基于二維碼及微信企業號的管段材料追溯技術研究

黃可中 夏斐

南京南化建設有限公司 江蘇南京 210044

基于二維碼及微信企業號的管段材料追溯技術研究

黃可中 夏斐

南京南化建設有限公司 江蘇南京 210044

文章從二維碼的原理及可追溯性系統出發,與目前普及型廣泛的微信企業號功能相結合,嘗試解決傳統石油化工管道預制成品材料的管理及可追溯性間題。通過對管道預制廠系統性場地布置規劃,制定成熟有效的手機端信息采集及追蹤系統,替代傳統的人工記憶及紙質記錄的材料管理方式,實現了管段材料從完成預制至安裝全過程的實時性追蹤與管理。該項技術在福建申遠新材料有限公司40萬噸/年聚酰胺項目中得到了良好應用。

二維碼預制管段微信企業號材料追溯

1 引言

在石油化工建設項目中,工藝管道施工存在工序繁多、工程量大、人力資源集中等復雜特征,為項目實施的重點及難點。整體管道工程預制量有40%-60%由在前期管道預制階段承擔,由于其單位時間內預制管段產出量較大,且局限于較長的預制周期和有限的堆放場地面積,對于成品預制管段的材料堆放和追溯管理一直是困擾項目實施的一大難題,本文擬引用二維碼與微信企業號相結合的方式,設計創新的管段追溯系統,用以解決該間題,實現提高現場材料管理水平的目標。

2 二維碼及微信企業號簡介

2.1 二維碼及QR Code簡介

二維條碼(2-Dimensional Bar Code)是用特定的幾何圖形按一定規律在二維方向平面上分布的黑白相間的圖形以記錄數據符號信息；在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念,使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息,通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理,其具有信息容量大、編碼范圍廣、容錯能力強、譯碼可靠性高、保密防偽性好、成本低,易制作,持久耐用等優點。

在目前幾十種二維碼中,常用的碼制有：PDF417二維碼, Datamatrix二維碼, Maxicode二維碼, QR Code, Code 49, Code 16K ,Code one等,經過調研,QR Code碼具有超高速、全方面掃描的優點,并且能夠有效地表達漢字數據,40-L級的QR Code碼可存儲7089字符的數字數據、4296字符的字母數據、1817字符的漢字數據,十分符合工藝管道專業數據量眾多,掃描頻率大,對準確性要求高等特點,因此作為本追溯技術的首選碼型。

2.2 微信企業號簡介

微信企業號是基于目前主流手機溝通軟件微信后臺定制的企業化管理和溝通工具,可以高效地幫助企業及組織構建自己獨有的生態系統,隨時隨地地連接員工及內部系統和應用,實現企業和項目人員的無縫溝通和協同；同時企業級的權限體系可支持層層授權的管理模式,利用微信原生功能,可實現如拍照、掃碼、定位等智能化操作, 實現業務及管理互聯網化。

根據微信廣泛的普及性,企業通訊錄和溝通系統的整合及開放的后臺應用接口,具有良好的用戶交互性,培訓簡單,易上手,擬采用其作為本追溯系統的主要操作和溝通的接口。

3 系統整體設計

3.1 實施目標

(1)實現以預制管段為基本單位的信息化管理,解決短時間內大量預制管段材料的追溯性間題；

(2)實現基于微信端的整體架構平臺建立,構筑微信解決方案相關后臺；

(3)為整體管道焊接管理系統及二維碼解決方案建立基礎數據架構,整合對應接口；

(4)在項目實施過程中收集反饋信息,建立項目信息儲備。

3.2 設備選型

(1)采用PET材質的二維碼標簽,根據管道尺寸要求設置80*50mm、80*60mm及100*80mm三種規格型號, PET材質標簽紙具有耐熱性高,耐摩擦,防水耐可保持較長時間等特點；

(2)掃碼設備選用工業級手持PDA及普通IOS&Android智能手機,具備藍牙和wifi連接功能,預裝微信應用；

(3)二維碼標簽采用專業二維碼打印機；

(4)利用公司信息化中心DELLR920及R720為主的服務器作為數據后臺,軟件方面提供SQL server數據庫2012標準版、Windows Server 2012 標準版操作系統、Linux Centos 6.7、CTBS企業高級版等數據后臺支持。

3.3 系統架構

3.3.1 服務器端

以數據庫管理為核心,通過與PC端及微信端數據通信,能夠接收PC端及微信端的處理命令,根據命令從數據庫中讀取或存儲數據,實現數據統計集中處理和數據頒發。主要實現登錄用戶信息、角色權限信息、基礎與流程信息、運行日志信息等數據的存取。

3.3.2 PC端

PC端登錄用戶能夠根據平臺管理員分配的角色權限擁有不同的功能,能夠適應預制廠管理人員、材料管理人員、施工班組人員、平臺管理人員使用,包括項目初始化設置及多項目管理,人員設置及權限分配管理,原始焊接管理數據的導入及處理,輸入端接口數據的查閱、整理及修改,管段狀態數據的統計、匯總及導出等主要功能。

圖1 微信掃碼追溯流程圖

圖2 PC端數據處理界面

3.3.3 微信端

微信端應具備對分批次掃碼功能進行歸納性,即在施工班組完成管段預制及材料批量出庫入庫等場景中,采用創建掃碼狀態→對批次內所有管段進行掃碼,逐條掃碼后同步更新→掃描區域二維碼對所掃描的管線批次進行統一定義的功能；

微信端提供開放拍照上傳的功能,并且能實現類似微信本身自帶的拍照后自動壓縮上傳功能,以減少數據傳輸間題,此功能的開放與否可取決于現場網絡,由現場確定。

4 應用場景

4.1 功能場景設計

(1)平臺管理人員：接收來自項目部技術人員提供的管段數據EXCEL表格,將其導入進PC端中生成管段信息數據庫；根據目前項目部施工隊伍狀態輸入施工班組信息；對不同階段二維碼管段及區域信息定義進行更新修改；定期進行數據庫更新及維護。

(2)預制廠管理人員：接收來自平臺管理人員輸入好的管段數據庫及分包隊信息,根據管道預制計劃將近期待預制管段根據施工班組編排好并分配權限,將分配好的管線二維碼信息輸出至二維

碼打印機；將堆放場地進行分區域劃分,在PC端中定義好分區域編號及二維碼形式,將二維碼布置在各個劃分區域中；接收并匯總由微信端傳輸來的信息,并做匯總整理；在PC端中輸入對應管段號查詢管段目前狀態及所在位置,根據上傳的照片做進一步位置確認；

圖3 二維碼標簽設計

(3)微信端主要用于二維碼的實際操作流程,主要使用人員為施工班組。施工班組接收來自預制廠管理人員分配的管段預制信息及領取對應二維碼；完成管段焊接后,將對應的二維碼粘貼在管段上,并進行一次掃描,掃描后輸入當前狀態、班組號及日期,輸入對應的區域二維碼進行掃描及拍照,更新狀態及位置信息；在管道完成、移位、出廠、接收等各個階段,均應負責完成上述流程；

4.2 功能場景實現

(1)經過多次探索和討論,確定區域號、單線圖號、頁碼、管段號、等級、管段完成日期、管段完成班組、預制存放區域、廠內移動更新時間、是否出廠、管段出廠時間、現場存放區域、現場移動更新時間、現場領料時間、領料班組等信息為核心錄入信息,同時預留自定義擴充功能；

(2)設計二維碼標簽所顯示的信息,包括管線號、管段號、頁碼、施工班組等。根據不同管道直徑,設定好不同的二維碼尺寸和形態；

(3)確定項目部各成員的職責及權限分配；

(4)完成預制場地區域定義和劃分,包括一級區域(預制廠一/二、現場一/二)、二級區域(碳鋼/不銹鋼/特殊)、三級區域(A/B/C),以及狀態(新完成/移動/出庫/入庫)定義；

(5)以Javascript為開發語言和Sqlserver2012為數據庫工具進行服務器端開發；以C#為開發語言進行客戶端和微信端開發；設計微信后臺架構及UI界面；

(6)進行封裝測試及現場使用方的培訓及試點；

(7)項目應用普及；

4.3 應用項目

福建申遠新材料有限公司年產40萬噸己內酰胺項目EP04標段,共計焊接達因數32.6萬inch,預制管段5976件,通過項目應用,成功完成了其中4000件管段的二維碼標簽的打印及粘貼工作,在整體的預制完成、堆放、出廠、移位、領用等流程中順利應用管段追溯系統,獲得了業主方和福建省特檢院的高度評價。

圖4 微信端材料查詢界面

5 總結與展望

(1)采用以二維碼和微信企業號為原理的管段材料追溯管理系統,是對傳統紙筆和記憶方式進行粗放式材料跟蹤管理的改進和創新,該二維碼既能替代傳統的焊口標簽紙,又能進行追溯和跟蹤功能,對現場整體的材料管理有著顯著的幫助,通過福建申遠項目的成功應用,取得了一定的成果。

(2)在項目實施過程中,由于受到工人整體素質和現場網絡硬件設施等條件的影響,仍然存在掃碼記錄工作無法完全執行及掃碼顯示速度偏慢等間題,隨著我國建筑行業從業人員素質的提高及互聯網+技術的普及,該間題有望得到很好的解決。

(3)通過在管段追溯管理上的探索和經驗積累,可以為后期進行原材料跟蹤、預制流程、現場安裝、質量控制和移交等過程做很好的技術積累,為未來項目全面信息化提供良好的創新思維啟發和切入點。

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5 朱素霞.Application of RS Codes in Decoding QR Code［J］. High Technology Letters. 2003(04)

F284

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1672-9323(2016)05-0017-03

2016-10-11)