智能检验检测系统设计研究

◆吴宇佳 杨义 邓嘉伟

（贵州航天计量测试技术研究所 贵州 550009）

1 概述

由于检测样品和检测设备种类繁多，则需要不同的自动化测试软件，当然也需要不同的人来完成测试，测试完成后自动出具检测报告，同时还要能够对任务流程进行管理分配。本文意对一个能够管理多个任务流程，能够自动分配不同任务给不同的人，管理调用不同的自动化测试软件，自动出具检测报告的具备一定智能的检验检测系统进行设计研究。

2 系统总体设计

基于上述需求，系统采用多次框架设计较为合理。系统总体上设计为3 层，即上层为综合管理子系统，中间层为任务执行管理子系统，底层为不同的自动化测试软件集。总体业务流程为综合管理子系统接收新建检测任务，并根据不同的任务类型智能分配任务到不同的检测人员，将任务传递给任务执行管理子系统，任务执行管理子系统根据接收的任务类型，调用确定的一种自动化测试软件，完成测试，并回传原始结果，任务执行管理子系统调用相应的报告模板，接收原始结果，自动生成检测报告。检测报告生成后回传至业务管理子系统供后续查询统计分析。

3 系统功能设计

实际需求中除了基础的检测需求外，还有对检测人员、客户、检测设备、检测样品存放的库房管理、检测方法知识管理等需求。将这些需求放在综合管理子系统中实现，综合管理子系统功能设计为系统管理、任务管理、资源管理、知识库管理、查询统计、库房管理、任务交付归档管理7 个子模块。

任务执行管理子系统主要要实现自动测试软件管理、报告模板管理、报告生成等功能。故该子系统设计为自动测试软件管理、报告模板管理、报告生成3 个子模块。

整个智能检验检测系统功能设计如图1 所示。

图1 智能检验检测系统功能设计图

4 系统整体架构

从需求出发，系统经过整体设计和功能设计，综合考虑各个因素，系统整体架构分为上中下3 层，以综合业务管理子系统对接客户各个需求，从客户进行任务委托，经过综合业务管理子系统进行任务建立、下发、任务分配到具体的检测人员，同时任务数据从系统上层流入中层任务执行管理子系统，任务执行管理子系统接收任务流数据，根据任务类型调用不同的自动检测程序，自动完成检测，生成原始数据。继而任务执行管理子系统调用相应的报告模块，自动生成检测报告。生成的监测报告传送至综合业务管理子系统，任务完成交付给用户。同时完成报告归档，供各类人员随时查询。系统整体架构图如图2。

图2 系统整体架构图

5 系统主要业务流程

系统主要业务流程分析的是从客户进行任务委托开始，到检测结束任务交付给客户这个过程中涉及的系统过程和各类人员。这个过程包含了任务委托、任务分配、任务处理、库房管理、任务交付等过程，涉及的人员包括客户、调度员、检测员、库房管理员等各类人员。客户委托检测任务，调度员负责审核委托任务，决定是否接收任务。如接收，则录新建录入委托任务，待客户确认后，则下发任务交由系统自动分配任务。由于检测过程分为若干个步骤，每个步骤涉及的检验员都可能不同，所以每执行完一个步骤后，都需要交由系统进行下一步的任务分配，这是个循环的过程，直至最后一个步骤完成，检测过程结束。检测过程结束后，进行入库管理。待客户取结果时、进行出库、任务交付后进行最后的归档管理。具体过程如图3 所示。

图3 具体过程

6 分配算法

检验检测系统管理多个任务流程，不同类型的任务，不同的被检测物品可能需要不同的检测部门、不同的检测小组中不同的检测人员来完成检测，即使是同一个小组的检测人员，不同的人员的检测能力、检测效率、在岗状态、忙闲程度可能都不同。传统的任务管理系统主要依靠人力手动分配任务，效率较低，任务延迟高，易出错，人力成本高，本系统如果要高效率可靠运行，核心在于设计一个具有一定智能程度，能够考虑不同的检测小组、人员的检测能力、检测效率、在岗状态、忙闲程度的自动分配任务算法。

设计思路首先考虑到不同的检测小组，这个可以由检测任务的任务类型，在后台事先维护好数据字典，自动关联定位到检测小组。原则上检测任务在同一个小组内部应该是循环平均分配。但考虑到同一个小组不同的人员由于工作经验、熟练程度具有不同的检测能力和检测效率，具体分配时应该跳过不具备此种被检测物品能力的检测人员。至于检测效率可以在不同的检测人员间引入权值的概念解决这个问题，基础检测效率对应的检测人员权值可以设置为1，检测效率高的检测人员权值可以设置为M（为了便于程序实现，M 规定只能为整数）。实际工作中，人员的在岗状态可能随时改变，自动分配任务算法运行时应该自动跳过不在岗状态人员，人员的忙闲状态也可以通过调整检测人员权值大小来实现。

具体算法可以用数学符号描述如下：设某一检测小组U i 所有检测人员的集合可以记为Ui=｛A1,A2,A3,…AN｝，记AN的权值为MN；Ui中具备检测某一个检测设备能力的监测人员集合可以记为Bj，显然Bj是Ui的子集，Up 记为某一专业组Ui当前分配任务到某个人的计数器。自动分配算法可以描述为

启动分配任务主程序

初始化Ui中A1to AN的当前分配到的任务数=0；Up=1；do｛加载新任务；

识别当前检测任务的任务类型定位到专业组Ui=｛A1,A2,A3,…AN｝；

当前任务分配程序结束，且返回人员检测能力不足提示；

7 结语

本文通过对检测检验业务需求分析，结合智能化自动化系统特点，总体设计研究出一个以三层主体架构为框架，以7 个功能模块为组成，以自动分配算法为核心的具备一定智能程度的自动化检验检测系统，为实际系统的建设和实施打下基础，提供有效的设计参考价值。