1 項目背景

大冶特鋼現有集中計量系統已經(jīng)投用多年，隨著(zhù)企業(yè)產(chǎn)能的擴大，物資計量業(yè)務(wù)量越來(lái)越大，計量任務(wù)重，計量工作強度大，計量作業(yè)錯誤率高，計量效率與衡器利用率低，企業(yè)、客商、司機在計量業(yè)務(wù)協(xié)同低，計量設備故障定位難，再加上企業(yè)人力資源不足，人員成本也越來(lái)越高、計量員老齡化問(wèn)題日趨嚴重，導致企業(yè)計量業(yè)務(wù)成本不斷增加。因此，準確、可靠、高效的無(wú)人化及智能化計量顯得尤為重要。

2 項目實(shí)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(guò)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(jìn)行有效的管理，保證系統的安全性和實(shí)用性，并為整個(gè)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(diǎn)信息管理：管理各個(gè)計量點(diǎn)的名稱(chēng)、類(lèi)型、視頻IP地址、數據采集IP地址、控制設備IP地址、儀表類(lèi)型、儀表通訊協(xié)議、打印機、車(chē)號識別等。這些信息的正確配置關(guān)系計量稱(chēng)重的穩定和安全，一旦確定不得隨意修改；

（3）供應商及客戶(hù)信息管理：系統通過(guò)接口接收產(chǎn)銷(xiāo)系統供應商、客戶(hù)基礎信息，在系統中將供應商、客戶(hù)與對應手機號進(jìn)行綁定，支撐供應商做送貨預約以及客戶(hù)做提貨預約；

（4）語(yǔ)音管理：管理本系統中涉及的自定義語(yǔ)音。

2.2.2 預約管理

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

（2）副產(chǎn)品外銷(xiāo)出廠(chǎng)計量預約管理：客戶(hù)每次提貨前，通過(guò)微信小程序在系統中進(jìn)行配車(chē)預約操作，選擇銷(xiāo)售訂單，輸入提貨車(chē)輛的車(chē)牌號、司機身份證號、司機手機號、預約提貨時(shí)間段、提貨量，形成副產(chǎn)品出廠(chǎng)預約信息，生成副產(chǎn)品出廠(chǎng)預約信息二維碼。在微信小程序通過(guò)手機號進(jìn)行登錄驗證，客戶(hù)只能查詢(xún)和操作自己的銷(xiāo)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(guò)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(guò)手機號進(jìn)行登錄驗證，司機只能查詢(xún)對應手機號的預約信息，計量預報只能使用一次；對于一車(chē)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(gè)完整的計量流程才能進(jìn)行下一個(gè)預報的計量。

2.2.3 汽車(chē)衡計量管理

（1）自動(dòng)判斷毛皮：系統根據計量流程以及兩次計量后的重量自動(dòng)判斷毛、皮重。

（2）視頻錄像拍照：汽車(chē)衡現場(chǎng)24小時(shí)不間斷錄像，錄像直接保存在現場(chǎng)的終端服務(wù)器中，避免了網(wǎng)絡(luò )終端錄像無(wú)法保存。計量重量確定時(shí)對現場(chǎng)進(jìn)行拍照，包括駕駛室、車(chē)牌、車(chē)頂、車(chē)后等進(jìn)行拍照，照片與計量數據綁定，自動(dòng)上傳到服務(wù)器中。

（3）重量曲線(xiàn)保存：自動(dòng)記錄整個(gè)計量過(guò)程衡器重量曲線(xiàn)，重量曲線(xiàn)與計量數據綁定，自動(dòng)上傳到服務(wù)器中。

（4）紅綠燈指揮上下秤：當衡器重量超過(guò)設定值（默認500kg）時(shí)，紅綠燈顯示紅燈，無(wú)重量顯示綠燈，當車(chē)輛計量完成車(chē)下秤后，衡器回零紅綠燈變成綠燈，當紅燈時(shí)車(chē)輛上秤，系統將無(wú)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(chē)衡現場(chǎng)配置有LED屏，將計量結果反饋給司機并提示司機進(jìn)行操作。

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

（7）二維碼識別：對于外購進(jìn)廠(chǎng)及副產(chǎn)品外銷(xiāo)出廠(chǎng)計量業(yè)務(wù)，通過(guò)識別計量預報二維碼，獲取車(chē)輛預報信息；對于外購進(jìn)廠(chǎng)預報信息二維碼包含檢斤通知單號、供應商、物料、車(chē)號、司機身份證號、司機手機號；對于副產(chǎn)品外銷(xiāo)出廠(chǎng)預報信息二維碼包含銷(xiāo)售訂單號、客戶(hù)、物料、車(chē)號、司機身份證號、司機手機號；

（8）RFID卡識別：對于廠(chǎng)內內部倒運車(chē)輛，安裝RFID卡，一車(chē)一卡，當車(chē)輛上秤后，系統通過(guò)磅房現場(chǎng)安裝的RFID讀卡器讀取卡號，通過(guò)卡號獲取車(chē)號匹配計量預報信息進(jìn)行計量作業(yè)。

（9）車(chē)號自動(dòng)識別:對于外購外銷(xiāo)車(chē)輛，當車(chē)輛上秤后，系統通過(guò)車(chē)號識別單元，自動(dòng)識別車(chē)牌號，通過(guò)車(chē)牌號匹配計量預報信息進(jìn)行計量作業(yè)。

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

（11）計量模式切換：在自動(dòng)計量模式下，系統如果檢測到車(chē)輛存在作弊嫌疑，將終止自動(dòng)計量模式，并切換到遠程計量模式，由計量員遠程進(jìn)行計量。司機計量過(guò)程中遇到困難時(shí)，也可通過(guò)現場(chǎng)的求助按鈕，主動(dòng)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(dòng)計量模式。

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

2.2.4 計量數據管理

（1）計量數據維護：計量業(yè)務(wù)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(jìn)行維護。

（2）計量數據審核：計量業(yè)務(wù)完成后，審核員對計量實(shí)績(jì)進(jìn)行審核，審核后的計量實(shí)績(jì)才允許對外發(fā)布，進(jìn)行票據打印及上傳產(chǎn)銷(xiāo)系統操作；對于貴重物資的采購進(jìn)廠(chǎng)計量實(shí)績(jì)，系統進(jìn)行重點(diǎn)標識，提示審核員；對于不符合計量流程的，例如外購進(jìn)廠(chǎng)先毛后皮、成品、副產(chǎn)品外銷(xiāo)先皮后毛，系統進(jìn)行報警提示，提示審核員。

（3）計量票據打?。和ㄟ^(guò)配置權限，對已審核的計量數據，各業(yè)務(wù)管理部門(mén)可通過(guò)系統按需打印計量結算票據，實(shí)現票據電子化傳遞，減少各部門(mén)去計量大廳取票過(guò)程，同時(shí)可優(yōu)化票據打印崗位職責。

（4）綜合查詢(xún)與統計：按照與大冶特鋼相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)的要求，提供計量數據綜合查詢(xún)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(hù)（副產(chǎn)品銷(xiāo)售）通過(guò)微信小程序在系統進(jìn)行車(chē)輛進(jìn)、出廠(chǎng)的預約，同時(shí)可以實(shí)時(shí)查詢(xún)、統計相關(guān)的的計量實(shí)績(jì)。

2.2.5 計量監控管理

（1）現場(chǎng)設備監控：集中對計量磅房現場(chǎng)設備狀態(tài)進(jìn)行監控，確?，F場(chǎng)設備正常運行，對出現故障的設備及時(shí)報警。

（2）計量過(guò)程監控：對汽車(chē)衡計量過(guò)程進(jìn)行遠程監控，確保整個(gè)計量過(guò)程有序、規范，對于計量過(guò)程中存在異常情況的，及時(shí)報警。

2.3 系統關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

本次智能計量系統首次利用互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢，將微信小程序打造成計量入口，實(shí)現檢斤通知單下發(fā)與配車(chē)、計量預約確認、計量二維碼生成、計量實(shí)績(jì)共享等功能。徹底打破企業(yè)與供應商、客戶(hù)、司機的業(yè)務(wù)壁壘，實(shí)現業(yè)務(wù)協(xié)同，大幅提升計量業(yè)務(wù)處理效率。

2.3.2 車(chē)號識別

車(chē)牌識別主要包括車(chē)牌圖片采集、圖片預處理、車(chē)牌區域定位、車(chē)牌字符分割和車(chē)牌字符識別等一系列的算法運算。在實(shí)際運用場(chǎng)景中，因類(lèi)似陰天下雨、車(chē)牌有污泥、車(chē)牌有磨損、刮風(fēng)攝像頭搖擺、光線(xiàn)不明亮等周邊環(huán)境的變化導致車(chē)號識別有誤差的情況。對此問(wèn)題，系統提供車(chē)號修正模塊，以計量系統預報表和配車(chē)表中有效記錄的車(chē)號為藍本，進(jìn)行車(chē)號優(yōu)化與模糊匹配，提高車(chē)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(wèn)題。通過(guò)攝像頭的人臉識別在區分駕駛室中是否有人，行人行走來(lái)判斷秤體上是否有人；使用與車(chē)輛歷史皮重的對比的來(lái)解決皮重異常情況；利用對目標車(chē)輛當前車(chē)與其前一車(chē)的計量時(shí)間差、重量差來(lái)判斷是否存在一車(chē)反復計量的可能；采用秤體兩端紅外對射信號衡量車(chē)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(shí)績(jì)中的核心數據類(lèi)似重量、物料名稱(chēng)等采用256位的AES算法進(jìn)行加密保存，徹底杜絕通過(guò)數據庫進(jìn)行人為修改；針對漏檢，系統保留衡器重量曲線(xiàn)變化數據、車(chē)號、時(shí)間、穩定重量以及視頻，可以隨時(shí)復原任意時(shí)段的計量場(chǎng)景，確保漏檢數據能準確進(jìn)入系統。

2.3.4 計量監控

智能計量系統首次實(shí)現機器代替人從事計量作業(yè)，特別注重計量過(guò)程監控。反作弊信號監控是針對重量，車(chē)位檢測，皮重異常，計量時(shí)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(shí)介入，并記錄當時(shí)所有信號數據，便于追溯；車(chē)號識別監控是對車(chē)號異常判斷，在監控模塊，獲取車(chē)號有三個(gè)通道，計量預報、車(chē)號識別以及車(chē)號修正。當三者車(chē)號一致，毫無(wú)疑義正常通過(guò)，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(yǔ)音視頻、紅綠燈、照明燈、IP語(yǔ)音、LED顯示、計量提示、PLC運行以及現場(chǎng)求助的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監管，異常情況及時(shí)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(chuàng )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(shí)績(jì)編號，重量，車(chē)號等重要信息進(jìn)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(hù)在線(xiàn)打印磅單，同時(shí)，可以通過(guò)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(xún)到對應計量實(shí)績(jì)數據，則該電子磅單有效合法，反之，無(wú)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(lái)偽造電子磅單的事故發(fā)生。

2.4 系統智能創(chuàng )新

（1）全國首創(chuàng )智能計量：通過(guò)車(chē)號自動(dòng)識別、二維碼掃描、智能防作弊等技術(shù)手段實(shí)現自動(dòng)計量，減少計量過(guò)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(shí)現自動(dòng)計量與遠程計量模式的自由切換，對于計量過(guò)程中的異常情況，計量員可隨時(shí)干預處理；

（3）互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(shí)現計量業(yè)務(wù)的高效協(xié)同；

（4）車(chē)號識別修正：將車(chē)號識別率提升到99.9%，遠遠領(lǐng)先同類(lèi)型產(chǎn)品的95%的識別率；

（5）計量業(yè)務(wù)智能判斷：通過(guò)計算模型快速辨別業(yè)務(wù)類(lèi)型并包括判斷是否一車(chē)聯(lián)運等復雜業(yè)務(wù)；

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

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

（8）數據脫敏：對計量實(shí)績(jì)中的核心數據類(lèi)似重量、物料名稱(chēng)等采用256位的AES算法進(jìn)行加密保存，徹底杜絕通過(guò)數據庫進(jìn)行人為修改；同時(shí)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(kāi)發(fā)，同年11月投入使用。2019年1月28號竣工驗收。在使用過(guò)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(lái)計量速度平均時(shí)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(mǎn)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(mǎn)意度調查由61分提升到了95分；

（3）優(yōu)化計量崗位

66%，7臺汽車(chē)衡四班三運轉以往需要12名計量員進(jìn)行作業(yè)，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(yè)平均每個(gè)月差錯16起，現在基本無(wú)差錯。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年3月刊