QCM建委方案2011年(修改)

1、 机密文件 禁止外泄 北京市住房和城乡建设委员会 混凝土质量信息化认证项目简称：QCM生产配料监控系统该方案是鼎软公司为了解决北京市建委需要对所管辖的130多家搅拌站生产机组进行配比用料监控的迫切需求， 从鼎软公司成型软件产品：QCM预拌混凝土质量监控管理系统（该软件是一套全方位监控混凝土质量的管理系统）中提取了生产配料监控模块，形成了该方案中描述的QCM生产配料监控系统。北京鼎软科技有限公司2011-04-01目录一项目目标2二项目构成3(一)管理结构3(二)系统结构4(三)设备构成13(四)网络结构17三项目造价18(一)综合造价18四实施步骤21(一)政策督导21(二)基础建设22(三)

2、软件发布22(四)实施动员23(五)站点部署23(六)项目启用24(七)功能增强24(八)项目验收24五功能拓展25(一)发货运输单标签防伪25(二)其它运营环节监控27六项目成效32七联络鼎软32一 项目目标为北京市建委建立国内领先的混凝土搅拌站质量监控系统（简称：QCM生产配料监控系统），解决混凝土搅拌站生产中出现的多套配合比等欺诈行为而给社会带来的危害，实现对北京市内商品混凝土搅拌站的质量信息化认证。研究一种科学、有效的事前控制方法，对影响混凝土质量的主要参数即配合比的真实与合理性，提前实施监督，及时上传超标数据或自定义订阅数据，管理人员可以实现多点远程在线监督，超过允许偏差即时报警，以

3、便及时采取追溯、纠正措施，防止转入下一道工序。建立永久性生产数据存储系统（即黑匣子），真实的记录、存储每次生产混凝土的实际配合比，一旦发现问题，便于检查和追溯。通过实施事前监督和控制，使混凝土质量生产全过程始终处于受控状态，在正态分布下即能达到合格条件，避免“死后验尸”和“亡羊补牢”，提高混凝土质量、有效规避质量事故、减少不必要的损失。二 项目构成(一) 管理结构系统将质量监控管理者分为两个层面，第一层为市建委，作为管理结构的核心层面拥有对各搅拌站生产配合比数据的直接管辖权，实时掌控所有的数据与指标建立、参阅、追溯与追溯调度、分析调控等工作，第二层为区监督站（即各区工程质量监督站）拥有辅助市建

4、委管理各区搅拌站的管理权，依据市建委的指示进行区域内搅拌站的指标建立工作，服从市建委的追溯调度，对出现问题的搅拌站进行核查与问题纠正。搅拌站作为受控者，将同时接受市建委及区监督站的双层管控。(二) 系统结构 1 结构设计 QCM质量监控管理系统软件主要由三部分组成。第一部分是在市建委部署的QCM总部端；第二部分是在搅拌站点部署的QCM“黑匣子“监控终端；第三部分是在站点生产控制系统计算机上部署的QCM采集端程序。2 运行流程 首先由监控中心通过QCM总部监控端（即市建委）向各搅拌站安装的黑匣子设备下达监控指标，比如耗料误差范围指标等，QCM黑匣子站点监控端在接收到指标后，控制QCM数据采集端对

5、生产工控系统的数据采集存储的同时进行超标对比，将超标数据实时上传至监控中心进行预警。3 功能设计系统功能主要由七大部分构成，包括：指标下达、数据采集、清洗核查、超标上传、数据预警、超标追溯、统计分析。由QCM总部监控端、QCM黑匣子站点监控端、QCM数据采集端三个QCM质量监控管理系统软件的组成部分共同分摊完成，其中QCM总部监控端实现并完成：指标下达、数据预警、超标追溯、统计分析等功能，QCM黑匣子站点监控端实现并完成：清洗核查、超标上传等功能，QCM数据采集端实现并完成：数据采集工作。4 数据库设计 QCM总部监控端采用SQLSERVER关系型数据库，严格遵循关系型数据库开发规范，将数据拓

6、展性放在第一位，减少数据库设计冗余，建立规范的数据库关系图、数据字典及其注释。QCM“黑匣子”监控终端采用加密 SQLSERVER数据库。5 研发技术（1） QCM总部监控端 系统采用B/S架构，采用全新.net 2.0 WEB技术架构在SQL Server 2008数据库与Windows IE浏览器框架内的免客户端维护、不限客户端数量、不限网络范围的网站模式软件，主要完成指标建立与下发、超标预警、追溯、查询、统计、分析、报表验证等工作。（2） QCM“黑匣子“监控端 系统采用C/S架构，使用C#语言编制的Windows系统服务与WindowsForm监控界面进行组合来完成与QCM总部端的数据

7、上传与接收，站内局部硬件数据采集采用Delphi开发的WindowsForm程序部署在监控点所在计算机，根据监控点要求向QCM“黑匣子”监控终端传输数据。（3） QCM数据采集端 系统采用C/S架构，使用Delphi语言编制的Windows系统WindowsForm托盘程序来辅助QCM“黑匣子”监控端来完成对生产控制系统的数据采集工作。6 采集机制QCM数据采集端采用生产控制系统调用DLL接口传递数据采集方法、生产配比数据采集与生产视频图像双采集方法，采用鼎软专利技术进行运动图像合成技术来还原生产过程视频，以此机制来保障其数据的及时准确与真实性。（1） DLL接口传递数据 由我方统一制定接口规

8、则，以DLL形式封装函数提供给各工控系统厂家，要求生产控制系统在配合比设定完毕准备投料生产前调用DLL函数，以传递生产配料信息，其数据内容包括生产任务编号、浇筑部位、混凝土标号（强度等级、抗渗等级等）、原材料大类（水泥、砂、石、掺合料、外加剂）的设计用量与含水、含石率，在投料结束后调用DLL函数传递原材料大类最终用料数量信息等。（2） 配比用料采集需加入中科院硬件部分QCM数据采集端定时连接生产控制系统数据库，根据其数据存储结构采集配合比用料数据， 以此来对比论证DLL接口传递数据的准确性，存储存在差异的数据至黑匣子设备，由黑匣子设备上传数据至QCM总部端预警。（3） 生产界面图像采集QCM数

9、据采集端在运行过程中实时扫描生产控制系统计算机界面，捕获整个生产过程对应的计算机界面运动过程（如：配合比设定后的下料变化过程），采用鼎软公司的专利技术运动视频的全景图合成方法（专利号：ZL200410081023.6），将视频图像分解，从而将得到的最小图像文件传送至黑匣子设备进行存储，待QCM总部端向其发出提取指令后，上传图像至QCM总部端利用专利技术进行图像合成后重现其生产过程。7 数据上传QCM“黑匣子”监控端数据上传采用超标上传与调度上传两种上传形式，用来减少网络与设备的压力，避免不必要的性能开销。上传使用的互联网络优先考虑站内可接入互联网环境，如站内网络无法连接则启动“黑匣子”设备的3

10、G模块进行上传。QCM总部监控端统一采用WebServices接口服务形式来完成数据接收工作，设置严格的身份认证机制，对于不同的站点设置不同的验证用户名及验证码，采用数据上传压缩、线程写入、荷载平衡、频繁登录失败自动屏蔽等机制来降低服务器压力，保障预警数据的及时上传。8 预警机制（1） 数据预警数据预警模块在接收到超标信息后用数据列表形式对黄色、红色超标信息进行声音警示，提醒市建委质量监督者对其进行关注，进而监督者下发或者系统根据规则自动下发追溯任务至各区监督站，待追溯任务完成后检查其追溯结果，从而达到监控的目的。（2） 地图预警地图预警与数据预警比较类似，也是以黄色、红色进行超标信息声音警示

11、，提醒市建委质量监督者对其进行关注，两者区别在于通过地图能够很清晰的标识出现预警信息的站点所在位置，当某些预警信息普遍存在某一个区域时，监管人员可以加强对某区域质量监督站的监督与管理，从而同步实现对区监督站的监管，促使该区域减少超标行为。(三) 设备构成1 监控中心大屏幕 在市建委与各区质量监督站建立监控中心。监控中心由21块LED显示屏构成，配备声音合成系统，用户可根据自身需求在不同的区域显示不同的监控功能，监控者可在此完成生产控制画面的合成，重现历史生产过程，并结合耗料数据来辨别其数据真实性。2 数据中心服务器群 在市建委或者第三方托管机构建立QCM生产配料监控系统数据中心。以区为单位在同

12、一地点部署多台服务器，用于解决单个服务器同时接受并发数量过多上传任务而引起的网络堵塞、系统过载崩溃等问题，接收QCM“黑匣子“站点监控端的数据及图像上传，将上传的图像直接分解存入共享磁盘阵列柜，将上传的数据分解后调用数据库集群服务器（集群服务器由2台高性能服务器构成，主要完成主服务器故障后的信息存储自动迁移工作）将数据存入磁盘阵列柜中，市建委服务器主要完成QCM总部监控端软件的部署应用工作，接受市建委监控中心及各区质量监督站监控中心的软件预警服务远程调用，同时根据权限满足市建委领导、区域监管者、搅拌站用户及其他移动用户的互联网访问。3 黑匣子监控设备该设备采用鼎软公司的专利技术一种便携式计算机

13、主机（专利号：ZL200820123708.6）生产制造，设备具有坚固结实、稳定可靠、数据安全、硬件加密、移动便携、智能保护等特点。在各个站点安装QCM“黑匣子“站点监控端，与该站点的生产控制系统进行网络连接，根据需要将搅拌机组作业流程中的生产配比用料数据、生产过程图像实时上传到QCM总部监控端，对由于网络状况不佳而无法上传到QCM总部监控端的站点，可将需要上传的数据存储在QCM黑匣子中备查，待监控者至被检查站点后，可通过QCM黑匣子终端的“加密钥匙”打开“黑匣子”监控终端调阅与审查其数据。(四) 网络结构1 搅拌站网络要求 各搅拌站安装的黑匣子设备利用站内现有的互联网络条件上传数据至数据中心

14、，保障独享带宽能够达到1MB以上即可；2 市建委监控中心网络要求 通过光纤访问数据中心，保障独享光纤带宽能够达到10MB即可；3 各区质监站监控中心网络要求 通过光纤访问数据中心，保障独享光纤带宽能够达到10MB即可；4 数据中心网络要求 通过光纤访问互联网来完成数据上传接收工作，保障独享光纤带宽能够达到100MB左右即可，其带宽要求计算公式为：搅拌站数量1MB80%（共享冗余）；三 项目造价(一) 综合造价 QCM生产配料监控系统综合造价 单位：万元隶属类别项目名称数量单价金额备注数据中心硬件机架式WEB服务器2台612目前由于无法确认市建委下需要部署的区质监站数量，所以数据中心硬件报价是按

15、照最少数量计算，此报价中含一个区质监站服务器的报价，待确立区质监站数量后再做相应服务器的增加。机架式数据库服务器2台1224磁盘阵列柜2台1530机柜4台0.753千兆级路由器1台4.74.7千兆级交换机1台2.52.5千兆级防火墙1台4.24.2显示器、UPS辅助设备1台2.52.5施工及布线1批22硬件小计84.9软件WindoswsServer 20084套2.49.6部署于服务器与磁盘阵列MS SQLSERVER20082套1530部署于数据集群服务器QCM总部监控端软件1套3030部署于建委服务器QCM中心WebServices1套2020只涉及一个区服务器部署杀毒、集群等辅助软件1

16、套22软件小计91.6网络100MB光纤独享带宽1年4040此项为年费用数据中心合计216.5监控中心硬件大屏服务器及模块1套4.64.6DID46吋拼接屏21台2.3549.35大屏控制计算机5台0.73.5专业RGB线缆500米0.0021.0矩阵设备1台6.66.6控制机柜2台0.71.4交换机1台1.251.25混合声音输出设备1套33UPS不间断电源1套1.51.5辅料1批11施工费用1批13.613.6硬件小计86.8软件QCM监控中心分屏软件1套5.55.5网络10MB光纤独享带宽1年3.53.5此项为年费用监控中心合计95.8此造价涉及一个监控中心站点机组监控黑匣子监控设备1台

17、1.21.2QCM“黑匣子”监控端软件未包含传感器监控节点设备报价1套1.51.5QCM数据采集端软件1套1.31.3站点单机组监控合计4.0 此项目造价涉及鼎软公司为搅拌站生产机组安装的黑匣子监控设备，配备监控采集软件，在建委建立综合数据处理中心与大屏监控中心（不含在各区质量监督站建立大屏监控中心）。此造价中硬件价格仅供参考，其价格为鼎软公司依据历史售卖情况作出的初步报价，在实施前需要做具体的设备调研，并确认设备型号后再做详细报价。四 实施步骤步骤计划时间表序号步骤内容简介工期（天）1政策督导市建委下达文件，确认项目102基础建设建委、监督站、搅拌站的内外网建设，服务器、计算机购买203软件

18、发布打包发布QCM生产配料系统104实施动员确认实施时间、内容35站点部署系统安装调试、系统所涉及硬件安装调试206节点安装料仓称量传感器加装传感器监控节点86项目启用全市正式启用QCM系统37功能增强数据整合统计，报表调整等208项目验收建委、监督站、搅拌站、鼎软公司联合进行项目验收工作5合计99(一) 政策督导为深入贯彻国家的十二五发展规划，进一步推动国家的现代化发展，保障国家建筑的质量，杜绝因建筑质量问题而引起的重大事故的发生，促进国家各项事业的发展。我公司建议应保证QCM生产配料监控系统项目工程能够顺利的开展，推动行业的信息化建设，保障国家根本项目的质量安全，各级相关部门应相互协调，相

19、互协作，责任到位，在公平、公正、公开的原则下，积极推动QCM生产配料监控系统项目的建设。建设QCM生产配料监控系统是我国混凝土质量监控体系在新的形势下发展的需要，市建委应积极做好各方面的督导工作，保证QCM生产监控系统能够高质量的完成，积极协调好施工方和辖内搅拌站的事务，做好QCM生产配料系统项目建设的准备工作和宣传工作。根据QCM生产配料监控系统的物理条件需要，各搅拌站应提供以下几点条件：1. 各搅拌站必须具备网络通信条件，且带宽不低于1MB。2. 各搅拌站所涉及到的工控系统厂家，需要提供工控接口程序或通信协议，用于QCM生产配料系统的对接，实时采集工控机数据。3. QCM生产配料监控系统的

20、实施分为准备期、测试期和正式启动期三个阶段，准备期包括数据监控中心网络搭建、设备重组、显示屏安装、软件开发及功能测试、工控接口调试；测试期包括各搅拌站软、硬件环境的部署与调试，培训并颁发认证，各搅拌站数据采集与分析，反复测试，以保证QCM生产配料监控系统正常运作；正式启动期包括政府开启项目启动会、后期功能需求、项目验收等。建设QCM生产配料监控系统是当前混凝土质量监控信息化发展的重点，在这套系统中，以互联网为平台，以方便、快捷、高效为原则，促进行业信息化的发展，并逐步完善政府部门对建筑建造质量的监控。这对国家信息化的发展，行业的发展以及混凝土技术的发展都有重要的意义。(二) 基础建设数据监控中

21、心、各区质量监督站、以及各搅拌站的网络建设、增加带宽工作，各种功能硬件设备的安装与调试工作，LED监控大屏的安装与检测工作，服务器的采购与配置，各搅拌站网络普查与升级，所需正版操作系统的购买与授权，计算机设备普查与升级 。其中网络建设工作由使用单位主要负责，鼎软公司进行搭建方案指导。(三) 软件发布从QCM系统中打包出QCM生产配料监控系统发布并且测试。统计与分析各个站点所使用工控机生产控制系统的厂家版本，确保与QCM生产配料监控系统接口程序顺利进行（需要搅拌站负责人进行协调）。与各搅拌站生产控制系统厂家完成数据采集接口开发与调试。(四) 实施动员 在QCM生产配料监控系统打包发布完成后，由政

22、府相关人员督导并组织召开项目实施动员会议，会议主要强调项目重要性，增强各站对本次项目目标的认识，公布具体实施计划表，确定实施时间、内容，讲解实施流程，实施前准备工作的落实以及确定各站系统负责人并且进行现场答疑，以确保项目顺利的实施进行。(五) 站点部署在已具备实施条件的站点进行QCM系统的部署安装，主要包括搅拌站工控机监控硬件的安装与调试，黑匣子的安装与数据提取的调试工作，站内系统负责人需要安排相关人员与鼎软公司进行配合安装工作，熟悉一些基本的维护操作，避免因为发生简单问题而延误工作。(六) 节点安装在部署完成后的站点进行传感器监控节点的安装鞠工，(七) 项目启用 在各个站点都经过试用一段时间

23、后，各站的数据提取达到稳定准确，站内的系统管理人员对软件的使用，软件使用中的BUG都得到了调整处理，系统运行正常，正式上线条件成熟。统一约定适合的日期进行全市的正式启用，正式启用后，所有数据都开始存档记录作为质量监控依据，预警系统正式启动并且形成规范的处理机制，各种报表作为正式的报告开始打印生效。(八) 功能增强 系统在实施过程中和整体启用后，直接使用者会产生对该系统提出建议和需求，比如整合重组数据统计、分析，新增报表等，这些需求通过汇总提交到鼎软公司，鼎软公司根据充分的验证和可行性分析，按照符合国家标准要求的前提条件，对这些汇总需求进行处理和跟进， 并且及时的更新，保障所使用系统完全贴合实际

24、使用情况。(九) 项目验收 在项目正式启动一个月后，通过在使用过程中所发现的问题的解决以及用户的反馈信息的处理，一些BUG得到了解决，系统整体可以比较稳定的运行，达到和实现了基本功能的使用。市建委领导、监督站领导以及站内领导与鼎软公司项目负责人，开始从中心到监督站、搅拌站进行逐级项目验收工作，最终对项目各个功能目标进行验收评价，出具验收报告。五 功能拓展(一) 发货运输单标签防伪 站点使用的信息管理系统在出具的原料入场复试检测报告、配合比申请单、开盘鉴定、试块检测报告与质量合格证等报表在打印时上传至QCM“黑匣子”监控终端，并由QCM系统分配的电子密钥来生成报表电子标签，由于此电子标签存在与数

25、据对应的唯一性，对于站点存档的试验报告，监控方在检查过程中就可通过QCM系统验证模块配备的“验码器”来验别报告的真实性，能够有效的保障报告数据的唯一性。在用户使用搅拌站信息管理系统保存数据即将打印的时候，会增加一个获取“防伪码”的步骤，该步骤将所需要的数据（如下图中绿色圆圈中的内容）发送给站内部署的QCM“黑匣子”监控终端中，由黑匣子中所存放的数据算法来对数据进行加密、存储，产生该组数据所对应的“防伪码”（如下图中红色圆圈的内容），然后回传给搅拌站信息管理系统，并把“防伪码”存储于对应的数据中，随着报表的打印将“防伪码”通过条形码的形式打印出来（如下图所示），保证了报表与其数据的唯一对应性。

26、需要报表验证的时候，只需要使用“验码器”移动扫描装置（如下图所示）对该报表的条形码进行扫描、自动解密后得到的数据与报表数据进行对比，就可以自动验证该报表是否为真实数据报表了，由此一来就保障了报表的唯一性。(二) 其它运营环节监控1 销售价格监控 如今在一些大中型城市，混凝土行业竞争非常激烈，各种价格战频频上演，一些企业想方设法降低成本来获得更高的利益，而成本降低到一定程度，势必保证不了产品的质量，所以监督了产品的销售价格，就是在一定程度上控制了恶意竞争，随之保障了产品的质量。按照企业或政府部门预设的指导价格指标，对下属所有监控站点进行混凝土销售价格的监控，可以有效的管理和分析各站点销售情况，控

27、制市场恶性竞争，防范因为压价而产生的质量风险。2 原料快检监控 在一些混凝土企业的原材料过磅入库的过程中，原料验收人员在验收时会出现不验收或验收不认真的情况，直接导致在原料入库时就不能保证原料质量，从而大大增加了混凝土质量的风险。对于这类情况，“黑匣子”监控终端通过监控原料快检数据，从而可以知道该原料是否经过原料验收人员验收，管理者也可以第一时间知道原料入厂验收情况，第一时间发现不合格原料，把质量风险降到最低。3 原料复检监控 一些混凝土企业，经常出现过批次原料检验或多批次检验一次的情况，这样就不能真正保证用该原料生产的混凝土是合格的，对于技术人员的失误或者原料试验委托部门的疏漏总是无从入手，

28、所以对原料试验环节的监控可以让原料试验真正的达到试验作用，保证了原材料的质量就是从第一个环节降低了混凝土质量风险。对各种原材料的检验情况和结果进行超标监控，是混凝土质量保障的第二个环节。4 出厂产品（试块）检测监控 在一些混凝土企业中存在着这样的问题：负责试块留样和压试块的人员为了省事，经常用一组试块的试验数据代表多个工程多天后的工程数据，这就导致出具的试块报告不真实，仅仅为了应付工地而出具假报告，对混凝土质量的核查完全没有保障。借助于质量监控管理系统中的出厂产品（试块）检测功能来监控试块按照规定进行检测，可以直接从压力机中取到抗压数据并对其进行监控预警，从根本上杜绝了试块检验不规范的情况。5

29、 技术配合比监控 在技术配合比录入时，经常由于技术人员工作量大、粗心大意造成配比录入错误，如C40混凝土中外加剂的用量录入成了其它标号混凝土的用量或者因为压价严重导致主要胶凝材料用量超低，这样会直接导致混凝土质量出现严重的问题。通过对技术配合比用量按照设定的指标进行监控，可以得知各个站点技术配合比的差别，对于一些用量低于其他站点最低标准用量的配比严格监督审查，这样可以杜绝因为配合比用量错误造成的混凝土质量重大事故。6 生产配比误差（生产加工）监控 技术配合比一般由试验室提供给生产拌台作为生产加工的配合比使用，往往生产拌台在生产加工过程中为了能够让混凝土达标而擅自改动试验室指定的技术配合比，由此

30、一来就引发了因使用未经试配的配合比而导致的后期质量问题，所以对于技术配合比与实际生产使用的配合比进行误差监控是生产质量控制的重要环节。7 生产温度监控 在生产搅拌的短暂的时间内，温度始终伴随在整个搅拌过程中。温度过高，会使得水分蒸发快，降低了混凝土初凝的时间，温度越低则相反。如混凝土出机温度过高，就需要采取降温措施，如集料遮掩，加冰水或温度低一点的水，保证混凝土不超过规范要求，才能延长混凝土凝结时间，保证混凝土的质量。而QCM通过随时提取生产搅拌系统的数据，实时的监控原材料进仓温度、搅拌计量斗温度以及混凝土出机温度，根据设定好的温度指标进行超高和超低预警，能够让监控中心第一时间发现温度的异常并

31、且进行处理。8 坍落度监控 坍落度主要是指混凝土的塑化性和可泵性能，他综合反映了诸多混凝土质量因素。通过QCM配备的坍落度检测设备提取到的数据，可以对混凝土的坍落度进行监控。 搅拌控制系统上部署软件实时通过电流表设备获取搅拌机电流值，利用参照对比取值模型来计算混凝土出机坍落度，与当前生产要求的出机坍落度进行对比，对于不合格的数据上传预警。下图为一组混凝土生产电流曲线图：9 搅拌时间监控 混凝土的搅拌时间直接影响的是混凝土搅拌是否足够均匀，搅拌是否足够均匀又直接影响了混凝土的质量。当然搅拌时间也并不是时间越长越好，为此德国还发布了国家工业标准DIN1045,但是这个标准对均匀性和搅拌时间也没有作出准确的定义，因为对于不同的搅拌系统和搅拌机，标准都是不尽相同的。而QCM系统可以针对不同的搅拌系统和搅拌机进行不同的指标设定，更加准确