矿粉一键发货系统设计及应用

李勇

1 前言

传统矿粉发货系统信息化、自动化程度低，发货时间长，车辆排队峰谷现象明显、等候时间长，无法适应水泥工业发展要求。我公司采用一键发货系统，对传统矿粉发货系统进行了优化设计改造，实现了矿粉发货车辆提货的可计划性及发货过程的全流程自动化，减少了矿粉发货装车过程的人为干预，进一步确保了矿粉发货过程的安全、稳定、可靠，发货销售业务的公正、公开和透明，为企业带来了良好的社会效益和经济效益。

2 传统矿粉发货系统存在的问题

传统矿粉发货主要由营销人员负责在产销信息化平台创建发货计划，发货人员负责在现场操作发货，存在营销人员与现场发货人员沟通联络不畅，发货计划量和生产能力不匹配等诸多问题。

2.1 发货系统信息化程度低

虽然公司建有客户、合同及发货计划一体化经营管理系统，但该系统只能自用，客户无法使用，在合同执行和提货单的信息化管理等方面存在缺失，客户无法在线预约提货，也无法随外部环境变化及时在线调整变更发货计划，只能现场人工干预。

2.2 现场控制系统自动化程度低

现场控制系统无法根据提货单总重量、车辆荷载等信息精确控制车辆提货量，虽然矿粉库库下已安装定量下料设备，但放料计量精度不高，其作用仅限于防止车辆超载，作用有限；未安装车牌识别设备、摄像监控设备等辅助管理设施，车辆入库后，控制系统无法自动识别车牌；散装头对位完成后，仍需中控操作人员手动升降散装头。

2.3 提货车辆监管不到位

传统矿粉发货需司机凭纸质提货单到现场提货。当一个司机持有多个公司提货单时，可自行选择提货单提货，无法实现对客户日发货量的精准控制。

3 矿粉一键发货系统总体设计思路

针对传统发货系统存在的问题，我公司以发货场景入手，梳理了各个操作步骤存在的问题，提出了信息化、自动化程度更高的矿粉一键发货系统功能设计对策，如表1所示。设计思路如下：

表1 一键发货系统功能设计对策

（1）设计一套App程序及配套微信公众号。通过App实现合同、提单、运输计划、客户单位及运输车辆的统一协调管理。通过微信公众号向司机提供车辆提货计划在线预约功能等。

（2）设计一套矿粉库无人值守发货系统，包含车牌识别系统、信息提示系统、发货控制系统及视频监控系统，与PLC系统对接，完成矿粉发货量的自动设置、发货DCS/PLC状态和控制信号的自动交接。

（3）将App 程序与经营管理系统对接，实时获取合同、提单、客户等相关信息，向经营管理系统实时发送发货结果。

（4）设置门禁系统，提货车辆进出厂自动放行。

（5）接入车载GPS 信号，获取车辆实时位置信息，供车辆排队系统使用；实时跟踪车辆行驶轨迹，确保对提货车辆的有效管理。

4 矿粉一键发货系统功能实现路径

矿粉一键发货系统数据交互网络框架如图1所示，其基础数据来源于经营管理系统，通过虚拟交换机和主干网实现App服务器、微信公众号服务器、发货数据库服务器、产销系统服务器及发货局域网之间的数据通讯与交互传输，实现车辆提货的可计划性及发货过程的全自动化。

图1 矿粉一键发货系统数据交互网络框架

4.1 App程序功能的实现路径

App程序的主要用户群为公司内部工作人员、直接客户及客户委托的运输公司（或车队）管理人员（或调度人员）。实现App程序功能的路径如下：

（1）在线查询合同和发运计划

经营管理系统新增接口将相关合同和发货计划发送到App 程序上，营销人员、客户通过App 程序查询合同签订及变动情况、提单及合同执行情况，避免在无计划或计划不全面状态下即来提货的情况。

（2）在线控制矿粉日发运量

营销人员通过App程序，根据所导入的合同信息或提单量信息，按客户、产品及发货日期范围，设置矿粉日发运量控制目标。新增、修改的变动信息，均会通过微信或App程序及时通知客户。

（3）客户在线自助配车（创建运输计划）

通过手机App程序，客户根据已下发的提单及其日发运量控制目标，创建单车运输计划（车号、提货量、提货日期、到货地址），进行自助配车。App程序会根据事先登记的车辆信息，对客户输入的内容进行检查，超出计划范围则给予提示。客户配车完成后，系统将从发运计划量中自动扣除已申请提货量，直至发运量为零。

（4）客户自助查询统计发货结果

通过手机App程序，客户自助查询统计提货结果，对车辆运输轨迹进行跟踪。

（5）在线维护基础信息

通过App程序，进行客户、运输车辆、到货地址等基础信息的维护，确保各方用户在使用App程序时的便利性和信息一致性。

4.2 微信公众号功能的实现路径

微信公众号主要用户群为运输公司管理人员及司机。实现微信公众号功能的路径如下：

（1）调度管理司机

车辆调度人员通过微信公众号对司机进行在线调度管理，包括新增、变更和删减司机信息等。

（2）车辆自助排队

司机通过微信公众号选择绑定车辆信息，发起车辆排队请求，车辆排队系统自动发起排队。微信公众号实时向司机推送车辆排队状态，到号后，向司机推送可进场提货的通知。

4.3 现场发货系统功能的实现路径

现场发货系统主要面向公司管理人员、发货现场作业人员及车辆驾驶员。

现场发货系统由发货控制系统、视频监控系统及车辆指挥调度系统组成。发货控制系统用于现场设备状态采集、车牌识别控制、矿粉库库下LED显示屏内容显示、库下预设广播内容播报、发货PLC通讯等相关控制和服务；视频监控系统单独组网，形成视频监控专网，并接入到主干网；车辆指挥调度系统由门禁、LED 指挥大屏及对讲系统组成，用于车辆入场指挥，向驾驶员显示各发货设备当前状态，指挥车辆按序进入库区排队提货，以及驾驶员与中控的联络等。现场发货系统整体框架结构如图2所示。

图2 现场发货系统整体框架结构

当车辆通过微信公众号排队系统完成排队并到达场区入口时，门禁系统自动放行，车辆入库，车牌识别系统自动识别车牌、匹配运输计划、设置发货量，发货完成后自动打印发货单，并向产销系统同步上传发货结果。

基于系统安全性和硬件无关性原则，现场发货系统在实现过程中设计为独立网段的发运局域网，如图3 所示。每个矿粉库的发货单独为一个现场发货子系统，如图4所示，入口车牌识别、现场LED显示屏、现场对讲系统等均为独立子系统运行，以免某个库发生故障，影响其他系统的正常运行。

图3 独立网段的发运局域网示意

图4 单个矿粉库现场发货系统示意

4.4 操作流程监控功能的实现路径

每个矿粉库库下均设置功能完全独立的发货系统，在矿粉库入口处配置LED 屏，向司机提示当前发货状态，车牌识别系统用于识别矿粉提货车辆并控制卷帘门；车辆位置检测装置用于检测车辆是否停放到位；库内另配备了LED 显示屏，显示当前发货状态，另配备了车牌识别系统，用于运输计划的自动匹配；发运控制系统与PLC直连，通过MODBUS TCP 协议与PLC 实时通讯，通讯内容包括：车辆提货量、当前重量、散装头状态信号及控制信号、库存检测数据等，通讯数据交互流程如图5所示。

图5 通讯数据交互流程

通过中控室发货监控主机，可实现发货系统画面同屏控制PLC，并与视频监控系统结合，实时显示散装头图像、PLC 状态、秤体实时数据等控制要素，在减少显示器数量的同时，优化显示内容。

车辆指挥LED大屏、门禁系统接入发货系统局域网，可实现发货信息联动及运输车辆进出场的全自动放行控制。

5 矿粉一键发货系统的现场应用

2022年12月，我公司对传统发货系统进行了改造，改造后的矿粉一键发货系统实现了车辆提货的可计划性及发货过程的完全自动化。现场发货过程中，除散装头对位需人工干预外，其余操作均无需人工干预。操作人员只需进行远程监控并在发生紧急情况时干预控制操作，大大提升了生产运营效率，降低了用工成本。

矿粉一键发货系统主要包括以下四个方面：发货管理APP、自助一键发货、LED指挥大屏、智能视频监控。

（1）发货管理APP，实现了车辆线上排队预约、识别进厂等功能，解决了车辆管理混乱问题；线上管理运输计划，规范了发运流程管控，降低了运营风险，如图6所示。

图6 发货管理APP

（2）自助一键发货，实现了发货操作流程智能整合、车辆识别进厂入库、提货信息自动录入、磅单自动打印、全封闭式发料、定制化分段分速控制等，使发货系统更加便捷、稳定、高效、环保。

（3）LED 指挥大屏实现了散装头状态动态显示、车辆入库最优分配，提升了发货效率。

（4）智能视频监控结合现场设备运行状态，实现了远程集中视频监控。

通过升级优化发货管理APP、更新完善发货自动控制流程，一键发货系统运行近三个月以来，稳定性进一步提高，达到了规范发货流程管理、提高发货效率、降低环保风险、降低人工成本的设计目标。目前，每车装货时间由平均30min降至20min，发货效率提升33%，每年可节约用电22万度，节省电费15.6 万元；发货操作四班两运转，每班操作人员由2人减至1人，生产经营效率大幅提升，每年可节约人工费用48万元。