CIQ監(jiān)管系統(tǒng)中企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)

摘 要:準(zhǔn)確全面地實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集是進(jìn)行監(jiān)管及報(bào)檢批合格評(píng)定的依據(jù)與保證。在分析企業(yè)運(yùn)行模式、產(chǎn)品屬性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集方案，通過(guò)在企業(yè)端設(shè)立工控采集設(shè)備、儀器儀表、視頻儀、條形碼采集器來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，選用SQL Server 2000作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，企業(yè)端及監(jiān)控端通過(guò)Internet進(jìn)行連接，遵守HTTP協(xié)議。該數(shù)據(jù)采集方案基本能滿(mǎn)足監(jiān)管系統(tǒng)的要求。

關(guān)鍵詞:生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集; 架構(gòu)設(shè)計(jì); 數(shù)據(jù)交互設(shè)計(jì); 接口設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào):TN98;TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào):1004-373X(2010)14-0067-03

Data Acquisition Plan Design of Enterprise Productive Process in CIQ Supervising System

ZENG Shui-xiang1， YUAN Zhi-bao2

(1.College of Information Science Technology， Hainan University， Haikou 570228， China;

2.Hainan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau， Haikou 570206， China)

Abstract: The data acquisition of enterprise productive process should be achieved accurately and entirely for supervision and conformity assessment. On the basis of analyzing operation mode and product attributes， a data acquisition scheme of enterprise productive process was designed. The industrial control acquisition equipments， instruments and meters， video devices， and bar code collectors were built in the business side to collect data， SQL Server 2000 was used as database server， business side and control side were connected through the Internet to comply with HTTP protocol. The data acquisition scheme of enterprise productive process can meet the requirement of CIQ supervising system.

Keywords: data acquisition of productive process; architecture design; data interaction design; interface design

數(shù)據(jù)采集是將被測(cè)對(duì)象的各種參量通過(guò)各種傳感元件做適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號(hào)調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E，最后送到控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或存儲(chǔ)記錄的過(guò)程[1]。

CIQ(China entry-exit inspection and quarantine bureau)監(jiān)管系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集可采用企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)申報(bào)模式和企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集模式。產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)申報(bào)是指企業(yè)將在管理過(guò)程中早已獲得的產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)依據(jù)監(jiān)管部門(mén)的要求以文檔形式拷貝、上傳或現(xiàn)場(chǎng)錄入等方式傳送給電子監(jiān)管系統(tǒng);企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集是指依據(jù)監(jiān)管需要，在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量數(shù)據(jù)采集后傳送給電子監(jiān)管系統(tǒng)，供檢驗(yàn)檢疫管理職能部門(mén)進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)定。生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集強(qiáng)調(diào)即時(shí)性、安全性與共享性，對(duì)數(shù)據(jù)采集方法提出了更高的要求。本文將主要對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集方案進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。

1生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集在電子監(jiān)管系統(tǒng)中的功能描述

企業(yè)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集在檢驗(yàn)檢疫出口貨物電子監(jiān)管系統(tǒng)中的功能包括(如圖1所示)。電子監(jiān)管系統(tǒng)下達(dá)實(shí)時(shí)采集指令，并在“CIQ分類(lèi)商品監(jiān)控項(xiàng)目參數(shù)庫(kù)”中，以監(jiān)控項(xiàng)目參數(shù)的形式，設(shè)定各種不同商品的監(jiān)控要求以及過(guò)程數(shù)據(jù)采集模式;然后企業(yè)質(zhì)量管理軟件讀取電子監(jiān)管系統(tǒng)的“CIQ分類(lèi)商品監(jiān)控項(xiàng)目參數(shù)庫(kù)”中的相關(guān)內(nèi)容，以數(shù)據(jù)庫(kù)中的監(jiān)控項(xiàng)目參數(shù)為依據(jù)，結(jié)合企業(yè)自身生產(chǎn)運(yùn)作特點(diǎn)，定義企業(yè)的監(jiān)控項(xiàng)目參數(shù)，完成企業(yè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。所采集的生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)，一方面?zhèn)魉徒o企業(yè)質(zhì)量管理軟件，供企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量控制和生產(chǎn)批合格評(píng)定使用;一方面?zhèn)魉徒o電子監(jiān)管系統(tǒng)，供監(jiān)管使用或進(jìn)行報(bào)檢批合格評(píng)定使用，為企業(yè)報(bào)檢報(bào)批綜合評(píng)定提供依據(jù)。

2 生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

檢驗(yàn)檢疫電子監(jiān)管系統(tǒng)中，所監(jiān)控的數(shù)據(jù)包括:企業(yè)生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)、合格評(píng)定數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)檢疫監(jiān)管強(qiáng)制性記錄、其他支持性數(shù)據(jù)等。

在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)采集的質(zhì)量數(shù)據(jù)主要包括[2-3]:

(1) 企業(yè)生產(chǎn)資料數(shù)據(jù):原材料品名、生產(chǎn)商、型號(hào)與規(guī)格、數(shù)量等;

(2) 企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù):原材料消耗情況，生產(chǎn)環(huán)境溫度、濕度、外購(gòu)原材料及零部件檢測(cè)數(shù)據(jù)，零件加工過(guò)程中在線(xiàn)檢測(cè)和序后檢測(cè)數(shù)據(jù)，過(guò)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，零件最終檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，裝配過(guò)程檢測(cè)數(shù)據(jù)，成品試驗(yàn)數(shù)據(jù)等;

(3) 檢驗(yàn)數(shù)據(jù):原材料消耗率、產(chǎn)品合格率;

(4) 生產(chǎn)過(guò)程關(guān)鍵點(diǎn)數(shù)據(jù)和記錄:檢驗(yàn)檢疫監(jiān)管所要求的過(guò)程關(guān)鍵點(diǎn)控制數(shù)據(jù)、強(qiáng)制性記錄、原料/成品檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。

圖1 企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集功能圖

進(jìn)出口企業(yè)運(yùn)作模式各不相同、管理信息化水平參差不齊、產(chǎn)品屬性、工藝特點(diǎn)千差萬(wàn)別，因此在進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集時(shí)，要求數(shù)據(jù)采集的手段多樣化，同時(shí)因?yàn)椴杉馁|(zhì)量數(shù)據(jù)不僅數(shù)據(jù)量大、屬性也復(fù)雜，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器容量、功能有一定的要求。充分考慮以上因素，生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集架構(gòu)圖

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的選擇:

Microsoft SQL Server 2000[4]能提供超大型系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，還能在多個(gè)用戶(hù)之間有效地分配可用資源，因此選用SQL Server 2000作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，方便與企業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)或其他計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng)對(duì)接。

2.2 數(shù)據(jù)采集儀選擇及應(yīng)用

隨著現(xiàn)代企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)和質(zhì)量管理意識(shí)的不斷增強(qiáng)，企業(yè)管理信息化水平不斷提高，質(zhì)量管理系統(tǒng)在企業(yè)的應(yīng)用日益普遍，因此企業(yè)本身已具有比較完備的數(shù)據(jù)采集和質(zhì)量監(jiān)控手段，電子監(jiān)管系統(tǒng)只需從企業(yè)質(zhì)量管理系統(tǒng)中導(dǎo)入需要的數(shù)據(jù)即可，然后在生產(chǎn)過(guò)程關(guān)鍵點(diǎn)或疑問(wèn)點(diǎn)增設(shè)部分?jǐn)?shù)據(jù)采集儀進(jìn)行監(jiān)管。

該系統(tǒng)在分析國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)采集儀功能和使用范圍的基礎(chǔ)上，選用了工控采集設(shè)備、儀器儀表采集設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備、條形碼采集器作為主要的數(shù)據(jù)采集手段，PDA、簡(jiǎn)易終端作為輔助手段，使用如下:

(1) 對(duì)于原材料批次、半成品/成品批次、出庫(kù)品批次信息可采用條形碼技術(shù)[5]進(jìn)行采集，并與供應(yīng)商信息、型號(hào)與規(guī)格信息建立關(guān)聯(lián);

(2) 對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，半成品/成品的數(shù)量、規(guī)格、生產(chǎn)環(huán)境溫度、濕度、半成品的流轉(zhuǎn)等信息可采用儀器儀表進(jìn)行采集。現(xiàn)在儀器儀表采集技術(shù)非常先進(jìn)，如坐標(biāo)機(jī)測(cè)量技術(shù)可測(cè)量產(chǎn)品的三維尺寸、有的采集儀器自帶數(shù)據(jù)處理終端。若生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不便于人員進(jìn)出或不宜于人員進(jìn)出，可采用工控采集設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集[6]，如木包裝的滅害處理、農(nóng)產(chǎn)品加工中特殊工序的監(jiān)控等。

(3) 對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程關(guān)鍵點(diǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的采集，對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程關(guān)鍵點(diǎn)不僅需要了解產(chǎn)品的數(shù)字信息，還需了解更詳細(xì)的操作規(guī)范、材料流轉(zhuǎn)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等信息，為此可設(shè)立視頻監(jiān)控及視頻采集設(shè)備。

(4) 對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模較小或條件較簡(jiǎn)陋的企業(yè)可利用PDA技術(shù)[7]或安裝簡(jiǎn)易終端進(jìn)行必要的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集。

一個(gè)企業(yè)可以選用一種或多種設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，以保證采集的數(shù)據(jù)全面、完整、有效、安全，為監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)管及報(bào)檢合格批評(píng)定提供有力的依據(jù)。

3 企業(yè)端數(shù)據(jù)采集軟件接口及數(shù)據(jù)交互格式設(shè)計(jì)

企業(yè)與電子監(jiān)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互的內(nèi)容包括:企業(yè)向電子監(jiān)管系統(tǒng)發(fā)送的各種數(shù)據(jù)、電子監(jiān)管系統(tǒng)觸發(fā)請(qǐng)求調(diào)用企業(yè)相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)控信息、企業(yè)端數(shù)據(jù)查詢(xún)、電子監(jiān)管系統(tǒng)向企業(yè)發(fā)送監(jiān)管信息。

3.1 企業(yè)端數(shù)據(jù)采集軟件接口基本技術(shù)要求

企業(yè)管理系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)之間通過(guò)Internet連接，企業(yè)端要具備與電子監(jiān)管系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的能力，數(shù)據(jù)接口規(guī)范要嚴(yán)格采用標(biāo)準(zhǔn)化的XML文件描述的數(shù)據(jù)接口規(guī)范;數(shù)據(jù)通信方式采用HTTPS協(xié)議傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)接口文件格式，數(shù)據(jù)的打包和解包由各自的軟件系統(tǒng)完成;加密方式可通過(guò)數(shù)字個(gè)人證書(shū)和HTTPS，實(shí)現(xiàn)第三方的數(shù)字簽名。

企業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件與監(jiān)控系統(tǒng)接口圖3:

圖3 企業(yè)數(shù)據(jù)采集軟件接口流程圖

3.2 數(shù)據(jù)交換格式定義

報(bào)文是企業(yè)端數(shù)據(jù)采集軟件與電子監(jiān)管系統(tǒng)業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的最基本要素，數(shù)據(jù)交換的報(bào)文結(jié)構(gòu)如下:企業(yè)端數(shù)據(jù)交換的報(bào)文包括信封、報(bào)文頭、報(bào)文體三個(gè)部分。信封由版本、語(yǔ)言、命名空間、規(guī)范性引用文件等組成;報(bào)文頭由報(bào)文的標(biāo)識(shí)、創(chuàng)建時(shí)間、報(bào)文類(lèi)別、來(lái)源、目的和路由信息等組成;報(bào)文體是該報(bào)文承載的具體業(yè)務(wù)電子數(shù)據(jù)，由于報(bào)文需要承載各種不同類(lèi)別、不同結(jié)構(gòu)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所以報(bào)文體部分要采用通用的格式定義。

(1) 報(bào)文結(jié)構(gòu)的類(lèi)圖

報(bào)文結(jié)構(gòu)的類(lèi)圖表如圖4所示。

圖4 報(bào)文結(jié)構(gòu)的類(lèi)圖表

(2) 報(bào)文實(shí)體定義

報(bào)文實(shí)體定義如下:

報(bào)文頭

報(bào)文標(biāo)識(shí)

報(bào)文創(chuàng)建時(shí)間

報(bào)文創(chuàng)建人

報(bào)文來(lái)源

報(bào)文目的

報(bào)文路由

路由時(shí)間

來(lái)源

目的

報(bào)文體

報(bào)文類(lèi)別

數(shù)據(jù)集

數(shù)據(jù)段

報(bào)文實(shí)體的唯一標(biāo)識(shí)

創(chuàng)建時(shí)間

創(chuàng)建人

發(fā)布人

發(fā)布時(shí)間

版本號(hào)

有效期

屬性集

屬性

屬性唯一標(biāo)識(shí)

屬性名稱(chēng)

屬性數(shù)據(jù)類(lèi)型

屬性值

屬性長(zhǎng)度

(3) 數(shù)據(jù)交換格式定義

數(shù)據(jù)交換格式定義如下:

數(shù)據(jù)集

4 結(jié) 語(yǔ)

本文在充分分析企業(yè)生產(chǎn)模式、產(chǎn)品工藝特性及質(zhì)量數(shù)據(jù)屬性的基礎(chǔ)上，認(rèn)真研究現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及數(shù)據(jù)采集技術(shù)與設(shè)備，結(jié)合電子監(jiān)管需求進(jìn)行了CIQ監(jiān)管系統(tǒng)中企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集方案的架構(gòu)設(shè)計(jì)、接口及數(shù)據(jù)交互方式設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于企業(yè)是虛擬的，因此未能實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)的真正采集。

隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，該系統(tǒng)的功能將會(huì)進(jìn)一步完善。

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