地磅無人值守自動(dòng)稱重系統(tǒng)的應(yīng)用及效果

1.地磅計(jì)量存在的問題

目前我公司共設(shè)計(jì)安裝7臺地磅,分別安裝在兩個(gè)大門的3臺地磅,負(fù)責(zé)外進(jìn)、外出貨物的計(jì)量;3臺地磅均建造了磅房,有局域網(wǎng)光纖接入。原設(shè)計(jì)計(jì)量狀態(tài)為:車輛過衡由人工管理、軟件計(jì)量,通過網(wǎng)絡(luò)與銷售等其它相關(guān)部門數(shù)據(jù)共享,針式打印機(jī)打印級聯(lián)磅單。

山水水泥集團(tuán)有限公司(簡稱山水)原進(jìn)出廠及廠內(nèi)物資計(jì)量都是靠計(jì)量員在磅房現(xiàn)場進(jìn)行計(jì)量和監(jiān)控,每個(gè)計(jì)量點(diǎn)都需要24h駐扎人員值班,現(xiàn)有計(jì)量方式不僅圖1地磅稱重示意圖不利于集中管理和監(jiān)督,在銷售旺季的時(shí)候計(jì)量工作十地磅進(jìn)行磅房改造,利用GAM機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的外設(shè)分繁忙,進(jìn)行銷售、采購的車輛每3、4min就有一臺需要控制和數(shù)據(jù)傳輸,外部設(shè)置LED、攝像機(jī)、紅外限位裝計(jì)量,而且每天為24h計(jì)量時(shí)間,計(jì)量人員工作量大、強(qiáng)置,保證計(jì)量過程的真實(shí)性和可靠性。利用權(quán)限設(shè)置、度高。客戶的購買量和余額數(shù)據(jù)不能保證銷售部和磅房皮重檢測、傳感器監(jiān)測等軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的防作弊功數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)一致,磅房人員需要不斷地通過電話或人工方能。與ERP系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對接,保證現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程、財(cái)式相互查對。產(chǎn)品批次也要通過人工累加的方式進(jìn)行計(jì)算、統(tǒng)計(jì)。日報(bào)、月報(bào)等信息都要通過人工統(tǒng)計(jì)之后，轉(zhuǎn)給銷售部、財(cái)務(wù)部和總經(jīng)理辦公室等部門，缺少實(shí)時(shí)性。生產(chǎn)部和銷售部也不能實(shí)時(shí)掌握水泥的銷售量和原材料等物資的進(jìn)貨量。同時(shí)報(bào)表統(tǒng)計(jì)、業(yè)務(wù)查詢、余額計(jì)算等工作也都需要司磅員手工操作來完成，工作效率和信息共享都沒有達(dá)到最好的狀態(tài)，不能排除人員與外來車輛有作弊行為，直接給公司造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。外來車輛在人員不能及時(shí)觀察到的情況下，有可能采取換車、加水等多種作弊行為。人員素質(zhì)參差不齊，管理難度較大，很難保證工作效率。

2.遠(yuǎn)程無人值守計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)方案

建立遠(yuǎn)程集中計(jì)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)汽車衡的無人值守自動(dòng)計(jì)量。利用IC卡作為信息傳遞的載體，建立門衛(wèi)、收發(fā)貨確認(rèn)終端，將車輛的計(jì)量業(yè)務(wù)進(jìn)行閉環(huán)控制，保證每一計(jì)量業(yè)務(wù)都能按照規(guī)定的流程和路徑進(jìn)行。

地磅進(jìn)行磅房改造，利用GAM機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的外設(shè)控制和數(shù)據(jù)傳輸，外部設(shè)置LED、攝像機(jī)、紅外限位裝置，保證計(jì)量過程的真實(shí)性和可靠性。利用權(quán)限設(shè)置皮重檢測、傳感器監(jiān)測等軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的防作弊功能與ERP系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，保證現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)可以共享，達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)化配置。圖1為地磅稱重示意圖。

2.2 操作流程

（1）空車除皮。制卡員提前在系統(tǒng)中錄入物料名稱、數(shù)量和單位編號等信息，通過上位機(jī)對讀卡器操作完成制卡，在制卡的同時(shí)把數(shù)據(jù)上傳集控室進(jìn)行保存?？蛻裟弥谱骱玫目ㄩ_車去地磅過磅。車輛上地磅之前，稱重車輛停在停車線以外，光電開關(guān)感應(yīng)，汽車衡前的道閘門開啟，車輛駛?cè)?/span>地磅，系統(tǒng)讀取電子標(biāo)簽，根據(jù)電子標(biāo)簽讀取車輛信息，并與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中所存儲的信息進(jìn)行比較，判斷車輛和稱重是否正確。如果車輛未能讀取到電子標(biāo)簽或者標(biāo)簽信息不正確，系統(tǒng)語音提示“非稱重車輛請離開稱體”，并由地磅員進(jìn)行人工處理和操作。系統(tǒng)通過汽車衡前后限位器來判斷車輛是否停穩(wěn)，如果未停穩(wěn)，則提示“請停車”，如果停穩(wěn)則系統(tǒng)自動(dòng)讀取該車輛基本信息，同時(shí)開始抓拍車輛的車身、車尾和車頭三個(gè)部位的圖片，存儲該車輛的稱重信息，并提示該車輛“稱重完畢，請離開稱體”，車輛離開汽車衡后，恢復(fù)初始狀

態(tài)，等待下一次稱重。

（2）發(fā)貨下料。車輛根據(jù)需要到指定裝貨點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲刷卡信息，車輛在下料口，利用公司一卡通發(fā)貨系統(tǒng)，刷卡經(jīng)裝料系統(tǒng)身份核對和相關(guān)物料信息確認(rèn)后，自動(dòng)發(fā)送命令啟動(dòng)裝貨設(shè)備，待裝滿物料后自動(dòng)關(guān)閉，停止裝載。車輛開出發(fā)貨下料口，刷卡數(shù)據(jù)回傳到集控中心。

（3）出廠結(jié)算。出廠結(jié)算是要求對已裝貨物車輛進(jìn)行再次的身份識別，以及其他信息的核對，對所裝貨物進(jìn)行毛重過磅，復(fù)磅核對所裝載貨物重量，核對無誤進(jìn)行結(jié)算，結(jié)算完畢后放行。對于信息不符合車輛不給予結(jié)算，也不會(huì)放行。GAM控制器有拾音器，可以與計(jì)量中心地磅人員進(jìn)行對話，待查明原因后予以處理，對于處理的過程，數(shù)據(jù)庫均有存底，存儲于服務(wù)器中。核對成功可放行的車輛會(huì)有相應(yīng)的單據(jù)打印出來。整個(gè)過程緊湊嚴(yán)密，避免了各種作弊行為。

3.軟件系統(tǒng)（見圖2）

3.1 計(jì)量中心子系統(tǒng)

計(jì)量中心是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，由服務(wù)器、電視墻、計(jì)量終端等幾部分構(gòu)成。設(shè)置一臺服務(wù)器，可同時(shí)配置不間斷電源。服務(wù)器設(shè)置在現(xiàn)有的服務(wù)器機(jī)房中，能夠保證很好的工作環(huán)境，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。電視墻由4臺42″液晶電視組成，4臺一一對應(yīng)地監(jiān)視4臺地磅計(jì)量過程，車前、車后車牌，車廂和磅房內(nèi)部全方位監(jiān)控。每臺地磅設(shè)置4臺攝像機(jī)，外圍配置3臺，監(jiān)控車頭、車尾、貨物，設(shè)置1臺人像攝像機(jī)，抓拍人像。視頻圖像在無人值守終端進(jìn)行視頻存儲，同時(shí)將模擬信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號上傳到控制中心。汽車衡配置3盞照明燈，實(shí)現(xiàn)夜間的燈光補(bǔ)償。

3.2地磅終端子系統(tǒng)

本系統(tǒng)的管理終端采用了GMA機(jī)控制器作為開發(fā)系統(tǒng)的管理終端，用戶不直接對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，而是與程序編好的用戶界面進(jìn)行對話，用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器上的頁面。地磅無人值守自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)無縫對接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速交互。

3.3 防作弊子系統(tǒng)

每臺地磅配置兩對紅外對射裝置，判斷車輛是否完全上秤，防止車輛壓邊作弊，計(jì)量時(shí)抓拍車輛的前、后、中間及司機(jī)面部圖像，二次計(jì)量時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)出一次抓拍的圖片，進(jìn)行比對；設(shè)置車輛的皮重超差范圍，超過設(shè)置值系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。計(jì)量過程實(shí)現(xiàn)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控，視頻信息與物流信息、車輛信息一一對應(yīng)，實(shí)時(shí)掌握車輛和計(jì)量的全過程，利用先進(jìn)的紅外探測技術(shù)確保車輛完全上秤，達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)量。

3.4IC卡管理系統(tǒng)

設(shè)置1臺制卡控制終端，進(jìn)行IC卡的發(fā)卡操作。IC卡采用非接觸式的M1卡。IC卡表面采用彩色印刷，并噴碼編號。物資與IC卡中的倉庫進(jìn)行綁定，指定的物資入指定的庫房，出庫也必須與IC卡中的物質(zhì)相一致才允許放行，保證出入庫物資的準(zhǔn)確。實(shí)現(xiàn)一車一卡，計(jì)量過程實(shí)行IC卡一卡通管理，IC卡與計(jì)量業(yè)務(wù)綁定，固定車輛實(shí)行RFID卡計(jì)量模式；業(yè)務(wù)邏輯控制嚴(yán)密、設(shè)置靈活，各種業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理；每車業(yè)務(wù)從開始到結(jié)束要完成所有的操作步驟，否則無法完成本車計(jì)量。

3.5 無人值守軟件系統(tǒng)

計(jì)量模式管理：自動(dòng)計(jì)量和遠(yuǎn)程計(jì)量運(yùn)行及切換。

基礎(chǔ)信息管理功能：管理員可以添加衡器包括衡器名稱、噸位、類型、長度、精度、廠家、型號、區(qū)域、IP地址、硬盤錄像機(jī)IP地址、登陸名等信息；對客戶進(jìn)行基本信息維護(hù)包括公司名稱、地址、聯(lián)系人、公司代碼、公司簡碼、信用等級等。無人值守軟件系統(tǒng)功能齊全，包含業(yè)務(wù)管理功能：廠內(nèi)倒運(yùn)業(yè)務(wù)的計(jì)劃錄入、計(jì)劃啟用、訂單關(guān)閉；權(quán)限管理功能：計(jì)量業(yè)務(wù)權(quán)限管理、報(bào)表查詢權(quán)限管理、異常處理權(quán)限管理、系統(tǒng)管理權(quán)限管理；操作日志記錄功能：計(jì)量點(diǎn)的系統(tǒng)操作日志和服務(wù)器端的操作日志管理；IC卡管理功能：通過IC模塊對IC卡進(jìn)行維護(hù)，包括發(fā)卡、寫卡、掛失操作，設(shè)置IC卡中的各個(gè)字段和標(biāo)記位；車輛信息管理功能：車牌號、單位、皮重、信用等級、業(yè)務(wù)類型等；報(bào)表管理功能：可以生成各種功能報(bào)表，并可以進(jìn)行自定義條件查詢；設(shè)備監(jiān)控功能：稱重儀表、打印機(jī)缺紙、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等；數(shù)據(jù)接口功能：與ERP及其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口。實(shí)現(xiàn)計(jì)量現(xiàn)場無人值守，可根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和遠(yuǎn)程兩種計(jì)量模式。并可根據(jù)管理需求靈活設(shè)置。提高計(jì)量業(yè)務(wù)的整體作業(yè)效率，單車自助計(jì)量處理時(shí)間<20s，遠(yuǎn)程計(jì)量處理時(shí)間<30s。

圖3為銷售業(yè)務(wù)流程。客戶訂單啟用后給車輛發(fā)IC卡，可以預(yù)先發(fā)也可以在進(jìn)廠時(shí)發(fā)。進(jìn)門時(shí)門衛(wèi)進(jìn)行IC卡查驗(yàn)，對IC卡信息進(jìn)行打標(biāo)，計(jì)量皮重時(shí)進(jìn)行圖片抓拍，倉庫裝完貨后對IC卡進(jìn)行發(fā)貨打標(biāo)，計(jì)毛時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)判斷凈重是否超量，根據(jù)需要打印票據(jù)，出門時(shí)門衛(wèi)對IC卡進(jìn)行查驗(yàn)。

圖4為采購業(yè)務(wù)流程?？蛻舨少徲唵螁⒂煤蠼o車輛發(fā)臨時(shí)IC卡，進(jìn)門時(shí)門衛(wèi)進(jìn)行IC卡查驗(yàn)，對IC卡信息打標(biāo)，計(jì)量毛重時(shí)進(jìn)行圖片抓拍，倉庫卸完貨后對IC卡收貨打標(biāo)，計(jì)皮時(shí)系統(tǒng)根據(jù)需要打印票據(jù)，出門時(shí)門衛(wèi)對IC卡進(jìn)行查驗(yàn)，并收回IC卡。

圖5為倒運(yùn)業(yè)務(wù)流程。倒運(yùn)業(yè)務(wù)主要針對礦石的倒運(yùn)，車輛基本固定，裝完礦石后，發(fā)貨確認(rèn)，計(jì)完毛重卸貨后進(jìn)行收貨確認(rèn)，回皮后根據(jù)需要打印票據(jù)。如果不下車計(jì)量，則每一輛車安裝RFID電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)不下車的自動(dòng)計(jì)量。

4.主要軟件、硬件設(shè)備

4.1軟件設(shè)備

濟(jì)南某公司專門開發(fā)的銷售管理系統(tǒng)，公司已使用多年，效果很好，相對比較穩(wěn)定、安全。利用無人值守地磅系統(tǒng)與其對接，合并完成整個(gè)流程。

4.2硬件設(shè)備

（1）地磅（見圖6）

由于此技改是在傳統(tǒng)地磅的基礎(chǔ)上加以改造完成，因此，汽車衡是整個(gè)核心。公司采用山東某公司地磅產(chǎn)品，耐用且精度高。根據(jù)生產(chǎn)需要，有50t、100t、150t、200t不同大小的磅體。

（2） GAM機(jī)控制器（見圖7）GAM機(jī)控制器是山東某公司在多年智能化稱重管理的基礎(chǔ)上研制的。它貫穿了企業(yè)整個(gè)采購、生產(chǎn)、銷售全過程的自動(dòng)化功能。采用高端工控主機(jī)，具有低功耗、高可靠性、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，同時(shí)采用嵌入式操作系統(tǒng)，多任務(wù)、多線程，保證系統(tǒng)的強(qiáng)實(shí)時(shí)性。所有元器件僅采用工業(yè)級，保證系統(tǒng)在工業(yè)環(huán)境、惡劣環(huán)境下的可靠性和抗干擾、抗沖擊能力。

集成自定義端口，通過軟件設(shè)置端口形式：RS232/ RS422/RS485，自動(dòng)識別通訊協(xié)議進(jìn)行匹配，大大方便安裝調(diào)試。純鋼的金屬防水鍵盤設(shè)計(jì)，壽命高達(dá)200萬次。集成冗余的工業(yè)交換機(jī)，光網(wǎng)絡(luò)接口，高速穩(wěn)定地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)可以控制端口、IP地址、速率等，配置網(wǎng)絡(luò)到最優(yōu)化狀態(tài)。智能照明控制功能，通過內(nèi)部集成的定時(shí)器和控制器，按照時(shí)間和照度進(jìn)行照明控制，同時(shí)通過輸出也可實(shí)時(shí)控制照明系統(tǒng)的開關(guān)設(shè)置。智能化的儀表狀態(tài)和傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測、控制功能，通過遠(yuǎn)程系統(tǒng)監(jiān)測計(jì)量儀表的工作狀態(tài)，各個(gè)傳感器的數(shù)值和狀態(tài)，可進(jìn)行遠(yuǎn)程清零和儀表控制。智能打印控制，采用熱轉(zhuǎn)印的工業(yè)打印機(jī)，自動(dòng)定位、自動(dòng)切紙、紙張預(yù)警，同時(shí)設(shè)置一臺備用打印機(jī)，提高運(yùn)行的可靠性。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控打印狀態(tài)，如果打印機(jī)返回故障狀態(tài)，系統(tǒng)再嘗試一次打印，并通過返回的錯(cuò)誤代碼進(jìn)行錯(cuò)誤分析，如果錯(cuò)誤不能系統(tǒng)修復(fù)，則啟用備用打印機(jī)，并同時(shí)通知控制中心，進(jìn)行報(bào)警。

嵌入式的智能讀卡功能。通過嵌入式的智能讀卡器，可以快速讀寫IC卡，卡片嵌入到讀卡器中，防止寫信息時(shí)移動(dòng)卡發(fā)生故障，設(shè)置應(yīng)急按鈕，保證IC卡正常抽取。寫完卡后系統(tǒng)進(jìn)行快速驗(yàn)證，保證寫卡的正確性和完整性。

采用無線射頻識別（RFID）通信技術(shù)智能標(biāo)簽讀取。在車輛的右上角張貼RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽中的ID號為唯一標(biāo)號，標(biāo)號與車號一一綁定，對于廠內(nèi)車隊(duì)的車輛，可以實(shí)行RFID卡管理，達(dá)到快速、高效的物流運(yùn)行。

交通指揮控制功能。通過控制單元控制紅綠燈進(jìn)行車輛通行指示。可以按照用戶的不同功能要求進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置綠燈表示衡器正常，車輛可以上秤計(jì)量。計(jì)量時(shí)為紅燈，提示后面的車輛，衡器正在使用請等待。也可以用來提示司機(jī)上秤后的停車指示，判斷到車輛上磅，紅外沒有遮擋，重量正常，顯示紅燈停，計(jì)量完成后顯示綠燈，司機(jī)可以下磅。

智能LED顯示屏控制。通過LED屏顯示計(jì)量信息，包括車號、物料信息、重量值、磅號等，通過后臺的操作界面，可以隨時(shí)進(jìn)行顯示信息的調(diào)整。

強(qiáng)大的數(shù)控功能，具有數(shù)據(jù)采集功能，可以采集開關(guān)量、模擬量，亦可以輸出開關(guān)量、模擬量的控制，達(dá)到設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)視與管理。

（3）其他輔助設(shè)備

計(jì)算機(jī)設(shè)備、道閘、紅外光幕、車牌識別系統(tǒng)、信號燈、攝像頭、LED屏、室外音柱。系統(tǒng)應(yīng)急預(yù)案見表1。

5.經(jīng)濟(jì)效益分析

5.1直接經(jīng)濟(jì)效益

降低人力及管理成本。目前汽車衡7臺，原有計(jì)量模式需司磅員28名，實(shí)行無人值守自動(dòng)計(jì)量后，按二班制現(xiàn)在僅需6名，節(jié)省計(jì)量員22名，計(jì)量員工資3萬元/年，年直接節(jié)約開支66萬元。

（2）運(yùn)行費(fèi)用。磅房水電、紙質(zhì)耗材等年節(jié)約費(fèi)用約20萬元。 節(jié)約人力成本+運(yùn)行成本=86萬元。

5.2 間接經(jīng)濟(jì)效益

（1）提高工作效率。計(jì)量時(shí)間由以前的一輛車3min～5min，縮短為0.5min～1min時(shí)間。（2）便于公司領(lǐng)導(dǎo)層透明化管理，數(shù)據(jù)及時(shí)共享，隨時(shí)掌握生產(chǎn)和銷售情況，生產(chǎn)促進(jìn)銷售，銷售指導(dǎo)生產(chǎn)，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效傳輸對提高財(cái)務(wù)核算、物流控制、銷售管理有著重要的意義，為生產(chǎn)調(diào)度和領(lǐng)導(dǎo)決策提供及時(shí)、強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)表功能，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持。（3）堵住了計(jì)量中的管理漏洞，杜絕了種種作弊現(xiàn)象，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

5.3社會(huì)效益

（1）降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，產(chǎn)能加大，可以創(chuàng)造更多的就業(yè)崗位。（2）改善工作環(huán)境，以人為本，符合科學(xué)發(fā)展觀的要求。（3）各個(gè)環(huán)節(jié)更加透明、公開，將會(huì)增強(qiáng)企業(yè)與客戶的信任程度。（4）計(jì)量管理水平、企業(yè)信息化管理水平大大提高，提升企業(yè)形象。