過程感知地磅集中計量系統的設計與應用

目前, 國內大多數廠礦企業的汽車物資計量都采取離散計量方式, 即在廠區內必要的地方設置計量點, 安裝計量設備以及其他輔助設施后派駐專人值守作業的方式。過磅負荷不均、計量設備和人員等不能動態平衡調度、 技術手段有限等諸多原因,導致了效率低下、數據共享性差、 物流和信 息流不能 較好匹配 等現象。 國內外目前已建成的部分汽車衡遠程計量系統雖然實 現了磅房 現場無人 值守遠程 計量的目 標,但僅僅立足于純粹的計量功能,仍然從職能部門的視角出發,沒有在過程思想的指導下,在整體流程上實現物資的提前預報、進出廠管理、稱重計量、取樣/卸貨/裝貨確認等整體流程的管控和跟蹤, 因而對廠礦企業汽車物資計量各個環節和流程并沒有帶來革命性的突破。此外,在應用的 技術手段 和方法上 也存在一 定的欠缺 , 不具有諸如全方位視頻監控、語音對講、防作弊、多磅一機、異地過磅、期限皮重、遠程票據打 印等功能。

為解決上述問題, 本文介紹了一種基于過程感知思想的汽車衡集中計量系統的設計與實現。該系統于2010年在武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司投入使用,效果良好。

業務流程再造BPR(Business Process Reengineering )[1,2]認為應該把不同組織單元中使用的專業任務統一起來, 成為一致的全局可見的過程。而IT技術提供的不僅是單個業務過程的自動化,也應該被當作協調、連接任務和資源的手段。隨著BPR概念的深入和信息技術應用的日趨成熟,“過程思想”和“過程再設計 ”逐漸成為 信息系統構建的主流思想。于是,傳統的以職能為核心構建信息系統的思想也逐漸向“過程管理”、“過程監控”轉 移 ,過程感知 的信息系 統思想由此產生。

參考文獻[3]中給出了過程感知信息系統PAIS (Process-Aware Information System ) 的定義 : 一個關于過程模型的、用來管理和執行過程的軟件 系統,其中的過程涉及人、應用程序和信息資源等。由于過程模型保留了原先開發者對系統的認識, 因此這種設計方式可以使企業應用程序集成能夠快速地響應需求(目標)和環境的變化。過程模 型顯式化 的思想在 企業應用 程序集成 、工作流管理、計算機支持的協同工作以及Web服務組合等大規模編程領域都得到了廣泛應用[4]。

過程感知汽車衡集中計量系統結合了網絡、計算機、通信、自動化等技術。系統的網絡結構示意圖如圖1所示。

系統由計量卡綜合管理單元、物資預報數據采集單元、進/出廠刷卡確認單元、磅秤房現場設備單 元、稱重處 理單元、取 樣/卸貨/裝貨刷卡 確認單元、B/S查詢單元、服務器單元組成。單元結構如圖2所示。

計量卡綜合管理單元由運行在計算機上的計量卡綜合管理程序及通過計算機串口進行連接的IC卡讀寫器構成。計量卡綜合管理程序通過IC卡讀寫器完成對計量卡的寫卡、注冊、分配、回收、注銷操作,實現對計量卡的綜合管理。該單元由計量管理部門負責。

物資預報數據采集單元實質是運行在計算機上的物資預報數據采集程序。通過物資預報數據采集程序提供的錄入界面,完成預報數據, 如車號、卡號、物資名稱、收/發貨單位、供應商等信息的新增、修 改、刪除功 能 ,實現對物 資預報數據的管理。 該單元由供應商、采購部門、承運商等能 提前獲得 確切物資 計量信息 的部門負 責。

進/出廠刷卡確認單元由運行在計算機上的進/出廠刷卡確認程序及通過計算機串口進行連接的IC卡讀寫器構成。進/出廠刷卡確認程序通過IC卡讀寫器完成對刷卡車輛進/出廠時間、司機身份信息等的確認和記錄。該單元由保衛部門負責。

稱重處理單元為運行在集中計量管控大廳計算機終端上的計量程序, 具備全方位的視頻監控、語音對講、防作弊曲線、紅外對射、重量圖片截圖保存 、期限皮重 報警、多磅 一機、異地 過磅等功能。計量員通過該程序提供的功能,根據遠程實時視頻,刷卡匹配的預報信息以及儀表、道閘、紅外等傳送的信號完成物資的遠程計量工作, 系統在計量完成后會自動播放事先錄制好的“計量完 成”語音并 發送信號 燈信號 ,提示司機此次計量完成, 最后根據需要遠程打印計量相關票據。該單元由計量部門負責。

磅秤房現場設備單元由磅秤房現場的各種設備組成,如稱重儀表、MOXA卡、RTU控制器、交換機、液晶屏、道閘、紅綠燈、拾音器、音柱、攝像頭、紅外對射、打印機、照明攝燈 、讀卡器、硬 盤錄像機、功放等。該單元的主要功能是將現場的音頻、視頻、儀表重量信號、紅外信號、紅綠燈信號、 紅外信號等遠傳至計量中心的計算機終端上并接收或執行遠程計量中心計量員發出的相關控制信 號 ,如音頻播 放、語音交 流、道閘升 降、票據打印等。

磅秤房現場設備單元組成如圖3所示。

取樣/卸貨/裝貨刷卡 確認單元 由運行在 計算機上 的取樣/卸貨/裝貨刷卡 確認程序 及通過計算機串口進行連接的IC卡讀寫器構成。汽車計量完成、行至取樣/卸貨/裝貨點后,取樣員/卸貨員/裝貨員通過該單元完成取樣/卸貨/裝貨的確認工作。該單元分別由質檢、物資接收和物資外送部門負責。

B/S查詢單元 為運行在 計算機上 的B/S程序,提供相關計量數據的查詢、統計和分析等功能,此功能為取消紙質計量單據、實現單據電子化提供了支撐。

(8 ) 服務器單元

服務器單元由應用程序服務器、數據庫服務器、存儲陣列等設備組成,系統的業務邏輯和數據存儲由此單元負責, 并且2臺服務器互為熱備,保證了系統的穩定運行。

過程感知 汽車衡集 中計量系 統流程如 圖4所示。

以物資采購進廠送貨計量流程為例 , 流程運作如下。

計量管理部門通過計量卡綜合管理單元進行注冊、分配等操作后將生效的計量卡分發給供應商、采購部、承運商、銷售部等相關單位,然后由這些單位對各自的計量卡進行管理并根據需要發放給汽車駕駛員。

當有物資 計量需要 時 ,供應商、采 購部、承運商、 銷售部等預報單位通過物資預報數據采集單元 提前將汽 車物資計 量信息 , 如車號、卡 號、物資名稱、收/發貨單位、供應商、駕駛員身份證號等信息錄入系統作為預報計量信息。

汽車進入廠礦時, 駕駛員在讀卡器上進行刷卡操作, 門衛在計算機上查驗刷卡后顯示的信息,確認車號、卡號、物資、收/發貨單位等必要信息后在系統中予以確認并放行。

汽車到達磅秤房計量點后,駕駛員在一體機柜的讀卡器上進行刷卡操作, 計量員在遠程計量中心終端上審核刷卡顯示的預報信息后進行重車計量(一次計量)。如果計量員對預報信息有疑問或者駕駛員在現場一體機液晶屏上看到的預報信息有誤, 則可通過語音對講或票據攝像頭下 的文字交 流完成雙 方的交流 確認工作 。雙方都確認無誤、完成稱重工作后,系統自動播放事先錄制好 的“計量完 成”語音、升 起出口道 閘攔桿、發送綠燈信號并將本次重量等計量信息發送到一體機液晶屏上, 駕駛員確認無誤并根據需要索取票據后駕駛汽車離開計量點。其中 票據的二 維條碼與 系統計量 記錄一一 對應 , 防止了偽造的可能, 這為取代原計量員在現場進行的開單、重量填寫、簽字蓋章等工作提供了可能。過磅界面如圖5所示。

汽車前往取樣/卸貨點,取樣/卸貨點相關人員在完成實際取樣/卸貨工作并確認后, 通過刷卡在系統中完成該車的取樣/卸貨確認工作。而此步驟的確認工作也相當于原簽字蓋章工作。

汽車再次前往磅秤房計量點, 駕駛員在一體機的讀卡器上進行刷卡操作, 完成404步驟中相反的計量操作,即進行空車二次計量。此步驟系統會檢查是否完成了405步驟中的確認工作,如果未確認 ,則不允許 進行計量 ,駕駛員必 須返回完成405步驟中的確認工作。二次計量的計量點可以與一次計量不同, 系統會自動查找并匹配第1次計量的記錄,完成計量操作。

在本步驟和一次計量的計量過程中, 系統通過6個攝像頭分 別對車頭 、車尾、車頂 、駕駛室、票據臺、磅 秤房內部 進行全方 位的監控 ,再加上紅外對射判斷車輛是否按規定要求停車到位、過磅突變曲線、歷史皮重異常報警等現代技術手段, 使得計量員較以往有了對現場過磅車輛綜合情況的更 為全面、直 觀、清晰的 了解 ,因此更能預防和發現作弊行為。此外,由于系統在保存的瞬間將攝像頭的圖片截圖并在其上疊加了重量, 因此當計量出現爭議或其他異常情況時, 還可以通過調取過磅錄像以及當時的計量圖片進行分析比對, 保證了計量數據的真實性和可追溯性。

此外, 本步驟和一次計量的計量程序具有多磅一機功能, 司磅員可以同時接管多個計量點。當某計量點有車上秤時,系統會給出語音提示“有車 上秤”,并使該計 量點閃爍 來提示計 量員進行計量操作。

完成空車計量離開廠區時, 駕駛員在讀卡器上進行刷卡操作, 門衛在計算機上查驗刷卡后顯示的信息,確認車號、卡號、物資、收/發貨單位等必要信息后在系統中予以確認并放行。

相關單位通過B/S系統進行計量相關數據的查詢、統計和分析工作。由于數出一源,所以各單位不會再出現以往紙質統計錯誤導致的數據不一致、相互扯皮問題,而且由于統計工作交由系統完成,所以也減輕了統計人員的工作量。

計量管理部門根據需要對計量卡進行回收工作,處于回收狀態的計量卡將不可用,如果計量卡損壞或者 丟失 ,則將其注 銷 ;當然 ,如果計量卡使用單位是長期合作伙伴或者廠礦內部單 位,也可長期持有并對其使用進行有效管理,從而進行循環使用。

以上步驟描述了汽車物資采購進廠計量相關流程, 對于廠礦內部物資倒轉等其他計量流程來說,步驟更為簡單,如廠礦內部物資倒轉只需大體 按照步驟401,402,404,405,406,408, 409執行 , 甚至可以采取期限皮重計量方式 , 即一天24 h內某車輛只過一次空車并將此次空車重量作為當天的皮重, 這可以大大節約物流時間、降低物流成本。

基于過程感知思想的汽車衡集中計量系統實現了 汽車遠程 集中計量 及異地過 磅的功能 , 可以通過 監控和平 衡各計量 點的過磅 物流 ,大大減輕甚至杜絕車輛排長龍等待過磅、堵塞道路的情況。 汽車遠程集中計量及多磅一機的實現,使得所有計 量員集中 于一個大 廳 ,人力、設備各種資源可以動態調度, 大大減少了計量員的需求數量,降低了人力成本,同時降低了司磅員的工作強度、改善了工作環境。通過攝像頭、紅外對射、過磅突變曲線、歷史皮重異常報警等 現代技術手段, 使得計量員較以往有了對現場過磅車輛綜合情況的更為全面、直觀、清晰的了解,更能預防和發現作弊行為;當計量出現爭議或者其他異常情況時, 還可以通過調取過磅錄像以及當時的計量圖片進行分析比對。物資提前預報的實現, 不僅能使廠礦對未來幾天物流壓力有科學的判斷,從而制定相應的應對方案, 也使得過磅速度大為提升,提高了物流效率。統計顯示,傳統人工現場、手工開票方式下每車過磅時間平均為3 min,且單據出錯率高。而本系統過磅時間平均在1 min以內,出錯率也大為降低;票據電子化的實現和B/S查詢系統,減少了紙質單據的使用,降低了成本,更為重要的是使得信息傳遞更為快速,為數據的即時查詢、統計分析提供了可能。

在目前的 企業信息 化方興未 艾的背景 下 , 過程感知信息系統能夠有效支持企業內外流程的協同、控制,而本文所述的過程感知汽車衡集中計量系統正是基于此的一種有益探索。