電子加速器輻照企業(yè)信息化系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

崔磊 姚玉瑩 左元棟 陳金廣

摘 要：針對(duì)電子加速器輻照加工企業(yè)信息化問題進(jìn)行研究，對(duì)該類企業(yè)生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。首先，對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊劃分及具體說明，詳細(xì)分析電子加速器輻照加工業(yè)務(wù)流程;然后，規(guī)定企業(yè)各工作崗位在生產(chǎn)管理過程中的職責(zé)，并將其分別對(duì)應(yīng)到信息管理系統(tǒng)各功能模塊中;最后搭建整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，為電子加速器輻照加工企業(yè)的生產(chǎn)信息化工作提供有益參考。

關(guān)鍵詞：輻照企業(yè);管理信息系統(tǒng);軟件分析;軟件設(shè)計(jì);電子加速器

DOI：10. 11907/rjdk. 182610 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

中圖分類號(hào)：TP319文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-7800（2019）007-0115-04

Analysis and Design of Management Information System

in Irradiation Enterprises of Electron Accelerator

CUI Lei1， YAO Yu-ying2， ZUO Yuan-dong2， CHEN Jin-guang2

（1. China Institute of Atomic Energy， Beijing 102413， China;

2. School of Computer Science， Xian Polytechnic University， Xian 710048， China）

Abstract： The problem of management information system （MIS） in irradiation enterprises of electron accelerator is focused in this paper， and the software system is analyzed and designed. Firstly， functional modules are divided and interpreted， and its business procedure is analyzed in detail. Secondly， operating duty is fixed for every post for the enterprise， and mapped to the software modules.Finally the entire system network architecture is built to provide a useful reference for the staff who deal with the MIS in irradiation enterprises of electron accelerator.

Key Words： irradiation enterprise; management information system; software analysis; software design; electron accelerators

基金項(xiàng)目：陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目（18JK0349）

作者簡介：崔磊（1977-），男，中國原子能科學(xué)研究院高級(jí)工程師，研究方向?yàn)殡娮蛹铀倨鬏椪占庸ぜ夹g(shù)應(yīng)用;姚玉瑩（1993-），女，西安工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)檐浖O(shè)計(jì)與開發(fā);左元棟（1992-），男，西安工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)檐浖O(shè)計(jì)與開發(fā);陳金廣（1977-），男，博士，西安工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院教授，研究方向?yàn)樾畔⑷诤吓c目標(biāo)跟蹤。

0 引言

輻照技術(shù)又稱為輻射技術(shù)，是利用核輻射（主要指Co-60γ射線、加速器產(chǎn)生的電子束或X射線）與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生物理、化學(xué)及生物效應(yīng)，對(duì)被加工物品進(jìn)行處理，以達(dá)到材料改性、消毒滅菌等目標(biāo)的技術(shù)[1-2]。該技術(shù)在食品加工等生產(chǎn)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

對(duì)輻照加工技術(shù)的研究大多關(guān)注于材料改性效果[3-6]、輻照加工行業(yè)分析[7-9]、輻照企業(yè)運(yùn)作研究[10]、輻照企業(yè)安全防范等方面[11-12]。文獻(xiàn)[13]、[14]對(duì)生產(chǎn)調(diào)度問題進(jìn)行了研究，在一定程度上提高了生產(chǎn)效率。由于該行業(yè)的特殊性，輻照加工行業(yè)生產(chǎn)信息化管理問題得到的關(guān)注較少。不少輻照企業(yè)依舊采取傳統(tǒng)紙質(zhì)流程工單的管理方式，工作效率低下、數(shù)據(jù)容易丟失，導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)困難。此外，由于輻照加工企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)，關(guān)鍵技術(shù)信息往往集中于個(gè)別技術(shù)人員手中，不利于有效交流與儲(chǔ)存，限制了企業(yè)良性發(fā)展。

本文對(duì)電子加速器輻照加工企業(yè)信息化管理系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)，將信息化管理融入輻照加工企業(yè)市場、生產(chǎn)、質(zhì)控、安全等管理中，為對(duì)輻照行業(yè)生產(chǎn)部門信息化的實(shí)施與應(yīng)用提供一套標(biāo)準(zhǔn)與參考，有利于提高輻照企業(yè)整體管理水平，進(jìn)一步降本增效，提升企業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)工作效率。

1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

電子加速器輻照企業(yè)信息化管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。按照部門分為6個(gè)功能模塊，另外再加上輔助報(bào)表統(tǒng)計(jì)與系統(tǒng)設(shè)定模塊。每個(gè)模塊設(shè)定若干功能。

（1）銷售管理模塊，其中，新增客戶功能主要是對(duì)客戶信息進(jìn)行添加、修改、查詢、刪除，同時(shí)統(tǒng)計(jì)新老客戶，對(duì)加工費(fèi)用結(jié)算類型如次結(jié)、月結(jié)、季結(jié)客戶進(jìn)行設(shè)置。輻照企業(yè)的客戶來自不同行業(yè)，按照客戶所屬行業(yè)對(duì)客戶信息進(jìn)行歸類，便于快速判斷其待輻照貨物類型?？蛻粜畔⒅饕ǎ嚎蛻艟幋a、客戶名稱、行業(yè)類型、客戶企業(yè)地址、聯(lián)系電話與結(jié)算方式等;新增貨物功能主要是對(duì)產(chǎn)品信息進(jìn)行添加、修改、查詢、刪除，其中產(chǎn)品信息包括貨物名稱、產(chǎn)品類型、產(chǎn)品規(guī)格、計(jì)費(fèi)方式等，新增貨物時(shí)應(yīng)有與客戶協(xié)商的貨物輻照價(jià)格;銷售審核功能主要是市場經(jīng)理根據(jù)價(jià)格、客戶誠信度等信息決定是否接單，還可對(duì)欠款的客戶進(jìn)行催款，并設(shè)置、查詢加工與未加工放行標(biāo)識(shí)。

（2）倉庫管理模塊。入庫管理功能主要是完成入庫與庫存信息生成、修改、查詢與統(tǒng)計(jì)，以及未照標(biāo)簽信息的錄入和打印，登記入庫時(shí)可明確處理優(yōu)先級(jí)、最晚出貨期限。若已有同類貨物，可利用原有歷史信息記錄以加快貨物信息錄入。

出庫管理功能主要是出庫信息的生成、查詢與統(tǒng)計(jì)，生成出貨單，以及發(fā)貨確認(rèn)。該模塊是整個(gè)生產(chǎn)流程的終點(diǎn)，也是核實(shí)貨物驗(yàn)收信息的關(guān)鍵。

（3）運(yùn)行管理模塊。生產(chǎn)調(diào)度功能主要根據(jù)貨物登記入庫信息生成加工任務(wù)單并確認(rèn)輻照計(jì)劃;生產(chǎn)調(diào)度安排是生產(chǎn)部分的重要環(huán)節(jié)，調(diào)度安排順序直接影響生產(chǎn)效率。此外，生產(chǎn)工藝人員可根據(jù)貨物類型進(jìn)行判定，預(yù)設(shè)輻照指標(biāo)是否可以達(dá)標(biāo)，并據(jù)此確認(rèn)是否接收加工該類貨物。

審核運(yùn)行功能主要是根據(jù)加工任務(wù)單與實(shí)際加工的貨物進(jìn)行審核，確認(rèn)工藝、生產(chǎn)是否可行。審核信息包括：委托單號(hào)、客戶名稱、貨物名稱、貨物標(biāo)簽、貨物數(shù)量、上線時(shí)間、下線時(shí)間等。該功能是確保貨物加工任務(wù)單被完成的重要保證。

輻照計(jì)劃確認(rèn)（加工單管理）功能主要是對(duì)加工任務(wù)單進(jìn)行查詢與修改。根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益最大化原則，采用先來先服務(wù)、短作業(yè)優(yōu)先、客戶急用（即高優(yōu)先級(jí)作業(yè)）優(yōu)先的原則設(shè)置加工單加工順序，打印加工單。

上線管理功能主要根據(jù)輻照電子加速器束流參數(shù)與束下貨物輸送系統(tǒng)性能優(yōu)化制定上線生產(chǎn)程序，給出生產(chǎn)安排與束流工藝建議表。上線生產(chǎn)建議生成算法需要考慮的因素有：輻照貨物重量、尺寸、易碎性、加工單優(yōu)先級(jí)、束流束斑直徑、掃描頻率、重復(fù)頻率、束下貨物輸送系統(tǒng)走速等。自動(dòng)生成的生產(chǎn)建議算法能夠最大程度實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化。在該階段，部門經(jīng)理或值班班長對(duì)輻照計(jì)劃再次確認(rèn)。在上線后錄入實(shí)際生產(chǎn)工藝安排方式。

下線管理功能主要是記錄已經(jīng)輻照過的貨物下線時(shí)的情況，包含值班人員、輻照作業(yè)狀況等。

運(yùn)行確認(rèn)功能指值班長對(duì)已經(jīng)輻照的貨物是否按照加工單規(guī)定的工藝流程進(jìn)行作業(yè)予以確認(rèn)。

（4）工藝及質(zhì)量管理模塊。工藝設(shè)定功能主要根據(jù)貨物類型、客戶要求及輻射源情況設(shè)定貨物輻照時(shí)間、劑量、束流束斑直徑、掃描頻率、重復(fù)頻率、束下貨物輸送系統(tǒng)走速、是否換面等，給檢測員提供檢測項(xiàng)。

工藝庫管理功能主要是對(duì)劑量信息、產(chǎn)品工藝參數(shù)、劑量率、總劑量、裝箱密度、裝箱重量范圍等信息的添加、修改及刪除。該模塊將生產(chǎn)所需的工藝信息集中起來，根據(jù)歷史工藝信息可以方便對(duì)新貨物進(jìn)行工藝設(shè)定，也可以從歷史工藝庫中發(fā)掘輻照工藝信息，根據(jù)輻照工藝信息設(shè)定最優(yōu)工藝參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

質(zhì)量管理功能主要對(duì)輻照后的貨物進(jìn)行劑量檢測及微生物檢測，從工藝設(shè)定系統(tǒng)獲得貨物輻照參數(shù)單，與之比較后生成、查詢、修改及打印輻照證明。該功能負(fù)責(zé)確認(rèn)輻照加工過的產(chǎn)品是否達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)或客戶要求，是工藝及質(zhì)量控制部門的必要環(huán)節(jié)。如果質(zhì)量審核未達(dá)標(biāo)，則需要重新制定工藝參數(shù)，進(jìn)行二次輻照。

（5）財(cái)務(wù)管理模塊。掛賬功能主要根據(jù)輻照貨物單價(jià)與數(shù)量，生成輻照賬單。

出庫結(jié)算功能主要對(duì)收支金額的錄入、查詢、統(tǒng)計(jì)、打印及客戶欠款的分類查詢與匯總;生成、修改輻照加工收費(fèi)結(jié)算單，并具有收費(fèi)數(shù)據(jù)多種形式的統(tǒng)計(jì)及打印。該模塊主要實(shí)現(xiàn)加工費(fèi)用查詢、統(tǒng)計(jì)及欠款查詢與統(tǒng)計(jì)。

（6）安全管理模塊。具有3項(xiàng)功能：①系統(tǒng)安全檢查功能指對(duì)設(shè)備故障停機(jī)時(shí)間、故障狀況、維修停機(jī)時(shí)間等信息的記錄，是進(jìn)行正常生產(chǎn)活動(dòng)的重要保證;②設(shè)備維護(hù)管理功能指對(duì)加速器核心部件如電子槍、速調(diào)管等使用時(shí)間進(jìn)行登記和管理，根據(jù)使用壽命期制定維修更換計(jì)劃。計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄加速器脈沖高壓輸出波形參數(shù)，掃描電流波形參數(shù)，直流高壓、鈦泵電流、燈絲電流和外觸發(fā)頻率等，發(fā)現(xiàn)參數(shù)變化后自動(dòng)提示;③人員行動(dòng)軌跡管理功能指基于常規(guī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用無線射頻RFID實(shí)現(xiàn)工作場所工作人員行動(dòng)軌跡記錄與識(shí)別，實(shí)現(xiàn)工作人員行為管理。該功能可實(shí)現(xiàn)人員歷史軌跡保存與回放。軌跡回放可以按照單人多人進(jìn)行，還包括軌跡記錄時(shí)間段回放，可以實(shí)現(xiàn)工作人員異常行為檢測及報(bào)警等功能。難點(diǎn)在于行人與接收器之間如果有貨物或卡車等遮擋物品時(shí)，定位距離有較大偏差，需用優(yōu)化算法加以處理。

（7）報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊。統(tǒng)計(jì)報(bào)表模塊主要進(jìn)行銷售統(tǒng)計(jì)報(bào)表、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表、財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表、客戶收款統(tǒng)計(jì)報(bào)表、檢測記錄統(tǒng)計(jì)報(bào)表、輻照裝置運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)報(bào)表、輻照裝置生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表、每日入庫出庫明細(xì)報(bào)表等的生成、查詢及打印。該模塊是了解輻照企業(yè)運(yùn)行情況的重要手段。

（8）系統(tǒng)設(shè)定及用戶管理模塊。系統(tǒng)設(shè)定主要實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定等功能。用戶管理功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各部門管理人員信息增加、刪除及修改，用戶賬號(hào)注冊(cè)、注銷與用戶密碼修改及系統(tǒng)管理員對(duì)每個(gè)用戶賦予角色與相應(yīng)操作權(quán)限。

2 各崗位在信息化系統(tǒng)中的職責(zé)設(shè)計(jì)

電子加速器輻照加工企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及到的崗位包括：銷售員、銷售部門經(jīng)理、庫管員、運(yùn)行部門經(jīng)理、作業(yè)員（值班員）、值班班長、調(diào)度人員、工藝技術(shù)人員、質(zhì)檢員，財(cái)務(wù)員、安全員、客戶等，其崗位職責(zé)詳細(xì)描述如下。

銷售員職責(zé)如圖2所示，負(fù)責(zé)開拓與維護(hù)新銷售渠道與新客戶，根據(jù)市場策略與公司政策，可以給予客戶一定優(yōu)惠。當(dāng)有客戶發(fā)出輻照貨物請(qǐng)求時(shí)，由銷售員進(jìn)行新老客戶判定。若為新客戶則在系統(tǒng)中新增客戶信息，包括客戶名稱、聯(lián)系人姓名、聯(lián)系方式等信息;然后進(jìn)行貨物判定，若為新貨物則在系統(tǒng)中新增貨物信息，包括貨物名稱、規(guī)格、貨物類型、數(shù)量等信息;最后銷售員根據(jù)與客戶協(xié)商好的定價(jià)信息完成訂單報(bào)價(jià)，交由市場部門經(jīng)理審核。當(dāng)客戶貨物完成輻照后，銷售員根據(jù)客戶繳費(fèi)類型（次結(jié)、月結(jié)、季結(jié)）進(jìn)行催款，并依據(jù)客戶誠信度決定是否允許庫房出貨放行。

圖2 銷售員職責(zé)

市場經(jīng)理職責(zé)如圖3所示。審核由銷售員提交的客戶信息、貨物信息及銷售報(bào)價(jià)信息，決定是否接單。

圖3 市場經(jīng)理職責(zé)

工藝技術(shù)人員職責(zé)如圖4所示。根據(jù)客戶要求與輻射源現(xiàn)狀設(shè)定工藝參數(shù)的參考值，包括劑量、鏈速、圈數(shù)、是否換層等信息，然后交由運(yùn)行部門經(jīng)理進(jìn)行審核。

圖4 工藝技術(shù)人員職責(zé)

運(yùn)行部門經(jīng)理職責(zé)如圖5所示。對(duì)工藝技術(shù)人員計(jì)算的工藝參數(shù)參考值進(jìn)行復(fù)核，判斷工藝與生產(chǎn)是否可行，如工藝能否達(dá)到要求、貨物是否超重等情況，若審核通過則確認(rèn)工藝流轉(zhuǎn)信息，允許貨物入庫。

圖5 運(yùn)行部門經(jīng)理職責(zé)

庫管員職責(zé)如圖6所示。根據(jù)運(yùn)行部門提交的工藝流轉(zhuǎn)單、銷售員提交的客戶貨物信息、是否允許放行信息等，分別對(duì)貨物進(jìn)行入庫登記與出庫登記，打印入庫單/出庫單（發(fā)貨單），包括貨品名稱、貨物類別、生產(chǎn)批次、規(guī)格、數(shù)量、入庫/出庫時(shí)間、送/取貨人、送/取貨車牌號(hào)等信息。

圖6 庫管員職責(zé)

調(diào)度人員職責(zé)如圖7所示。根據(jù)庫房入庫單信息，由系統(tǒng)依據(jù)先來先服務(wù)、短作業(yè)優(yōu)先、客戶緊急請(qǐng)求（高優(yōu)先權(quán)優(yōu)先）等原則給出商品加工的參考排序，調(diào)度人員可在此基礎(chǔ)上調(diào)整加工順序;再由碼垛（集裝箱）算法根據(jù)貨物重量、尺寸、是否易碎、加工優(yōu)先級(jí)等因素給出裝箱堆碼方式，生成加工單信息。

圖7 調(diào)度人員職責(zé)

財(cái)務(wù)員職責(zé)如圖8所示。根據(jù)加工單與銷售報(bào)價(jià)信息由財(cái)務(wù)進(jìn)行費(fèi)用預(yù)算并掛賬，打印費(fèi)用清單;貨物輻照完成后由客戶持費(fèi)用清單進(jìn)行收費(fèi)結(jié)算，完成財(cái)務(wù)登記。

圖8 財(cái)務(wù)員職責(zé)

安全員職責(zé)如圖9所示。由安全員檢查設(shè)備安全狀況、人員安全狀況，對(duì)異常進(jìn)行處理并登記。

圖9 安全員職責(zé)

作業(yè)員（值班人員）職責(zé)如圖10所示。按照輻照計(jì)劃對(duì)貨物實(shí)施上線輻照，登記輻照運(yùn)行記錄，包括上貨時(shí)間、上貨數(shù)量、換層時(shí)間、下貨時(shí)間、下貨數(shù)量等信息，完成后由值班長確認(rèn)簽字。

圖10 作業(yè)員職責(zé)

值班長職責(zé)如圖11所示。對(duì)貨物是否按輻照計(jì)劃實(shí)施與實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行確認(rèn)。

圖11 值班長職責(zé)

質(zhì)檢員職責(zé)如圖12所示。完成輻照后對(duì)貨物進(jìn)行劑量檢測與微生物檢測，記錄檢測結(jié)果，包括吸收劑量值、細(xì)菌總數(shù)、霉菌總數(shù)及大腸菌群數(shù)量等信息，打印輻照證明。

圖12 質(zhì)檢員職責(zé)

客戶職責(zé)如圖13所示?？蛻舫仲M(fèi)用清單于財(cái)務(wù)進(jìn)行繳費(fèi)結(jié)算，再由庫管員開具發(fā)貨單，憑發(fā)貨單取貨?？蛻艨梢酝ㄟ^移動(dòng)終端隨時(shí)查詢?nèi)霂熵浳锾幚頎顟B(tài)。

圖13 客戶職責(zé)

3 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求，輻照企業(yè)內(nèi)各部門（市場部門、倉庫管理部門、運(yùn)行部門、工藝設(shè)定及質(zhì)量控制部門、財(cái)務(wù)部門、安全部門）需要分別在各自計(jì)算機(jī)上通過瀏覽器訪問系統(tǒng)，客戶也可以通過具有上網(wǎng)功能的設(shè)備查詢?nèi)霂熵浳锾幚頎顟B(tài)。因此，該系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖14所示。電子加速器輻照加工管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由3部分組成，分別是：外網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）、內(nèi)網(wǎng)（局域網(wǎng)）、服務(wù)器?？蛻艨梢允褂萌魏尉哂猩暇W(wǎng)功能的終端，通過互聯(lián)網(wǎng)訪問輻照加工管理信息系統(tǒng)，查詢貨物處理狀況等信息;輻照企業(yè)內(nèi)部各部門（市場部門、倉庫管理部門、運(yùn)行部門、工藝設(shè)定及質(zhì)量控制部門、財(cái)務(wù)部門、安全部門）可通過企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)訪問輻照加工管理信息系統(tǒng)，滿足工作需要。

相應(yīng)軟件系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)點(diǎn)：軟件系統(tǒng)改進(jìn)與升級(jí)操作只需在服務(wù)器端進(jìn)行，共享性強(qiáng)，平臺(tái)依賴性較弱，因此后續(xù)在軟件升級(jí)、發(fā)布與維護(hù)等方面更方便。

圖14 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

4 結(jié)語

本文針對(duì)電子加速器輻照加工企業(yè)信息化問題進(jìn)行研究，詳細(xì)分析了電子加速器輻照加工業(yè)務(wù)流程，對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行了功能設(shè)計(jì)，分析了企業(yè)各個(gè)角色在信息系統(tǒng)中的職責(zé)，展示了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在實(shí)際實(shí)現(xiàn)過程中，可以預(yù)見建立該系統(tǒng)的難點(diǎn)有：束流參數(shù)與生產(chǎn)貨物匹配的生產(chǎn)建議生成算法，人員移動(dòng)軌跡分析及行為判定等，這是下一步需研究的內(nèi)容。

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（責(zé)任編輯：江 艷）