基于微信小程序的无人计量系统在有色冶金中的应用*

罗云俊，孙江波，汪长松，刘汉银，张礼伟

（云南文山铝业有限公司，云南 文山 663000）

在企业管理中，大宗物料涉及采购、销售、结算，在生产成本中占绝对地位，而计量管理与企业内部的经营管理、生产管控、质检化验等业务相关联，对生产和管理起到举足轻重的作用。

随着人力成本攀升、人力资源短缺、成本竞争加剧，不断地推动着自动化、信息化和智能化的发展，无人化已成为制造业未来发展重要的一环。本文以氧化铝企业计量系统为研究对象，不局限于计量本身，通过对计量业务的分析，基于微信小程序的无人计量系统在有色冶金中的应用，体现了使用微信小程序在业务流程优化、提高工作效率、降低人工成本、减少人工舞弊风险等方面的作用与效果。

1 称重系统现状

1）共有汽车衡15台，其中生产区用于大宗物料称重汽车衡9台，矿山用于矿石称重汽车衡6台；

2）称重系统使用的是C/S软件架构设计，基于C语言开发的客户端和SQL的数据库，过磅使用IC卡，每种物料使用一张卡，汽车衡计量过程是无人的，收货确认使用手持机；

3）货物涉及原料、辅料、产品、副产品、燃料、废弃物、设备等，种类和规格达50余种；

4）业务涉及采购、销售、转运、倒短、临时称重等，平均日进出厂的车辆有600余车次，其中内部转运或其它称重160余次；

5）发卡岗位每个班有1人进行核卡或发卡，根据发货单进行核对，核对信息包括：驾驶员、车牌、货物信息、重量信息（收货才有）、车型、收货或发货单位、承运单位等；

6）称完毛重后，到收货库进行货物查验和签收后，由收货人员联系取样，并填写取样情况；

7）称重岗位核对取样小票后称皮重，并打印过磅单；

8）库管员根据过磅单打印生成出门条，保卫部查验后放行。

2 存在的“痛”点与“难”点

1）原称重系统、质检系统虽然通过API接口实现了数据互通，但数据互动性差，出现问题后数据溯源、查找问题难，存在信息孤岛问题，系统融合难；

2）由于业务流程长，涉及的部门、岗位多，不仅涉及生产、经营、质量管理、保卫等内部管理部门，还涉及外部供应商、承运商。原系统设计于十年前，对外开放安全性不足、风险高、再开发难度大；

3）运输车辆复杂、种类多，临时车辆占比达30%左右，造成发卡、收卡工作量大。即使在增加人工核对环节后，错误依然无法避免，根据2020年全年数据统计，固定车辆错误率0.21%，临时车辆计量数据错误率达3.0%。其中错误的直接原因是货单信息提供不正确导致错误占43%，因货单信息错误占27%，刷错卡（一车多卡） 占13%。错误的主要原因是临时车辆无货单，在无系统支撑的情况下，由人工沟通，工作量大、语言不通、业务交待不清、现场不熟悉、联系环节多等原因造成；

4） IC卡在用量达3万余张，其中临时卡占40%，半年未使用量达1 300余张，因办卡产生的压金管理手续复杂、风险高；平均办理一张卡约需要（5～10） min，集中车辆入厂时极易造成道路拥堵；

5）因系统仅通过IC卡进行业务确认，可能存在换卡称重的风险，虽然有视频监控，但事后查证难度高；

6）人工核对信息次数多：采购、销售、收/发卡办理、库库、收（验） 货、计量、取样、门禁等多个环节，因系统无法打通，还需要人工验证，效率低、工作量大、重复性高；

7）各业务信息系统的平台、架构不同，界面不一，操作、功能复杂，融合难度高，形成“机机”接口靠人的局面；

8）对于企业管理人员，数据调取与处理的及时性、便捷性、准确性不足，成为经营决策响应慢的“痛”点；

9）还有复杂的使用人员，不能完成碎片化的业务处理等，使传统业务信息系统只能通过台式电脑、手提电脑、平板电脑办理业务的模式，难适应现代企业的管理需要，也是信息化建设发展面临的“难”点与“痛”点。

3 微信小程序的提出

为实现业务的高效协同，必须解决的首要问题就是打通业务流程，打通业务流程关键问题是解决业务和业务信息系统的融合，解决业务信息孤岛和消除业务壁垒，同时解决原系统使用上硬件不稳定的系统问题，改使用PLC和上位机方式[1]。在智能工厂规划设计的基础上，提出了计量系统的改造升级，要充分考虑以上存在的“痛”点与“难”点，即：①需要实现业务的客户端融合，使用智能芯片、条码、RFID等依然需要存在类似IC卡收发、核对等操作，改进效果不理想。智能手机的应用与普及，也是使用微信小程序及二维码的有利条件；②单一的认证方式不能保证业务的验证准确性，不能杜绝换卡作弊等风险，必须增加验证方法；③需要兼容不同终端和系统，而不是增加实施成本和开发、维护难度；④注重良好的用户体验，在开放性网络中能安全使用，而不是仅能在企业范围内使用。

在考虑以上条件的基础上，并根据开发方式、性能的比较[2]，且微信小程序自2016年9月21日发布以来，以其灵活性、简便的、开放的API移动开发方式[3]，给开发人员带来全新的发展方向。最终选择了软件方式，采取了由系统生成任务信息、推送二维码的技术路线。

利用微信的身份认证[4]，再结合二维码任务信息、车牌识别进行任务验证，用现场视频监控抓拍做补充，进行了系统优化与流程再造。使用移动终端、手机短信、邮件提醒等多维度提醒相结合的模式，使用信息的获取更加便捷与高效[5]。在任务推送上结合任务信息，注重使用体验[6]，实现不同岗位的任务推送，而不是人去找任务。

3.1 系统架构

系统架构主要通过平台升级，实现内部功能模块互通的基础上，利用微信小程序打通上下游业务流程，规划的系统设计架构如图1所示。

图1 系统设计架构Fig.1 System design architercture

3.2 网络架构

在企业内部局域网基础上，通过WIFI、LTE网络或运营商网络解决移动应用问题、网络覆盖问题，打通业务数据，网络拓扑图详见图2。

图2 网络拓扑图Fig.2 Network topology diagram

企业网络采用基于安全域技术的网络设计[7]，对网络边界进行了清晰的划分，已经规划增加设备准入、态势感知、终端防护等技术手段，减少和杜绝网络与信息安全风险。

3.3 流程优化

1）经营部业务员根据订单，录入或选择所需要的供应商、承运商或客户；

2） 供应商或承运商根据订单选择或录入车辆、驾驶员、货物信息、收货单位等信息；

3）驾驶员通过微信小程序进行发货预报，预报内容包括发货单位、物料名称、车牌号、收货单位等；

4）经营部业务员核对供应商、承运商发货数量车和客户提货数量及车数，并审核确认；

5）驾驶员到达企业大门后可从微信小程序上操作进厂预约，系统按每台称的工作量进行排队叫号，预约内容包含发货磅单上传、发货重量、包装方式等；

6）根据审批时间，系统自动对审批完成车辆进行排号管理，将入厂排号信息、计量二维码推送至驾驶员手机微信小程序；

7）门禁系统通过车牌识别系统，对允许排号车辆自动识别进厂；

8）车辆进厂后按照微信小程序路线指引，上称进行一次计量；

9）驾驶员上称后系统自动判断车辆位置是否合适，提示驾驶员扫描二维码、切换红绿灯状态、比对二维码、车牌识别和系统任务结果，核对无误后系统自动读取车辆重量，上传计量数据、监控截图到系统数据库；

10）计量完成后LED屏和语音播报告知驾驶员计量完成下称，自动切换红绿灯状态，转为备用状态；

11） 对于车辆不按照红绿灯指引上称，将通过红外和红绿灯状态进行闯红灯抓拍，并可通过系统将其设置在黑名单中；

12） 车辆按照小程序导航指引驶入指定卸货仓库，收货人员根据推送任务信息在手机微信小程序上进行卸货确认；

13） 完成卸货确认后，车辆回到计量点，扫码完成二次计量；系统自动推送取样信息到取样人员；

14）取样人员取完样后，在APP或微信小程序中拍照，点击确认提交；

15） 车辆出门时，门卫对任务二维码进行扫描，确认当前任务是否完成，如果完成则抬杆放行。否则，提示未完成内容和操作建议。发货、倒运等业务流程雷同，这里不再赘述，可参见图3业务流程图。通过以上改造，实现了基于微信小程序的多业务融合协同[8]。

图3 业务流程图Fig.3 Business process diagram

4 其它功能

无人计量系统辅助模块还包括预报管理模块、计量控制模块、任务管理模块、系统管理模块、语音播报模块、统计分析模块等。都可以使用微信小程序操作，也可使用浏览器查询报表，并支持下载、导出，便于管理和使用。

5 应用效果

1）微信小程序的使用进一步提高户体验，简化使用。通过无人计量优化了管理流程，仅氧化铝生产管理、运行调度、统计、结算的工作效率提高了22.22%，因此新建电解铝项目未新增计量站点；

2） 计量系统比原来系统减少了人工发卡环节、人工核对录入的重复劳动，计量人员减少了4人，发卡人员减少1人，降低了人员成本50余万元/年；

3）通过微信小程序及二维码的改造方式，节约了3万余张IC卡的使用与维护成本10余万元；

4）客商、供应商或承运商的驾驶员可通过微信小程序实现在线自主预约、任务安排、自助查询、自助打印、任务提醒、统计报表生成等功能，减少了数据反复核对工作量。根据无人计量投用后3个月统计结果，临时车辆的错误率降低到0.03%；

5）通过使用微信小程序的方式开发，支持跨平台运行，减少了APP软件开发与维护费用至少20万元；

6）解决了系统融合问题，管理人员使用的数据生成与报表时间较原业务模式减少30%的时间；

7）通过二维码、车牌识别进行任务验证，避免了人工操作介入造成的舞弊现象或误操作。

6 结语

1）微信小程序在无人计量系统中的使用，实现了多业务的融合应用；

2）在实施上简化了应用端开发，降低了使用与运维成本；

3）用户使用上不需要下载安装，即可使用及任务推送，大大提高了用户操作简便性和体验效果。