汽車衡無(wú)人值守自動(dòng)稱重系統(tǒng)的應(yīng)用及效果
1.汽車衡計(jì)量存在的問題
目前我公司共設(shè)計(jì)安裝7臺(tái)汽車衡,分別安裝在兩個(gè)大門的3臺(tái)汽車衡,負(fù)責(zé)外進(jìn)、外出貨物的計(jì)量;3臺(tái)汽車衡均建造了磅房,有局域網(wǎng)光纖接入。原設(shè)計(jì)計(jì)量狀態(tài)為:車輛過(guò)衡由人工管理、軟件計(jì)量,通過(guò)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(jí)聯(lián)磅單。
山水水泥集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)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(chǎng)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)量工作十分繁忙,進(jìn)行銷售、采購(gòu)的車輛每3、4min就有一臺(tái)需要計(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)度高??蛻舻馁?gòu)買量和余額數(shù)據(jù)不能保證銷售部和磅房數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)一致,磅房人員需要不斷地通過(guò)電話或人工方式相互查對(duì)。產(chǎn)品批次也要通過(guò)人工累加的方式進(jìn)行計(jì)算、統(tǒng)計(jì)。日?qǐng)?bào)、月報(bào)等信息都要通過(guò)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(lái)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(lái)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(lái)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(wú)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(wú)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。
汽車衡進(jìn)行磅房改造,利用GAM機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)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(guò)程的真實(shí)性和可靠性。利用權(quán)限設(shè)置、皮重檢測(cè)、傳感器監(jiān)測(cè)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(duì)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(hào)等信息,通過(guò)上位機(jī)對(duì)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。客戶拿制作好的卡開車去地磅過(guò)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)肫嚭猓到y(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(kù)服務(wù)器中所存儲(chǔ)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(yǔ)音提示“非稱重車輛請(qǐng)離開稱體”,并由地磅員進(jìn)行人工處理和操作。系統(tǒng)通過(guò)汽車衡前后限位器來(lái)判斷車輛是否停穩(wěn),如果未停穩(wěn),則提示“請(qǐng)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(chǔ)該車輛的稱重信息,并提示該車輛“稱重完畢,請(qǐng)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(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器存儲(chǔ)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(duì)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(duì)已裝貨物車輛進(jìn)行再次的身份識(shí)別,以及其他信息的核對(duì),對(duì)所裝貨物進(jìn)行毛重過(guò)磅,復(fù)磅核對(duì)所裝載貨物重量,核對(duì)無(wú)誤進(jìn)行結(jié)算,結(jié)算完畢后放行。對(duì)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(duì)話,待查明原因后予以處理,對(duì)于處理的過(guò)程,數(shù)據(jù)庫(kù)均有存底,存儲(chǔ)于服務(wù)器中。核對(duì)成功可放行的車輛會(huì)有相應(yīng)的單據(jù)打印出來(lái)。整個(gè)過(guò)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(tái)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(tái)42″液晶電視組成,4臺(tái)一一對(duì)應(yīng)地監(jiān)視4臺(tái)汽車衡計(jì)量過(guò)程,車前、車后車牌,車廂和磅房?jī)?nèi)部全方位監(jiān)控。每臺(tái)汽車衡設(shè)置4臺(tái)攝像機(jī),外圍配置3臺(tái),監(jiān)控車頭、車尾、貨物,設(shè)置1臺(tái)人像攝像機(jī),抓拍人像。視頻圖像在無(wú)人值守終端進(jìn)行視頻存儲(chǔ),同時(shí)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)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汽車衡終端子系統(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(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作,而是與程序編好的用戶界面進(jìn)行對(duì)話,用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器上的頁(yè)面。汽車衡無(wú)人值守自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)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(tái)汽車衡配置兩對(duì)紅外對(duì)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(duì);設(shè)置車輛的皮重超差范圍,超過(guò)設(shè)置值系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。計(jì)量過(guò)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(duì)應(yīng),實(shí)時(shí)掌握車輛和計(jì)量的全過(guò)程,利用先進(jìn)的紅外探測(cè)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(tái)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(hào)。物資與IC卡中的倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行綁定,指定的物資入指定的庫(kù)房,出庫(kù)也必須與IC卡中的物質(zhì)相一致才允許放行,保證出入庫(kù)物資的準(zhǔn)確。實(shí)現(xiàn)一車一卡,計(jì)量過(guò)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(wú)法完成本車計(jì)量。
3.5 無(wú)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(zhǎng)度、精度、廠家、型號(hào)、區(qū)域、IP地址、硬盤錄像機(jī)IP地址、登陸名等信息;對(duì)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(jiǎn)碼、信用等級(jí)等。無(wú)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(guò)IC模塊對(duì)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(hào)、單位、皮重、信用等級(jí)、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(chǎng)無(wú)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??蛻粲唵螁⒂煤蠼o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(duì)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(cāng)庫(kù)裝完貨后對(duì)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(duì)IC卡進(jìn)行查驗(yàn)。
圖4為采購(gòu)業(yè)務(wù)流程??蛻舨少?gòu)訂單啟用后給車輛發(fā)臨時(shí)IC卡,進(jìn)門時(shí)門衛(wèi)進(jìn)行IC卡查驗(yàn),對(duì)IC卡信息打標(biāo),計(jì)量毛重時(shí)進(jìn)行圖片抓拍,倉(cāng)庫(kù)卸完貨后對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)比較穩(wěn)定、安全。利用無(wú)人值守地磅系統(tǒng)與其對(duì)接,合并完成整個(gè)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(gè)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(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(gòu)、生產(chǎn)、銷售全過(guò)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(jí),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(guò)軟件設(shè)置端口形式:RS232/ RS422/RS485,自動(dòng)識(shí)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(wàn)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(guò)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(guò)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(cè)、控制功能,通過(guò)遠(yuǎn)程系統(tǒng)監(jiān)測(cè)計(jì)量?jī)x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(tái)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(guò)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(guò)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(wú)線射頻識(shí)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(hào)為唯一標(biāo)號(hào),標(biāo)號(hào)與車號(hào)一一綁定,對(duì)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(guò)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(qǐng)等待。也可以用來(lái)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(guò)LED屏顯示計(jì)量信息,包括車號(hào)、物料信息、重量值、磅號(hào)等,通過(guò)后臺(tái)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(shí)別系統(tǒng)、信號(hào)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
(1)降低人力及管理成本。目前汽車衡7臺(tái),原有計(jì)量模式需司磅員28名,實(shí)行無(wú)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(wàn)元/年,年直接節(jié)約開支66萬(wàn)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(wàn)元。 節(jié)約人力成本+運(yùn)行成本=86萬(wàn)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(duì)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。