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1 項目背景

大冶特鋼現有集中計量系統已經投用多年，隨著企業產能的擴大，物資計量業務量越來越大，計量任務重，計量工作強度大，計量作業錯誤率高，計量效率與衡器利用率低，企業、客商、司機在計量業務協同低，計量設備故障定位難，再加上企業人力資源不足，人員成本也越來越高、計量員老齡化問題日趨嚴重，導致企業計量業務成本不斷增加。因此，準確、可靠、高效的無人化及智能化計量顯得尤為重要。

2 項目實施與應用

2.1 系統架構圖

圖1 系統架構圖

2.2 系統功能介紹

2.2.1 基礎數據管理

（1）系統管理：通過系統管理可設置系統統運行的基本參數和對系統操作員進行有效的管理，保證系統的安全性和實用性，并為整個系統的維護提供方便的手段，提高系統的可靠性、安全性及方便系統以后擴充；

（2）計量點信息管理：管理各個計量點的名稱、類型、視頻IP地址、數據采集IP地址、控制設備IP地址、儀表類型、儀表通訊協議、打印機、車號識別等。這些信息的正確配置關系計量稱重的穩定和安全，一旦確定不得隨意修改；

（3）供應商及客戶信息管理：系統通過接口接收產銷系統供應商、客戶基礎信息，在系統中將供應商、客戶與對應手機號進行綁定，支撐供應商做送貨預約以及客戶做提貨預約；

（4）語音管理：管理本系統中涉及的自定義語音。

2.2.2 預約管理

（1）外購進廠預約管理：供應商每次送貨前，通過微信小程序在系統中進行配車預約操作，選擇檢斤通知單，輸入送貨車輛的車牌號、司機身份證號、司機手機號、預約到貨時間段、到貨量，形成進廠預約信息，生成進廠預約信息二維碼；

（2）副產品外銷出廠計量預約管理：客戶每次提貨前，通過微信小程序在系統中進行配車預約操作，選擇銷售訂單，輸入提貨車輛的車牌號、司機身份證號、司機手機號、預約提貨時間段、提貨量，形成副產品出廠預約信息，生成副產品出廠預約信息二維碼。在微信小程序通過手機號進行登錄驗證，客戶只能查詢和操作自己的銷售訂單和預約信；

（3）預約確認管理：對于使用微信的司機，每次運輸前，司機通過微信小程序對預約信息確認后生成計量預報信息，計量預報信息包含計量預報的二維碼；在微信小程序通過手機號進行登錄驗證，司機只能查詢對應手機號的預約信息，計量預報只能使用一次；對于一車多貨的情況，司機確認多條預約，生成多張計量預報信息二維碼，必須完成一個完整的計量流程才能進行下一個預報的計量。

2.2.3 汽車衡計量管理

（1）自動判斷毛皮：系統根據計量流程以及兩次計量后的重量自動判斷毛、皮重。

（2）視頻錄像拍照：汽車衡現場24小時不間斷錄像，錄像直接保存在現場的終端服務器中，避免了網絡終端錄像無法保存。計量重量確定時對現場進行拍照，包括駕駛室、車牌、車頂、車后等進行拍照，照片與計量數據綁定，自動上傳到服務器中。

（3）重量曲線保存：自動記錄整個計量過程衡器重量曲線，重量曲線與計量數據綁定，自動上傳到服務器中。

（4）紅綠燈指揮上下秤：當衡器重量超過設定值（默認500kg）時，紅綠燈顯示紅燈，無重量顯示綠燈，當車輛計量完成車下秤后，衡器回零紅綠燈變成綠燈，當紅燈時車輛上秤，系統將無法計量，需要下秤再次上秤，司機根據紅綠燈上下秤，保證衡器能夠每次回零，計量準確。

（5）LED屏顯示：汽車衡現場配置有LED屏，將計量結果反饋給司機并提示司機進行操作。

（6）語音提示操作：司機在計量的過程中，系統根據不同情況都有相應的語音提示司機進行操作。

（7）二維碼識別：對于外購進廠及副產品外銷出廠計量業務，通過識別計量預報二維碼，獲取車輛預報信息；對于外購進廠預報信息二維碼包含檢斤通知單號、供應商、物料、車號、司機身份證號、司機手機號；對于副產品外銷出廠預報信息二維碼包含銷售訂單號、客戶、物料、車號、司機身份證號、司機手機號；

（8）RFID卡識別：對于廠內內部倒運車輛，安裝RFID卡，一車一卡，當車輛上秤后，系統通過磅房現場安裝的RFID讀卡器讀取卡號，通過卡號獲取車號匹配計量預報信息進行計量作業。

（9）車號自動識別:對于外購外銷車輛，當車輛上秤后，系統通過車號識別單元，自動識別車牌號，通過車牌號匹配計量預報信息進行計量作業。

（10）自動計量模式：在自動計量模式下，必須保證計量車輛具有計量委托，并且計量委托唯一，計量過程中，系統識別到車牌號后，根據車牌號對應的唯一計量委托自動進行計量。

（11）計量模式切換：在自動計量模式下，系統如果檢測到車輛存在作弊嫌疑，將終止自動計量模式，并切換到遠程計量模式，由計量員遠程進行計量。司機計量過程中遇到困難時，也可通過現場的求助按鈕，主動切換到遠程計量模式。遠程計量結束后，可遠程將計量模式切回自動計量模式。

（12）卸貨確認：針對外購進廠物資，毛重計量完成后，司機到達料場卸貨，卸貨員通過手持終端掃描二維碼，獲取毛重計量信息，核對（核對車號、物料以及相關計量信息與實物是否一致）后進行卸貨確認，只有卸貨確認后的車輛才允許進行回皮計量。

2.2.4 計量數據管理

（1）計量數據維護：計量業務完成后，對于計量數據存在異常情況的，具備權限的管理員可對計量數據進行維護。

（2）計量數據審核：計量業務完成后，審核員對計量實績進行審核，審核后的計量實績才允許對外發布，進行票據打印及上傳產銷系統操作；對于貴重物資的采購進廠計量實績，系統進行重點標識，提示審核員；對于不符合計量流程的，例如外購進廠先毛后皮、成品、副產品外銷先皮后毛，系統進行報警提示，提示審核員。

（3）計量票據打印：通過配置權限，對已審核的計量數據，各業務管理部門可通過系統按需打印計量結算票據，實現票據電子化傳遞，減少各部門去計量大廳取票過程，同時可優化票據打印崗位職責。

（4）綜合查詢與統計：按照與大冶特鋼相關業務部門的要求，提供計量數據綜合查詢與統計的功能。包括班報、日報、月報、季報、半年報、年報等，并支持多種統計方式。

（5）微信小程序應用：供應商、客戶（副產品銷售）通過微信小程序在系統進行車輛進、出廠的預約，同時可以實時查詢、統計相關的的計量實績。

2.2.5 計量監控管理

（1）現場設備監控：集中對計量磅房現場設備狀態進行監控，確保現場設備正常運行，對出現故障的設備及時報警。

（2）計量過程監控：對汽車衡計量過程進行遠程監控，確保整個計量過程有序、規范，對于計量過程中存在異常情況的，及時報警。

2.3 系統關鍵技術

2.3.1 互聯網技術

本次智能計量系統首次利用互聯網的特點與優勢，將微信小程序打造成計量入口，實現檢斤通知單下發與配車、計量預約確認、計量二維碼生成、計量實績共享等功能。徹底打破企業與供應商、客戶、司機的業務壁壘，實現業務協同，大幅提升計量業務處理效率。

2.3.2 車號識別

車牌識別主要包括車牌圖片采集、圖片預處理、車牌區域定位、車牌字符分割和車牌字符識別等一系列的算法運算。在實際運用場景中，因類似陰天下雨、車牌有污泥、車牌有磨損、刮風攝像頭搖擺、光線不明亮等周邊環境的變化導致車號識別有誤差的情況。對此問題，系統提供車號修正模塊，以計量系統預報表和配車表中有效記錄的車號為藍本，進行車號優化與模糊匹配，提高車號正確率。

2.3.3 反作弊

智能計量首要解決的就是反作弊問題。通過攝像頭的人臉識別在區分駕駛室中是否有人，行人行走來判斷秤體上是否有人；使用與車輛歷史皮重的對比的來解決皮重異常情況；利用對目標車輛當前車與其前一車的計量時間差、重量差來判斷是否存在一車反復計量的可能；采用秤體兩端紅外對射信號衡量車輛是否上秤完全；針對搶秤現象，智能計量系統設置道閘；對計量實績中的核心數據類似重量、物料名稱等采用256位的AES算法進行加密保存，徹底杜絕通過數據庫進行人為修改；針對漏檢，系統保留衡器重量曲線變化數據、車號、時間、穩定重量以及視頻，可以隨時復原任意時段的計量場景，確保漏檢數據能準確進入系統。

2.3.4 計量監控

智能計量系統首次實現機器代替人從事計量作業，特別注重計量過程監控。反作弊信號監控是針對重量，車位檢測，皮重異常，計量時間差，道閘升降等整體邏輯計算，對異常情況予以報警，提醒計量監控人員及時介入，并記錄當時所有信號數據，便于追溯；車號識別監控是對車號異常判斷，在監控模塊，獲取車號有三個通道，計量預報、車號識別以及車號修正。當三者車號一致，毫無疑義正常通過，反之，則予以報警，提醒計量監控人員介入；其他設備運行監控是對采集器、語音視頻、紅綠燈、照明燈、IP語音、LED顯示、計量提示、PLC運行以及現場求助的實時狀態進行監管，異常情況及時預警，并具備遠程操作設備的能力。

2.3.5 電子磅單

電子磅單也是智能計量系統的一大創新，既提高信息共享的效率，又節約計量成本。在智能計量系統中，采用256位的AES加密算法將計量實績編號，重量，車號等重要信息進行加密形成對應的密文，再把密文生成二維碼附錄在電子磅單中，作為電子磅單唯一的合法憑證。支持供應商或者客戶在線打印磅單，同時，可以通過手機或者其他設備掃描磅單二維碼，將獲取到的密文數據在系統提供的驗證入口輸入。若可以快速查詢到對應計量實績數據，則該電子磅單有效合法，反之，無效。用密文作為合法憑證的依據，可以有效杜絕根據生成規則來偽造電子磅單的事故發生。

2.4 系統智能創新

（1）全國首創智能計量：通過車號自動識別、二維碼掃描、智能防作弊等技術手段實現自動計量，減少計量過程中人為干預，提高計量效率、降低計量差錯率；

（2）計量模式切換：實現自動計量與遠程計量模式的自由切換，對于計量過程中的異常情況，計量員可隨時干預處理；

（3）互聯網技術應用：打造微信小程序，在公司、客商及司機之間搭建起高效溝通橋梁，實現計量業務的高效協同；

（4）車號識別修正：將車號識別率提升到99.9%，遠遠領先同類型產品的95%的識別率；

（5）計量業務智能判斷：通過計算模型快速辨別業務類型并包括判斷是否一車聯運等復雜業務；

（6）計量過程智能監控：確保秤體關鍵參數的正常運作，以及便于設備出現問題的精準定位；

（7）智能防作弊：自動判斷流程是否完成；計量間隔時間（十分鐘之內）；連續兩次重量接近；皮重異常判斷；通過激光反射判斷車輛是否上秤不全；通過攝像頭的人臉識別再區分駕駛室中是否有人，行人行走來判斷秤體上是否有人；系統保留衡器重量曲線變化數據、車號、時間、穩定重量以及視頻，可以隨時復原任意時段的計量場景；

（8）數據脫敏：對計量實績中的核心數據類似重量、物料名稱等采用256位的AES算法進行加密保存，徹底杜絕通過數據庫進行人為修改；同時提取密文生成二維碼附錄在電子磅單中防作弊。

3 效益分析

新型智能計量系統于2018年8月在大冶特殊鋼股份有限公司開發，同年11月投入使用。2019年1月28號竣工驗收。在使用過程中與原計量系統各種性能對比效果明顯，詳情如下：

（1）提升計量效率42%，由原來計量速度平均時間35秒，到現在計量最快10秒內完成，平均20秒完成；

（2）客商滿意度提高 55%，在公司、客商及司機之間搭建起高效溝通橋梁，投訴次數由每月平均5起降為0，客商滿意度調查由61分提升到了95分；

（3）優化計量崗位

66%，7臺汽車衡四班三運轉以往需要12名計量員進行作業，現在只需要4名，負責監控、異常處理；

（4）降低計量差錯率 90% ，以往人工操作計量作業平均每個月差錯16起，現在基本無差錯。

摘自《自動化博覽》2020年3月刊