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2022年11月7日，中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)組織召開了由北京韓建河山管業(yè)股份有限公司（簡(jiǎn)稱韓建河山）、水利部交通運(yùn)輸部國(guó)家能源局南京水利科學(xué)研究院、吉林省水網(wǎng)發(fā)展集團(tuán)有限公司、吉林省水務(wù)投資集團(tuán)有限公司、北京龍辰博望科技有限公司等五家單位共同完成的“PCCP管道制安RFID智能化管控系統(tǒng)”科技成果鑒定會(huì)。鑒定委員會(huì)專家們認(rèn)為，該項(xiàng)目成果對(duì)我國(guó)PCCP的發(fā)展起到了引領(lǐng)和示范作用，應(yīng)用前景廣闊。

一、立項(xiàng)背景

2020年2月份水利部下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)加快推進(jìn)智慧水利的指導(dǎo)意見和智慧水利總體方案的通知》，在需求分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了智慧水利總體架構(gòu)，確定了天空地一體化水利感知網(wǎng)、高速互聯(lián)的水利信息網(wǎng)、智慧水利大腦、創(chuàng)新協(xié)同的智能應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全體系、保障體系等六項(xiàng)重要任務(wù)，明確了應(yīng)用、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)與安全、感知等4類10項(xiàng)重點(diǎn)工程，是智慧水利推進(jìn)的頂層設(shè)計(jì)。

為響應(yīng)國(guó)家“智慧水利”的號(hào)召，逐步落實(shí)PCCP制造、安裝的智能化管理，原料管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)物料跟蹤是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具體體現(xiàn)在：1.生產(chǎn)原料種類較多，數(shù)量巨大，還停留在手工記錄，效率低，錯(cuò)誤率高；2.生產(chǎn)物流跟蹤停留在人為跟蹤，效率低，生產(chǎn)實(shí)物和信息不一致，信息滯后，且容易跟蹤錯(cuò)誤，影響生產(chǎn)節(jié)奏和效率；3.自動(dòng)化系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，未能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)分散，形成信息孤島；4.質(zhì)量判定停留在人工判定，效率低，錯(cuò)誤率高，發(fā)生質(zhì)量問題時(shí)，數(shù)據(jù)歸集，匯總困難，不利于質(zhì)量集中管理及質(zhì)量分析。

韓建河山組織研發(fā)了了PCCP管道制安RFID智能化管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從PCCP管材從原材料——工序生產(chǎn)——成品——運(yùn)輸——安裝——售后，PCCP管道的過程控制、質(zhì)量管理、產(chǎn)品追溯等生命周期管控，并實(shí)現(xiàn)一鍵形成電子檔案，可在手機(jī)APP或特定的終端進(jìn)行原材、各工序半成品、成品、庫存、運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵數(shù)據(jù)的時(shí)時(shí)查詢，實(shí)現(xiàn)PCCP管道全生命周期的有效監(jiān)控。

二、研究?jī)?nèi)容

1.主要研究?jī)?nèi)容概括

從原料入庫開始，到最終成品出庫，至每一產(chǎn)品最終用在哪里，這一整個(gè)過程的操作與管理都在這套系統(tǒng)的控制之中。特別是針對(duì)PCCP管的工藝流程：鋼筒制作、澆筑、蒸養(yǎng)、纏絲、噴漿以及原料質(zhì)量，水壓實(shí)驗(yàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)過程質(zhì)量，生產(chǎn)日月報(bào)，質(zhì)量日月報(bào)，質(zhì)量分析，工作量統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)采集點(diǎn)在線時(shí)實(shí)收集每一件產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行追蹤與控制，為有序而快捷的生產(chǎn)提供良好的操作平臺(tái)。

系統(tǒng)留有擴(kuò)展端口，后期研發(fā)RFID與PCCP運(yùn)維監(jiān)測(cè)（預(yù)應(yīng)力鋼絲監(jiān)測(cè)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)、全生命周期檢測(cè)、管道沉降、輸水流量等）網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)PCCP管道全生命周期管理。通過對(duì)PCCP管道生命周期進(jìn)行歸納，將全生命周期分為：生產(chǎn)計(jì)劃、物料入場(chǎng)、實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)、生產(chǎn)復(fù)檢、RFID芯片卡綁定、質(zhì)量檢驗(yàn)、不合格管理、成品管管理、成品管試驗(yàn)、成品進(jìn)銷存、成品管追溯、安裝管理。

系統(tǒng)功能框架圖

將上述各步驟需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，數(shù)據(jù)的流向進(jìn)行梳理，通過搭建MySql5.7數(shù)據(jù)庫、Nginx1.12.0代理服務(wù)、redis-cli5.0.3快速數(shù)據(jù)庫、OSS對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)、短信服務(wù)和郵箱服務(wù)，基于Java開發(fā)后臺(tái)服務(wù)軟件，并使用了Spring、SpringBoot、MyBatis框架、基于Vue開發(fā)前臺(tái)軟件、基于搭載Android的RFID掃描設(shè)備開發(fā)RFID讀寫APP，將PCCP生產(chǎn)、檢驗(yàn)、發(fā)運(yùn)、安裝等數(shù)據(jù)通過前端網(wǎng)頁錄入到系統(tǒng)后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的信息化改造。并進(jìn)一步調(diào)研PCCP管道生產(chǎn)流程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的調(diào)用關(guān)系、生產(chǎn)流程中管理的人員角色關(guān)系，將數(shù)據(jù)縱向分割成不同角色人員管理不同數(shù)據(jù)流程。

2.研究主要內(nèi)容分類

（1）產(chǎn)品追溯

1）在原料管理階段，主要針對(duì)關(guān)鍵物料如（承口鋼、筒體鋼卷、插口異性鋼，高強(qiáng)度鋼筋等）進(jìn)行管控，以便記錄每根PCCP管與原料的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系、原材料的檢驗(yàn)評(píng)定信息等。2）在生產(chǎn)線上生產(chǎn)時(shí)建立產(chǎn)品序號(hào)與各工序生產(chǎn)實(shí)績(jī)的關(guān)聯(lián)，以便產(chǎn)生質(zhì)量問題時(shí)，依據(jù)產(chǎn)品序號(hào)就可以追溯該產(chǎn)品之生產(chǎn)歷程數(shù)據(jù)，以及追溯物料供貨商的產(chǎn)品質(zhì)量問題，同時(shí)亦可實(shí)現(xiàn)當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)及時(shí)下線。3）可以根據(jù)原料的標(biāo)示的序號(hào)找到產(chǎn)品的序號(hào)，反之也可以根據(jù)產(chǎn)品的序號(hào)追溯相關(guān)原料的序號(hào)，及其檢驗(yàn)評(píng)定信息和供應(yīng)商。

（2）質(zhì)量數(shù)據(jù)收集與質(zhì)量監(jiān)控

1）開發(fā)力學(xué)實(shí)驗(yàn)等設(shè)備數(shù)據(jù)接口進(jìn)行自動(dòng)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并生成檢驗(yàn)報(bào)告單，減輕人工錄入的工作量同時(shí)減少人為的失誤。2）在原料質(zhì)量管理和成品質(zhì)量管理中記錄質(zhì)量不良原因、不良數(shù)量，并可統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品之不良率、報(bào)廢率等，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行質(zhì)量分析。3）記錄產(chǎn)品修補(bǔ)和養(yǎng)護(hù)等情況，以便對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行追溯。

（3）生產(chǎn)追蹤在產(chǎn)品開始生產(chǎn)到出庫的全過程進(jìn)行中，追蹤生產(chǎn)的良品數(shù)量、不良品數(shù)量、報(bào)廢品數(shù)量、以及記錄產(chǎn)品在每個(gè)工序中的良品數(shù)量、不良品數(shù)量、報(bào)廢品數(shù)量，以供盡快找出生產(chǎn)瓶頸和有效掌控產(chǎn)品在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的制品數(shù)量。

（4）查詢與報(bào)表

1）提供在線數(shù)據(jù)的查詢，對(duì)生產(chǎn)狀況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控，以方便不良品的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與改善；2）提供客戶的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查詢（有選擇性放開），對(duì)客戶增加工廠生產(chǎn)的透明度；3）提供查詢產(chǎn)品在各工序的生產(chǎn)狀況資料，如生產(chǎn)監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、不良品數(shù)、不良品率、報(bào)廢率等；4）提供生產(chǎn)日月報(bào)、質(zhì)量日月報(bào)及相關(guān)臺(tái)賬查詢、導(dǎo)出，以方便相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)每天及時(shí)掌握各項(xiàng)目或分廠的生產(chǎn)狀況。

（5）管線定位在管道安裝完成后，通過手持終端掃描管道內(nèi)的RFID芯片可以準(zhǔn)確的定位到PCCP管道的坐標(biāo)，并通過云端數(shù)據(jù)，可以查詢到管道的安裝高程以及管道的相關(guān)信息。

（6）系統(tǒng)管理

1）部門管理：由系統(tǒng)管理員對(duì)管道廠組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行增、刪、改、查操作。2）用戶管理：由系統(tǒng)管理員對(duì)所有系統(tǒng)用戶進(jìn)行管理，包含用戶的增、刪、改、查。3）角色管理：由系統(tǒng)管理員對(duì)管道廠人員角色進(jìn)行管理，包含角色的增、刪、改（修改角色對(duì)應(yīng)的權(quán)限）、查。4）權(quán)限管理：實(shí)現(xiàn)菜單動(dòng)態(tài)路由，后端可配置化，支持多級(jí)菜單，系統(tǒng)管理員可對(duì)權(quán)限進(jìn)行增、刪、改、查操作。5）服務(wù)監(jiān)控：用于監(jiān)控服務(wù)器的負(fù)載情況。

三、關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)

1.基于RFID射頻識(shí)別技術(shù)，開發(fā)了PCCP智能化管控平臺(tái)，建立了PCCP管道從生產(chǎn)計(jì)劃、原材料入場(chǎng)、生產(chǎn)工序、成品檢驗(yàn)、運(yùn)輸、安裝、售后服務(wù)等全鏈條的質(zhì)量控制體系，創(chuàng)建了PCCP管道“身份證”系統(tǒng)，首次實(shí)現(xiàn)了PCCP制造安裝質(zhì)量精準(zhǔn)追溯，提升了生產(chǎn)管控效率及智能化水平。

2.通過RFID與衛(wèi)星定位關(guān)聯(lián)技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)了PCCP管道制造與安裝信息的有機(jī)結(jié)合，提高了PCCP管道安裝過程管控、工程驗(yàn)收和運(yùn)行管理水平。

PCCP智能化管控平臺(tái)RFID射頻識(shí)別技術(shù)

四、社會(huì)效益

本項(xiàng)目研發(fā)成果“PCCP管道制安RFID智能化管控系統(tǒng)”，在PCCP中將率先實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)進(jìn)程自動(dòng)化、生產(chǎn)過程透明化、質(zhì)量管理信息化。PCCP管道制安RFID智能化管控系統(tǒng)

通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)平臺(tái)，利用信息化、智能化技術(shù)，提高了管理效率和生產(chǎn)質(zhì)量，它的實(shí)施符合“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”的國(guó)家戰(zhàn)略方向和“數(shù)字工廠，智慧水利”發(fā)展目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)與5G現(xiàn)代化建設(shè)的成功融合。

五、總結(jié)

成果已在吉林省中部城市引松供水工程中得到成功應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。