2022年11月7日，中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )組織召開(kāi)了由北京韓建河山管業(yè)股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)韓建河山）、水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院、吉林省水網(wǎng)發(fā)展集團有限公司、吉林省水務(wù)投資集團有限公司、北京龍辰博望科技有限公司等五家單位共同完成的“PCCP管道制安RFID智能化管控系統”科技成果鑒定會(huì )。鑒定委員會(huì )專(zhuān)家們認為，該項目成果對我國PCCP的發(fā)展起到了引領(lǐng)和示范作用，應用前景廣闊。

一、立項背景

2020年2月份水利部下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)加快推進(jìn)智慧水利的指導意見(jiàn)和智慧水利總體方案的通知》，在需求分析的基礎上，設計了智慧水利總體架構，確定了天空地一體化水利感知網(wǎng)、高速互聯(lián)的水利信息網(wǎng)、智慧水利大腦、創(chuàng )新協(xié)同的智能應用、網(wǎng)絡(luò )安全體系、保障體系等六項重要任務(wù)，明確了應用、數據、網(wǎng)絡(luò )與安全、感知等4類(lèi)10項重點(diǎn)工程，是智慧水利推進(jìn)的頂層設計。

為響應國家“智慧水利”的號召，逐步落實(shí)PCCP制造、安裝的智能化管理，原料管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)物料跟蹤是關(guān)鍵環(huán)節，具體體現在：1.生產(chǎn)原料種類(lèi)較多，數量巨大，還停留在手工記錄，效率低，錯誤率高；2.生產(chǎn)物流跟蹤停留在人為跟蹤，效率低，生產(chǎn)實(shí)物和信息不一致，信息滯后，且容易跟蹤錯誤，影響生產(chǎn)節奏和效率；3.自動(dòng)化系統獨立運行，未能實(shí)現數據共享，數據分散，形成信息孤島；4.質(zhì)量判定停留在人工判定，效率低，錯誤率高，發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，數據歸集，匯總困難，不利于質(zhì)量集中管理及質(zhì)量分析。

韓建河山組織研發(fā)了了PCCP管道制安RFID智能化管控系統，實(shí)現從PCCP管材從原材料——工序生產(chǎn)——成品——運輸——安裝——售后，PCCP管道的過(guò)程控制、質(zhì)量管理、產(chǎn)品追溯等生命周期管控，并實(shí)現一鍵形成電子檔案，可在手機APP或特定的終端進(jìn)行原材、各工序半成品、成品、庫存、運輸等關(guān)鍵數據的時(shí)時(shí)查詢(xún)，實(shí)現PCCP管道全生命周期的有效監控。

二、研究?jì)热?/span>

1.主要研究?jì)热莞爬?/span>

從原料入庫開(kāi)始，到最終成品出庫，至每一產(chǎn)品最終用在哪里，這一整個(gè)過(guò)程的操作與管理都在這套系統的控制之中。特別是針對PCCP管的工藝流程：鋼筒制作、澆筑、蒸養、纏絲、噴漿以及原料質(zhì)量，水壓實(shí)驗實(shí)時(shí)監控系統，生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量，生產(chǎn)日月報，質(zhì)量日月報，質(zhì)量分析，工作量統計等數據采集點(diǎn)在線(xiàn)時(shí)實(shí)收集每一件產(chǎn)品的生產(chǎn)數據并進(jìn)行追蹤與控制，為有序而快捷的生產(chǎn)提供良好的操作平臺。

系統留有擴展端口，后期研發(fā)RFID與PCCP運維監測（預應力鋼絲監測、應力監測、全生命周期檢測、管道沉降、輸水流量等）網(wǎng)絡(luò )連接，實(shí)現PCCP管道全生命周期管理。通過(guò)對PCCP管道生命周期進(jìn)行歸納，將全生命周期分為：生產(chǎn)計劃、物料入場(chǎng)、實(shí)驗室檢驗、生產(chǎn)復檢、RFID芯片卡綁定、質(zhì)量檢驗、不合格管理、成品管管理、成品管試驗、成品進(jìn)銷(xiāo)存、成品管追溯、安裝管理。

系統功能框架圖

將上述各步驟需要的數據進(jìn)行收集，數據的流向進(jìn)行梳理，通過(guò)搭建MySql5.7數據庫、Nginx1.12.0代理服務(wù)、redis-cli5.0.3快速數據庫、OSS對象存儲服務(wù)、短信服務(wù)和郵箱服務(wù)，基于Java開(kāi)發(fā)后臺服務(wù)軟件，并使用了Spring、SpringBoot、MyBatis框架、基于Vue開(kāi)發(fā)前臺軟件、基于搭載Android的RFID掃描設備開(kāi)發(fā)RFID讀寫(xiě)APP，將PCCP生產(chǎn)、檢驗、發(fā)運、安裝等數據通過(guò)前端網(wǎng)頁(yè)錄入到系統后臺，實(shí)現基礎的信息化改造。并進(jìn)一步調研PCCP管道生產(chǎn)流程中各項數據的調用關(guān)系、生產(chǎn)流程中管理的人員角色關(guān)系，將數據縱向分割成不同角色人員管理不同數據流程。

2.研究主要內容分類(lèi)

（1）產(chǎn)品追溯

1）在原料管理階段，主要針對關(guān)鍵物料如（承口鋼、筒體鋼卷、插口異性鋼，高強度鋼筋等）進(jìn)行管控，以便記錄每根PCCP管與原料的一一對應關(guān)系、原材料的檢驗評定信息等。2）在生產(chǎn)線(xiàn)上生產(chǎn)時(shí)建立產(chǎn)品序號與各工序生產(chǎn)實(shí)績(jì)的關(guān)聯(lián)，以便產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，依據產(chǎn)品序號就可以追溯該產(chǎn)品之生產(chǎn)歷程數據，以及追溯物料供貨商的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)亦可實(shí)現當產(chǎn)品出現質(zhì)量問(wèn)題時(shí)及時(shí)下線(xiàn)。3）可以根據原料的標示的序號找到產(chǎn)品的序號，反之也可以根據產(chǎn)品的序號追溯相關(guān)原料的序號，及其檢驗評定信息和供應商。

（2）質(zhì)量數據收集與質(zhì)量監控

1）開(kāi)發(fā)力學(xué)實(shí)驗等設備數據接口進(jìn)行自動(dòng)采集實(shí)驗數據并生成檢驗報告單，減輕人工錄入的工作量同時(shí)減少人為的失誤。2）在原料質(zhì)量管理和成品質(zhì)量管理中記錄質(zhì)量不良原因、不良數量，并可統計產(chǎn)品之不良率、報廢率等，系統自動(dòng)進(jìn)行質(zhì)量分析。3）記錄產(chǎn)品修補和養護等情況，以便對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行追溯。

（3）生產(chǎn)追蹤在產(chǎn)品開(kāi)始生產(chǎn)到出庫的全過(guò)程進(jìn)行中，追蹤生產(chǎn)的良品數量、不良品數量、報廢品數量、以及記錄產(chǎn)品在每個(gè)工序中的良品數量、不良品數量、報廢品數量，以供盡快找出生產(chǎn)瓶頸和有效掌控產(chǎn)品在生產(chǎn)現場(chǎng)的制品數量。

（4）查詢(xún)與報表

1）提供在線(xiàn)數據的查詢(xún)，對生產(chǎn)狀況進(jìn)行及時(shí)監控，以方便不良品的及時(shí)發(fā)現與改善；2）提供客戶(hù)的遠程數據查詢(xún)（有選擇性放開(kāi)），對客戶(hù)增加工廠(chǎng)生產(chǎn)的透明度；3）提供查詢(xún)產(chǎn)品在各工序的生產(chǎn)狀況資料，如生產(chǎn)監控實(shí)時(shí)數據、不良品數、不良品率、報廢率等；4）提供生產(chǎn)日月報、質(zhì)量日月報及相關(guān)臺賬查詢(xún)、導出，以方便相關(guān)領(lǐng)導每天及時(shí)掌握各項目或分廠(chǎng)的生產(chǎn)狀況。

（5）管線(xiàn)定位在管道安裝完成后，通過(guò)手持終端掃描管道內的RFID芯片可以準確的定位到PCCP管道的坐標，并通過(guò)云端數據，可以查詢(xún)到管道的安裝高程以及管道的相關(guān)信息。

（6）系統管理

1）部門(mén)管理：由系統管理員對管道廠(chǎng)組織結構進(jìn)行增、刪、改、查操作。2）用戶(hù)管理：由系統管理員對所有系統用戶(hù)進(jìn)行管理，包含用戶(hù)的增、刪、改、查。3）角色管理：由系統管理員對管道廠(chǎng)人員角色進(jìn)行管理，包含角色的增、刪、改（修改角色對應的權限）、查。4）權限管理：實(shí)現菜單動(dòng)態(tài)路由，后端可配置化，支持多級菜單，系統管理員可對權限進(jìn)行增、刪、改、查操作。5）服務(wù)監控：用于監控服務(wù)器的負載情況。

三、關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng )新點(diǎn)

1.基于RFID射頻識別技術(shù)，開(kāi)發(fā)了PCCP智能化管控平臺，建立了PCCP管道從生產(chǎn)計劃、原材料入場(chǎng)、生產(chǎn)工序、成品檢驗、運輸、安裝、售后服務(wù)等全鏈條的質(zhì)量控制體系，創(chuàng )建了PCCP管道“身份證”系統，首次實(shí)現了PCCP制造安裝質(zhì)量精準追溯，提升了生產(chǎn)管控效率及智能化水平。

2.通過(guò)RFID與衛星定位關(guān)聯(lián)技術(shù)，首次實(shí)現了PCCP管道制造與安裝信息的有機結合，提高了PCCP管道安裝過(guò)程管控、工程驗收和運行管理水平。

PCCP智能化管控平臺RFID射頻識別技術(shù)

四、社會(huì )效益

本項目研發(fā)成果“PCCP管道制安RFID智能化管控系統”，在PCCP中將率先實(shí)現生產(chǎn)進(jìn)程自動(dòng)化、生產(chǎn)過(guò)程透明化、質(zhì)量管理信息化。PCCP管道制安RFID智能化管控系統

通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò )、一個(gè)平臺，利用信息化、智能化技術(shù)，提高了管理效率和生產(chǎn)質(zhì)量，它的實(shí)施符合“數字經(jīng)濟”的國家戰略方向和“數字工廠(chǎng)，智慧水利”發(fā)展目標，實(shí)現傳統制造產(chǎn)業(yè)與5G現代化建設的成功融合。

五、總結

成果已在吉林省中部城市引松供水工程中得到成功應用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。