矿用智能物资发放系统研究.pdf
第 4 3卷 第 8期 2 0 1 7年 8月 工矿 自 动化 I n du s t r y a nd M i ne Au t oma t i on Vo 1 . 43 NO . 8 Au g . 2 0 1 7 文章编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 0 1 7 0 8 0 0 1 5 0 5 D OI 1 0 . 1 3 2 7 2 / j . i s s n . 1 6 7 1 2 5 1 x . 2 0 1 7 . 0 8 . 0 0 4 矿用智能物资发放系统研究 魏 峰 。 , 赵 云 龙 。 1 . 煤炭科学技术研究院有 限公司, 北京 1 0 0 0 1 3 ; 2 . 北京市煤矿安全工程技术研究 中心 , 北京 1 0 0 0 1 3 ; 3 . 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室 , 北京 1 0 0 0 1 3 摘要 针对传统凭单据领取物资的“ 库管员一 用户” 模式在煤矿物资发放过程 中存在的领 用环节繁琐、 发 放 效 率低 等 问题 , 设 计 了一种 基 于“ 备 品仓 库一智能柜 一多用 户” 模 式 的矿 用 智能 物资发 放 系统 。该 系统 以终 端智 能柜 作 为物 资发 放 的 中转站 , 以基 于 we b技 术 开发 的 系统管理 平 台 实现 对 终端 智 能柜 的远程 通信 和 控 制 , 并具有 与煤 矿 企业 资 源计 划 系统通 信 的数据 接 口。 实际应 用表 明 , 该 系统 能够提 高煤矿 物 资发放 效 率和 准确 率 , 降低人 员成 本 。 关 键词 煤 矿物 资发放 ;煤矿 材料 领 用 ;智 能物 资发放 ;终端 智 能柜 ;系统 管理平 台 中图分类号 T D6 7 文献标志码 A 网络出版时间 2 0 1 7 - 0 7 2 7 0 9 3 4 网络 出版地 址 h t t p / / k n s . c n k i . n e t / k c ms / d e t a i l / 3 2 . 1 6 2 7 . T P . 2 0 1 7 0 7 2 7 . 0 9 3 4 . 0 0 4 . h t ml Re s e a r c h o n i nt e l l i g e nt mi n e u s e d ma t e r i a l d i s t r i b ut i o n s y s t e m W EI Fe n g 。 一. ZHA O Yu nl o ng 。 。 1 . Ch i n a Co a l Re s e a r c h I n s t i t u t e ,Be i j i n g 1 0 0 0 1 3,Ch i n a; 2 . Be i j i n g Mi n e S a f e t y En g i n e e r i n g Te c h n o l o g y Re s e a r c h Ce n t e r ,Be i j i n g 1 0 0 0 1 3 ,Ch i n a ; 3 . S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o f C o a l Re s o u r c e Hi g h E f f i c i e n t Mi n i n g a n d C l e a n Ut i l i z a t i o n ,Be i j i n g 1 0 0 0 1 3 ,C h i n a Ab s t r a c t I n o r de r t o s o l v e p r o bl e m s O f c u m be r s o me i n m a t e r i a l r e c e i vi ng a nd l O W e f f i c i e nc y o f t r a di t i on a l” l i br a r y s t a f fus e r ”mo de b y us e o f d oc ume nt du r i ng pr oc e s s of c o a l mi ne m a t e r i a l d i s t r i b ut i on, a n i n t e l l i g e n t mi n e u s e d ma t e r i a l d i s t r i b u t i o n s y s t e m b a s e d o n ” r e s e r v e wa r e h o u s ei n t e l l i g e n t c a b i n e t u s e r s ”mod e wa s de s i gne d.The s y s t e m u s e s i nt e l l i g e nt t e r mi na l c a b i ne t a s d e l i ve r y s t a t i o n of ma t e r i a l d i s t r i but i o n,a n d r e al i z e s r e m o t e c o mm un i c a t i o n a n d c o nt r o l o f t he i nt e l l i ge nt t e r m i n a l c a bi ne t by us e o f t he s ys t e m ma n a ge m e n t pl a t f o r m b a s e d o n W e b t e c h no l og y. M e a nwh i l e, t he s ys t e m ha s da t a i n t e r f a c e t o c on ne c t c o a l m i n e e nt e r pr i s e s r e s ou r c e pl a nn i ng s y s t e m . The a p pl i c a t i o n r e s u l t s h ows t he s y s t e m c a n i mp r o v e e f f i c i e nc y a n d a c c ur a c y o f c o a l m i ne m a t e r i a l di s t r i bu t i o n a nd r e d uc e pe r s o nne l c o s t . Ke y wo r d s c o a l mi n e ma t e r i a l d i s t r i b u t i o n; c o a l mi n e ma t e r i a l r e c e i v i n g; i n t e l l i g e n t ma t e r i a l d i s t r i bu t i o n;i n t e l l i g e n t t e r m i n a l c a b i ne t ;s y s t e m ma n a ge m e n t p l a t f or m 0 引言 生产物资发放是煤矿生产的重要环节和前提条 件 。煤矿 物资 与其他 企业 的物资 相 比 , 具有 种类 多 、 价格高等特点Ⅲ , 其种类涵盖建筑耗材 、 零部件、 机 电设备、 采掘设备、 支护设备 、 火工 品等 。煤矿生 产水平的提高及信息化 、 数字化矿区建设 的开展 , 对 煤矿 企业 的生 产 经 营提 出 了更 高 要 求 , 物 资 管 理 和 收稿 日期 2 0 1 7 - 0 3 2 3 ; 修 回 日期 2 0 1 7 - 0 6 2 6 ; 责任 编辑 李 明。 基金项目 煤炭科学技术研究院科技发展基金项 目 2 0 1 5 C X 0 6 。 作者简介 魏峰 1 9 8 1 一 , 男 , 山西太原人 , 高级工程师 , 硕士 , 主要从 事煤 矿安全方 面的研究工作 , E ma i l we i f e n g c c r i s e . c n 。 引用格式 魏峰 , 赵云龙. 矿用智能物资发放系统研究口] . 工矿 自动化 , 2 0 1 7 , 4 3 8 1 5 1 9 . WE I F e n g , Z HAO Yu n l o n g .R e s e a r c h o n i n t e l l i g e n t mi n e u s e d ma t e r i a l d i s t r i b u t i o n s y s t e m E J ] . I n d u s t r y a n d Mi n e Au t o ma t i o n , 2 0 1 7, 4 3 8 I 5 - 1 9 . 1 6 工矿 自动化 2 0 1 7年 第 4 3卷 发放 也 面临新 的挑 战 。 目前 , 国内 外煤 矿 的 生 产 物资 发 放 模式 较 为 简 单 , 大多 数采 用 单 据 领 取 模 式 ] 。该 模 式 需 要 使 用 者 在指定 时 间到 指 定地 点领 取 生 产 物 资 , 领 用 环 节 繁琐 , 发 放效 率低 , 涉 及人 员较 多 , 难免 出现 多领 、 误 领 、 排 队等情 况 , 严重 影 响 了煤 矿生 产 效 率 。 因此 , 亟需 一 种更 为科 学 、 高效 的物 资发 放模 式 。 本 文 结合 煤 矿 生 产 物 资发 放 实 际 情况 , 设 计 了 一 种应 用于 仓库 管 理 、 生 产 物 资 发 放 环 节 的矿 用 智 能 物资 发放 系统 。该 系统 改 变 了 “ 管 理 员 一 用 户 ” 这 种 传统 的 点 对 点 发 放 模 式 , 采 用 一 种 新 的 “ 备 品仓 库 一 智能 柜 一 多用 户 ” 单 点 对 多 点 发 放 模 式 , 可 将 物 资 领用 申请 和 发放提 前 1 d完 成 , 不耽 误 煤 矿生 产 , 有 助 于提高 矿井 生产 计划 的超 前 性和 生产 效率 。 1系统结构 矿 用智 能 物资发 放 系统 主要 包括 终端 智能 柜 和 后 台服 务器 两部 分 , 如 图 1 所 示 。 矿用智能物资发放系统 终端智能柜 l l 后台服务器 一丽 豳 巨 豳 u 系统 , 安装 有 终端智 能 柜服 务端 软件 , 通过 红外 触 摸 屏 实 现人 机交 互 , 具 有 刷 卡 登 录 、 条 形 码 扫描 、 物 资 配送 、 物 资领 取 、 物 资配 送取 消 等功 能 。 主板可实时分析和处理红外触摸屏上的操作信 息 , 并通 过 UART接 口与 锁控板 通 信 。锁控 板安 装 在终 端智 能柜 每 个储 物 柜 上 , 通过 拨 码 开 关 设 置 唯 一 的通 信 地 址 。锁 控 板 采 用 S T M3 2 F 0 3 0 R 8 T6单 片机 设计 , 向上通 过 串 口与主板 电路 通信 , 向下通 过 外 围 电路 控制 电磁锁 工作 状态 。 2 执 行部 分 。执行 部分 由储 物柜 和 电磁 锁 组 成 。储 物柜存 放 采掘 生产 的原 材料 物资 和设 备备 品 备件 , 选 用加 厚钢 板设 计 , 具有 8 O k g承重 能 力 。 电 磁锁 安装 在储 物 柜 箱 门上 , 是 储 物柜 最 主要 的安 全 保障设备 , 提供高可靠性 、 高强度的闭锁能力[ 。在 正 常工作 情况 下 , 电磁 锁 采用关 门 断 电 上 锁 、 通 电 开锁 工 作模式 , 在 锁 体 上 引 出 3条线 路 与锁 控 板 连 接 , 其 中 2条线 用 于 接 收 锁 控 板发 送 的 D C1 2 V 电 信号 , 在 通 电 时长 1 S内即 可 触 发 电磁 锁 将 箱 门弹 开 , 另一条线用于向锁控板输出电磁锁 动作检测信 号 。 当需 要 紧急 开锁 时 , 可采取 手 动开 锁方 法 , 打开 图 2中条形板 , 暴 露 出整个 电磁 锁 , 向上 拨 动手柄 触 发 电磁 锁开启 。 1一球 型 撮 像 头 ;2 一储 物柜 类 型 1 ;3一储 物 柜 类 型 2 ; 4 一主机柜;5 --US B摄像头 ; 6 红外触摸屏 ;7 --扫描枪;8 --刷卡器 ; 9 一小箱 ;1 0 一中箱 ;1 1 一大箱 ;1 2 一超大箱 ;1 3 一条形 板 图 2 终 端 智 能柜 结 构 Fi g. 2 St r uc t u r e o f i nt e l l i g e nt t e r m i n a l c a bi ne t 3 监 控部 分 。 1 组 终 端 智 能 柜包 括 1个 主 机 柜和 4 ~ 1 0个 储 物柜 , 在 整组 终 端 智 能 柜 的两 侧 装 设 球 型摄 像头 , 可 实 时监 控终 端 智 能 柜 的运 行 情 况 及 附 近环 境变 化 。监控 主机 可存 储 和查看 最 近 3个 月 的视频 资料 , 保 障系 统安 全运 行 。 2 . 2后 台服 务 器 后 台服务 器 由工 控 机 和 基 于 we b技术 的 系 统 管理 平 台软 件 组 成 。工 控 机 为 一 般 工 控 微 型 计 算 机 , 采 用双 机备 份 , 在 主 机 发 生 故 障 时 , 可 切 换 到备 2 0 1 7年第 8期 魏峰等 矿用智能物资发放 系统研究 1 7 机继续工作 。系统管理平台基于 L i n u x系统开发 和安装 , 其比 Wi n d o ws 系统更加稳定和安全 。 3系统 软件 设计 系统 管理 平 台采 用 To mc a t 为 We b开 发 平 台 , 其具 有 可 靠 性 高 、 扩 展 性 好 、 免 费 开 放 、 支 持 J S P / S e r v l e t 最新规范l_ 8 等特点 , 适用于中小型系统和并 发访 问用户 不 是 很 多 的场 合。平 台数 据 库采 用 My S QL S e r v e r 5 . 1 , 将数据存储在大量不同的表结 构 中, 具有较强的灵活性[ 9 ] 。数据库设置访 问权限, 用户的权限不同, 操作 的数据库范围也不同[ 1 。 系统管 理 平 台采 用 B / S模 式 , 用户 通 过 客户 端 浏 览器 可 随时 随 地访 问 We b站点 来 查 询 和 更 新 相 关数据 , 支持多用户同时访问 , 且操作界面一致; 部 分事务在前端实现 , 关键事务 在服务器端实现[ 1 。 平台主要实现智能监控、 人机对话 、 建立配送单 、 发 送短信 、 存储及查询、 打印、 自诊断等功能[ 1 , 如图 3 所示 。 系统管理平 台 主菜单 l 首页I l系统管理 l l终端智能柜管理l l终端智能柜 l 实时显示 I l 管理用户 l l管 理终端l I 查看备货信息 功能概述 l终端智能柜I l 和短信接口l l 智能 柜编号、 l I 建立配送单、 I 使用情况 l l 信息 l l 策略、箱体 l l 短信列表 图 3 系统管理平 台功能结构 F i g . 3 Fu n c t i o n s t r u c t u r e o f s y s t e m ma n a g e me n t p l a t f o r m 1 智能监控功能。系统管理平台可实时监控 物资配送情况 , 并实时显示 每一环节的配送单状态 表 1 ; 可实时显示终端智能柜箱体 的使用情况 , 包 括空箱及满箱数量 ; 可查看终端智能柜拍摄 贵重物 资时 上传 至系 统管 理平 台 的配送 凭证 。 表 1 配送单状态 Ta b l e 1 S t a t e o f d i s p a t c h i n g t a b l e 配送单状态 说 明 空 单 配送中 已开门 配送完毕 取消配送单 配送 员取 出 客户 取出 线下 取出 新建 的配送单 中没有添加物资信息 新 建的配送单 中添加有物资信息 终 端智 能柜箱 门打开 , 正在配送 存 放物 资并关 闭箱 门 关 闭箱 门后 3 0 s内取消本次配送 可任意时 间退 回已配送 的物资 客户正常取 出, 系统 回传结算信息 异 常情况取 出, 系统 回传结算信息 2 人机 对话 功能 。系 统 管理 平 台可 设 置 和修 改终端智能柜参数 , 如柜体数量 、 大小柜 比例、 终端 智能柜开关机时 间等 ; 可设置管理员、 配送员 、 领料 员的信息 , 可进行操作权限管理和操作记录; 可设置 和修改终端智能柜位置图; 可调用远程开箱功能。 3 建 立 配 送 单 、 发 送 短 信 功 能 。在 系 统 管 理 平 台上 可新建 配 送单 , 且 每个 配送 单 具 有 唯 一 条 形 码。配送单的设置包括添加物资信息、 设置配送员 及领料员 、 选择箱体、 设置物资是否贵重等。在终端 智能柜扫描条形码开启对应 的箱体 , 完成物资配送 , 之后系统 自动向领料员发送短信 。 4 存储 及查询、 打 印功能 。系统管 理平 台连 接数据 库 , 具有 存储 、 历 史查 询 和报 表查询 功 能 。可 根据时间索引查询历 史物资领用数据 及领料员信 息, 以及人员登 录 日志 。其 中历史物资领用数据以 表格的形式保存并可打印。 系统管理平 台具有终端智 能柜位置查 询功能 , 根据输入的设备编号和设备类型, 可在地图上显示 该设备所在 的区域及实时柜体状态。 5 自诊 断 功 能 。终 端 智 能 柜 发 生 故 障时 , 报 警并记录故障时间和故障设备 , 以供查询及打印。 4 系统在煤 矿 企业 的应 用 4 . 1 系统 与 ERP 系统 的对接 煤 矿 E RP E n t e r p r i s e s R e s o u r c e P l a n n i n g , 企 业 资源计 划 系 统 用 于 煤 矿 企 业 的全 流 程 管 理 口 , 以供应链管理为核心 , 集成大量子系统 和各类协 同 资源, 可优化企业 的组 织结构 , 有效整合企 业 的物 资 、 现金流、 信息流等资源, 从而提高企业 的综合管 理及核心竞 争力[ 1 4 3 。根据煤矿企业对 业务和管理 的划 分 , E R P系统包 括销 售 管 理 、 生产 管理 、 采 购 管 理 、 仓 库管 理 、 人 力 资 源 管理 、 设备 管 理 、 项 目管 理 、 财务管理等子系统。 矿用智能物资发放系统在煤矿 的应用离不开与 煤矿 E R P系统的协作配合 。通过开发备货确认和 出库结算这 2个软件接 口, 可实现 2个 系统的一体 化运 行 。2个 系统之 间接 口连接 如 图 4所 示 。 1 在 E R P系 统 上 , 矿 上 区 队 提 报 预 留 , 并 设 置预留类型为终端智能柜配送 , 预留类 型以终端智 能柜物资配送 目录明细为依据 , 即 E R P系统 中预先 定义体积符合终端智能柜配送条件 的物资 明细 , 预 留信息 自动生成调拨预 留, 此时的预 留与调拨预 留 形成对应关系, 方便供应站库管员进行调拨操作 。 2 供应站库管员查询是否存在调拨 预留, 若 存在则将调拨预留作默认出库到终端智能柜 。 1 8 工矿 自动化 2 0 1 7年 第 4 3卷 r 一 一 瓣 面 . 土 . 1 塑 丝 翌 堕 l 窗 未 图 4 E R P系统与矿用智能 物资发放 系统间接 口连接 Fi g . 4 I n t e r f a c e c o n n e c t i o n o f ERP s y s t e m a n d i n t e l l i g e n t mi n e u s e d ma t er i a l d i s t r i b ut i on s ys t e m 3 系统 管 理平 台提供 备货 确 认 接 口 , E RP系 统调用该接 口将调拨出库的信息传输到系统管理平 台, 生成备货信息。 4 E RP系统 提 供 出库 结 算 接 口, 系统 管 理 平 台调用该接 口向 E R P系统 回传信息 。E R P系统根 据 接 收到 的数据 信 息 , 将 预 留进行 消耗 记账 。 4 . 2 系统 运行 流程 1 矿 上 区 队 提 前 1个 工 作 日在 E RP系 统 上 提 交物 资 申请 , 生 成 预 留 。 2 在 E R P系统 上 , 管理 员 对 调拨 预 留进 行 出 库 , 并 自动传 输数 据 到 系统 管 理 平 台 上生 成 备 货 信 息 。配送 员 在 系统 管 理 平 台上 新 建 配 送 单 , 设 置 配 送单 的配送 员 、 领 料 员 、 箱 体类 型 、 物资 是否 贵重 、 移 库数 量 等基 本信 息 , 添加备 货 信息 到配 送单 , 完 成配 送单设置 , 将其导出并打印。配送员根据配送单信 息对 调拨 物 资 进 行 拣 配 分 装 。配 送 单 生 成 流 程 如 图 5所示 。 煤矿E R P 系统传输备货数据到系统管理平 台 新建配送单, 设置基本 信息 添加物料明细 导出并打印配送单 5配 送 单 生 成 流 程 Fi g . 5 Ge n e r a t i o n p r o c e s s o f d i s p a t c h i n g t a b l e 3 安排配送员携带物资和配送单去终端智能 柜 进行 物 资配送 , 配送 完 成 后 系 统 自动 发送 短信 到 区队领 料员 的本 质 安全 型手 持终端 上 。物 资配 送流 程 如 图 6 所 示 。 瑟 扫描配送单条形码 l ]-一 主 给贵重物资拍照 开肩箱门 ]厂_ 放入物资 关闭箱 门 向领料 员发送 短信 图 6物资配送流程 Fi g. 6 M a t e r i a l di s pa t c hi n g pr oc e s s 4 下井前 , 区队领料员根据收到 的短信凭证 码领取物资。物资领取流程如图 7所示。 一 匝 蜜l由 7物 资 领 取 流 程 Fi g.7 M a t e r i a l d e l i v e r y pr oc e s s 5 领 料 员完 成 物 资 领 取 后 , 系统 通 过 出库 结 算接 口自动回传结算数据到 E RP系统 , 生成并打印 结算 单 。 5结论 1 矿用 智 能物 资发放 系 统实 现 了一 种 高效 的 “ 备品仓库一 智能柜一多用户” 单 点对多点 的 自助模 式 通 过终 端智 能 柜 领 用 生产 物 资 , 物 资发 放 、 领 取 过程不受时间和空间限制, 无需排队等候 , 节约时间 成本 ; 终端 智 能 柜 具 备 智 能 身 份 识 别 功 能 , 杜 绝 冒 领 、 误 领 , 确保 物资 正常 、 准确 发放 ; 系 统管 理平 台可 实时监 测 各终 端智 能 柜 物 资 发放 情 况 , 自动统 计 领 取数 量并 生成 报表 , 全过 程无 需人 工干 涉 , 节约 人力 成本 。 2 该 系统 具 备 与煤 矿 E R P系 统 的 数 据 交 互 功能 。区 队可 利用 E R P系 统 提 前 1个 工 作 日对 生 产所需物资提出领用 申请 。供应站根据订单要求 , 将 物 资提前 投递 到 指 定 的终 端 智 能 柜 中 , 投 递 完 成 后发送密码短信至领料员 , 区队领料员可根据短信 密 码 随时领 取物 资 。物 资 领取 完 毕 后 , 终 端 智 能 柜 自动 向 E RP系统 反 馈 物 资 结 算 信 息 。整个 领 用 过 程 方便快 捷 、 安全 高效 。 参 考 文献 Re f e r e n c e s 伯彩云. 如何 有效 提高煤矿物资管理水平 [ J ] . 科 技创 新 与 应 用 , 2 0 1 4 3 2 2 6 6 . 杨旭 . 煤 矿 物 资仓 库 管 理 系统 的研 究 与应 用 [ D] . 成都 电子科 技大学 , 2 0 1 2 . 郭红波. 基 于供应链 的煤炭企业物资供应系统应 用研 究[ D ] . 西安 西安科技大学 , 2 O 1 O . 李宏伟 , 邵 庆文 , 史红付 , 等. 智能 快递 发放 系统 的设 计[ J ] . 价值工程 , 2 0 1 6 , 3 5 2 6 1 6 8 1 7 0 . LI Ho n g we i ,SHAO Qi n g we n,S HI Ho n g f u,e t a 1 . De s i g n o f i n t e l l i g e n t e x p r e s s d e l i v e r y s y s t e m [ J ] . 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TP . 2 0 1 7 0 7 2 7 . 0 9 3 8 . 0 0 5 . h t r n l 收稿 日期 2 0 1 7 0 3 2 5 ; 修回 日期 2 0 1 7 0 5 1 4; 责任编辑 张强 。 基金项 目 “ 十二 五” 国家科技支撑计划项 目 2 0 1 2 B AB 1 3 B 0 4 。 作者简介 林娜 1 9 7 7 一 , 女 , 河南信 阳人 , 讲师 , 硕士 , 研究方 向为计算机网络技术 、 物联网技术 , E ma i l j a i l u l u l 6 1 6 3 . c o m。 引用格式 林娜 , 孙珞. 采 区轨道运输大巷支护技术研究[ J ] . 工矿 自动化 , 2 0 1 7 , 4 3 8 1 9 2 4 . LI N N a , S UN L u o .Re s e a r c h o n s u p p o r t t e c h n o l o g y o f r a i l h a u l a g e r o a d wa y o f mi n i n g a r e a [ J ] . I n d u s t r y a n d Mi n e Au t o ma t i o n , 2 0 1 7 , 43 8 1 9 2 4 . [ 6] [7] [8] TA0 Li n.S HEN J i a n .Ma g n e t i c l o c k u s e d f o r d o o r s o f e l e c t r i c a l a p p l i a n c e a s s e mb l i e s s wi t c h g e a r e q u i p me n t[J] . J i a n g s u E l e c t i r c a l Ap p a r a t u s , 2 0 0 6 4 4 5 4 7 . 刘 晓洁 , 黄永佳. 基 于 L i n u x的双 机热 备 系统 的实现 技术 [ J ] . 计算机应用研究 , 2 0 0 7 , 2 4 4 2 5 5 2 5 7 . 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