技術(shù)報告智能化監(jiān)獄勞動改造信息系統(tǒng)

1、計劃類別 項目編號 項目技術(shù)報告課題名稱 項目主持人 承擔(dān)單位 題目：智能化監(jiān)獄勞動改造信息系統(tǒng)的研究與設(shè)計目前，監(jiān)獄監(jiān)管越來越趨于智能化1。針對監(jiān)獄勞動改造現(xiàn)場管理信息化程度不高、勞動現(xiàn)場流動人員活動范圍大，異常動態(tài)不易精確定位或監(jiān)獄內(nèi)部生產(chǎn)車間管理不精細等問題，監(jiān)獄智能化勞動改造信息系統(tǒng)將MES技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)獄的生產(chǎn)現(xiàn)場管理，建成多方位管控的智能應(yīng)用平臺，將大大提高勞動改造領(lǐng)域的信息化程度，較好地解決生產(chǎn)成效與矯正成果的關(guān)聯(lián)，促進服刑人員改造質(zhì)量的提高，為打造智能化現(xiàn)代文明監(jiān)獄奠定堅實的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：監(jiān)獄；安全管控；信息化；勞動改造系統(tǒng)Abstract：At present，the pris

2、on regulation is becoming more and more intelligent.But there are still some problems to be considered.For example，the management informatization degree is not high enough in prison labor reform fields，the range of personnel activities is large，abnormal activities are not easy to precisely locate，an

3、d the prison workshop management needs to be improved.In view of the above problems，the paper deigns an intelligent prison labor reform information system to apply MES technology into the prison production field management，and constructs a new intelligent multidirectional management and control appl

4、ication platform.The system effectively raises the infomratization degree of the prison labor reform field，achieves the association between production performance and correction results，improves the reform quality of prisoners，and lays a solid foundation for the construction of modern civilized inte

5、lligent prisons.Keywords：prison；safety control；informatization；the prison labor reform information system1 引言（Introduction）監(jiān)獄監(jiān)管過程中如何提高勞動改造領(lǐng)域的信息化程度，怎樣促成生產(chǎn)成效與矯正成果更好的關(guān)聯(lián)，以及進一步促進服刑人員改造質(zhì)量的提高，這些都是打造智能化現(xiàn)代文明監(jiān)獄亟待解決的問題。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益成熟，一項基于數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)挖掘的生產(chǎn)現(xiàn)場計算機輔助管理技術(shù)MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）2正在被制造行業(yè)引入國內(nèi)，在提升精細化管理水平、提高經(jīng)濟效益和增強市場競爭力等方面

6、取得較好的效果。將MES技術(shù)引入監(jiān)獄系統(tǒng)生產(chǎn)現(xiàn)場管理，并根據(jù)監(jiān)獄管理的特殊要求，在系統(tǒng)中增加了監(jiān)管庫信息共享、人數(shù)清點、工具清點、設(shè)備管理等功能設(shè)計而成的智能化勞動改造信息系統(tǒng)應(yīng)運而生。該系統(tǒng)支持應(yīng)用軟件的二次開發(fā)，可不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域，疊加應(yīng)用模塊，形成具有監(jiān)獄特色的信息系統(tǒng)。2 智能化勞動改造信息系統(tǒng)（The intelligent prisonlabor reform information system）2.1 系統(tǒng)目標(biāo)通過智能化勞動改造信息系統(tǒng)3的實施，建立起一套生產(chǎn)現(xiàn)場管理、勞動改造信息一體化的有監(jiān)獄特色的數(shù)據(jù)信息軟件。監(jiān)獄民警能科學(xué)規(guī)范地管理生產(chǎn)勞動改造現(xiàn)場，及時掌握罪犯的生產(chǎn)動態(tài)

7、，大大提高生產(chǎn)車間的管理與評判效率，促進服刑人員改造質(zhì)量的提高。同時通過數(shù)據(jù)分析平臺，管理人員可以及時發(fā)現(xiàn)問題，采取相應(yīng)的調(diào)控措施，將問題解決在萌芽狀態(tài)，使生產(chǎn)進程和罪犯勞動現(xiàn)場始終處于可控狀態(tài)。2.2 系統(tǒng)概述智能化勞動改造信息系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)采集和挖掘的生產(chǎn)現(xiàn)場計算機輔助管理技術(shù)理論MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)），通過采用ZigBee無線通訊技術(shù)和RFID射頻識別技術(shù)組成的無線實時信息采集系統(tǒng)，對生產(chǎn)流程中每個環(huán)節(jié)的運行信息進行實時信息采集，并存儲在SQL Server數(shù)據(jù)庫中。結(jié)合各工序、設(shè)備的工藝特點和相關(guān)的工藝、質(zhì)量指標(biāo)以及員工技能等因素，應(yīng)用計算機管理軟件，對各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)和設(shè)備運行參數(shù)

8、等生產(chǎn)信息進行在線監(jiān)測和分析，讓管理者可以全面地對企業(yè)的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并對反映出來的問題及時進行調(diào)整和完善，以提高現(xiàn)場管理的智能化和精細化水平。同時，根據(jù)監(jiān)獄管理的特殊要求，在系統(tǒng)中增加了監(jiān)管庫信息共享、人數(shù)清點、工具清點、設(shè)備管理等功能，形成具有監(jiān)獄特色的信息系統(tǒng)。2.3 系統(tǒng)構(gòu)成本項目由智能化勞動改造信息系統(tǒng)4、IE-BOX、IESD等應(yīng)用軟件和與之配套的RFID硬件設(shè)備5及數(shù)據(jù)服務(wù)器、PC客戶端、液晶顯示屏、觸摸屏查詢一體機等硬件設(shè)備，通過有線及無線技術(shù)相結(jié)合的方式組成。其系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。系統(tǒng)圖中涉及的內(nèi)容說明如下：endprint（1）IE-BOX（生產(chǎn)現(xiàn)場管理解決方案）

9、a.自動統(tǒng)計產(chǎn)量和加工費（個人、小組、車間）。b.看目標(biāo)管理，反映生產(chǎn)實時進度。c.生產(chǎn)效率考核（工時定額的橫向、縱向考核）。d.品質(zhì)控制，及時反饋，責(zé)任追蹤。（2）IESD（制衣工藝分析系統(tǒng)）a.工序分析：各工序操作通過工藝動作細化分析，結(jié)合所使用設(shè)備及輔助工具，有效避免員工的不規(guī)范、無價值的動作，最終形成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工時、工價，為員工提供操作方法標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。b.工序比較：可針對同工序不同操作方法進行對比分析，以確保最優(yōu)操作方法全面推廣實施。c.款式分析：根據(jù)工序設(shè)置所建立的靜態(tài)數(shù)據(jù)庫，組建各種不同款式的工序資料，進而給出標(biāo)準(zhǔn)工時和工價。d.員工技能表：根據(jù)員工對不同工序技能的掌握程度，列出員工技

10、能表，方便管理人員了解員工技能，并方便對新款工序進行人機車位的編排。e.工序分配：根據(jù)款式、生產(chǎn)線成員、加工設(shè)備、以及員工技能狀況，列出各工序最合理的設(shè)備、人員安排，生成該款服裝的工序分配表。f.生產(chǎn)預(yù)平衡：根據(jù)工序分配表，模擬生產(chǎn)狀態(tài)，驗證工序分配的合理性和各工序銜接的順暢性。g.人機車位編排：提供多種流水模式選擇，趨向自動化的人機車位編排方案建議，建立科學(xué)合理的生產(chǎn)預(yù)平衡模型。h.效率查詢統(tǒng)計：建立有效的生產(chǎn)效率指標(biāo)，穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)，準(zhǔn)確計算產(chǎn)品生產(chǎn)周期，有計劃地規(guī)劃訂單分配，統(tǒng)計實際產(chǎn)出與標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)出的比率。本系統(tǒng)基于Foxtable數(shù)據(jù)管理開發(fā)平臺6自主研發(fā)，由14個應(yīng)用子系統(tǒng)組成，囊括了勞

11、動改造相關(guān)的管理信息和內(nèi)容。2.4 工作原理針對生產(chǎn)流水線的扎包流轉(zhuǎn)，實行工票卡插拔實時記錄。每個流水工位設(shè)無線雙插卡工位機一臺（綁定工序編號、工序名稱、工位定額、加工費等信息），并將員工卡插入員工卡槽（反映員工在崗狀態(tài)）。當(dāng)本工位的扎包開始加工時，將該扎包附帶的工票卡插入工票卡槽，系統(tǒng)自動將工位機號（以此檢索工序編號、所用設(shè)備、工序定額、加工費等信息）、員工卡號（以此檢索員工編號、姓名等信息）、扎包卡號（以此檢索產(chǎn)品款號、批次、扎號、計劃產(chǎn)量、扎包數(shù)量等信息）和工票卡插入時間等信息形成一條信息，記錄到數(shù)據(jù)庫；當(dāng)該扎包加工結(jié)束時，將工票卡從工票機拔出，系統(tǒng)自動將工票卡拔出時間記錄到上述的這條信

12、息中，形成了該扎包在此工序完整的實時加工信息。整條流水線以此運作，可以記錄該流水線完整的實時加工信息（人、物、位、時四要素）。實時信息采集生產(chǎn)線示意圖如圖2所示。2.5 功能設(shè)計根據(jù)監(jiān)獄工作的特點，系統(tǒng)包括了14個應(yīng)用子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的功能簡要介紹如下：（1）生產(chǎn)統(tǒng)計7：通過提取數(shù)據(jù)庫實時采集的數(shù)據(jù)，可以分別以車間、班組、個人或者產(chǎn)品批次為單位，生成當(dāng)天、當(dāng)月以及年度的統(tǒng)計報表，并可以在生產(chǎn)動態(tài)看板上顯示生產(chǎn)線的實時動態(tài)圖表。（2）看板管理：看板分為兩類。車間看板：顯示生產(chǎn)車間在崗人員名單和工位動態(tài)，監(jiān)舍人員名單、外協(xié)人員名單、臨時離開車間人員的名單和事由，以及執(zhí)勤民警在崗等信息。班組看板：按

13、產(chǎn)品批次，顯示整條生產(chǎn)流水線每個工位的產(chǎn)量、完成計劃產(chǎn)量百分比、定額工時、實際工時以及未完成產(chǎn)量和預(yù)計完工時間等信息（可同時顯示兩個批次）。（3）質(zhì)量管理：對每道工序可能出現(xiàn)的缺陷或瑕疵進行編號，并與工位對應(yīng)。在臺檢或巡檢過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷，將所對應(yīng)的代碼錄入數(shù)據(jù)庫，以便實時反映產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)。通過數(shù)據(jù)管理平臺，將質(zhì)量狀態(tài)匯總統(tǒng)計到每個員工，實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的實時反映、追溯和考核。（4）物料管理：物料倉庫在物料的入庫、領(lǐng)用、產(chǎn)品出庫的過程中，使用ID卡采集物料信息，系統(tǒng)會記錄每次入庫、出庫的數(shù)量、時間等物料信息，管理人員可以通過數(shù)據(jù)管理平臺，實時了解每種物料和成品的庫存和流轉(zhuǎn)信息，以便合理調(diào)

14、配資源和排產(chǎn)。通過對物料領(lǐng)用、成品產(chǎn)出和物耗定額等信息的了解，可以考核每個員工物耗定額的執(zhí)行情況。（5）設(shè)備管理8：由于生產(chǎn)設(shè)備的ID與工位機綁定，所以采集的工時信息中包含了設(shè)備信息?？梢酝ㄟ^數(shù)據(jù)管理平臺，將設(shè)備的運行信息以報表和圖表的形式進行反饋，為設(shè)備的維護保養(yǎng)提供依據(jù)；同時，可以將設(shè)備的保養(yǎng)維修等信息通過數(shù)據(jù)管理平臺錄入到數(shù)據(jù)庫，以備查詢和考核。另外，本模塊還有設(shè)備折舊核算和設(shè)備有償借用、手持機設(shè)備盤點等功能。（6）工具管理：對生產(chǎn)工具實行分類分級管理。對使用中的工具，工具ID與領(lǐng)用該工具的員工ID綁定，對歸還的工具則與員工的ID分離，并將責(zé)任民警ID與每條信息綁定，使工具管理責(zé)任到人。

15、另外，本模塊還有工具清點功能（已完成手持機模擬模塊）。通過數(shù)據(jù)管理平臺，可以隨時了解和掌握各類工具的發(fā)放、使用、回收和庫存情況，確保各類生產(chǎn)工具隨時處于掌控狀態(tài)。（7）消防安全：在消防器材存放的地點設(shè)置固定ID標(biāo)簽，所有的消防器材配置ID標(biāo)簽。在巡檢過程中，使用手持式數(shù)據(jù)采集器，除了要采集消防器材的ID標(biāo)簽外，還要對所在位置的固定ID標(biāo)簽進行采集綁定，以標(biāo)明消防器材所在的位置；由于系統(tǒng)能夠?qū)⒀矙z的時間、地點、設(shè)施的完好狀態(tài)及巡檢人的信息保存到數(shù)據(jù)庫，形成完整的信息鏈，可作為對責(zé)任單位安全生產(chǎn)制度執(zhí)行情況的考核依據(jù)。（8）人員清點9：每臺工位機配置一個指紋儀（與工位機整合），當(dāng)執(zhí)勤民警發(fā)布清點人

16、數(shù)指令后，在限定時間內(nèi)，工位機發(fā)出采集指紋的音頻信號，員工完成指紋采集后，指紋信息與員工卡信息比對正確，將采集的信息保存到數(shù)據(jù)庫，同時將清點結(jié)果在數(shù)據(jù)管理平臺上顯示。通過數(shù)據(jù)管理平臺，可以隨時查詢每天清點批次、每次清點的人數(shù)、清點時間、責(zé)任民警等信息，能夠減輕民警工作強度。endprint（9）門禁系統(tǒng)：對生產(chǎn)車間實行門禁管理，除了集體出收工使用清點系統(tǒng)清點人員外，服刑人員臨時出入必須通過刷卡登記，并與帶班民警信息捆綁，以落實民警責(zé)任。同時，對臨時離開車間的人員名單和離線事由，會在車間人員看板上顯示。（10）生產(chǎn)日志：通過數(shù)據(jù)管理平臺，可以查詢指定日期的內(nèi)容，如民警執(zhí)勤記錄、車間定時人數(shù)清點記

17、錄、犯人零星出入記錄、工具清點記錄、工具收發(fā)存記錄、班組任務(wù)完成情況記錄、設(shè)備管理記錄、消防安全檢查記錄、外協(xié)人員進出記錄等內(nèi)容。上述信息內(nèi)容，大部分由系統(tǒng)自動生成，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和一致。（11）員工查詢：服刑人員可以通過刷卡，在觸摸屏上查詢自己指定的日期或月份所對應(yīng)的產(chǎn)量、工時、質(zhì)量、物耗和加工費收入等考核信息，并可延伸到查詢百分考核、勞動報酬、個人存款消費等信息，以提高服刑人員管理、考核的透明度。（12）勞動報酬：通過提取數(shù)據(jù)庫實時采集的數(shù)據(jù)，可以對每個員工當(dāng)月的生產(chǎn)產(chǎn)量和加工費進行匯總統(tǒng)計，并以此作為服刑人員計算勞動報酬的依據(jù)之一，實現(xiàn)以工計酬，體現(xiàn)公平透明，以調(diào)動服刑人員的勞動改造積

18、極性。（13）數(shù)據(jù)挖掘：實時信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為海量級。由于受存儲容量的限制，系統(tǒng)將對歷史數(shù)據(jù)進行定時清理，以騰出空間供系統(tǒng)正常運行。為了對歷史數(shù)據(jù)進行有效利用，本模塊將數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)壓縮轉(zhuǎn)換為高效數(shù)據(jù)，并傳輸?shù)竭h程的云計算中心。一方面為上級部門提供數(shù)據(jù)界面，以便上級及時了解掌握基層的生產(chǎn)狀況；另一方面，也為下一步進行數(shù)據(jù)挖掘提供條件。（14）權(quán)限管理和系統(tǒng)維護：本模塊可以根據(jù)需要，對各業(yè)務(wù)角色靈活設(shè)置權(quán)限，以保證正常的操作應(yīng)用和系統(tǒng)維護。同時，系統(tǒng)留有開發(fā)入口，以便系統(tǒng)維護人員可以根據(jù)需要在Foxtable的開發(fā)平臺上，對系統(tǒng)進行二次開發(fā)，以拓展系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。2.6 設(shè)計亮點（1）信息同

19、步：運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，同步獄政信息庫服刑人員的相關(guān)信息，實現(xiàn)獄政信息的資源共享，減少相關(guān)數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入，確保人員信息的及時準(zhǔn)確，杜絕人為差錯。（2）實時信息：由于應(yīng)用RFID技術(shù)對生產(chǎn)過程進行實時信息采集，實現(xiàn)了生產(chǎn)流程信息與員工個體的在線關(guān)聯(lián)，提高了信息的時效性和完整性，使得信息的可靠性和可利用性有了量和質(zhì)的飛躍，這是其他統(tǒng)計方法無法比擬的。（3）在線動態(tài)：車間看板和班組看板實現(xiàn)在線動態(tài)的實時反映，使管理人員實時掌握車間人員動態(tài)和生產(chǎn)流程的實時進度，方便管理人員對生產(chǎn)流程進行及時調(diào)整，以利于生產(chǎn)效率的提升（如果對產(chǎn)品質(zhì)量實現(xiàn)看板管理，可以及時反映生產(chǎn)流程的產(chǎn)品質(zhì)量動態(tài)，防止出現(xiàn)產(chǎn)品的批量返工）。

20、（4）瞬間清點：通過工位機和指紋儀，改被動清點為主動清點，實現(xiàn)車間人員定時瞬間清點，大大提高人員清點的工作效率，同時保證清點信息的及時準(zhǔn)確，使得管理人員有更多的精力來加強其他方面的管理。（5）規(guī)范考核：利用生產(chǎn)流程的實時信息，實現(xiàn)對服刑人員勞動改造的個體考核的規(guī)范化和考核依據(jù)的透明度，提高刑罰執(zhí)行的公信力，促進服刑人員的改造質(zhì)量和監(jiān)管場所的安全穩(wěn)定。（6）揚長避短：傳統(tǒng)的扎包流存在流程進度反映滯后，生產(chǎn)進度難以掌控的弊端，有被單件流取代的趨勢。但是單件流是剛性流程，最大弊端是“木桶效應(yīng)”，生產(chǎn)效率相互牽制，無法掌控每道工序的實際用時。通過MES技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)扎包流進度的實時反映，工序間實現(xiàn)柔

21、性銜接，并如實反映每道工序的用時。通過對生產(chǎn)流程進行及時調(diào)整優(yōu)化，可以使生產(chǎn)線的效率實現(xiàn)最大化。（7）自主拓展：由于“智能化勞動改造信息系統(tǒng)”基于Foxtable數(shù)據(jù)管理開發(fā)平臺自主研發(fā)，實現(xiàn)模塊化搭建，因此該信息系統(tǒng)可以非常方便地進行后期拓展。根據(jù)管理的需求，拓展應(yīng)用領(lǐng)域，開發(fā)出屬于自己的、接地氣的應(yīng)用軟件，不斷提高監(jiān)獄的信息化水平，節(jié)約資金投入，降低使用風(fēng)險。（8）云技術(shù)應(yīng)用：通過對數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)整理壓縮和存儲，運用現(xiàn)代數(shù)學(xué)統(tǒng)計技術(shù)，分析事物發(fā)生規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型和考核指標(biāo)體系，實現(xiàn)管理考核和事件預(yù)警的智能化。3 結(jié)論（Conclusion）罪犯智能化勞動改造信息系統(tǒng)將MES技術(shù)應(yīng)用到監(jiān)

22、獄的生產(chǎn)現(xiàn)場管理，為監(jiān)獄生產(chǎn)的精細化管理提供了有效的工具。體現(xiàn)在提高了現(xiàn)場管理的規(guī)范性和透明度，通過數(shù)據(jù)管理平臺，自動產(chǎn)生各種智能分析報表，大大提高生產(chǎn)車間的評判效率，使管理人員及時掌握生產(chǎn)動態(tài)10。由于生產(chǎn)現(xiàn)場采集的實時數(shù)據(jù)與服刑人員個體高度關(guān)聯(lián)，通過該系統(tǒng)隨時按車間、班組、個人以及產(chǎn)品批次統(tǒng)計出某個時段的產(chǎn)量、質(zhì)量、消耗和工效等信息，可以作為橫向和縱向考核的依據(jù)。利用無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，還將系統(tǒng)的應(yīng)用拓展到設(shè)備管理、消防安全、車間門禁、工具管理、人員清點等領(lǐng)域，基本涵蓋了生產(chǎn)現(xiàn)場的所有管理職能，實現(xiàn)生產(chǎn)管理、勞動改造信息一體化，體現(xiàn)了“大數(shù)據(jù)、高共享、智能化”的特征，達到全國先進水平。參考文獻（References）1 Du M J，Hua J.The Design of RFID Dual Frequency Integrated Technology based on Prison ApplicationC.InformationTechnology，Networking，Electronic and Automation Control Conference，IEEE，2016：890-893.2 Linglong T，Yueling W，Qing W，et al.Multi-Phase Signal Control M