物资称重管理是钢铁企业生产经营管理中的一个重要组成部分, 是企业物流管理的载体随着企业的产能不断增加, 物资计量量越来越大, 现有人工计量方式衡器利用率较低、人力资源不足。通过实施智能自动计量系统, 改变原有计量模式, 车辆上秤的时候, 系统通过自动车号识别、自动匹配业务信息来实现计量操作, 计量员只需对有异常情况的车辆进行业务确认, 逐渐成为企业为提高计量效率、堵住计量中人为误差及人为作弊等漏洞、降低企业管理成本及资源损耗的一种解决方案。

新冶钢无人值守自动称重管理系统建立集图像、数据、声音、设备监控于一体的无人值守计量管理模式, 利用多种先进的技术手段辅助计量, 自动控制计量过程, 大大的减少人力操作。系统能够将各汽车衡计量点与远程集控中心有机联合, 通过计量系统使各种信息及时沟通、共享, 各部门之间的业务处理更加高效, 整体提高了物资计量的运行效率和服务水平。

自动计量系统采用Server/Client结构。Client端实现计量业务的流程管理, 集成音视频采集、交互、红外限位、车号识别、重量采集等计量关键要素, 作为准确计量的先决条件。Server端负责对数据集中处理、存储, 实现对计量数据的集中存储, 利于数据查询、追溯。

整个系统采用集中管理、分布监控的设计模式, 所有的业务数据 (数据、语音、图像、控制信号等) 通过前端自动计量终端和软件系统进行就地处理, 通过光纤网络与控制中心进行交互。

系统设计采用三层架构:数据基础层、数据管理层、业务应用层。

(1) 数据基础层—各个计量站点

各计量站点的基础数据包括计量仪表的重量数据读取、监控摄像机的音视频信号采集、红外限位监测信号采集、IP语音对讲信号的交互、视频抓拍车号的信息采集、RFID信号的采集等。

(2) 数据管理层—数据库服务器

数据库服务器是整个系统的核心枢纽, 负责整个计量系统的全部数据的集中存储、管理、运行、控制以及与信息化系统及其它业务系统的交互。

(3) 业务应用层—远程计量工作站及业务站

业务应用层包括远程集控中心计量工作站、结算磅单打印等岗位客户端系统。监控中心各计量员通过授权使用业务应用系统, 实现远程计量业务操作和远程计量监控。业务应用层的核心是应用服务器, 各个业务终端均需要通过应用服务器访问计量系统数据。

自动计量系统数据传输均通过计量专网, 保证了系统的响应速度。系统硬件原理如图1所示。

新冶钢智能自动计量系统车号识别采用RFID射频识别、牌识抓拍识别两套系统。对于厂内倒运车辆, 张贴RFID识别车号, 其他进出厂车辆采用视频抓拍识别。

车号识别均在车辆上秤过程中, 经过地感线圈时, 由地感自动触发相关识别设备实现车号抓取。

RFID是一种无线系统, 由车号读写器、标签和天线等组成。标签粘贴于汽车前挡风玻璃, 电子标签内记录车辆的车号信息。其工作原理是当标签进入天线的扫描范围后, 阅读器发出的射频信号, 借助感应电流所获得的能量, 将信息回馈给阅读器, 经阅读器解码后将信号数据传送给计算机处理。每个电子标签具有唯一的标码, 与车号一一对应, 达到识别车号的目的。

智能牌识车牌抓拍摄像机识别车号, 原理就是通过摄像机拍摄行驶中车辆的车牌图像, 具体经过“车辆检测—图像采集—预处理—车牌定位—字符分割—字符识别—结果输出”等步骤。

通过红外限位系统, 计量软件自动判断车辆上秤情况, 有效避免车辆在过磅时前后轮不完全上磅情况的发生。

网络广播语音通信系统采用IP语音对讲技术和TCP/IP网络技术的专线组网方式, 以太网传输系统为基础, 建立网络广播语音通信系统的IP承载网络, 使用先进的IP语音对讲技术实现可靠的广播和语音通信功能, 可保障计量大厅和现场称重计量点的语音通信。可实现计量员呼叫计量点、计量点求助方式呼叫计量员、播报操作提示语音、播报计量结果的功能。语音通话质量、稳定性优于通过视频监控系统所实现的语音功能。

视频监控系统由网络监控摄像机、网络硬盘录像机组成, 汽车衡现场24 h不间断录像, 录像保存在网络硬盘录像机中, 可按过磅时间回放录像, 查看历史过磅情况。

计量重量稳定后, 自动计量软件自动对现场进行拍照, 包括驾驶室、车牌、车顶、车后等进行拍照, 照片与计量重量数据关联, 同步上传至服务器, 便于后期查询追溯。

新冶钢自动计量系统根据实际计量业务类型, 采用自动/自助相结合的方式。厂内倒运计量以自助计量为主, 需要司机进行少量操作, 进出厂商贸衡计量则实现自动计量, 司机全程无需干预。

自助计量终端采用触控一体机, 设置虚拟键盘供司机操作, 界面如图2所示。

计量过程中如有异议, 系统可根据预先设定的场景实现终止计量或将该任务自动推送给远程计量人员, 由计量人员人工确认过磅;如果有疑问司机可按“求助”按钮, 由计量人员远程协助。

自助计量模式下, 计量过程中司机发现不具备自助计量条件的, 可通过“远程计量”按钮, 将该任务自动人工推送给远程计量人员, 由计量人员人工确认过磅。

根据厂内倒运业务情况, 提前在系统中录入业务流程信息, 信息主要包括业务号、物资来源、物资去处。

(1) 车辆在衡器绿灯状态下上秤, 当车辆经过地感时, 系统自动触发车号识别功能来获取车号。

(2) 当车辆部分上秤, 重量大于500kg时, 红绿灯切换到红灯状态。

(3) 系统开始采集判断红外限位等设备状态。

(4) 车辆上秤并正确停放后, 系统提示司机下车。

(5) 司机通过张贴的业务流程表, 输入3位业务号, 自动带出业务信息。

(6) 司机确认车号和信息无误后, 点击“称重保存”按钮, 系统自动锁定稳定重量并确认保存数据。

(7) 计量数据保存后, 系统通过语音提示和文字提示司机已经计量完成请离开秤台, 衡器归零, 红绿灯变为绿灯, 等待下一车辆进行计量。

(8) 如果是二次计量, 则计量数据保存后自助终端机嵌入式打印机, 自动实现现场出票。

自助计量时, 司机操作流程如图3所示。

自动计量的先决条件是业务信息的自动获取。新冶钢自动计量系统通过与公司制造管理系统建立接口, 从制造系统管理系统获取以车号为关键信息的电子委托单。系统自动识别车号后, 根据车号查询出对应的委托单, 匹配对应的业务信息来完成计量。

自动计量与自助计量相比, 软件内部判断处理逻辑基本一致, 只是不需要人为干预, 业务信息自动匹配后, 满足重量稳定、车辆完全上秤、车号已识别的基础上, 自动完成称重保存操作, 数据存储格式和自助计量一致。

(1) 实现自动/自助计量, 最大限度减少计量过程中人为干预。

(2) 红外限位, 车辆压秤预警。

(3) 红绿灯指挥上下秤:系统根据重量控制计量过程中的红绿灯状态, 指示司机上下秤。

(4) 历史皮重比较超差预警。

(5) 重量自动采集并进行稳定判断。

(6) 通过RFID、牌识抓拍, 实现车号自动识别。

(7) 整个计量过程24 h实时视频录像。

(8) 自动判断毛皮。

(9) 远程IP语音对话。

(10) 自动通过IP语音进行提示操作。

(11) 秤点计量状态监控:包括网络状态、红绿灯状态、红外对射、衡器重量、计量状态信息。

(12) 秤点设备远程控制:计量模式切换、暂停自助/自动计量、表头远程清零、照明控制等。

(13) 重量曲线采集, 整个计量过程衡器重量曲线自动记录, 可事后分析是否存在作弊现象。

(14) 计量小票自动打印。

通过实施智能自动计量项目, 在原来计量系统的基础上, 充分利用现有资源, 吸收先进经验, 结合实际, 大胆创新, 改变原有计量模式, 建设了具有新冶钢特色的智能自动计量系统。实际计量过程中, 计量员只需对有异常情况的车辆进行业务确认, 节约了人力, 堵住计量中人为误差及人为作弊等漏洞、降低企业管理成本及资源损耗, 大大提高了劳动效率, 取得了显著的经济效益。该项目的实施实现了新冶钢物资计量效率的再一次大幅度提升, 标志着新冶钢物资称重计量水平的一次质的飞跃。