基于目前流行的工业4.0的先进理念,本文提出并阐述了一种以智能设备代替人的智能化司磅作 业的设想,结合目前较为流行的WCF高效通讯平台应用程序框架,采用了 C/S与B/S相结合的架 构方式，实现司磅现场无人值守,远程集中智能管理的全自动化或半自动化司磅作业，达到减员增 效、提高防作弊的目的。
0.前言
宁波钢铁有限公司（下称宁钢）现有10台汽车 衡、2台轨道衡,计量管理系统于2007年4月投入 使用，由于当时公司整体定位较高，尤其引入了国 内外较为成功的中钢ERP系统,使得公司整个信 息化及自动化程度也高于同行业,而当时的计量管 理系统正是在这样的背景下产生。
虽然当时系统运用了流行的计算机、网络及数 据库等信息化技术,在计量数据统计、保存、管理业 务扩展等做出了重要贡献,分析其工作原理可以看 出明显的不足之处,即传统的人工过磅+计量单电 子化存储、应用等，随着技术进步和工业4.0理念 及智能制造系统的提出，为整体智能化司磅作业提 供了解决思路和硬件基础。通过增设一些智能设 备（如高清摄像机、红外对射装置及IC读卡器等） 来代替部分人的判断任务,将司磅操作集中管理， 司磅任务均分，同时信息流上与相关物流、门禁及 电子商务系统有效衔接，让整个流程分析、逻辑判 断由系统承担，作业人员确认,从而提升司磅作业 效率、物料计量管理效率,提高劳动生产率。
1.业务流程
目前公司汽车衡过磅大体有6种称重模式,分 别是：O出厂销售、I进厂入库、X厂内倒运、Y销售 异储、W进厂倒运和Q其他称重，其中业务量最大 的是前面3种称重模式,而其他3种的物资进出模 式与前3种基本一样；由于物资本身价值以及重要 程度，进出厂物资需实时监视过磅，而厂内物资可 由司机自助过磅，因此可按照进/出厂和倒运两类 来设计业务模式。
1.1进出厂物资业务模式
通过RFID或者高清摄像头智能识别车牌读到 车号后，任务自动分配到集中作业，由司磅员远程 司磅,整个过程通过视频和语音对讲与司机交互， 可通过视频查看现场过磅状态。司磅作业完成后， 现场自动打印磅单，司机根据语音提示取磅单及下 磅。
1.2内部倒运业务模式
司机通过IC卡、RFID和高清摄像头均可读取 到车号，同时显示在信息提示区，自动匹配相应委 托数据并显示出来，由司机自己核对信息并过磅。
2.系统构成
根据业务模式，可将系统分为9个模块系统, 系统构架如图1所示，具体模块如下：

1）智能称重控制平台：系统核心,后台逻辑处 理,任务分配,过程调度实现；
2）FRID(或IC卡或车号识别摄像头）自动识 别系统:车号自动识别,减少操作错误率,触发任务 关联；
3）视频监控管理系统：实时监视现场状况，录 像回放；
4）红外对射防作弊系统:监控车辆是否正确停 在称台上；
5）红绿信号灯控制系统:车辆上磅控制；
6）语音对讲系统：司磅员与司机交流；
7）毛皮净重限定系统：过轻、过重重量警示及 限制，安全；
8）打印机管理系统:针式打印机故障率高，双击热备,远程切换；
9）与ERP接口管理系统:打通信息流,形成以 委托+车号或委托+车号+派车单核心思路,满足 平台正确处理。
2.1软件结构
本系统软件架构采用C/S和B/S混合的模式， 如图2所示。作业层面磅房客户端、集中作业客户 端及服务器之间采用C/S结构，业务数据查询及修 改通过WEB方式,采用B/S结构。

数据流转采用 WCF (Windows Communication Foundation)服务平台，是基于Windows平台下开发 和部署服务的软件开发包。两个客户端与服务端 采用订阅与发布的方式进行数据流转,通讯方式采 用TCP通讯模式。
2.2现场汽车衡智能设备集成及控制
1）红外对射装置。在秤体前后两端各安装一 对红外线对射器感应车位置是否完全停在称体上， 红外信号通过I/O模块传送至服务端，可实现车辆 定位功能。
2）视频抓拍和车号自动识别装置。现场视频 监控系统不间断图像采集，作业过程自动抓拍，通 过消息处理服务程序，实现称重数据和监控图像一 体化集成。
3）RFID(或IC卡）识别装置。RFID是非接触 式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标 对象并获取相关数据，识别工作无需人为干预，可 识别高速运动的目标对象，适用于各种恶劣环境， 目前在很多领域应用成熟。
智能IC卡是一种接触式应用的方式,原理与 RFID,但它带有CPU的存储，可使称重业务和本公 司的其他部门如财务、销售、供应、运输等部门的业 务有机地联系成一个整体,各部门通过IC卡共享 信息、协同工作，主要用于厂内倒运业务。
4）远程I/O控制装置。接入现场重要设备的 电源控制信号,通过I/O模块设备远程控制照明、 红绿灯和其他设备的状态。
通过上述汽车衡智能设备集成和控制,得到智能司磅系统控制示意图，如图3所示。

2.3网络结构
考虑系统的数据流量大、响应及时性以及本身 安全性,整个系统须铺设专网。由于网络内存在计 量数据和视频监控数据，为了保证网络稳定，把视 频监控数据与计量数据通讯划分在两个不同的网 段，互不干扰，保证通讯畅通。同时与公司主干网 间部署防火墙,在防火墙配置用户网络访问权限策 略，以提高司磅系统的安全性，图4为远程集中智 能称重系统逻辑拓朴图。

2.4管理软件
图5为管理软件系统的关系图。本系统的管 理软件系统包括称重数据、系统参数管理及维护系 统,主要承担管理工作，是智能司磅系统的补充。 该软件系统对所有系统磅房参数、COM参数、网络参数、重量限定参数、打印机参数及与ERP通讯接 口等可进行配置修改设定维护，对称重数据能进行 查询以及修改维护。
3.系统主要特点
该智能化司磅系统具有以下几个特点：
1)利用计算机技术、网络技术智能感应设备,使整过称重流程自动化、规范化、流 程化。
2)称重全过程实时视频监控,视频信息与物流 信息、车辆信息一一对应，实时掌握车辆和计量的 全过程。

3）通过先进的智能感应设备以及后台参数设 定联动控制，实现了完善的防作弊功能，杜绝计量 过程中的人为干扰。
4）灵活配置的智能司磅系统，实现了自动、自 助、远程三种计量模式；高效、稳定的现场无人值 守,提高了自动化计量水平，降低了司磅员工作强 度和技术要求；动态任务分配的技术，即实现了工 作量均衡、效率最大化。
5）完全适应本公司生产、经营、管理的信息化计量平台，实现与ERP系统各模块的无缝对接。
4.结语
在该智能化司磅系统投入使用并运行稳定后, 司磅员岗位由44人减少到20人；司磅员得到集中 作业后，通过动态调配任务实现了人员工作量均 衡，同时化解了因人员请假工作难以调配的难题; 计量差错从月均22次下降到3次;秤体、磅房全方 位全天候监控，有效地防范和震慑了作弊行为，对 损害设备的，可以及时追溯并索赔，减少了企业的 意外损失。同时，该系统功能还有许多提升空间, 如可用智能交通车号识别摄像头代替在用的RFID 和IC卡设备,提高车牌号识别效率，可避免车牌号 识别错误带来的计量差错率;任务动态分配模块引 入磅房、工位锁定功能，保证特殊磅房实现不间断 过磅,提高特殊计量物资的通行效率；使轨道衡能 无缝结合在该系统中，实现轨道衡在线过磅，使之 成更为完备的计量系统。总之,该系统对于地磅数 量多、司磅作业频繁的企业有很好的应用前景，并 能为之创造良好的效益。