礦山企業(yè)生產(chǎn)物料質(zhì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王治宇，姜中曄

（1.礦冶科技集團(tuán)有限公司；2.金屬礦山智能開(kāi)采技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3.北礦智能科技有限公司，北京 102628）

礦山企業(yè)涉及大量生產(chǎn)物料的質(zhì)量品控工作，如物料的檢斤計(jì)量、質(zhì)檢化驗(yàn)、質(zhì)檢報(bào)告出具等，上述工作基本上通過(guò)人工操作來(lái)完成。在日常的生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，人工操作難免帶來(lái)錯(cuò)誤、疏漏甚至作弊的問(wèn)題，給企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量管理帶來(lái)很大的困難，特別是出現(xiàn)問(wèn)題之后的追溯工作，往往因缺少原始的數(shù)據(jù)和資料而無(wú)法進(jìn)行更正和修改，影響企業(yè)正常的生產(chǎn)作業(yè)。這不僅給企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理帶來(lái)問(wèn)題，還嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著近年來(lái)信息技術(shù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)和企業(yè)內(nèi)部管理精細(xì)化需求的日益迫切，礦山企業(yè)急需利用各種現(xiàn)代化信息技術(shù)提高質(zhì)量管理水平，進(jìn)而提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。本文以某礦山企業(yè)為例，介紹企業(yè)生產(chǎn)物料質(zhì)量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 設(shè)計(jì)概述

根據(jù)該礦山企業(yè)信息化系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀，本文從企業(yè)內(nèi)部采、選、冶生產(chǎn)管理需求出發(fā)，利用微服務(wù)架構(gòu)，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和可視化開(kāi)發(fā)工具，設(shè)計(jì)了一套礦山企業(yè)生產(chǎn)物料質(zhì)量管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)采集汽車衡、電子臺(tái)秤、射頻識(shí)別（RFID）標(biāo)簽、包裝機(jī)組、檢化驗(yàn)儀器等設(shè)備數(shù)據(jù)，生成了物料稱重、信息加密、取樣、制樣、化驗(yàn)、數(shù)據(jù)解密、報(bào)告生成等環(huán)節(jié)的工作數(shù)據(jù)流并配套了相關(guān)表單和流程，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)質(zhì)量管理工作的信息化和流程化。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，企業(yè)部署了汽車衡、電子臺(tái)秤、包裝機(jī)組以及電子天平、頻譜儀、光譜分析儀、火試金化驗(yàn)儀器等系統(tǒng)和設(shè)備，用以獲得物料質(zhì)量、物料水分、物料金屬種類及含量等數(shù)據(jù)；部署了企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）系統(tǒng)，用以管理采購(gòu)及銷售訂單、物料庫(kù)存等數(shù)據(jù)；設(shè)置了質(zhì)檢化驗(yàn)中心，用以進(jìn)行物料取樣、制樣、物料指標(biāo)參數(shù)化驗(yàn)、化驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證、質(zhì)檢報(bào)告簽發(fā)等工作。

結(jié)合企業(yè)內(nèi)部作業(yè)流程和管理需求，系統(tǒng)采用前后端分離的設(shè)計(jì)方法。前端為電腦端（Web）和移動(dòng)端（APP）操作頁(yè)面，雙端數(shù)據(jù)同步，滿足管理人員和操作人員進(jìn)行日常作業(yè)和管理的需求；后臺(tái)以業(yè)務(wù)功能為核心要素，設(shè)置地磅管理模塊、取樣制樣管理模塊、質(zhì)檢化驗(yàn)?zāi)K、質(zhì)檢報(bào)告模塊等，用以管理對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)功能、數(shù)據(jù)表單和工作流程。數(shù)據(jù)服務(wù)采用mysql數(shù)據(jù)庫(kù)，外部開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊，用以采集各個(gè)設(shè)備和儀器的相關(guān)作業(yè)數(shù)據(jù)；開(kāi)發(fā)ERP對(duì)接模塊，用以進(jìn)行質(zhì)檢數(shù)據(jù)和表單自動(dòng)填報(bào)功能對(duì)接；開(kāi)發(fā)WebService數(shù)據(jù)服務(wù)接口，用以實(shí)現(xiàn)前后端數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 礦山企業(yè)生產(chǎn)物料質(zhì)量管理系統(tǒng)架構(gòu)

3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

企業(yè)通過(guò)ERP生成訂單（采購(gòu)和銷售），訂單物料通過(guò)汽車運(yùn)輸?shù)綀?chǎng)，由汽車衡稱重計(jì)量。質(zhì)檢中心人員根據(jù)到貨情況進(jìn)行取樣、制樣、組批等工作，然后將樣品送到化驗(yàn)中心進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果通過(guò)人工報(bào)送的方式發(fā)送到物料管理部門（采購(gòu)部和銷售部）。物料管理部門根據(jù)物料的質(zhì)量、水分、金屬種類及含量進(jìn)行庫(kù)存操作（入庫(kù)或者出庫(kù)）。物料完成裝卸后，進(jìn)入汽車衡系統(tǒng)進(jìn)行二次稱重，稱重?cái)?shù)據(jù)報(bào)送物料管理部門，物料管理部門根據(jù)一次、二次稱重?cái)?shù)據(jù)和質(zhì)檢化驗(yàn)數(shù)據(jù)完成ERP上的訂單維護(hù)工作（物料的質(zhì)量、水分、金屬種類及含量）。根據(jù)礦山企業(yè)現(xiàn)有工作流程，下面分析生產(chǎn)物料質(zhì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.1 準(zhǔn)備階段

生產(chǎn)物料質(zhì)量管理系統(tǒng)通過(guò)接口從ERP系統(tǒng)獲得訂單數(shù)據(jù)。操作人員根據(jù)運(yùn)輸車輛情況，在系統(tǒng)內(nèi)填寫訂單物料運(yùn)輸車輛預(yù)報(bào)單，包含訂單信息、車輛信息、司機(jī)身份信息等。

3.2 取樣制樣流程

司機(jī)憑身份證在門崗自助機(jī)取稱重卡，系統(tǒng)根據(jù)訂單需求打印取樣質(zhì)檢單，質(zhì)檢單上只有系統(tǒng)發(fā)放的取樣碼，取樣碼只顯示物料流水編號(hào)，隱藏供應(yīng)商信息和司機(jī)信息，此過(guò)程為物料信息的一次加密過(guò)程。車輛領(lǐng)卡后在轉(zhuǎn)車場(chǎng)停靠，等待排隊(duì)系統(tǒng)叫號(hào)入場(chǎng)。排隊(duì)系統(tǒng)根據(jù)司機(jī)領(lǐng)卡順序播報(bào)車號(hào)，被叫號(hào)的車輛可以過(guò)門崗入場(chǎng)，其他車輛在轉(zhuǎn)車場(chǎng)等待。

門崗?fù)ㄟ^(guò)RFID設(shè)備識(shí)別稱重卡，通過(guò)攝像頭識(shí)別車牌，根據(jù)識(shí)別到的稱重卡信息和車牌信息，與系統(tǒng)內(nèi)的車輛預(yù)報(bào)單信息進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)是否可以進(jìn)場(chǎng)。確認(rèn)可以進(jìn)場(chǎng)的，道閘自動(dòng)抬桿，車輛進(jìn)廠；確認(rèn)有誤的，系統(tǒng)提示門崗人員處理。當(dāng)前車輛處理完畢后，排隊(duì)系統(tǒng)繼續(xù)下一車輛的叫號(hào)，過(guò)號(hào)的車輛可以聯(lián)系工作人員進(jìn)行插隊(duì)或者重新排隊(duì)。車輛進(jìn)場(chǎng)后，根據(jù)門崗提示，前往指定汽車衡稱重，系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)接口采集車輛一次稱重信息，并抓拍車輛過(guò)磅圖片進(jìn)行存檔。一次稱重后，車輛根據(jù)系統(tǒng)語(yǔ)音播報(bào)提示前往取樣點(diǎn)或者庫(kù)房。

車輛到達(dá)取樣點(diǎn)后，取樣工通過(guò)移動(dòng)端應(yīng)用程序掃取樣質(zhì)檢單上的取樣碼，并將樣品和取樣碼封存，封存的樣品送到質(zhì)檢中心進(jìn)行組批和制樣。取樣完成后，車輛前往庫(kù)房。車輛到達(dá)庫(kù)房后，庫(kù)房人員通過(guò)手持終端讀取司機(jī)的稱重卡，并按照系統(tǒng)提示信息進(jìn)行物料的裝卸操作。完成車輛裝卸后，車輛根據(jù)提示回到指定汽車衡進(jìn)行二次稱重，系統(tǒng)記錄車輛二次稱重的數(shù)據(jù)和圖片，然后根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)存儲(chǔ)的一次稱重信息，計(jì)算毛重、皮重、凈重，并將相關(guān)信息回寫到系統(tǒng)預(yù)設(shè)磅單的指定字段位置。

完成二次稱重的車輛通過(guò)門崗出廠，門崗自動(dòng)識(shí)別稱重卡和車牌，并和系統(tǒng)內(nèi)部相關(guān)信息進(jìn)行比對(duì)。對(duì)于符合要求的車輛，系統(tǒng)控制道閘自動(dòng)抬桿并提示車輛在自助機(jī)打印磅單；對(duì)于比對(duì)后不符合要求的車輛，系統(tǒng)提示門崗人員進(jìn)行處理。司機(jī)在門崗自助還卡，打印磅單后，稱重流程結(jié)束。質(zhì)檢中心制樣工接收到封存樣品后，通過(guò)掃碼槍讀取取樣碼，根據(jù)系統(tǒng)提示要求進(jìn)行組批、制樣，制作好的樣品按照作業(yè)要求粘貼樣品碼入庫(kù)，并發(fā)布化驗(yàn)任務(wù)。至此，取樣制樣流程結(jié)束。

3.3 化驗(yàn)流程

化驗(yàn)人員接到化驗(yàn)任務(wù)后，到制樣室掃碼領(lǐng)取樣品，回到化驗(yàn)室后開(kāi)始化驗(yàn)任務(wù)。每份樣品開(kāi)始化驗(yàn)時(shí)，化驗(yàn)人員需要掃描樣品化驗(yàn)碼（需要二次加密的由取樣碼生成新的化驗(yàn)碼，不需要二次加密的化驗(yàn)碼同取樣碼）并按照系統(tǒng)提示進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)化驗(yàn)操作，每個(gè)化驗(yàn)指標(biāo)開(kāi)始操作前需要預(yù)先掃描化驗(yàn)碼和設(shè)備碼，系統(tǒng)根據(jù)掃碼情況將化驗(yàn)結(jié)果和樣品對(duì)應(yīng)，并生成原始化驗(yàn)數(shù)據(jù)。

樣品的各項(xiàng)指標(biāo)化驗(yàn)完成后，系統(tǒng)根據(jù)采集的各個(gè)設(shè)備原始化驗(yàn)數(shù)據(jù)生成化驗(yàn)報(bào)表，并提示化驗(yàn)人員審核簽章。審核通過(guò)并進(jìn)行電子簽章后，系統(tǒng)生成化驗(yàn)報(bào)告，并將化驗(yàn)報(bào)告推送至質(zhì)量管理流程。至此，化驗(yàn)流程結(jié)束。

3.4 質(zhì)檢流程

質(zhì)檢中心收到化驗(yàn)報(bào)告后啟動(dòng)質(zhì)檢流程，化驗(yàn)數(shù)據(jù)由質(zhì)檢人員輸入一次和二次解密口令進(jìn)行解密，解密后的數(shù)據(jù)由系統(tǒng)對(duì)應(yīng)相關(guān)供應(yīng)商信息生成質(zhì)檢報(bào)告單。報(bào)告單生成后，系統(tǒng)讀取ERP訂單中的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，符合管理要求的提示質(zhì)檢管理人員進(jìn)行確認(rèn)和簽章，確認(rèn)后生成質(zhì)檢合格報(bào)告；不符合管理要求的提示質(zhì)檢管理人員進(jìn)行復(fù)檢，質(zhì)檢人員根據(jù)管理要求發(fā)布化驗(yàn)任務(wù)，實(shí)驗(yàn)室人員重復(fù)化驗(yàn)流程進(jìn)行二次檢驗(yàn)，結(jié)果再次進(jìn)行解密和比對(duì)，依然不符合要求的，由質(zhì)檢人員審核確認(rèn)后，提報(bào)公司管理部門處理。至此，質(zhì)檢流程結(jié)束。

3.5 收尾階段

質(zhì)檢合格報(bào)告由系統(tǒng)推送到物料管理部門，系統(tǒng)根據(jù)磅單編碼、質(zhì)檢報(bào)告單號(hào)獲取稱重?cái)?shù)據(jù)及化驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)關(guān)聯(lián)訂單號(hào)，通過(guò)ERP對(duì)接接口，將稱重?cái)?shù)據(jù)及化驗(yàn)數(shù)據(jù)推送至ERP系統(tǒng)。ERP系統(tǒng)根據(jù)推送的數(shù)據(jù)，完成到貨單據(jù)和到貨檢驗(yàn)單據(jù)自動(dòng)填報(bào)，并根據(jù)磅單和化驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算金屬量，最后自動(dòng)將數(shù)據(jù)推送至財(cái)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行與供應(yīng)商或客戶的財(cái)務(wù)結(jié)算及供應(yīng)商評(píng)價(jià)。至此，整個(gè)質(zhì)量管理流程結(jié)束。

4 結(jié)論

結(jié)合目前信息行業(yè)的主流技術(shù)和最新工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，本研究根據(jù)企業(yè)實(shí)際管理需求和現(xiàn)狀，定制化設(shè)計(jì)了礦山企業(yè)生產(chǎn)物料質(zhì)量管理系統(tǒng)，包括地磅管理模塊、取樣制樣模塊、質(zhì)檢化驗(yàn)?zāi)K、質(zhì)量報(bào)告模塊、ERP對(duì)接模塊、數(shù)據(jù)采集模塊等，打通企業(yè)ERP系統(tǒng)、無(wú)人值守地磅、化驗(yàn)室等系統(tǒng)的質(zhì)檢數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)了從ERP訂單生成到訂單物料運(yùn)輸車輛入廠過(guò)磅，再到取樣工取樣、制樣工制樣與分樣、化驗(yàn)人員加密化驗(yàn)，自動(dòng)讀取化驗(yàn)儀器數(shù)據(jù)，生成化驗(yàn)報(bào)告，然后到質(zhì)量報(bào)告審核，最后將數(shù)據(jù)上傳至ERP系統(tǒng)進(jìn)行物料出入庫(kù)和財(cái)務(wù)結(jié)算的生產(chǎn)數(shù)據(jù)不落地流轉(zhuǎn)和全流程信息化管理。從應(yīng)用效果來(lái)看，礦山企業(yè)生產(chǎn)物料質(zhì)量管理系統(tǒng)根據(jù)該企業(yè)的實(shí)際需求進(jìn)行整體架構(gòu)設(shè)計(jì)，分流程、分崗位優(yōu)化業(yè)務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的流程化、表單化、標(biāo)準(zhǔn)化與無(wú)紙化，通過(guò)數(shù)據(jù)流打通生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管理全周期數(shù)據(jù)鏈路，為企業(yè)節(jié)約勞動(dòng)崗位12名，降低人工錄入誤差，實(shí)現(xiàn)了全流程數(shù)據(jù)可追溯，杜絕了數(shù)據(jù)作弊的可能性，有效提高了企業(yè)質(zhì)量管理水平，實(shí)現(xiàn)企業(yè)降本增效的目標(biāo)。