钢铁行业计质量系统分析

摘　要：本文主要对钢铁行业的计质量系统进行了分析，对其技术路线、总体结构、应用框架与系统流程设计方面进行了相关的描述和说明，并对其实际使用效果进行了定量化评价。

关键词：钢铁；计质量系统； MIS； OA； CIMS； ERP ；计量； 采集 ；流程
1.引言
　　为了给钢铁企业MIS、OA、CIMS、ERP等系统提供及时、准确、完整的计质量数据，防止计质量作弊行为的发生，实现质量保证、质量追溯以及质量持续改进，企业必须部署统一的计质量管理系统。
　　湖南创博龙智信息科技股份有限公司成功开发了面向钢铁行业的远程集中计质量系统。该系统采取现场计量与远程集中计量相结合的方式，涵盖物资、能源消耗与产出，以及物料、半成品及成品全部计质量信息，实时监控各物资计量点与集中计量监控中心，实现了物流、信息流的高度统一，整体提高物资计量的运行效率和服务水平，形成信息化、智能化、无人化的新型计量数据采集系统。
2.技术路线
2.1应用平台架构
　　该系统采用成熟的J2EE技术，采用C/S的N层架构模式。系统采用的技术路线简述如下：
（1） Server端：采用J2EE技术和MVC（Model/View/Controller）设计模式；
（2） Client端：采用传统编程语言为客户提供界面交互，并采用.NET作为界面开发平台；
（3） 通信协议：Client与Server的通信采用基于HTTP协议的XML数据格式传输；
（4） 数据库：采用Oracle数据库，与数据库交互采用JDBC连接；
（5） 中间件：采用消息中间件技术的转发/订阅功能实现；
（6） 数据交换格式：系统与系统间的数据交换，要求采用标准的XML格式。
2.2计量采集前端与远程监控端的通讯方式
　　面向钢铁行业的计质量管理系统采用现场计量与远程集中计量相结合的方式，建立统一的集中计量监控中心，各物资计量点承担现场采集和计量任务，计量监控中心可以进行远程计量活动和实时动态监控任务。它们之间的通讯方式介绍如下：
（1） 前端采集计算机通过TCP/IP协议与网络远端监控计算机采用Soket方式进行通信。
（2） 接收和发送的电文动态支持动态SOCKET与静态SOCKET二种Server/Client连接模式。
1） 动态SOCKET通信：是指计算机之间的TCP/IP连接方式是动态的，当一次通信结束后，计算机之间的连接随之关闭，下一次传送电文时，需要重新建立SOCKET连接；
2） 静态SOCKET通信：是指通信双方建立的TCP/IP连接一直保持，直到停止通信程序或异常终止。通信设计思想、原理、通信模式，采用的协议规范都与动态SOCKET方式相同。
3系统方案
3.1系统总体功能设计
　　面向钢铁行业的计质量系统全面涵盖了进厂物流、厂内调拨、出厂物流、能 源监控、进厂物料检验、铁前物料检验、钢坯/板材/型材检验、物资/动力/能源管理、钢坯/板材/型材入库、质量证明书、优质优价管理、底层数据采集、数 据接口等业务包括了二十大功能模块，这些模块分别为缓冲区管理、进出厂管理、现场汽车衡计量、现场静态轨道衡计量、现场皮带秤数据采集、远程汽车衡计量、远程动态轨道衡计量、远程静态轨道衡计量、远程铁水衡计量、远程皮带秤监控、远程计量任务分配、数据异常处理、计量衡器管理、IC卡/RF卡管理、统计报表管理、接口管理、远程计量监控中心平台、视频监控和系统权限管理等，各大模块与MES、ERP等系统有机结合。
3.2应用框架设计
　　面向钢铁行业的计质量系统的应用框架分三级架构设计，采用集中管理、分布监控的设计思路，所有业务数据（数据、语音、图像、控制信号等）经过数字化处理，通过计量专网进行远距离传输，主要包括计量监控中心、汽车衡、动态轨道衡、静态轨道衡、铁水衡、皮带秤以等计量站点的设计。计量监控专用网络采用光纤接入方式，保障整个系统的安全性、可靠性，以及数据传输的实时与有效性。系统应用框架介绍如下。
* 数据采集层－各计量站点
　　各计量站点的采集包括仪器仪表数据、视频信号、音频信号、控制信号的采集，同时包括音频信号的输出设备、控制信号的输出等。
* 数据管理层－计量监控中心管理主机
　　计量中心管理主机作为整个系统的核心枢纽，负责整个网络的管理、权限分配控制；负责协调、管理系统间的数据交换。同时也作为数据备份中心。
* 业务应用层－远程计量监控中心计量工作站
　　各计量员通过授权使用业务应用系统，实现远程计量业务操作和远程计量监控。
3.3系统流程设计
　　面向钢铁行业的计质量系统的流程设计主要以现场计量和远程计量的方式进行流程的设计，简述如下。
* 建立空闲池与任务池，无任务时计量员在空闲池排队等待任务，无空闲时任务在任务池排队等待空闲。
* 计量员一旦进入空闲状态，即刻触发后台服务判断有无计量任务，有则系统自动分配计量任务给计量员，无则继续等待。
* 计量任务请求一旦进入任务池，即刻触发后台服务判断有无空闲计量员，有则系统自动将任务池任务按先进先出原则进行分配，无则等待任务分配。
* 任务与计量员匹配成功，则计量员自动从空闲池退出，任务从任务池退出。
* 系统建立与远程计量站点的连接通道，完成计量业务处理，关闭通道，计量员重新进入空闲池。
* 实现登录日志管理。计量员的登录、退出、挂起受系统监控。
* 在任务排序时，可按秤点设置任务处理优先级。
4.实施效果
　　从实际使用效果来看，本系统已经实现了如下目标：
* 实现汽车衡业务90%以上自动（自助）计量，特殊业务及异常情况远程集中计量；
* 实现动态轨道衡远程集中计量；
* 实现铁水的远程集中计量；
* 实现静态轨道衡的远程集中计量；
* 实现皮带秤的自动采集及远程监控；
* 秤房标准化配置，增强系统维护，提高系统运行安全性；
* 实现计量员业务负荷分配均衡、通车率均衡、设备负荷均衡；
* 提高计量业务的整体作业效率，单车自动（助）计量处理时间<20s，远程计量处理时间<30s；
* 建立中心视频、环境监控系统，实现监控秤点设备状态、环境状态、业务状态等的图形化显示，对异常做报警；
* 增加完善的防作弊功能；
* 与现有系统无缝对接，系统切换支持单点逐步无扰切换。　
参考文献：
[1]范玉顺，胡耀光，企业信息化战略规划方法与实践，电子工业出版社，2007
[2]张海藩，软件工程导论（第5版），清华大学出版社，2008