智能檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

◆吳宇佳 楊義 鄧嘉偉

（貴州航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所 貴州 550009）

1 概述

由于檢測(cè)樣品和檢測(cè)設(shè)備種類(lèi)繁多，則需要不同的自動(dòng)化測(cè)試軟件，當(dāng)然也需要不同的人來(lái)完成測(cè)試，測(cè)試完成后自動(dòng)出具檢測(cè)報(bào)告，同時(shí)還要能夠?qū)θ蝿?wù)流程進(jìn)行管理分配。本文意對(duì)一個(gè)能夠管理多個(gè)任務(wù)流程，能夠自動(dòng)分配不同任務(wù)給不同的人，管理調(diào)用不同的自動(dòng)化測(cè)試軟件，自動(dòng)出具檢測(cè)報(bào)告的具備一定智能的檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

基于上述需求，系統(tǒng)采用多次框架設(shè)計(jì)較為合理。系統(tǒng)總體上設(shè)計(jì)為3 層，即上層為綜合管理子系統(tǒng)，中間層為任務(wù)執(zhí)行管理子系統(tǒng)，底層為不同的自動(dòng)化測(cè)試軟件集?？傮w業(yè)務(wù)流程為綜合管理子系統(tǒng)接收新建檢測(cè)任務(wù)，并根據(jù)不同的任務(wù)類(lèi)型智能分配任務(wù)到不同的檢測(cè)人員，將任務(wù)傳遞給任務(wù)執(zhí)行管理子系統(tǒng)，任務(wù)執(zhí)行管理子系統(tǒng)根據(jù)接收的任務(wù)類(lèi)型，調(diào)用確定的一種自動(dòng)化測(cè)試軟件，完成測(cè)試，并回傳原始結(jié)果，任務(wù)執(zhí)行管理子系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的報(bào)告模板，接收原始結(jié)果，自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告。檢測(cè)報(bào)告生成后回傳至業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)供后續(xù)查詢(xún)統(tǒng)計(jì)分析。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

實(shí)際需求中除了基礎(chǔ)的檢測(cè)需求外，還有對(duì)檢測(cè)人員、客戶(hù)、檢測(cè)設(shè)備、檢測(cè)樣品存放的庫(kù)房管理、檢測(cè)方法知識(shí)管理等需求。將這些需求放在綜合管理子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，綜合管理子系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)為系統(tǒng)管理、任務(wù)管理、資源管理、知識(shí)庫(kù)管理、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、庫(kù)房管理、任務(wù)交付歸檔管理7 個(gè)子模塊。

任務(wù)執(zhí)行管理子系統(tǒng)主要要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試軟件管理、報(bào)告模板管理、報(bào)告生成等功能。故該子系統(tǒng)設(shè)計(jì)為自動(dòng)測(cè)試軟件管理、報(bào)告模板管理、報(bào)告生成3 個(gè)子模塊。

整個(gè)智能檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)如圖1 所示。

圖1 智能檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)圖

4 系統(tǒng)整體架構(gòu)

從需求出發(fā)，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)整體設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)，綜合考慮各個(gè)因素，系統(tǒng)整體架構(gòu)分為上中下3 層，以綜合業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)對(duì)接客戶(hù)各個(gè)需求，從客戶(hù)進(jìn)行任務(wù)委托，經(jīng)過(guò)綜合業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)建立、下發(fā)、任務(wù)分配到具體的檢測(cè)人員，同時(shí)任務(wù)數(shù)據(jù)從系統(tǒng)上層流入中層任務(wù)執(zhí)行管理子系統(tǒng)，任務(wù)執(zhí)行管理子系統(tǒng)接收任務(wù)流數(shù)據(jù)，根據(jù)任務(wù)類(lèi)型調(diào)用不同的自動(dòng)檢測(cè)程序，自動(dòng)完成檢測(cè)，生成原始數(shù)據(jù)。繼而任務(wù)執(zhí)行管理子系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的報(bào)告模塊，自動(dòng)生成檢測(cè)報(bào)告。生成的監(jiān)測(cè)報(bào)告?zhèn)魉椭辆C合業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)，任務(wù)完成交付給用戶(hù)。同時(shí)完成報(bào)告歸檔，供各類(lèi)人員隨時(shí)查詢(xún)。系統(tǒng)整體架構(gòu)圖如圖2。

圖2 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

5 系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)流程

系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)流程分析的是從客戶(hù)進(jìn)行任務(wù)委托開(kāi)始，到檢測(cè)結(jié)束任務(wù)交付給客戶(hù)這個(gè)過(guò)程中涉及的系統(tǒng)過(guò)程和各類(lèi)人員。這個(gè)過(guò)程包含了任務(wù)委托、任務(wù)分配、任務(wù)處理、庫(kù)房管理、任務(wù)交付等過(guò)程，涉及的人員包括客戶(hù)、調(diào)度員、檢測(cè)員、庫(kù)房管理員等各類(lèi)人員?？蛻?hù)委托檢測(cè)任務(wù)，調(diào)度員負(fù)責(zé)審核委托任務(wù)，決定是否接收任務(wù)。如接收，則錄新建錄入委托任務(wù)，待客戶(hù)確認(rèn)后，則下發(fā)任務(wù)交由系統(tǒng)自動(dòng)分配任務(wù)。由于檢測(cè)過(guò)程分為若干個(gè)步驟，每個(gè)步驟涉及的檢驗(yàn)員都可能不同，所以每執(zhí)行完一個(gè)步驟后，都需要交由系統(tǒng)進(jìn)行下一步的任務(wù)分配，這是個(gè)循環(huán)的過(guò)程，直至最后一個(gè)步驟完成，檢測(cè)過(guò)程結(jié)束。檢測(cè)過(guò)程結(jié)束后，進(jìn)行入庫(kù)管理。待客戶(hù)取結(jié)果時(shí)、進(jìn)行出庫(kù)、任務(wù)交付后進(jìn)行最后的歸檔管理。具體過(guò)程如圖3 所示。

圖3 具體過(guò)程

6 分配算法

檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)管理多個(gè)任務(wù)流程，不同類(lèi)型的任務(wù)，不同的被檢測(cè)物品可能需要不同的檢測(cè)部門(mén)、不同的檢測(cè)小組中不同的檢測(cè)人員來(lái)完成檢測(cè)，即使是同一個(gè)小組的檢測(cè)人員，不同的人員的檢測(cè)能力、檢測(cè)效率、在崗狀態(tài)、忙閑程度可能都不同。傳統(tǒng)的任務(wù)管理系統(tǒng)主要依靠人力手動(dòng)分配任務(wù)，效率較低，任務(wù)延遲高，易出錯(cuò)，人力成本高，本系統(tǒng)如果要高效率可靠運(yùn)行，核心在于設(shè)計(jì)一個(gè)具有一定智能程度，能夠考慮不同的檢測(cè)小組、人員的檢測(cè)能力、檢測(cè)效率、在崗狀態(tài)、忙閑程度的自動(dòng)分配任務(wù)算法。

設(shè)計(jì)思路首先考慮到不同的檢測(cè)小組，這個(gè)可以由檢測(cè)任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型，在后臺(tái)事先維護(hù)好數(shù)據(jù)字典，自動(dòng)關(guān)聯(lián)定位到檢測(cè)小組。原則上檢測(cè)任務(wù)在同一個(gè)小組內(nèi)部應(yīng)該是循環(huán)平均分配。但考慮到同一個(gè)小組不同的人員由于工作經(jīng)驗(yàn)、熟練程度具有不同的檢測(cè)能力和檢測(cè)效率，具體分配時(shí)應(yīng)該跳過(guò)不具備此種被檢測(cè)物品能力的檢測(cè)人員。至于檢測(cè)效率可以在不同的檢測(cè)人員間引入權(quán)值的概念解決這個(gè)問(wèn)題，基礎(chǔ)檢測(cè)效率對(duì)應(yīng)的檢測(cè)人員權(quán)值可以設(shè)置為1，檢測(cè)效率高的檢測(cè)人員權(quán)值可以設(shè)置為M（為了便于程序?qū)崿F(xiàn)，M 規(guī)定只能為整數(shù)）。實(shí)際工作中，人員的在崗狀態(tài)可能隨時(shí)改變，自動(dòng)分配任務(wù)算法運(yùn)行時(shí)應(yīng)該自動(dòng)跳過(guò)不在崗狀態(tài)人員，人員的忙閑狀態(tài)也可以通過(guò)調(diào)整檢測(cè)人員權(quán)值大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。

具體算法可以用數(shù)學(xué)符號(hào)描述如下：設(shè)某一檢測(cè)小組U i 所有檢測(cè)人員的集合可以記為Ui=｛A1,A2,A3,…AN｝，記AN的權(quán)值為MN；Ui中具備檢測(cè)某一個(gè)檢測(cè)設(shè)備能力的監(jiān)測(cè)人員集合可以記為Bj，顯然Bj是Ui的子集，Up 記為某一專(zhuān)業(yè)組Ui當(dāng)前分配任務(wù)到某個(gè)人的計(jì)數(shù)器。自動(dòng)分配算法可以描述為

啟動(dòng)分配任務(wù)主程序

初始化Ui中A1to AN的當(dāng)前分配到的任務(wù)數(shù)=0；Up=1；do｛加載新任務(wù)；

識(shí)別當(dāng)前檢測(cè)任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型定位到專(zhuān)業(yè)組Ui=｛A1,A2,A3,…AN｝；

當(dāng)前任務(wù)分配程序結(jié)束，且返回人員檢測(cè)能力不足提示；

7 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)檢測(cè)檢驗(yàn)業(yè)務(wù)需求分析，結(jié)合智能化自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)，總體設(shè)計(jì)研究出一個(gè)以三層主體架構(gòu)為框架，以7 個(gè)功能模塊為組成，以自動(dòng)分配算法為核心的具備一定智能程度的自動(dòng)化檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)，為實(shí)際系統(tǒng)的建設(shè)和實(shí)施打下基礎(chǔ)，提供有效的設(shè)計(jì)參考價(jià)值。