汽車衡系統無人化應用分析

何佳彧

[摘? ? 要]在大型制造業領域中，原料物資和成品進出廠區，包括半成品廠內中轉都需用到大型汽車衡。按照傳統方式，需要由委托單據、司秤員、計量單據來組成一個汽車衡司秤流程。整個流程內紙質單據和人工操作占據絕大部分，對司秤尤其是對外貿易司秤業務的公正公開和效率影響巨大。文章通過對采用信息化手段實現汽車衡無人快速司秤的應用分析，結合企業成功應用的示例，闡述汽車衡無人化應用的可行性和應用前景。

[關鍵詞]汽車衡;無人化;司秤;信息化

[中圖分類號]TH715.1 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–00–03

Application Analysis of Unmanned Truck Scale System

He Jia-yu

[Abstract]In the field of large-scale manufacturing， large truck scales are required for the import and export of raw materials and finished products， including the transfer of semi-finished products in the factory. According to the traditional method， a truck scale company process needs to be composed of entrusted documents， weighing personnel and measurement documents. Paper documents and manual operations account for the vast majority in the whole process， which has a great impact on the fairness， openness and efficiency of weighing business， especially foreign trade weighing business. This paper expounds the feasibility and application prospect of the impersonal application of truck scale by analyzing the application of information technology to realize the unmanned rapid weighing of truck scale， combined with the example of successful application in enterprises.

[Keywords]truck scale; unmanned; division scale; promotion of information technology

隨著社會經濟的發展，人們對企業原料采購、產品銷售、內部中轉等環節的物料計量的要求也在不斷提高，主要體現在準確性、實時性、效率等方面。其中，實時性和效率的提高是企業降本增效的源動力，要求企業在充分挖掘和發揮設備及人員潛力、提高設備使用率、減少差錯以及防止道德風險等方面做出更大的努力。在此背景下，基于網絡化、自動化、信息化技術的無人值守汽車衡系統逐步成為各企業在物資計量信息系統的主要解決方案。通過大數據分析和模塊化、自動化系統的部署，對傳統汽車衡技術進行改造，而在降低企業運營成本、減少舞弊和杜絕漏洞的同時，使企業物資計量系統整體效率得到了大幅度提高。

以寶武集團某子公司（以下簡稱“公司”）為背景，對其物資計量系統升級改造為無人值守汽車衡系統的方案設計、實施過程、技術手段等方面進行詳細介紹。

1 實施背景

公司共有3臺汽車衡為廠內各生產部門進出廠和內部中轉物料進行計量。因為廠區布局的特殊性，所以廠區被分割成3塊各自獨立的區域，每個獨立區域中各有一臺汽車衡實現物料計量作業。與傳統鋼鐵企業物料計量系統不同，特冶物料計量系統的特點是品種多、批次多、車型雜、拼車多，并且因廠區布局所限，分廠間轉駁的物資被迫分割成一次出廠和一次進廠業務，與物資進出廠系統對接的實時性要求較高，對物資計量系統的穩定性、可靠性、實時性以及操作便利性都帶來了非常高的要求。采用傳統有人值守四班三運轉汽車衡過磅業務模式不但人力投入較大，而且人為干預程度較高，較容易產生差錯，給物料計量數據的準確性埋下了較大的隱患。

2 實施目標

其實施目標主要包括以下4個內容：①實現全天無人值守自動化過磅;②實現全過程實時視頻監控，并由稱重系統控制視頻監控系統進行拍照等處理;③實現過磅物資全線上電子委托，稱重結果電子發送，以完全無紙化為最終目標;④實現遠程接入接管操作。

3 實施方案

對物料計量系統的功能進行擴展，增加線上物料計量委托功能，實現物料計量數據的全線上流轉，是實現無人值守的首要條件。考慮到各業務部門的人手也相當緊張，通過Web進行委托會將人捆綁在電腦前，不利于充分發揮人力資源，實施過程中利用移動端對Web的功能進行擴展，使外出工作的業務人員能夠隨時隨地掌握物料計量業務的進展，并可隨時作出調整。

實現完全線上計量委托后，由于實現了按車號的委托，系統只需要通過邏輯實現車號正確匹配，并在自助終端上按計量作業的要求引導司機自助完成計量作業即可，不僅可以解放人力資源，通過技術手段的提升還可以提高過磅系統的數據安全性，避免了人為干預給稱重結果帶來的不必要的影響。

4 系統框架

系統框架如圖1所示。

5 實施過程

硬件改造。對現有汽車衡進行改造，安裝車號識別系統、視頻監控系統、紅綠燈、紅外對射和自助終端以及相應的控制系統。

無人值守自助終端安裝在汽車衡現場，為司機提供過磅操作人機交互界面，其中包含觸摸屏顯示器、嵌入式控制系統、打印機、語音對講系統、設備控制系統、電源裝置等，是無人值守汽車衡的控制及操作功能的核心。

與普通閘口車牌拍照識別不同，汽車衡車號識別系統采用具有連續視頻識別功能的攝像機：當稱重系統發出識別指令后，車牌識別系統就會向稱重系統連續發出識別到的車牌信息，由稱重系統自行分析判斷識別到的車號是否正確。這種方式在稱重系統的支持下比拍照識別的可靠性和識別率都有提高，目前識別準確度已經超過了99.7%。

監控中心設置在其中一臺汽車衡操作室，設置集中監控主機、監控顯示屏、對講主機等用于實現對3臺汽車衡的實時監控以及與現場的語音對講。考慮到司機在過磅時會因各種原因需要求助，在各汽車衡配備對講終端，駕駛員可以呼叫監控中心求助，監控中心也可以呼叫指定的磅房進行遙控操作。

6 作業流程

所有需要進行計量的車輛，其物料信息均通過制造管理系統、資源綜合利用系統或者物料計量系統提前按車和卸貨地點區分發送計量申請。

對于常用車輛，無人值守汽車衡系統可以自動判斷車輛空車或重車。如果車上有東西，其會根據其所裝載物資的類別自動判斷皮重使用方式（進廠、出廠、內轉）。當物資在廠區間轉運時，系統會自動進行復核稱重操作，確保出廠和進廠符合時間和重量雙重確認原則。

無人值守汽車衡系統根據紅外對射以及稱重信號啟動對應的車號識別系統進行連續車號抓拍識別。車輛停穩后，由車輛位置檢測系統判斷車輛是否停放正確，然后進行稱重。稱重過程由視頻監控系統錄像并拍照保存，再通過網絡傳輸到中控室進行集中監控。稱重過程中大部分操作均由系統自動完成，僅最后確認動作交由駕駛員完成。

7 軟件功能設計

為實現從計量申請下發、車輛進廠申請、現場計量稱重作業、出廠申請到過磅結果的全過程閉環控制，系統軟件功能除了提供物料計量信息查詢、統計、用戶和角色管理等功能以外，還遵循如下流程設計。

7.1 計量申請下發

對現有Web網頁系統進行適應性改造，增加計量申請功能，各業務部門可以通過該網頁向地磅下達物料計量計劃，計量申請按每車每個卸貨地點一個申請的模式，當同一車輛裝載多種物資或有多個卸貨地點（拼車）時，必須為每個物資或卸貨地點下達一次計劃。

系統采用手機App為處于移動狀態下的業務人員提供隨時可以發起的計量申請業務，并可以隨時查看跟蹤過磅業務的執行情況并進行隨時統計。

由于計量申請綁定了車號，無人值守自助終端只需要識別出停在汽車衡上的車號就可以正確匹配到計量申請以及計量檢斤方式，可以大幅度簡化操作流程，提高自動化程度。

對于具有多個計量申請的運輸車輛，由于司機需要自行在無人值守自助終端上選擇與其裝運物資相符的計量申請，特別是拼車狀態的車輛。故，每車次申請是精細化發貨管理的重要條件，物料接收方可以根據生產節奏控制收發貨進度和節奏，對于均衡設備運轉率，避免提貨車輛集中提貨排隊都有很大好處。

7.2 車輛進出廠

計量申請下發后，通過與門禁系統的直接對接，可在車輛進出廠時實現自動放行，對于不符合進出廠要求的過磅車輛，門禁系統也可以拒絕放行并發出報警。

7.3 現場稱重作業

車輛到達無人值守汽車衡后，由汽車衡系統啟動車號識別，并由車輛定位系統自動確認車輛要求在汽車衡稱臺上正確停放后才能進行稱重作業，汽車衡系統采用紅外光幕進行車輛位置檢測，光幕安裝在汽車衡出入口邊緣位置，用于檢測車輪和車身位置，只有正確停放在稱臺區域內的車輛才能進行稱重作業。

由于部分汽車衡場地位置無法安裝對射式車輛檢測裝置，項目還引入了車輛位置檢測雷達代替對射進行車輛位置檢測。

對于需要打印檢斤單的駕駛員，自助終端提供了打檢斤單的功能，此時駕駛員需要自行下車到自助終端上選擇打印。

7.4 過磅數據上傳

在打印檢斤單的同時，數據即自動上傳到計量系統服務器，該功能與現有特鋼計量系統保持一致。

7.5 皮重超差管理

新增皮重超差管理功能，對于皮重超差的車輛，無人值守汽車衡系統不僅會向各級管理人員發送皮重超差預警通知，還將皮重超差事件進行記錄，對車輛皮重超差的幅度、時間和頻次等進行篩選和統計后提供給各級管理部門進行分析，從蛛絲馬跡中發現漏洞。

防作弊。流程化管控是防作弊的重要保證，當物料計量作業完全按照流程運行時，由于系統機制確保了計量申請、稱重作業和數據返回嚴格按照既定流程運行，計量檢斤作業過程中無須人工干預，徹底解決了作業人員人為影響稱重結果的痼疾，汽車衡只需要按常規配置紅外對射等防控設備，系統設計只需要遵從幾個原則即可收到較好的效果。

（1）皮重監控。對于車輛皮重的管理始是防作弊的重要手段，系統為所有過磅車輛建立基礎信息表，將車輛的軸數、基準皮重、車型等相關數據記錄在案，并對車輛單獨設置允許皮重誤差范圍，當車輛皮重超差時自動通過系統向相關管理部門和委托單位發出通知進行相應處置。

（2）時間監控。作為流程化管控的重要手段，為車輛送貨流程建立時間線，從進廠、計量、卸貨到回皮，車輛違反時間線即觸發預警，相關管理人員即可進行相應的處置，確保車輛無作案時間。

（3）波形分析。對汽車衡稱重過程的波形進行在線分析，自動篩選出異常波形進行報警，可以對稱重設備的狀態進行動態判斷，可以及時發現設備故障或者車輛異常情況并進行處置;車輛基本信息特征庫內包含所有車輛的基準過磅波形模型，通過對過磅波形的實時比對，可以發現車輛異常裝貨信息的特征，提高對于車輛作弊嫌疑提判定的準確度。

8 技術手段

移動端應用基于寶武移動基座開發，實現了寶武體系下的統一認證，在便利性和安全性之間取得較好的平衡。

采用視頻連續車號識別，以及基于云端的車號過濾和篩選，并利用大數據分析實現全自動車號糾錯，可大幅度提高車號識別的準確率，避免車號識別錯誤影響正常的物資計量作業。

采用波形分析技術可以從更高層次由汽車衡工作狀態入手，將汽車衡工作波形判斷設備狀態提升至車輛稱重波形特征庫的建立和完善，逐漸掌握稱重車輛的完整稱重波形，從而分析和篩選出異常波形特征。

今后，還可以嘗試運用大數據分析的手段，為每次計量稱重作業的完整過程進行數據畫像，通過特征分析的方法判斷，為物料計量過程數據的準確、真實保駕護航。

參考文獻

[1] 亓賓.淺談汽車衡司秤系統常見故障及處理方法[J].中小企業管理與科技，2016（4）：285.