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大冶特殊钢股份有限公司汽车衡智能计量系统

发布时间:2020-04-29 13:20:18

大冶特钢现有集中计量系统已经投用多年,随着企业产能的扩大,物资计量业务量越来越大,计量任务重,计量工作强度大,计量作业错误率高,计量效率与衡器利用率低,企业、客商、司机在计量业务协同低,计量设备故障定位难,再加上企业人力资源不足,人员成本也越来越高、计量员老龄化问题日趋严重,导致企业计量业务成本不断增加。因此,准确、可靠、高效的无人化及智能化计量显得尤为重要。

1 项目背景

大冶特钢现有集中计量系统已经投用多年,随着企业产能的扩大,物资计量业务量越来越大,计量任务重,计量工作强度大,计量作业错误率高,计量效率与衡器利用率低,企业、客商、司机在计量业务协同低,计量设备故障定位难,再加上企业人力资源不足,人员成本也越来越高、计量员老龄化问题日趋严重,导致企业计量业务成本不断增加。因此,准确、可靠、高效的无人化及智能化计量显得尤为重要。

2 项目实施与应用

2.1 系统架构图

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图1 系统架构图

2.2 系统功能介绍

2.2.1 基础数据管理

(1)系统管理:通过系统管理可设置系统统运行的基本参数和对系统操作员进行有效的管理,保证系统的安全性和实用性,并为整个系统的维护提供方便的手段,提高系统的可靠性、安全性及方便系统以后扩充;

(2)计量点信息管理:管理各个计量点的名称、类型、视频IP地址、数据采集IP地址、控制设备IP地址、仪表类型、仪表通讯协议、打印机、车号识别等。这些信息的正确配置关系计量称重的稳定和安全,一旦确定不得随意修改;

(3)供应商及客户信息管理:系统通过接口接收产销系统供应商、客户基础信息,在系统中将供应商、客户与对应手机号进行绑定,支撑供应商做送货预约以及客户做提货预约;

(4)语音管理:管理本系统中涉及的自定义语音。

2.2.2 预约管理

(1)外购进厂预约管理:供应商每次送货前,通过微信小程序在系统中进行配车预约操作,选择检斤通知单,输入送货车辆的车牌号、司机身份证号、司机手机号、预约到货时间段、到货量,形成进厂预约信息,生成进厂预约信息二维码;

(2)副产品外销出厂计量预约管理:客户每次提货前,通过微信小程序在系统中进行配车预约操作,选择销售订单,输入提货车辆的车牌号、司机身份证号、司机手机号、预约提货时间段、提货量,形成副产品出厂预约信息,生成副产品出厂预约信息二维码。在微信小程序通过手机号进行登录验证,客户只能查询和操作自己的销售订单和预约信;

(3)预约确认管理:对于使用微信的司机,每次运输前,司机通过微信小程序对预约信息确认后生成计量预报信息,计量预报信息包含计量预报的二维码;在微信小程序通过手机号进行登录验证,司机只能查询对应手机号的预约信息,计量预报只能使用一次;对于一车多货的情况,司机确认多条预约,生成多张计量预报信息二维码,必须完成一个完整的计量流程才能进行下一个预报的计量。

2.2.3 汽车衡计量管理

(1)自动判断毛皮:系统根据计量流程以及两次计量后的重量自动判断毛、皮重。

(2)视频录像拍照:汽车衡现场24小时不间断录像,录像直接保存在现场的终端服务器中,避免了网络终端录像无法保存。计量重量确定时对现场进行拍照,包括驾驶室、车牌、车顶、车后等进行拍照,照片与计量数据绑定,自动上传到服务器中。

(3)重量曲线保存:自动记录整个计量过程衡器重量曲线,重量曲线与计量数据绑定,自动上传到服务器中。

(4)红绿灯指挥上下秤:当衡器重量超过设定值(默认500kg)时,红绿灯显示红灯,无重量显示绿灯,当车辆计量完成车下秤后,衡器回零红绿灯变成绿灯,当红灯时车辆上秤,系统将无法计量,需要下秤再次上秤,司机根据红绿灯上下秤,保证衡器能够每次回零,计量准确。

(5)LED屏显示:汽车衡现场配置有LED屏,将计量结果反馈给司机并提示司机进行操作。

(6)语音提示操作:司机在计量的过程中,系统根据不同情况都有相应的语音提示司机进行操作。

(7)二维码识别:对于外购进厂及副产品外销出厂计量业务,通过识别计量预报二维码,获取车辆预报信息;对于外购进厂预报信息二维码包含检斤通知单号、供应商、物料、车号、司机身份证号、司机手机号;对于副产品外销出厂预报信息二维码包含销售订单号、客户、物料、车号、司机身份证号、司机手机号;

(8)RFID卡识别:对于厂内内部倒运车辆,安装RFID卡,一车一卡,当车辆上秤后,系统通过磅房现场安装的RFID读卡器读取卡号,通过卡号获取车号匹配计量预报信息进行计量作业。

(9)车号自动识别:对于外购外销车辆,当车辆上秤后,系统通过车号识别单元,自动识别车牌号,通过车牌号匹配计量预报信息进行计量作业。

(10)自动计量模式:在自动计量模式下,必须保证计量车辆具有计量委托,并且计量委托唯一,计量过程中,系统识别到车牌号后,根据车牌号对应的唯一计量委托自动进行计量。

(11)计量模式切换:在自动计量模式下,系统如果检测到车辆存在作弊嫌疑,将终止自动计量模式,并切换到远程计量模式,由计量员远程进行计量。司机计量过程中遇到困难时,也可通过现场的求助按钮,主动切换到远程计量模式。远程计量结束后,可远程将计量模式切回自动计量模式。

(12)卸货确认:针对外购进厂物资,毛重计量完成后,司机到达料场卸货,卸货员通过手持终端扫描二维码,获取毛重计量信息,核对(核对车号、物料以及相关计量信息与实物是否一致)后进行卸货确认,只有卸货确认后的车辆才允许进行回皮计量。

2.2.4 计量数据管理

(1)计量数据维护:计量业务完成后,对于计量数据存在异常情况的,具备权限的管理员可对计量数据进行维护。

(2)计量数据审核:计量业务完成后,审核员对计量实绩进行审核,审核后的计量实绩才允许对外发布,进行票据打印及上传产销系统操作;对于贵重物资的采购进厂计量实绩,系统进行重点标识,提示审核员;对于不符合计量流程的,例如外购进厂先毛后皮、成品、副产品外销先皮后毛,系统进行报警提示,提示审核员。

(3)计量票据打印:通过配置权限,对已审核的计量数据,各业务管理部门可通过系统按需打印计量结算票据,实现票据电子化传递,减少各部门去计量大厅取票过程,同时可优化票据打印岗位职责。

(4)综合查询与统计:按照与大冶特钢相关业务部门的要求,提供计量数据综合查询与统计的功能。包括班报、日报、月报、季报、半年报、年报等,并支持多种统计方式。

(5)微信小程序应用:供应商、客户(副产品销售)通过微信小程序在系统进行车辆进、出厂的预约,同时可以实时查询、统计相关的的计量实绩。

2.2.5 计量监控管理

(1)现场设备监控:集中对计量磅房现场设备状态进行监控,确保现场设备正常运行,对出现故障的设备及时报警。

(2)计量过程监控:对汽车衡计量过程进行远程监控,确保整个计量过程有序、规范,对于计量过程中存在异常情况的,及时报警。

2.3 系统关键技术

2.3.1 互联网技术

本次智能计量系统首次利用互联网的特点与优势,将微信小程序打造成计量入口,实现检斤通知单下发与配车、计量预约确认、计量二维码生成、计量实绩共享等功能。彻底打破企业与供应商、客户、司机的业务壁垒,实现业务协同,大幅提升计量业务处理效率。

2.3.2 车号识别

车牌识别主要包括车牌图片采集、图片预处理、车牌区域定位、车牌字符分割和车牌字符识别等一系列的算法运算。在实际运用场景中,因类似阴天下雨、车牌有污泥、车牌有磨损、刮风摄像头摇摆、光线不明亮等周边环境的变化导致车号识别有误差的情况。对此问题,系统提供车号修正模块,以计量系统预报表和配车表中有效记录的车号为蓝本,进行车号优化与模糊匹配,提高车号正确率。

2.3.3 反作弊

智能计量首要解决的就是反作弊问题。通过摄像头的人脸识别在区分驾驶室中是否有人,行人行走来判断秤体上是否有人;使用与车辆历史皮重的对比的来解决皮重异常情况;利用对目标车辆当前车与其前一车的计量时间差、重量差来判断是否存在一车反复计量的可能;采用秤体两端红外对射信号衡量车辆是否上秤完全;针对抢秤现象,智能计量系统设置道闸;对计量实绩中的核心数据类似重量、物料名称等采用256位的AES算法进行加密保存,彻底杜绝通过数据库进行人为修改;针对漏检,系统保留衡器重量曲线变化数据、车号、时间、稳定重量以及视频,可以随时复原任意时段的计量场景,确保漏检数据能准确进入系统。

2.3.4 计量监控

智能计量系统首次实现机器代替人从事计量作业,特别注重计量过程监控。反作弊信号监控是针对重量,车位检测,皮重异常,计量时间差,道闸升降等整体逻辑计算,对异常情况予以报警,提醒计量监控人员及时介入,并记录当时所有信号数据,便于追溯;车号识别监控是对车号异常判断,在监控模块,获取车号有三个通道,计量预报、车号识别以及车号修正。当三者车号一致,毫无疑义正常通过,反之,则予以报警,提醒计量监控人员介入;其他设备运行监控是对采集器、语音视频、红绿灯、照明灯、IP语音、LED显示、计量提示、PLC运行以及现场求助的实时状态进行监管,异常情况及时预警,并具备远程操作设备的能力。

2.3.5 电子磅单

电子磅单也是智能计量系统的一大创新,既提高信息共享的效率,又节约计量成本。在智能计量系统中,采用256位的AES加密算法将计量实绩编号,重量,车号等重要信息进行加密形成对应的密文,再把密文生成二维码附录在电子磅单中,作为电子磅单唯一的合法凭证。支持供应商或者客户在线打印磅单,同时,可以通过手机或者其他设备扫描磅单二维码,将获取到的密文数据在系统提供的验证入口输入。若可以快速查询到对应计量实绩数据,则该电子磅单有效合法,反之,无效。用密文作为合法凭证的依据,可以有效杜绝根据生成规则来伪造电子磅单的事故发生。

2.4 系统智能创新

(1)全国首创智能计量:通过车号自动识别、二维码扫描、智能防作弊等技术手段实现自动计量,减少计量过程中人为干预,提高计量效率、降低计量差错率;

(2)计量模式切换:实现自动计量与远程计量模式的自由切换,对于计量过程中的异常情况,计量员可随时干预处理;

(3)互联网技术应用:打造微信小程序,在公司、客商及司机之间搭建起高效沟通桥梁,实现计量业务的高效协同;

(4)车号识别修正:将车号识别率提升到99.9%,远远领先同类型产品的95%的识别率;

(5)计量业务智能判断:通过计算模型快速辨别业务类型并包括判断是否一车联运等复杂业务;

(6)计量过程智能监控:确保秤体关键参数的正常运作,以及便于设备出现问题的精准定位;

(7)智能防作弊:自动判断流程是否完成;计量间隔时间(十分钟之内);连续两次重量接近;皮重异常判断;通过激光反射判断车辆是否上秤不全;通过摄像头的人脸识别再区分驾驶室中是否有人,行人行走来判断秤体上是否有人;系统保留衡器重量曲线变化数据、车号、时间、稳定重量以及视频,可以随时复原任意时段的计量场景;

(8)数据脱敏:对计量实绩中的核心数据类似重量、物料名称等采用256位的AES算法进行加密保存,彻底杜绝通过数据库进行人为修改;同时提取密文生成二维码附录在电子磅单中防作弊。

3 效益分析

新型智能计量系统于2018年8月在大冶特殊钢股份有限公司开发,同年11月投入使用。2019年1月28号竣工验收。在使用过程中与原计量系统各种性能对比效果明显,详情如下:

(1)提升计量效率42%,由原来计量速度平均时间35秒,到现在计量最快10秒内完成,平均20秒完成;

(2)客商满意度提高 55%,在公司、客商及司机之间搭建起高效沟通桥梁,投诉次数由每月平均5起降为0,客商满意度调查由61分提升到了95分;

(3)优化计量岗位

66%,7台汽车衡四班三运转以往需要12名计量员进行作业,现在只需要4名,负责监控、异常处理;

(4)降低计量差错率 90% ,以往人工操作计量作业平均每个月差错16起,现在基本无差错。

摘自《自动化博览》2020年3月刊