混凝土攪拌樓安裝單元條形碼識別技術及應用

馬斌

(中國葛洲壩集團公司向家壩施工局，四川 宜賓 644612)

0 引言

在安裝、拆除HL240－2S3000L型混凝土攪拌樓的過程中，工程技術人員使用條形碼技術識別鋼結構和機械設備(以下統稱安裝單元)的信息，可以比使用涂料編號的舊有識別方式更準確、快速地對其進行確認，進而能加快混凝土攪拌樓安裝和拆卸進度目標的實現，以達到縮短工期、節約成本的目的。

在進行混凝土攪拌樓安裝、拆除施工前，舊有識別方式需要用反色油漆將編號書寫或噴涂在安裝單元表面，編號一般按照其名稱漢語拼音的第1個大寫字母加數字序號的規則編制。這種識別方式具有編號方法簡單、施工工藝粗糙、影響設備美觀等缺點，不適應當前標準化施工、信息化管理的科學理念，亟待改進。

1 混凝土攪拌樓的構成

以HL240－2S3000L型混凝土攪拌樓為例，其主要由鋼結構和樓內設備2部分構成。

1.1 鋼結構

鋼結構是支撐混凝土攪拌樓自重和樓內機械、電氣設備、混凝土原料重量的框架，一般分為主、副樓鋼結構，由多個安裝單元通過高強螺栓或銷子連接構成。HL240－2S3000L型混凝土攪拌樓主樓鋼結構共有40根桿件，分為立柱、橫梁、剪刀撐、拉桿，另有6組樓層平臺以及12個樓梯、8個連接平臺、2個風機平臺、骨料倉等;副樓鋼結構共有44根桿件，分為組合件、橫梁、斜撐，另有3個樓前罐及其支架、2個副樓內平臺等;其他安裝單元有欄桿、連接板等。HL240－2S3000L型混凝土攪拌樓主樓鋼結構如圖1所示。

1.2 樓內設備

樓內的機械、電氣設備是構成混凝土拌制系統的主體，通過中控室的集中控制完成各種機械動作，完成生產一定體積、某種配合比混凝土的任務。機械設備包括攪拌機、回轉給料器、蝶閥、閘閥、管道等，其中，攪拌機和管道等需要通過條形碼識別。電氣設備包括稱量層傳感器、氣閥、電磁閥等，一般是有型號標識的標準件，可以不通過條形碼識別，但應在條形碼數據庫中建立信息數據。?

圖1 HL240－2S3000L型混凝土攪拌樓主樓鋼結構

2 條形碼與安裝單元之間的關系

通過特定規則編制的條形碼具有唯一性，混凝土攪拌樓安裝單元之間的連接也必須一一對應。例如:4根支承攪拌機平臺的立柱雖然外形、作用相同，但在安裝過程中卻要與基礎墩柱和預埋件相互匹配，并且廠家加工桿件螺孔時一般采用配鉆工藝。二次安裝過程中，立柱或斜撐的螺孔長期承重后產生微小形變，螺栓不易順利穿過，因此，只可與原安裝單元連接面對接，不能由結構相同的另一個代替。這種在安裝混凝土攪拌樓時必須滿足的關系符合條形碼識別技術的特點。

操作員掃描條形碼并通過硬件搜索數據庫存儲的信息，能即時給施工人員顯示安裝單元的重量、長度、型號等設備參數，同時也方便倉儲人員進行物資管理。條形碼是最經濟、實用的自動識別技術。它制作快捷，對設備和材料沒有嚴苛的要求，容易被掃描設備識別，適用于諸多施工領域。

3 條形碼識別系統介紹

3.1 編碼原則

條形碼的種類繁多，適合不同領域。CODE128碼是廣泛應用在企業內部管理、生產流程、物流控制系統方面的一維條碼碼制，具有可表示高密度數據和字符串的優良特性，是制作混凝土攪拌樓安裝單元條形碼較理想的選擇。

1條完整的條形碼是由寬度不等的多個黑條和空白加信息字符2部分組成，利用TEC－IT軟件編制出CODE128碼如圖2所示(圖中，Z表示主樓鋼結構，1表示#1安裝單元)。

圖2 主樓鋼結構 #1立柱條形碼

信息字符分為2部分:首部分別取自安裝單元名稱前2個字漢語拼音首位字母大寫，表達名稱信息;尾部是安裝單元的序號。HL240－2S3000L型混凝土攪拌樓安裝單元與信息字符首部對照見表1。

編制出全部信息字符后，為使此技術可用來指導安裝、拆除施工作業，必須以數據庫的形式存儲安裝單元條形碼信息字符及其他數據。按照安裝或者拆除的施工順序編制序號為1～N(N=某種安裝單元數×120%)的條形碼電子圖片，最后給每條信息字符編制一個序列號，錄入條形碼數據庫。完成這種自動識別技術的信息準備工作后，下一步就是用輸入設備獲取信息，并配合圖紙確認安裝單元相應的組裝或者拆卸節點。

3.2 系統硬件、軟件的配置

硬件包括信息掃描設備、顯示終端、條形碼制作設備3類。

3.2.1 硬件的配置

任何一種信息識別技術都必須通過硬件實現，因此，所選擇的硬件是否實用顯得尤為關鍵。混凝土攪拌樓安裝、拆除施工具有高空作業、空間狹小等特點，這3類設備的選用應當遵照便攜、穩定的原則，同時考慮采購成本。

混凝土攪拌樓安裝單元條形碼識別技術的核心是硬件，購買配備一體化解決方案的、經過商業應用驗證的專業條形碼識別設備是這一技術成功的保障。

表1 安裝單元與信息字符對照表

(1)掃描設備的選擇。信息掃描設備是讀取、傳輸條形碼信息的工具。掃描設備掃過條形碼，接收到從白色區域反射回來的信號，而條的部分就沒有信號返回。這些差異及信號出現的時間長短，被轉換為數字信號，通過CPU分析、解讀其中包含的數據信息。然后，這些信息通過RS232之類的協議被傳輸到顯示終端上。

條形碼識別技術應用廣泛，在日常生活中隨處可見，普通的掃描設備如超市收銀系統的圖像掃描器、物流管理領域用到的激光掃描器等。為適應混凝土攪拌樓建安作業的需要，應選擇可讀取CODE128碼的手持型無線一維掃描器。

(2)顯示終端的選擇。隨著現代電子科技的飛速發展，很多原本只應用在科學研究領域的技術，已經轉化為人們日常生活中的消費品。智能手機的普及是個明顯的例子。工程技術人員將裝有Windows Mobile，Symbian，Android等智能系統的手機作為條形碼識別系統的顯示終端具有信息遠程傳輸、移動方便的優點，是較理想的選擇。現在很多高科技公司推出技術成熟的此類產品，可供施工企業選擇。

(3)條形碼制作設備的選擇。條形碼的制作原理與傳統辦公系統打印設備的原理基本相同，都是依靠打印機在平面材料上印刷出文字、符號等內容。機電安裝工程所處作業環境多油污，因此，須選擇工業型打印機將條形碼印刷在特殊材料上，以保證其印刷精度和長期完整。

3.3 軟件的配置

軟件是配合硬件實現數據編譯、傳輸、存儲、顯示的程序，對硬件的依賴性高，智能手機的系統軟件必須認可條形碼數據庫，不兼容會造成硬件讀取數據失敗。

3.3.1 軟件的選擇

條碼碼制不同，其生成軟件的程序編寫也不同，而且同種碼制有多種軟件可供選擇。總體上，軟件要按照兼容硬件及其系統軟件的要求配置，需要添加特殊功能則可通過專業的軟件公司定制。

TEC－IT數據處理有限公司推出的系列條形碼軟件具有標準統一、編寫規范等優點，提供用戶免費使用在線條碼生成、標簽創建等工具，省去了編制條形碼的成本。它提供的數據采集、編譯等收費軟件也可配套使用。施工企業對軟件的選擇只需符合自身管理特點，簡單、實用的軟件是發揮條形碼自動識別技術優勢的保證。

3.3.2 程序流程設計

流程圖是程序分析中最基本、最重要的分析技術，它是程序分析過程中最基本的工具，能夠直觀地表達系統工作的步驟和邏輯關系。條形碼識別系統軟件應當按照確立的程序流程圖來設計。一般的條形碼識別流程如圖3所示。

4 條形碼的特殊要求

4.1 制作材料的選用

目前，條碼打印機行業應用較多的是不干膠標簽。它由離型紙(底紙)、面紙及黏合兩者的粘膠劑3部分組成。這些材料屬于紙類，遇到酸、堿溶液腐蝕或外物刮蹭容易毀壞，所以不能用來制作混凝土攪拌樓安裝單元條形碼。混凝土的生產不能做到全程封閉，會發生外加劑、水泥灰等材料的漏出，選用具備良好抗酸堿、防刮、耐高溫等性能的材料能提高條形碼的使用年限。PVC高分子材料的特性適應各種不利環境，是制作此類條形碼的首選。

4.2 設計形式

商品條形碼的標準尺寸是37.29 mm×26.26 mm，放大倍率為0.8～2.0，放大倍數越小的條形碼，印刷精度要求越高。通過軟件生成的原始條形碼尺寸可以滿足識讀、印刷要求，因此，統一選用尺寸為40 mm×30 mm的PVC板做印刷材料。為使其具備足夠的抗彎折強度，設計厚度不能小于5 mm。完成印刷工序待油墨干透后，在條碼卡正面黏附一層透明的抗腐蝕保護膜。

圖3 條形碼識別系統流程

4.3 條形碼標示的注意事項

條形碼必須附著在安裝單元表面配合這一技術的應用，可以選用固定和移動2種標示方式。黏合劑粘貼適用于需永久標示的安裝單元，如攪拌機、集中控制臺等大型設備。對于需要重復移動施工的安裝單元，如主、副樓鋼結構桿件，則可采用磁吸附式PVC條碼卡或懸掛在樓內設備上的方法來完成標示工作。

4.3.1 附著點的選擇

制定附著點的選取規則主要是為了統一標示方位，方便施工人員查找和掃描條形碼。操作時須遵照以下規則:

(1)所有磁吸附條碼卡正面指向樓內，遇到弧面不能折彎，并保持條形碼的原有長度不變。

(2)立柱的幾何中心線上，距離底面150～170 cm。

(3)橫梁的幾何中心。

(4)斜撐的幾何中心線上，距離樓層平臺150～170 cm。

(5)樓層平臺的側面中心。

(6)小型設備的吊環。

4.3.2 附著面的清理

新的安裝單元出廠運至工地時即可標示條碼卡，未沾染污物的表面有利于條碼卡的粘貼和吸附。標示舊安裝單元時，必須用鏟子、鋼絲刷、清洗劑去除附著點周邊的油污、水泥結塊等污物，提供給條碼卡平整、潔凈的附著條件。

4.3.3 條碼卡的管理

條形碼識別系統的管理屬于設備技術管理的范疇，除了保證操作這一技術的人員受過良好的技能培訓之外，還需注重對條碼卡的保護。一般要求安裝工進行起重作業時不得使附著點與地面接觸，否則會損毀條碼卡，其所在的單元正面或側面須放置在可供掃描器讀取信息的合適位置。在完成每個安裝單元的施工后，可將移動式條碼卡取回并妥善保存，為下次使用做準備。

5 結束語

條形碼識別系統功能強大，具有輸入速度快、掃描準確率高、技術可靠性強的優勢，特別適合替代現有的混凝土攪拌樓安裝單元編號模式，是對舊施工模式的改進和提高，完成了由非標準化簡單施工向標準化科學施工方式的轉變。借助信息化管理技術是當前施工技術的發展趨勢，我國還有很多有待提升管理水平的施工領域需要這一技術的幫助，其應用前景十分廣闊。

［1］沈峰.論條形碼技術在鋼結構制造企業的應用［J］.鋼結構，2008，23(12):71 －73.

［2］馬蘭.條形碼印制過程中應注意的問題［J］.今日印刷，2003(4):43－46.