬件测试的步骤620是测试RFID传输距离、控制方法、接收角度、摆放位置等。建立数据库系统的步骤630系依据系统功能规划数据表，并运用正规化观念建立数据库。

建立网页系统的步骤640是建构网站，使其可通过网页连接数据库进行设备数据更新及维护。系统测试的步骤650是使用电脑装置配合RFID读取器读取RFID编码，接着通过网络与服务器连接，测试网页系统可否正常执行，最后依据测试结果反复修正数据库系统及网页系统，以达到系统功能与配置最佳化。系统布置的步骤660系试运行RFID设施设备维护管理信息系统，将所建立的系统软硬件布置于现场实际运作。

请参照图4，其为图1中的数据库正规化结果类别图。将正规化后的数据表绘制成对象导向类别图(C1ass diagram)，通过对象导向类别图可以有助于使用者了解各数据表间的相互关系，并让程序设计者在数据库连结时方便撷取数据。以供应商的管理为例，因一间供应商可能提供多种设备，所以在类别图中数据表间的关联如supplier数据表与management_item数据表间属于1对多关系，通过表格关连的指定可使所规划完成的数据库更合乎逻辑。

建立网页系统的步骤640还包含下列步骤：

1.建立管理数据模块：通过RFID记录各设备与设施的各项数据，包含基本数据、维护厂商、使用状况、维护/修理记录等，提供建筑物维护管理人员追踪设备设施维修状况，并虽时监控设备的使用情况。

2.发展统计分析模块：运用统计技术配合图形化图表，分析RFID数据库中各项设施设备管理维护状况与历史，包含圆形图(Circle graphs)、肩形图(Ogive)、长条图(Bar Chart)、折线图(Line Chart)等。

3.建立预测故障模块：依据历史维护与维修数据推估预测设施设备未来维修趋势，以作为制定维护管理作业计划的参考，防范未然。

4.建立维护保养调度模块：运用调度技术，配合各设施设备维护管理作业特性，安排维护管理作业计划，确保各设施设备机能。

5.发展RFID设施设备维护管理信息系统：此步骤通过网络与电脑技术整合管理数据模块、统计分析模块、预测故障模块与维护保养调度模块，发展RFID设施设备维护管理信息系统，协助维护管理人员执行设施设备维护管理作业。

下列将就上述各模块的功能进一步详述。管理数据模块521主要功能为建立RFID标签、RFID读取器与服务器的连线，使数据得以读取、写入与储存于RFID标签以及数据库中，此步骤将参考RFID相关设备的使用手册，运用程序语言建立之。

管理数据模块521的功能包含了登入系统，是输入帐号密码登入主系画面。管理使用者是使用者权限为管理者时才会显示此管理选项，点选该选项后进入使用者管理系统。查询数据是点选查询数据选项后进入查询系统页面。新增设施与设备数据并产生RFID编码是点选新增设施与设备数据选项后进入编码系统页面。

请参照图5a和图5b，其为图2中的网页系统中管理数据模块的管理使用者功能的查询使用者与新增使用者的循序图。管理使用者主要提供系统管理人员(Administrator)管理系统使用者，其包含两个子功能：一为查询使用者(修改或删除)，管理者点选查询后列出使用者数据进行修改或删除数据。另一为新增使用者，管理者点选新增使用者选项新增使用者或管理人员。此两个子功能为达成管理数据模块的基本功能。

请参照图6a和图6b，其为图2中的网页系统中管理数据模块的新增设施与设备数据并产生RFID编码功能的新增设备编码与新增类型的循序图。新增设施与设备数据并产生RFID编码是为了让使用者可新增设施设备数据并产生对应的RFID编码，其包含两个子功能，一为新增设备编码(输入设备数据)，是使用者点选新增设备编码选项来新增设备编码并输入该设备的数据。另一为新增类型，是使用者点选新增类型来新增类别或种类的类型。

请参照图7，其为图2中的网页系统中管理数据模块的查询数据功能的查询数据的循序图。查询数据功能，是提供使用者查询设施设备的所有数据，例如：购买日期、购买金额、保管人、保固年限、供应商等。

请参照图8，其为图2中的网页系统中统计分析模块功能的循序图。统计分析模块522是使用图表往往比文字更容易表现数据的分布与趋势，本模块主要功能为使用统计图表呈现各设施设备的历史数据，以利维护管理人员了解设施设备的使用情况。

在本实施例中，统计分析模块522运用RFID与数据库140的连结记载了许多数据，但这些数据多半无法直接提供使用者有意义的讯息，因此规划统计分析模块522，主要利用统计图的特性来显示数据库数据(如：显示设施设备/家俱数量、故障维修次数、维修金额，设备/家俱使用年限、故障维修次数、故障原因、使用率等)，通过图示的方法让使用者能快速的了解数据的趋势与分布，其中所使用到的统计图包括圆形图、肩形图、长条图以及折线图等。

建立设施设备的预测故障模块523。本步骤使用人工智能技术，依据各设施设备的历史数据推估未来功能执行状况，以防范未然。在本实施例中，使用模糊类神经网络作为预测方法，通过模糊类神经的学习模式，通过历史数据自动调整各个影响因素的重要性，进而提升预测准确度。

请参照图9a和图9b，其为图2中的网页系统中预测故障模块功能的训练专案与预测故障的循序图。预测故障模块523包含四个子功能，分别为管理专案，是使用者新增或编辑专案；设定隶属函数，是使用者设定隶属函数分布；训练专案，是使用者指定专案进行模糊类神经网络训练；以及预测故障，是使用者选择专案后，推估设施设备零件的寿命。其中，管理专案包含两个子功能，分别为新增专案，系使用者输入新增专案文件名与各项参数，包含：预测零件名称，预测因子及其最大最小值范围、界面层神经元数量等；以及编辑专案，是使用者编辑已存在的专案。

请参照图10，其为图2中的网页系统中维护保养调度模块的功能的循序图。维护保养调度模块524是管理者点选扩展维护保养时间(T)与维护保养顺序后，安排维护保养顺序。本实施例所规划的调度策略为集中时间维护保养：调度策略采用集中时间进行维护保养，例如一周一次或一月一次，避免经常性的短时间查核，增加作业批量以减少维护保养的整备时间，提高维护管理效率。以及维护保养时间最小化：维护保养作业安排以总维护时间最小化为目标，希望通过缩短检查时间，增进设施设备的维护保养效率。

其中，解决调度问题的方法为采用数学规划法，是运用数学规划方法求得最佳调度，此种方式适用于较简易的调度问题。

虽然本发明已以数较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作出各种等同的改变或替换，因此本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求范围所界定的为准。

Claims (10)

1.一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统，其用以提供一管理人员作为维护管理相关设施设备的辅助工具，该信息系统包含：

一服务器端，该服务器端包含：

一网页与数据库服务器，该网页与数据库服务器配置有一服务器作业系统以及一数据库，该服务器作业系统建制有一网页整合性发展环境，该数据库通过开放数据连结与该网页整合性发展环境相连结；

一用户端，通过一网络连接于该服务器端，该用户端包含：一电脑装置，该电脑装置配置有一浏览器；以及一RFID读取器，该RFID读取器连接于该电脑装置；以及

一设施设备端，该设施设备端设有一RFID标签，其中该RFID标签与该RFID读取器之间通过一射频信号进行数据读取与写入，并通过该浏览器以及该网络存取该数据库的数据。

2.根据权利要求1所述的运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统，其特征在于该网页整合性发展环境包含一网页系统，该网页系统包含：

一储存层，其通过该数据库，用以于储存多个设施设备的数据，包含一基本数据、一维护数据以及一厂商数据；

一应用逻辑层，该应用逻辑层是用以执行维护管理该些设施设备的功能，并包含有一服务对象以及一领域对象，其中该领域对象包含：

一管理数据模块，其提供该管理人员追踪这些设施设备的维修状况，并监控这些设施设备的使用情况；

一统计分析模块，其运用统计技术配合图形化图表，分析该数据库中这些设施设备的管理维护数据；

一预测故障模块，其依据该数据库中这些设施设备的管理维护数据进行这些设施设备的故障维修的预测；以及

一维护保养调度模块，其运用调度技术，配合这些设施设备的维护管理作业特性，用以安排维护管理作业计划；以及

一显示层，其为一系统人机界面，借此让管理人员可与该应用逻辑层进行互动。

3.根据权利要求2所述的运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统，其特征在于该管理数据模块包含：一登入系统模块，其提供输入帐号密码登入主系统画面；一管理使用者模块，其于当使用者的权限为管理者时显示一管理选项，用以供使用者点选该管理选项后进入一使用者管理系统；一查询数据模块，其点选一查询数据选项后进入一查询系统页面，用以提供使用者查询这些设施设备的数据；以及一新增设施与设备数据并产生RFID编码模块，其点选一新增设施与设备数据选项后进入一编码系统页面。

4.根据权利要求3所述的运用无线射频识别于设施与设备维护管理的信息系统，其特征在于该管理使用者模块包含：一查询使用者模块，其该管理人员点选查询后列出使用者数据进行修改或删除数据；以及一新增使用者模块，是该管理人员点选新增使用者选项新增使用者或管理人员；其中该新增设施与设备数据并产生RFID编码模块包含一新增设备编码模块，其提供使用者点选一新增设备编码选项后，来新增设备编码并输入这些设施设备的数据；以及一新增类型模块，其提供使用者点选一新增类型选项来新增类别或种类的类型。

5.一种运用无线射频识别于设施与设备维护管理的方法，其用以建置一RFID设施设备维护管理信息系统，该方法包含：一选定设备及软件的步骤，是依据应用需求，选择适合开发的软件与RFID硬件设备；一RFID硬件测试的步骤，是测试该RFID硬件设备的传输距离、控制方法、接收角度以及摆放位置；一建立数据库系统的步骤，是规划一数据表，并运用一正规化规则建立一数据库系统；一建立网页系统的步骤，是于一服务器建构一网站，使其可通过一网页浏览器连接该数据库系统，以进行设备数据更新及维护；一系统测试的步骤，其使用一电脑装置配合一RFID读取器读取一RFID编码，接着通过一网路与该服务器连接，以测试该网页系统，再依据测试结果反复修正该数据库系统及该网页系统。

6.根据权利要求5所述的运用无线射频识别于设施与设备维护管理的方法，其特征在于该建立网页系统的步骤包含：

建立一管理数据模块，是通过RFID记录多个设施设备的多个数据，包含基本数据、维护厂商、使用状况及维护/修理记录，并提供一管理人员追踪这些设施设备的维修状况，且监控这些设施设备的使用情况；

发展一统计分析模块，是运用统计技术配合图形化图表，分析该数据库系统中这些设施设备的管理维护数据，并通过显示一统计图的方式让使用者能了解这些设施设备的管理维护数据的趋势与分布，其中该统计图可选择地使用一圆形图、一肩形图、一长条图及一折线图；

建立一预测故障模块，其依据该数据库系统中这些设施设备的管理维护数据进行这些设施设备的故障维修预测；

建立一维护保养调度模块，其运用调度技术，配合这些设施设备的维护管理作业特性，安排维护管理作业计划，并通过该管理人员点选扩展维护保养时间与维护保养顺序；以及

发展一RFID设施设备维护管理信息系统，是通过网络与电脑技术整合该管理数据模块、该统计分析模块、该预测故障模块与该维护保养调度模块，以协助该管理人员执行这些设施设备的维护管理作业。

7.根据权利要求6所述的运用无线射频识别于设施与设备维护管理的方法，其特征在于该管理数据模块包含一登入系统，其输入帐号密码登入主画面；一管理使用者，是于当使用者权限为管理者时显示此管理选项，点选该选项后进入使用者管理系统；一查询数据，是点选查询数据选项后进入查询系统页面，提供使用者查询这些设施设备的数据；以及一新增设施与设备数据并产生RFID编码，是点选新增设施与设备数据选项后进入编码系统页面。

8.根据权利要求7所述的运用无线射频识别于设施与设备维护管理的方法，其特征在于该管理使用者提供该管理人员管理一系统使用者；其中该新增设施与设备数据并产生RFID编码提供使用者新增一设施设备的数据并产生对应的RFID编码；其中这些设施设备的数据包含：购买日期、购买金额、保管人、保固年限以及供应商数据；其中该数据库系统中这些设施设备的管理维护数据包含：数量、故障维修次数、维修金额，使用年限、故障维修次数、故障原因以及使用率。

9.根据权利要求8所述的运用无线射频识别于设施与设备维护管理的方法，其特征在于该预测故障模块包含：一管理专案功能，是提供使用者新增或编辑专案；一设定隶属函数功能，是提供使用者设定隶属函数分布；一训练专案功能，是提供使用者指定专案进行模糊类神经网络训练；以及一预测故障功能，是提供使用者选择专案后，估算这些设施设备的零件寿命；其中该管理专案功能包含两个子功能：新增专案，是提供使用者输入新增专案文件名与各项参数，其包含预测零件名称，预测因子及其最大最小值范围、界面层神经元数量；以及编辑专案，是提供使用者编辑已存在的专案；其中该维护保养调度模块所采用的调度策略包含：集中时间维护保养，是采用集中时间进行维护保养；以及维护保养时间最小化，是采用维护保养作业安排为总维护时间最小化，其中，解决调度问题的方法为采用数学规划法，是运用数学规划方法求得最佳调度；其中该正规化规则是在该数据库系统设计之初，先将所有的数据栏位合并成一个大数据表，然后依循正规化理论所提出的各个步骤，逐步分割，进而形成许多独立、但彼此关联的小数据表。

10.根据权利要求9所述的运用无线射频识别于设施与设备维护管理的方法，其特征在于正规化的步骤包含：一第一正规化步骤，是使一表格能满足每个栏位只能含有一个值的条件；一第二正规化步骤，是使该表格满足该第一正规化步骤的条件，并且非主键的栏位都要对主键有完全地功能性相依关系；一第三正规化步骤，是该表格满足该第二正规化步骤的条件，并且消除递移相依现象。

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