混凝土搅拌楼安装单元条形码识别技术及应用

马斌

(中国葛洲坝集团公司向家坝施工局，四川 宜宾 644612)

0 引言

在安装、拆除HL240－2S3000L型混凝土搅拌楼的过程中，工程技术人员使用条形码技术识别钢结构和机械设备(以下统称安装单元)的信息，可以比使用涂料编号的旧有识别方式更准确、快速地对其进行确认，进而能加快混凝土搅拌楼安装和拆卸进度目标的实现，以达到缩短工期、节约成本的目的。

在进行混凝土搅拌楼安装、拆除施工前，旧有识别方式需要用反色油漆将编号书写或喷涂在安装单元表面，编号一般按照其名称汉语拼音的第1个大写字母加数字序号的规则编制。这种识别方式具有编号方法简单、施工工艺粗糙、影响设备美观等缺点，不适应当前标准化施工、信息化管理的科学理念，亟待改进。

1 混凝土搅拌楼的构成

以HL240－2S3000L型混凝土搅拌楼为例，其主要由钢结构和楼内设备2部分构成。

1.1 钢结构

钢结构是支撑混凝土搅拌楼自重和楼内机械、电气设备、混凝土原料重量的框架，一般分为主、副楼钢结构，由多个安装单元通过高强螺栓或销子连接构成。HL240－2S3000L型混凝土搅拌楼主楼钢结构共有40根杆件，分为立柱、横梁、剪刀撑、拉杆，另有6组楼层平台以及12个楼梯、8个连接平台、2个风机平台、骨料仓等;副楼钢结构共有44根杆件，分为组合件、横梁、斜撑，另有3个楼前罐及其支架、2个副楼内平台等;其他安装单元有栏杆、连接板等。HL240－2S3000L型混凝土搅拌楼主楼钢结构如图1所示。

1.2 楼内设备

楼内的机械、电气设备是构成混凝土拌制系统的主体，通过中控室的集中控制完成各种机械动作，完成生产一定体积、某种配合比混凝土的任务。机械设备包括搅拌机、回转给料器、蝶阀、闸阀、管道等，其中，搅拌机和管道等需要通过条形码识别。电气设备包括称量层传感器、气阀、电磁阀等，一般是有型号标识的标准件，可以不通过条形码识别，但应在条形码数据库中建立信息数据。?

图1 HL240－2S3000L型混凝土搅拌楼主楼钢结构

2 条形码与安装单元之间的关系

通过特定规则编制的条形码具有唯一性，混凝土搅拌楼安装单元之间的连接也必须一一对应。例如:4根支承搅拌机平台的立柱虽然外形、作用相同，但在安装过程中却要与基础墩柱和预埋件相互匹配，并且厂家加工杆件螺孔时一般采用配钻工艺。二次安装过程中，立柱或斜撑的螺孔长期承重后产生微小形变，螺栓不易顺利穿过，因此，只可与原安装单元连接面对接，不能由结构相同的另一个代替。这种在安装混凝土搅拌楼时必须满足的关系符合条形码识别技术的特点。

操作员扫描条形码并通过硬件搜索数据库存储的信息，能即时给施工人员显示安装单元的重量、长度、型号等设备参数，同时也方便仓储人员进行物资管理。条形码是最经济、实用的自动识别技术。它制作快捷，对设备和材料没有严苛的要求，容易被扫描设备识别，适用于诸多施工领域。

3 条形码识别系统介绍

3.1 编码原则

条形码的种类繁多，适合不同领域。CODE128码是广泛应用在企业内部管理、生产流程、物流控制系统方面的一维条码码制，具有可表示高密度数据和字符串的优良特性，是制作混凝土搅拌楼安装单元条形码较理想的选择。

1条完整的条形码是由宽度不等的多个黑条和空白加信息字符2部分组成，利用TEC－IT软件编制出CODE128码如图2所示(图中，Z表示主楼钢结构，1表示#1安装单元)。

图2 主楼钢结构 #1立柱条形码

信息字符分为2部分:首部分别取自安装单元名称前2个字汉语拼音首位字母大写，表达名称信息;尾部是安装单元的序号。HL240－2S3000L型混凝土搅拌楼安装单元与信息字符首部对照见表1。

编制出全部信息字符后，为使此技术可用来指导安装、拆除施工作业，必须以数据库的形式存储安装单元条形码信息字符及其他数据。按照安装或者拆除的施工顺序编制序号为1～N(N=某种安装单元数×120%)的条形码电子图片，最后给每条信息字符编制一个序列号，录入条形码数据库。完成这种自动识别技术的信息准备工作后，下一步就是用输入设备获取信息，并配合图纸确认安装单元相应的组装或者拆卸节点。

3.2 系统硬件、软件的配置

硬件包括信息扫描设备、显示终端、条形码制作设备3类。

3.2.1 硬件的配置

任何一种信息识别技术都必须通过硬件实现，因此，所选择的硬件是否实用显得尤为关键。混凝土搅拌楼安装、拆除施工具有高空作业、空间狭小等特点，这3类设备的选用应当遵照便携、稳定的原则，同时考虑采购成本。

混凝土搅拌楼安装单元条形码识别技术的核心是硬件，购买配备一体化解决方案的、经过商业应用验证的专业条形码识别设备是这一技术成功的保障。

表1 安装单元与信息字符对照表

(1)扫描设备的选择。信息扫描设备是读取、传输条形码信息的工具。扫描设备扫过条形码，接收到从白色区域反射回来的信号，而条的部分就没有信号返回。这些差异及信号出现的时间长短，被转换为数字信号，通过CPU分析、解读其中包含的数据信息。然后，这些信息通过RS232之类的协议被传输到显示终端上。

条形码识别技术应用广泛，在日常生活中随处可见，普通的扫描设备如超市收银系统的图像扫描器、物流管理领域用到的激光扫描器等。为适应混凝土搅拌楼建安作业的需要，应选择可读取CODE128码的手持型无线一维扫描器。

(2)显示终端的选择。随着现代电子科技的飞速发展，很多原本只应用在科学研究领域的技术，已经转化为人们日常生活中的消费品。智能手机的普及是个明显的例子。工程技术人员将装有Windows Mobile，Symbian，Android等智能系统的手机作为条形码识别系统的显示终端具有信息远程传输、移动方便的优点，是较理想的选择。现在很多高科技公司推出技术成熟的此类产品，可供施工企业选择。

(3)条形码制作设备的选择。条形码的制作原理与传统办公系统打印设备的原理基本相同，都是依靠打印机在平面材料上印刷出文字、符号等内容。机电安装工程所处作业环境多油污，因此，须选择工业型打印机将条形码印刷在特殊材料上，以保证其印刷精度和长期完整。

3.3 软件的配置

软件是配合硬件实现数据编译、传输、存储、显示的程序，对硬件的依赖性高，智能手机的系统软件必须认可条形码数据库，不兼容会造成硬件读取数据失败。

3.3.1 软件的选择

条码码制不同，其生成软件的程序编写也不同，而且同种码制有多种软件可供选择。总体上，软件要按照兼容硬件及其系统软件的要求配置，需要添加特殊功能则可通过专业的软件公司定制。

TEC－IT数据处理有限公司推出的系列条形码软件具有标准统一、编写规范等优点，提供用户免费使用在线条码生成、标签创建等工具，省去了编制条形码的成本。它提供的数据采集、编译等收费软件也可配套使用。施工企业对软件的选择只需符合自身管理特点，简单、实用的软件是发挥条形码自动识别技术优势的保证。

3.3.2 程序流程设计

流程图是程序分析中最基本、最重要的分析技术，它是程序分析过程中最基本的工具，能够直观地表达系统工作的步骤和逻辑关系。条形码识别系统软件应当按照确立的程序流程图来设计。一般的条形码识别流程如图3所示。

4 条形码的特殊要求

4.1 制作材料的选用

目前，条码打印机行业应用较多的是不干胶标签。它由离型纸(底纸)、面纸及黏合两者的粘胶剂3部分组成。这些材料属于纸类，遇到酸、碱溶液腐蚀或外物刮蹭容易毁坏，所以不能用来制作混凝土搅拌楼安装单元条形码。混凝土的生产不能做到全程封闭，会发生外加剂、水泥灰等材料的漏出，选用具备良好抗酸碱、防刮、耐高温等性能的材料能提高条形码的使用年限。PVC高分子材料的特性适应各种不利环境，是制作此类条形码的首选。

4.2 设计形式

商品条形码的标准尺寸是37.29 mm×26.26 mm，放大倍率为0.8～2.0，放大倍数越小的条形码，印刷精度要求越高。通过软件生成的原始条形码尺寸可以满足识读、印刷要求，因此，统一选用尺寸为40 mm×30 mm的PVC板做印刷材料。为使其具备足够的抗弯折强度，设计厚度不能小于5 mm。完成印刷工序待油墨干透后，在条码卡正面黏附一层透明的抗腐蚀保护膜。

图3 条形码识别系统流程

4.3 条形码标示的注意事项

条形码必须附着在安装单元表面配合这一技术的应用，可以选用固定和移动2种标示方式。黏合剂粘贴适用于需永久标示的安装单元，如搅拌机、集中控制台等大型设备。对于需要重复移动施工的安装单元，如主、副楼钢结构杆件，则可采用磁吸附式PVC条码卡或悬挂在楼内设备上的方法来完成标示工作。

4.3.1 附着点的选择

制定附着点的选取规则主要是为了统一标示方位，方便施工人员查找和扫描条形码。操作时须遵照以下规则:

(1)所有磁吸附条码卡正面指向楼内，遇到弧面不能折弯，并保持条形码的原有长度不变。

(2)立柱的几何中心线上，距离底面150～170 cm。

(3)横梁的几何中心。

(4)斜撑的几何中心线上，距离楼层平台150～170 cm。

(5)楼层平台的侧面中心。

(6)小型设备的吊环。

4.3.2 附着面的清理

新的安装单元出厂运至工地时即可标示条码卡，未沾染污物的表面有利于条码卡的粘贴和吸附。标示旧安装单元时，必须用铲子、钢丝刷、清洗剂去除附着点周边的油污、水泥结块等污物，提供给条码卡平整、洁净的附着条件。

4.3.3 条码卡的管理

条形码识别系统的管理属于设备技术管理的范畴，除了保证操作这一技术的人员受过良好的技能培训之外，还需注重对条码卡的保护。一般要求安装工进行起重作业时不得使附着点与地面接触，否则会损毁条码卡，其所在的单元正面或侧面须放置在可供扫描器读取信息的合适位置。在完成每个安装单元的施工后，可将移动式条码卡取回并妥善保存，为下次使用做准备。

5 结束语

条形码识别系统功能强大，具有输入速度快、扫描准确率高、技术可靠性强的优势，特别适合替代现有的混凝土搅拌楼安装单元编号模式，是对旧施工模式的改进和提高，完成了由非标准化简单施工向标准化科学施工方式的转变。借助信息化管理技术是当前施工技术的发展趋势，我国还有很多有待提升管理水平的施工领域需要这一技术的帮助，其应用前景十分广阔。

［1］沈峰.论条形码技术在钢结构制造企业的应用［J］.钢结构，2008，23(12):71 －73.

［2］马兰.条形码印制过程中应注意的问题［J］.今日印刷，2003(4):43－46.