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2022年11月7日，中國混凝土與水泥制品協會組織召開了由北京韓建河山管業股份有限公司（簡稱韓建河山）、水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院、吉林省水網發展集團有限公司、吉林省水務投資集團有限公司、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。鑒定委員會專家們認為，該項目成果對我國PCCP的發展起到了引領和示范作用，應用前景廣闊。

一、立項背景

2020年2月份水利部下發了《關于印發加快推進智慧水利的指導意見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、高速互聯的水利信息網、智慧水利大腦、創新協同的智能應用、網絡安全體系、保障體系等六項重要任務，明確了應用、數據、網絡與安全、感知等4類10項重點工程，是智慧水利推進的頂層設計。

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

韓建河山組織研發了了PCCP管道制安RFID智能化管控系統，實現從PCCP管材從原材料——工序生產——成品——運輸——安裝——售后，PCCP管道的過程控制、質量管理、產品追溯等生命周期管控，并實現一鍵形成電子檔案，可在手機APP或特定的終端進行原材、各工序半成品、成品、庫存、運輸等關鍵數據的時時查詢，實現PCCP管道全生命周期的有效監控。

二、研究內容

1.主要研究內容概括

從原料入庫開始，到最終成品出庫，至每一產品最終用在哪里，這一整個過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、噴漿以及原料質量，水壓實驗實時監控系統，生產過程質量，生產日月報，質量日月報，質量分析，工作量統計等數據采集點在線時實收集每一件產品的生產數據并進行追蹤與控制，為有序而快捷的生產提供良好的操作平臺。

系統留有擴展端口，后期研發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）網絡連接，實現PCCP管道全生命周期管理。通過對PCCP管道生命周期進行歸納，將全生命周期分為：生產計劃、物料入場、實驗室檢驗、生產復檢、RFID芯片卡綁定、質量檢驗、不合格管理、成品管管理、成品管試驗、成品進銷存、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行收集，數據的流向進行梳理，通過搭建MySql5.7數據庫、Nginx1.12.0代理服務、redis-cli5.0.3快速數據庫、OSS對象存儲服務、短信服務和郵箱服務，基于Java開發后臺服務軟件，并使用了Spring、SpringBoot、MyBatis框架、基于Vue開發前臺軟件、基于搭載Android的RFID掃描設備開發RFID讀寫APP，將PCCP生產、檢驗、發運、安裝等數據通過前端網頁錄入到系統后臺，實現基礎的信息化改造。并進一步調研PCCP管道生產流程中各項數據的調用關系、生產流程中管理的人員角色關系，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

（1）產品追溯

1）在原料管理階段，主要針對關鍵物料如（承口鋼、筒體鋼卷、插口異性鋼，高強度鋼筋等）進行管控，以便記錄每根PCCP管與原料的一一對應關系、原材料的檢驗評定信息等。2）在生產線上生產時建立產品序號與各工序生產實績的關聯，以便產生質量問題時，依據產品序號就可以追溯該產品之生產歷程數據，以及追溯物料供貨商的產品質量問題，同時亦可實現當產品出現質量問題時及時下線。3）可以根據原料的標示的序號找到產品的序號，反之也可以根據產品的序號追溯相關原料的序號，及其檢驗評定信息和供應商。

（2）質量數據收集與質量監控

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

（3）生產追蹤在產品開始生產到出庫的全過程進行中，追蹤生產的良品數量、不良品數量、報廢品數量、以及記錄產品在每個工序中的良品數量、不良品數量、報廢品數量，以供盡快找出生產瓶頸和有效掌控產品在生產現場的制品數量。

（4）查詢與報表

1）提供在線數據的查詢，對生產狀況進行及時監控，以方便不良品的及時發現與改善；2）提供客戶的遠程數據查詢（有選擇性放開），對客戶增加工廠生產的透明度；3）提供查詢產品在各工序的生產狀況資料，如生產監控實時數據、不良品數、不良品率、報廢率等；4）提供生產日月報、質量日月報及相關臺賬查詢、導出，以方便相關領導每天及時掌握各項目或分廠的生產狀況。

（5）管線定位在管道安裝完成后，通過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，并通過云端數據，可以查詢到管道的安裝高程以及管道的相關信息。

（6）系統管理

1）部門管理：由系統管理員對管道廠組織結構進行增、刪、改、查操作。2）用戶管理：由系統管理員對所有系統用戶進行管理，包含用戶的增、刪、改、查。3）角色管理：由系統管理員對管道廠人員角色進行管理，包含角色的增、刪、改（修改角色對應的權限）、查。4）權限管理：實現菜單動態路由，后端可配置化，支持多級菜單，系統管理員可對權限進行增、刪、改、查操作。5）服務監控：用于監控服務器的負載情況。

三、關鍵技術和創新點

1.基于RFID射頻識別技術，開發了PCCP智能化管控平臺，建立了PCCP管道從生產計劃、原材料入場、生產工序、成品檢驗、運輸、安裝、售后服務等全鏈條的質量控制體系，創建了PCCP管道“身份證”系統，首次實現了PCCP制造安裝質量精準追溯，提升了生產管控效率及智能化水平。

2.通過RFID與衛星定位關聯技術，首次實現了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

四、社會效益

本項目研發成果“PCCP管道制安RFID智能化管控系統”，在PCCP中將率先實現生產進程自動化、生產過程透明化、質量管理信息化。PCCP管道制安RFID智能化管控系統

通過一個網絡、一個平臺，利用信息化、智能化技術，提高了管理效率和生產質量，它的實施符合“數字經濟”的國家戰略方向和“數字工廠，智慧水利”發展目標，實現傳統制造產業與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，取得了良好的經濟效益和社會效益。