智能檢驗檢測系統設計研究

◆吳宇佳 楊義 鄧嘉偉

（貴州航天計量測試技術研究所 貴州 550009）

1 概述

由于檢測樣品和檢測設備種類繁多，則需要不同的自動化測試軟件，當然也需要不同的人來完成測試，測試完成后自動出具檢測報告，同時還要能夠對任務流程進行管理分配。本文意對一個能夠管理多個任務流程，能夠自動分配不同任務給不同的人，管理調用不同的自動化測試軟件，自動出具檢測報告的具備一定智能的檢驗檢測系統進行設計研究。

2 系統總體設計

基于上述需求，系統采用多次框架設計較為合理。系統總體上設計為3 層，即上層為綜合管理子系統，中間層為任務執行管理子系統，底層為不同的自動化測試軟件集。總體業務流程為綜合管理子系統接收新建檢測任務，并根據不同的任務類型智能分配任務到不同的檢測人員，將任務傳遞給任務執行管理子系統，任務執行管理子系統根據接收的任務類型，調用確定的一種自動化測試軟件，完成測試，并回傳原始結果，任務執行管理子系統調用相應的報告模板，接收原始結果，自動生成檢測報告。檢測報告生成后回傳至業務管理子系統供后續查詢統計分析。

3 系統功能設計

實際需求中除了基礎的檢測需求外，還有對檢測人員、客戶、檢測設備、檢測樣品存放的庫房管理、檢測方法知識管理等需求。將這些需求放在綜合管理子系統中實現，綜合管理子系統功能設計為系統管理、任務管理、資源管理、知識庫管理、查詢統計、庫房管理、任務交付歸檔管理7 個子模塊。

任務執行管理子系統主要要實現自動測試軟件管理、報告模板管理、報告生成等功能。故該子系統設計為自動測試軟件管理、報告模板管理、報告生成3 個子模塊。

整個智能檢驗檢測系統功能設計如圖1 所示。

圖1 智能檢驗檢測系統功能設計圖

4 系統整體架構

從需求出發，系統經過整體設計和功能設計，綜合考慮各個因素，系統整體架構分為上中下3 層，以綜合業務管理子系統對接客戶各個需求，從客戶進行任務委托，經過綜合業務管理子系統進行任務建立、下發、任務分配到具體的檢測人員，同時任務數據從系統上層流入中層任務執行管理子系統，任務執行管理子系統接收任務流數據，根據任務類型調用不同的自動檢測程序，自動完成檢測，生成原始數據。繼而任務執行管理子系統調用相應的報告模塊，自動生成檢測報告。生成的監測報告傳送至綜合業務管理子系統，任務完成交付給用戶。同時完成報告歸檔，供各類人員隨時查詢。系統整體架構圖如圖2。

圖2 系統整體架構圖

5 系統主要業務流程

系統主要業務流程分析的是從客戶進行任務委托開始，到檢測結束任務交付給客戶這個過程中涉及的系統過程和各類人員。這個過程包含了任務委托、任務分配、任務處理、庫房管理、任務交付等過程，涉及的人員包括客戶、調度員、檢測員、庫房管理員等各類人員。客戶委托檢測任務，調度員負責審核委托任務，決定是否接收任務。如接收，則錄新建錄入委托任務，待客戶確認后，則下發任務交由系統自動分配任務。由于檢測過程分為若干個步驟，每個步驟涉及的檢驗員都可能不同，所以每執行完一個步驟后，都需要交由系統進行下一步的任務分配，這是個循環的過程，直至最后一個步驟完成，檢測過程結束。檢測過程結束后，進行入庫管理。待客戶取結果時、進行出庫、任務交付后進行最后的歸檔管理。具體過程如圖3 所示。

圖3 具體過程

6 分配算法

檢驗檢測系統管理多個任務流程，不同類型的任務，不同的被檢測物品可能需要不同的檢測部門、不同的檢測小組中不同的檢測人員來完成檢測，即使是同一個小組的檢測人員，不同的人員的檢測能力、檢測效率、在崗狀態、忙閑程度可能都不同。傳統的任務管理系統主要依靠人力手動分配任務，效率較低，任務延遲高，易出錯，人力成本高，本系統如果要高效率可靠運行，核心在于設計一個具有一定智能程度，能夠考慮不同的檢測小組、人員的檢測能力、檢測效率、在崗狀態、忙閑程度的自動分配任務算法。

設計思路首先考慮到不同的檢測小組，這個可以由檢測任務的任務類型，在后臺事先維護好數據字典，自動關聯定位到檢測小組。原則上檢測任務在同一個小組內部應該是循環平均分配。但考慮到同一個小組不同的人員由于工作經驗、熟練程度具有不同的檢測能力和檢測效率，具體分配時應該跳過不具備此種被檢測物品能力的檢測人員。至于檢測效率可以在不同的檢測人員間引入權值的概念解決這個問題，基礎檢測效率對應的檢測人員權值可以設置為1，檢測效率高的檢測人員權值可以設置為M（為了便于程序實現，M 規定只能為整數）。實際工作中，人員的在崗狀態可能隨時改變，自動分配任務算法運行時應該自動跳過不在崗狀態人員，人員的忙閑狀態也可以通過調整檢測人員權值大小來實現。

具體算法可以用數學符號描述如下：設某一檢測小組U i 所有檢測人員的集合可以記為Ui=｛A1,A2,A3,…AN｝，記AN的權值為MN；Ui中具備檢測某一個檢測設備能力的監測人員集合可以記為Bj，顯然Bj是Ui的子集，Up 記為某一專業組Ui當前分配任務到某個人的計數器。自動分配算法可以描述為

啟動分配任務主程序

初始化Ui中A1to AN的當前分配到的任務數=0；Up=1；do｛加載新任務；

識別當前檢測任務的任務類型定位到專業組Ui=｛A1,A2,A3,…AN｝；

當前任務分配程序結束，且返回人員檢測能力不足提示；

7 結語

本文通過對檢測檢驗業務需求分析，結合智能化自動化系統特點，總體設計研究出一個以三層主體架構為框架，以7 個功能模塊為組成，以自動分配算法為核心的具備一定智能程度的自動化檢驗檢測系統，為實際系統的建設和實施打下基礎，提供有效的設計參考價值。