基于人臉識別的企業考勤系統分析與設計

中國兵器裝備集團自動化研究所 王 鑫 樂晉昆

傳統企業考勤系統往往依賴身份識別的第三方物品，如專門卡片、感應卡等，在考勤過程中，會對員工造成多次干擾，降低員工效率，且考勤結果需要人工二次轉錄，存在諸如失誤、人情等影響準確率的不利因素，造成考勤數據不準確。利用人臉識別技術，企業的考勤系統可以做到全過程對員工透明，不會對員工有任何干擾；同時由于人臉識別之后其直接輸出考勤記錄并錄入數據庫，中間沒有人工參與，可以避免人為錯誤。本文對基于人臉識別技術的企業考勤系統進行需求分析，根據需求做出系統的框架圖，并對實現的技術細節進行闡述，繪制出設計結構圖，以期對工業界提供一些參考思路。

近年來，隨著人臉識別算法大量采用卷積神經網絡模型，人臉識別的速度與準確率已經得到極大提升，不少針對特定場景的人臉識別應用已經開始出現在我們的生活中，如火車站人臉驗證、支付寶人臉付款、校園考勤管理等。在企業一級，同樣出現對人臉識別技術的業務需求，如企業考勤系統。

企業考勤系統是指針對企業的員工的上下班考勤記錄等相關情況開發的管理系統，通過這套系統，企業能夠督促并掌握員工出勤狀況，便于及時了解企業人力資源使用情況。傳統企業考勤系統分別經歷了人工統計、打卡機打卡、感應卡刷卡、指紋考勤和云考勤這五個階段。根據企業發展階段和應用技術程度，這五種考勤方式依舊在被眾多企業廣泛使用。

但是，這些傳統考勤方式在實際運用中都有其不可忽視的缺點。人工統計考勤方式需要依賴紙張和人工記錄，準確率不高，同時耗時耗力；打卡機打卡考勤依賴專門的打卡紙片，同時依舊需要人工記錄，準確率與資源利用率無法提高；感應卡刷卡需要購置專門的感應卡，這種感應卡往往容易受到外界影響而失效，造成企業成本增加；指紋考勤則規避了上述所有問題，但是對于員工卻并不友善，有些員工加班過晚或者忘記按指紋，便會導致考勤失效；云考勤如釘釘打卡，雖然可以設置提醒項目，但是軟件彈跳的無關信息往往會對員工造成干擾，降低員工效率。

人臉識別技術則為企業規避上述所有問題提供了一個可能。人臉識別技術擁有如下特點：

（1）人臉特征唯一，不可替代。作為整個生命周期中個人身份唯一標識的人臉特征，具有不可復制不可替代的特點。運用在考勤系統中，可以有效避免代簽等行為，確保員工準時準點在崗上班。

（2）人臉特征提取方式簡單，成本極低。不同于傳統考勤方式需要借助特殊物品，如打卡機、感應卡和指紋識別器等，人臉圖像完全可以借助已有的監控視頻設備或者手機攝像頭進行獲得，不需要安裝專門設備，降低企業成本，方便考勤管理。

（3）人臉識別技術擁有無接觸無妨礙優勢。人臉識別過程中，從圖像采集、特征提取到人臉識別整個過程，都不需要人工輔助，更不需要員工特別做某些輔助工作。整個過程中，考勤系統可以做到完全無接觸，員工完全無干擾，有利于員工精力的分散，提高效率。

（4）人臉識別技術準確率高、識別速度快。運用卷積神經網絡的人臉識別技術，在多個公開人臉數據集上已經做到和人眼辨識相同或者更高的準確率和識別速度。同時，人臉識別技術取代了人工看守，節省了企業人力資源。

（5）直接生成電子文檔。運用人臉識別技術的考勤系統，可以直接根據人臉識別結果生成考勤記錄電子文檔，全程沒有認為干涉，可以排除人工失誤或者人情因素等不利影響，使得企業考勤記錄更加完善準確和易于長期保存。

將人臉識別技術應用在考勤系統中，可以實現考勤全過程無接觸無干擾，同步生成考勤記錄，完全避免了代簽和人工記錄等過程中造成的不準確和時間浪費等問題。為此，本文就基于人臉識別的企業考勤系統進行需求分析，然后嘗試對考勤系統進行整體設計，包括技術結構和功能體系的設計，最后對當前人臉識別技術在企業考勤系統中的運用提出一些建議，期望能夠對該領域的發展提供幫助。

1 需求分析

1.1 業務需求

總體而言，基于人臉識別技術的企業考勤系統應該規避原有考勤系統的缺點，甚至是遠遠優于原有考勤系統。首先，系統設計時應考慮到考勤系統對于員工的較少甚至無干擾。其次，系統應該做到整個流程電子化智能化，從最初的人員簽到至最終的考勤報表形成，全程不需要或者較少的人工輔助。最后，為了能夠讓系統順暢運行以及更好的滿足新的需求，系統應該便于維護和拓展。

1.2 用戶需求

企業考勤系統主要為企業管理層、人力資源部門以及員工而設計。對員工而言，考勤系統需要能夠快速準確地記錄員工考勤信息，進一步的，為了防止對員工形成過多的干擾，考勤系統應該盡量做到對員工透明無接觸。對人力資源部門而言，考勤系統應該實現一站式體驗，即從員工人臉識別自動簽到至考勤記錄數據生成，應該全程自動化且可見，同時通過設置不同參數，形成各種可視化的報表。對企業管理層而言，考勤系統設計需要邏輯清晰簡潔，功能模塊化，擁有參數設置權限，易于體現公司管理理念。

圖1 基于人臉識別的企業考勤系統框架

圖2 基于人臉識別的企業考勤系統設計結構

1.3 產品建模

基于上述業務需求和用戶需求，我們可以初步設計企業考勤系統框架，如圖1所示。企業在考勤系統的數據來源部分，系統借助人臉識別技術實現自動簽到功能，可以有效確保員工考勤數據來源的準確性，同時做到員工簽到過程的無打擾。人力資源部門擁有管理員權限，添加或者刪除員工信息，同時通過計算機技術，實現特定員工考勤報表數據導出和可視化，以及整體員工的考勤數據可視化等。管理層則擁有更高權限，能夠對整個考勤系統模塊和參數進行設置調節。

2 系統設計

為了最終方便數據導出與可視化，企業考勤系統可以考慮采用SpringMVC架構。該架構是典型的教科書式的MVC架構，易于實現，且方便后期開發者進行維護和升級拓展。在該架構上，用戶可以在web端直接觀看數據所形成的可視化視圖，操作簡單，屏蔽了復雜技術細節，對使用者較為友好。

SpringMVC由模型層、視圖層和控制層組成，模型層又進一步分為業務層和數據訪問層。數據訪問層根據業務層傳遞的命令，對從人臉識別模塊形成的考勤數據進行操作，包括增刪查改。業務層則從控制層接受數據，根據自身規則協調模型層完成業務邏輯操作，返回控制層需要的數據。控制層負責用戶交互，根據從視圖層獲取的用戶命令，向模型層索取所需數據。而視圖層則主要負責從模型層獲取數據，給用戶以可視化展示，并將用戶請求傳遞給控制層。當模型層數據發生改變時，視圖層相應展示部分也會發生變化，從而確保底層考勤數據與展示數據的準確一致。

通過人臉識別技術，考勤系統可以在對員工沒有任何干擾的情況下，獲得諸如簽到、曠工、早退、遲到、怠工等考勤信息。這些考勤信息實時輸出并保存為電子文檔，存儲在企業專門的數據庫中。通過調用數據庫中的考勤信息，SpringMVC可以實現實時增刪查改、導出以及可視化考勤信息。設計結構如圖2所示。

結語：隨著企業對低成本高效率的管理系統要求的提高，傳統企業考勤系統已經越來越不能滿足企業要求。人臉識別技術在無接觸無感知、高準確率高速度等方面相比人工方式具有顯著優勢。利用人臉識別技術，企業可以在不干擾員工的情況下，自動完成考勤系統的底層數據的收集展示和導出，可以較大提高考勤系統效率。本文進行了基于人臉識別技術的企業考勤系統的需求分析，做出系統的大致框架，隨后對具體的技術細節進行了設計，給出了設計結構圖。隨著技術的不斷進步，包括人臉識別在內的人工智能技術必將在諸如企業考勤系統等管理系統中起到越來越大的作用。