1.汽車衡計量存在的問題

目前我公司共設(shè)計安裝7臺汽車衡，分別安裝在兩個大門的3臺汽車衡，負責外進、外出貨物的計量；3臺汽車衡均建造了磅房，有局域網(wǎng)光纖接入。原設(shè)計計量狀態(tài)為：車輛過衡由人工管理、軟件計量，通過網(wǎng)絡(luò)與銷售等其它相關(guān)部門數(shù)據(jù)共享，針式打印機打印級聯(lián)磅單。

山水水泥集團有限公司（簡稱山水）原進出廠及廠內(nèi)物資計量都是靠計量員在磅房現(xiàn)場進行計量和監(jiān)控，每個計量點都需要24h駐扎人員值班，現(xiàn)有計量方式不僅不利于集中管理和監(jiān)督，在銷售旺季的時候計量工作十分繁忙，進行銷售、采購的車輛每3、4min就有一臺需要計量，而且每天為24h計量時間，計量人員工作量大、強度高。客戶的購買量和余額數(shù)據(jù)不能保證銷售部和磅房數(shù)據(jù)實時一致，磅房人員需要不斷地通過電話或人工方式相互查對。產(chǎn)品批次也要通過人工累加的方式進行計算、統(tǒng)計。日報、月報等信息都要通過人工統(tǒng)計之后，轉(zhuǎn)給銷售部、財務部和總經(jīng)理辦公室等部門，缺少實時性。生產(chǎn)部和銷售部也不能實時掌握水泥的銷售量和原材料等物資的進貨量。同時報表統(tǒng)計、業(yè)務查詢、余額計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)濟損失。外來車輛在人員不能及時觀察到的情況下，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.遠程無人值守計量系統(tǒng)設(shè)計

2.1設(shè)計方案

建立遠程集中計量系統(tǒng)，實現(xiàn)汽車衡的無人值守自動計量。利用IC卡作為信息傳遞的載體，建立門衛(wèi)、收發(fā)貨確認終端，將車輛的計量業(yè)務進行閉環(huán)控制，保證每一計量業(yè)務都能按照規(guī)定的流程和路徑進行。

汽車衡進行磅房改造，利用GAM機實現(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、紅外限位裝置，保證計量過程的真實性和可靠性。利用權(quán)限設(shè)置、皮重檢測、傳感器監(jiān)測等軟件技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)的防作弊功能。與ERP系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)對接，保證現(xiàn)有的業(yè)務流程、財務數(shù)據(jù)可以共享，達到系統(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，通過上位機對讀卡器操作完成制卡，在制卡的同時把數(shù)據(jù)上傳集控室進行保存。客戶拿制作好的卡開車去地磅過磅。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，汽車衡前的道閘門開啟，車輛駛?cè)肫嚭猓到y(tǒng)讀取電子標簽，根據(jù)電子標簽讀取車輛信息，并與數(shù)據(jù)庫服務器中所存儲的信息進行比較，判斷車輛和稱重是否正確。如果車輛未能讀取到電子標簽或者標簽信息不正確，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)自動讀取該車輛基本信息，同時開始抓拍車輛的車身、車尾和車頭三個部位的圖片，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，通過數(shù)據(jù)庫服務器存儲刷卡信息，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)物料信息確認后，自動發(fā)送命令啟動裝貨設(shè)備，待裝滿物料后自動關(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行再次的身份識別，以及其他信息的核對，對所裝貨物進行毛重過磅，復磅核對所裝載貨物重量，核對無誤進行結(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，也不會放行。GAM控制器有拾音器，可以與計量中心地磅人員進行對話，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，存儲于服務器中。核對成功可放行的車輛會有相應的單據(jù)打印出來。整個過程緊湊嚴密，避免了各種作弊行為。

3.軟件系統(tǒng)（見圖2）

3.1 計量中心子系統(tǒng)

計量中心是整個系統(tǒng)的核心部分，由服務器、電視墻、計量終端等幾部分構(gòu)成。設(shè)置一臺服務器，可同時配置不間斷電源。服務器設(shè)置在現(xiàn)有的服務器機房中，能夠保證很好的工作環(huán)境，從而確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。電視墻由4臺42″液晶電視組成，4臺一一對應地監(jiān)視4臺汽車衡計量過程，車前、車后車牌，車廂和磅房內(nèi)部全方位監(jiān)控。每臺汽車衡設(shè)置4臺攝像機，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，抓拍人像。視頻圖像在無人值守終端進行視頻存儲，同時將模擬信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號上傳到控制中心。汽車衡配置3盞照明燈，實現(xiàn)夜間的燈光補償。

3.2汽車衡終端子系統(tǒng)

本系統(tǒng)的管理終端采用了GMA機控制器作為開發(fā)系統(tǒng)的管理終端，用戶不直接對數(shù)據(jù)庫進行操作，而是與程序編好的用戶界面進行對話，用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問服務器上的頁面。汽車衡無人值守自動計量系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)無縫對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速交互。

3.3 防作弊子系統(tǒng)

每臺汽車衡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，計量時抓拍車輛的前、后、中間及司機面部圖像，二次計量時系統(tǒng)自動調(diào)出一次抓拍的圖片，進行比對；設(shè)置車輛的皮重超差范圍，超過設(shè)置值系統(tǒng)自動報警。計量過程實現(xiàn)視頻實時監(jiān)控，視頻信息與物流信息、車輛信息一一對應，實時掌握車輛和計量的全過程，利用先進的紅外探測技術(shù)確保車輛完全上秤，達到準確計量。

3.4IC卡管理系統(tǒng)

設(shè)置1臺制卡控制終端，進行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確。實現(xiàn)一車一卡，計量過程實行IC卡一卡通管理，IC卡與計量業(yè)務綁定，固定車輛實行RFID卡計量模式；業(yè)務邏輯控制嚴密、設(shè)置靈活，各種業(yè)務實現(xiàn)閉環(huán)管理；每車業(yè)務從開始到結(jié)束要完成所有的操作步驟，否則無法完成本車計量。

3.5 無人值守軟件系統(tǒng)

計量模式管理：自動計量和遠程計量運行及切換。

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IP地址、登陸名等信息；對客戶進行基本信息維護包括公司名稱、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)務管理功能：廠內(nèi)倒運業(yè)務的計劃錄入、計劃啟用、訂單關(guān)閉；權(quán)限管理功能：計量業(yè)務權(quán)限管理、報表查詢權(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：計量點的系統(tǒng)操作日志和服務器端的操作日志管理；IC卡管理功能：通過IC模塊對IC卡進行維護，包括發(fā)卡、寫卡、掛失操作，設(shè)置IC卡中的各個字段和標記位；車輛信息管理功能：車牌號、單位、皮重、信用等級、業(yè)務類型等；報表管理功能：可以生成各種功能報表，并可以進行自定義條件查詢；設(shè)備監(jiān)控功能：稱重儀表、打印機缺紙、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。實現(xiàn)計量現(xiàn)場無人值守，可根據(jù)業(yè)務實現(xiàn)自動和遠程兩種計量模式。并可根據(jù)管理需求靈活設(shè)置。提高計量業(yè)務的整體作業(yè)效率，單車自助計量處理時間<20s，遠程計量處理時間<30s。

圖3為銷售業(yè)務流程。客戶訂單啟用后給車輛發(fā)IC卡，可以預先發(fā)也可以在進廠時發(fā)。進門時門衛(wèi)進行IC卡查驗，對IC卡信息進行打標，計量皮重時進行圖片抓拍，倉庫裝完貨后對IC卡進行發(fā)貨打標，計毛時系統(tǒng)自動判斷凈重是否超量，根據(jù)需要打印票據(jù)，出門時門衛(wèi)對IC卡進行查驗。

圖4為采購業(yè)務流程。客戶采購訂單啟用后給車輛發(fā)臨時IC卡，進門時門衛(wèi)進行IC卡查驗，對IC卡信息打標，計量毛重時進行圖片抓拍，倉庫卸完貨后對IC卡收貨打標，計皮時系統(tǒng)根據(jù)需要打印票據(jù)，出門時門衛(wèi)對IC卡進行查驗，并收回IC卡。

圖5為倒運業(yè)務流程。倒運業(yè)務主要針對礦石的倒運，車輛基本固定，裝完礦石后，發(fā)貨確認，計完毛重卸貨后進行收貨確認，回皮后根據(jù)需要打印票據(jù)。如果不下車計量，則每一輛車安裝RFID電子標簽，實現(xiàn)不下車的自動計量。

4.主要軟件、硬件設(shè)備

4.1軟件設(shè)備

濟南某公司專門開發(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，合并完成整個流程。

4.2硬件設(shè)備

（1）汽車衡（見圖6）

由于此技改是在傳統(tǒng)汽車衡的基礎(chǔ)上加以改造完成，因此，汽車衡是整個核心。公司采用山東某公司衡器產(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機控制器（見圖7）GAM機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)整個采購、生產(chǎn)、銷售全過程的自動化功能。采用高端工控主機，具有低功耗、高可靠性、高穩(wěn)定性的特點，同時采用嵌入式操作系統(tǒng)，多任務、多線程，保證系統(tǒng)的強實時性。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，自動識別通訊協(xié)議進行匹配，大大方便安裝調(diào)試。純鋼的金屬防水鍵盤設(shè)計，壽命高達200萬次。集成冗余的工業(yè)交換機，光網(wǎng)絡(luò)接口，高速穩(wěn)定地進行數(shù)據(jù)交換，同時可以控制端口、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)部集成的定時器和控制器，按照時間和照度進行照明控制，同時通過輸出也可實時控制照明系統(tǒng)的開關(guān)設(shè)置。智能化的儀表狀態(tài)和傳感器實時監(jiān)測、控制功能，通過遠程系統(tǒng)監(jiān)測計量儀表的工作狀態(tài)，各個傳感器的數(shù)值和狀態(tài)，可進行遠程清零和儀表控制。智能打印控制，采用熱轉(zhuǎn)印的工業(yè)打印機，自動定位、自動切紙、紙張預警，同時設(shè)置一臺備用打印機，提高運行的可靠性。系統(tǒng)實時監(jiān)控打印狀態(tài)，如果打印機返回故障狀態(tài)，系統(tǒng)再嘗試一次打印，并通過返回的錯誤代碼進行錯誤分析，如果錯誤不能系統(tǒng)修復，則啟用備用打印機，并同時通知控制中心，進行報警。

 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，防止寫信息時移動卡發(fā)生故障，設(shè)置應急按鈕，保證IC卡正常抽取。寫完卡后系統(tǒng)進行快速驗證，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)智能標簽讀取。在車輛的右上角張貼RFID標簽，標簽中的ID號為唯一標號，標號與車號一一綁定，對于廠內(nèi)車隊的車輛，可以實行RFID卡管理，達到快速、高效的物流運行。

交通指揮控制功能。通過控制單元控制紅綠燈進行車輛通行指示。可以按照用戶的不同功能要求進行設(shè)置，設(shè)置綠燈表示衡器正常，車輛可以上秤計量。計量時為紅燈，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，計量完成后顯示綠燈，司機可以下磅。

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

強大的數(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，達到設(shè)備的實時監(jiān)視與管理。

（3）其他輔助設(shè)備

計算機設(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)應急預案見表1。

5.經(jīng)濟效益分析

5.1直接經(jīng)濟效益

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

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

5.2 間接經(jīng)濟效益

（1）提高工作效率。計量時間由以前的一輛車3min～5min，縮短為0.5min～1min時間。（2）便于公司領(lǐng)導層透明化管理，數(shù)據(jù)及時共享，隨時掌握生產(chǎn)和銷售情況，生產(chǎn)促進銷售，銷售指導生產(chǎn)，實時、準確、高效傳輸對提高財務核算、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)導決策提供及時、強大的統(tǒng)計分析和報表功能，為領(lǐng)導決策提供可靠的數(shù)據(jù)支持。（3）堵住了計量中的管理漏洞，杜絕了種種作弊現(xiàn)象，提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益

5.3 社會效益

（1）降低勞動強度，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，符合科學發(fā)展觀的要求。（3）各個環(huán)節(jié)更加透明、公開，將會增強企業(yè)與客戶的信任程度。（4）計量管理水平、企業(yè)信息化管理水平大大提高，提升企業(yè)形象。