目前, 国内大多数厂矿企业的汽车物资计量都采取离散计量方式, 即在厂区内必要的地方设置计量点, 安装计量设备以及其他辅助设施后派驻专人值守作业的方式。过磅负荷不均、计量设备和人员等不能动态平衡调度、 技术手段有限等诸多原因,导致了效率低下、数据共享性差、 物流和信 息流不能 较好匹配 等现象。 国内外目前已建成的部分汽车衡远程计量系统虽然实 现了磅房 现场无人 值守远程 计量的目 标,但仅仅立足于纯粹的计量功能,仍然从职能部门的视角出发,没有在过程思想的指导下,在整体流程上实现物资的提前预报、进出厂管理、称重计量、取样/卸货/装货确认等整体流程的管控和跟踪, 因而对厂矿企业汽车物资计量各个环节和流程并没有带来革命性的突破。此外,在应用的 技术手段 和方法上 也存在一 定的欠缺 , 不具有诸如全方位视频监控、语音对讲、防作弊、多磅一机、异地过磅、期限皮重、远程票据打 印等功能。


为解决上述问题, 本文介绍了一种基于过程感知思想的汽车衡集中计量系统的设计与实现。该系统于2010年在武钢集团昆明钢铁股份有限公司投入使用,效果良好。


1 过程感知信息系统
业务流程再造BPR(Business Process Reengineering )[1,2]认为应该把不同组织单元中使用的专业任务统一起来, 成为一致的全局可见的过程。而IT技术提供的不仅是单个业务过程的自动化,也应该被当作协调、连接任务和资源的手段。随着BPR概念的深入和信息技术应用的日趋成熟,“过程思想”和“过程再设计 ”逐渐成为 信息系统构建的主流思想。于是,传统的以职能为核心构建信息系统的思想也逐渐向“过程管理”、“过程监控”转 移 ,过程感知 的信息系 统思想由此产生。


参考文献[3]中给出了过程感知信息系统PAIS (Process-Aware Information System ) 的定义 : 一个关于过程模型的、用来管理和执行过程的软件 系统,其中的过程涉及人、应用程序和信息资源等。由于过程模型保留了原先开发者对系统的认识, 因此这种设计方式可以使企业应用程序集成能够快速地响应需求(目标)和环境的变化。过程模 型显式化 的思想在 企业应用 程序集成 、工作流管理、计算机支持的协同工作以及Web服务组合等大规模编程领域都得到了广泛应用[4]。


2 系统设计与实现
过程感知汽车衡集中计量系统结合了网络、计算机、通信、自动化等技术。系统的网络结构示意图如图1所示。

系统由计量卡综合管理单元、物资预报数据采集单元、进/出厂刷卡确认单元、磅秤房现场设备单 元、称重处 理单元、取 样/卸货/装货刷卡 确认单元、B/S查询单元、服务器单元组成。单元结构如图2所示。


(1 ) 计量卡综合管理单元
计量卡综合管理单元由运行在计算机上的计量卡综合管理程序及通过计算机串口进行连接的IC卡读写器构成。计量卡综合管理程序通过IC卡读写器完成对计量卡的写卡、注册、分配、回收、注销操作,实现对计量卡的综合管理。该单元由计量管理部门负责。


(2 ) 物资预报数据采集单元
物资预报数据采集单元实质是运行在计算机上的物资预报数据采集程序。通过物资预报数据采集程序提供的录入界面,完成预报数据, 如车号、卡号、物资名称、收/发货单位、供应商等信息的新增、修 改、删除功 能 ,实现对物 资预报数据的管理。 该单元由供应商、采购部门、承运商等能 提前获得 确切物资 计量信息 的部门负 责。


(3 ) 进 / 出厂刷卡确认单元
进/出厂刷卡确认单元由运行在计算机上的进/出厂刷卡确认程序及通过计算机串口进行连接的IC卡读写器构成。进/出厂刷卡确认程序通过IC卡读写器完成对刷卡车辆进/出厂时间、司机身份信息等的确认和记录。该单元由保卫部门负责。


(4 ) 称重处理单元
称重处理单元为运行在集中计量管控大厅计算机终端上的计量程序, 具备全方位的视频监控、语音对讲、防作弊曲线、红外对射、重量图片截图保存 、期限皮重 报警、多磅 一机、异地 过磅等功能。计量员通过该程序提供的功能,根据远程实时视频,刷卡匹配的预报信息以及仪表、道闸、红外等传送的信号完成物资的远程计量工作, 系统在计量完成后会自动播放事先录制好的“计量完 成”语音并 发送信号 灯信号 ,提示司机此次计量完成, 最后根据需要远程打印计量相关票据。该单元由计量部门负责。


(5 ) 磅秤房现场设备单元
磅秤房现场设备单元由磅秤房现场的各种设备组成,如称重仪表、MOXA卡、RTU控制器、交换机、液晶屏、道闸、红绿灯、拾音器、音柱、摄像头、红外对射、打印机、照明摄灯 、读卡器、硬 盘录像机、功放等。该单元的主要功能是将现场的音频、视频、仪表重量信号、红外信号、红绿灯信号、 红外信号等远传至计量中心的计算机终端上并接收或执行远程计量中心计量员发出的相关控制信 号 ,如音频播 放、语音交 流、道闸升 降、票据打印等。


磅秤房现场设备单元组成如图3所示。


(6 ) 取样 / 卸货 / 装货刷卡确认单元
取样/卸货/装货刷卡 确认单元 由运行在 计算机上 的取样/卸货/装货刷卡 确认程序 及通过计算机串口进行连接的IC卡读写器构成。汽车计量完成、行至取样/卸货/装货点后,取样员/卸货员/装货员通过该单元完成取样/卸货/装货的确认工作。该单元分别由质检、物资接收和物资外送部门负责。


(7 )B/S查询单元
B/S查询单元 为运行在 计算机上 的B/S程序,提供相关计量数据的查询、统计和分析等功能,此功能为取消纸质计量单据、实现单据电子化提供了支撑。


(8 ) 服务器单元


服务器单元由应用程序服务器、数据库服务器、存储阵列等设备组成,系统的业务逻辑和数据存储由此单元负责, 并且2台服务器互为热备,保证了系统的稳定运行。


3 系统流 程
过程感知 汽车衡集 中计量系 统流程如 图4所示。

以物资采购进厂送货计量流程为例 , 流程运作如下。


(1 ) 计量卡注册、分配 (401 )
计量管理部门通过计量卡综合管理单元进行注册、分配等操作后将生效的计量卡分发给供应商、采购部、承运商、销售部等相关单位,然后由这些单位对各自的计量卡进行管理并根据需要发放给汽车驾驶员。


(2 ) 计量预报 (402 )
当有物资 计量需要 时 ,供应商、采 购部、承运商、 销售部等预报单位通过物资预报数据采集单元 提前将汽 车物资计 量信息 , 如车号、卡 号、物资名称、收/发货单位、供应商、驾驶员身份证号等信息录入系统作为预报计量信息。


(3 ) 汽车进厂 (403 )
汽车进入厂矿时, 驾驶员在读卡器上进行刷卡操作, 门卫在计算机上查验刷卡后显示的信息,确认车号、卡号、物资、收/发货单位等必要信息后在系统中予以确认并放行。


(4 ) 一次计量 (404 )
汽车到达磅秤房计量点后,驾驶员在一体机柜的读卡器上进行刷卡操作, 计量员在远程计量中心终端上审核刷卡显示的预报信息后进行重车计量(一次计量)。如果计量员对预报信息有疑问或者驾驶员在现场一体机液晶屏上看到的预报信息有误, 则可通过语音对讲或票据摄像头下 的文字交 流完成双 方的交流 确认工作 。双方都确认无误、完成称重工作后,系统自动播放事先录制好 的“计量完 成”语音、升 起出口道 闸拦杆、发送绿灯信号并将本次重量等计量信息发送到一体机液晶屏上, 驾驶员确认无误并根据需要索取票据后驾驶汽车离开计量点。其中 票据的二 维条码与 系统计量 记录一一 对应 , 防止了伪造的可能, 这为取代原计量员在现场进行的开单、重量填写、签字盖章等工作提供了可能。过磅界面如图5所示。


(5 ) 取样 / 卸货 / 装货 (405 )
汽车前往取样/卸货点,取样/卸货点相关人员在完成实际取样/卸货工作并确认后, 通过刷卡在系统中完成该车的取样/卸货确认工作。而此步骤的确认工作也相当于原签字盖章工作。


(6 ) 二次计量 (406 )
汽车再次前往磅秤房计量点, 驾驶员在一体机的读卡器上进行刷卡操作, 完成404步骤中相反的计量操作,即进行空车二次计量。此步骤系统会检查是否完成了405步骤中的确认工作,如果未确认 ,则不允许 进行计量 ,驾驶员必 须返回完成405步骤中的确认工作。二次计量的计量点可以与一次计量不同, 系统会自动查找并匹配第1次计量的记录,完成计量操作。


在本步骤和一次计量的计量过程中, 系统通过6个摄像头分 别对车头 、车尾、车顶 、驾驶室、票据台、磅 秤房内部 进行全方 位的监控 ,再加上红外对射判断车辆是否按规定要求停车到位、过磅突变曲线、历史皮重异常报警等现代技术手段, 使得计量员较以往有了对现场过磅车辆综合情况的更 为全面、直 观、清晰的 了解 ,因此更能预防和发现作弊行为。此外,由于系统在保存的瞬间将摄像头的图片截图并在其上叠加了重量, 因此当计量出现争议或其他异常情况时, 还可以通过调取过磅录像以及当时的计量图片进行分析比对, 保证了计量数据的真实性和可追溯性。


此外, 本步骤和一次计量的计量程序具有多磅一机功能, 司磅员可以同时接管多个计量点。当某计量点有车上秤时,系统会给出语音提示“有车 上秤”,并使该计 量点闪烁 来提示计 量员进行计量操作。


(7 ) 汽车出厂 (407 )
完成空车计量离开厂区时, 驾驶员在读卡器上进行刷卡操作, 门卫在计算机上查验刷卡后显示的信息,确认车号、卡号、物资、收/发货单位等必要信息后在系统中予以确认并放行。


(8 ) 查询、统计和分析 (408 )
相关单位通过B/S系统进行计量相关数据的查询、统计和分析工作。由于数出一源,所以各单位不会再出现以往纸质统计错误导致的数据不一致、相互扯皮问题,而且由于统计工作交由系统完成,所以也减轻了统计人员的工作量。


(9 ) 计量卡回收和注销 (409 )
计量管理部门根据需要对计量卡进行回收工作,处于回收状态的计量卡将不可用,如果计量卡损坏或者 丢失 ,则将其注 销 ;当然 ,如果计量卡使用单位是长期合作伙伴或者厂矿内部单 位,也可长期持有并对其使用进行有效管理,从而进行循环使用。


以上步骤描述了汽车物资采购进厂计量相关流程, 对于厂矿内部物资倒转等其他计量流程来说,步骤更为简单,如厂矿内部物资倒转只需大体 按照步骤401,402,404,405,406,408, 409执行 , 甚至可以采取期限皮重计量方式 , 即一天24 h内某车辆只过一次空车并将此次空车重量作为当天的皮重, 这可以大大节约物流时间、降低物流成本。


4 应用效 果
基于过程感知思想的汽车衡集中计量系统实现了 汽车远程 集中计量 及异地过 磅的功能 , 可以通过 监控和平 衡各计量 点的过磅 物流 ,大大减轻甚至杜绝车辆排长龙等待过磅、堵塞道路的情况。 汽车远程集中计量及多磅一机的实现,使得所有计 量员集中 于一个大 厅 ,人力、设备各种资源可以动态调度, 大大减少了计量员的需求数量,降低了人力成本,同时降低了司磅员的工作强度、改善了工作环境。通过摄像头、红外对射、过磅突变曲线、历史皮重异常报警等 现代技术手段, 使得计量员较以往有了对现场过磅车辆综合情况的更为全面、直观、清晰的了解,更能预防和发现作弊行为;当计量出现争议或者其他异常情况时, 还可以通过调取过磅录像以及当时的计量图片进行分析比对。物资提前预报的实现, 不仅能使厂矿对未来几天物流压力有科学的判断,从而制定相应的应对方案, 也使得过磅速度大为提升,提高了物流效率。统计显示,传统人工现场、手工开票方式下每车过磅时间平均为3 min,且单据出错率高。而本系统过磅时间平均在1 min以内,出错率也大为降低;票据电子化的实现和B/S查询系统,减少了纸质单据的使用,降低了成本,更为重要的是使得信息传递更为快速,为数据的即时查询、统计分析提供了可能。