帶有軟件控制功能電子秤的計量性能以及軟件要求符合性

徐鍇 張莉莉 朱俊 / 上海市計量測試技術(shù)研究院

0 引言

計量器具中的電子計價秤與人民群眾生活密切相關(guān)，其準(zhǔn)確性與消費者的利益直接相關(guān)。電子計價秤列入《實施強制管理的計量器具目錄》范圍，通過實施型式評價和強制檢定來保證計量性能準(zhǔn)確[1]。

計量器具在引入計算機技術(shù)后，經(jīng)歷了數(shù)字化、信息化和智能化的發(fā)展，為公眾提供了極大的方便和快捷。然而，這也帶來了一些隱患。首先，意外的物理因素可能導(dǎo)致計量器具的非正常工作，例如，設(shè)備的損壞、環(huán)境溫度變化等都可能影響計量結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次，軟件影響也是一個重要因素。計量器具使用的軟件可能存在漏洞或錯誤，在運行過程中可能出現(xiàn)誤差或異常情況。用戶的無意識誤操作也可能導(dǎo)致計量器具工作異常，例如，操作不當(dāng)、參數(shù)設(shè)置錯誤等都可能影響計量結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，有意識的人為修改程序或數(shù)據(jù)也是一個潛在風(fēng)險。惡意操作者可以通過篡改程序代碼或者修改數(shù)據(jù)來達(dá)到欺騙性計量結(jié)果的目的[2]。

近年來，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展，市場上出現(xiàn)了帶有軟件控制功能電子秤（以下簡稱PC 秤）。PC 秤是一種具備稱重、打印、收銀等功能，并配備應(yīng)用軟件進(jìn)行銷售明細(xì)、庫存、財務(wù)報表等管理的衡器。此外，一些PC 秤還具備人工智能識物和多種支付等智能化功能。隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，PC 秤的智能化水平越來越高。由于其使用和管理功能的便捷性和實用性，PC 秤已被廣泛應(yīng)用于大型商超、便利百貨、生鮮農(nóng)貿(mào)、零售商品連鎖店等場所[3-4]。

為了了解上海地區(qū)大型商超、便利百貨和集貿(mào)市場使用的用于貿(mào)易結(jié)算領(lǐng)域的PC 秤在計量性能和軟件要求方面是否符合標(biāo)準(zhǔn)，在電商平臺上抽取了部分上海市市場常用品牌和規(guī)格的PC 秤進(jìn)行測試，并對其質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行評估。通過評估PC 秤的質(zhì)量分析結(jié)果，可以為今后的PC 秤產(chǎn)品計量法治監(jiān)管提供數(shù)據(jù)及經(jīng)驗。

1 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

此次測試采用JJF 1834—2020《非自動衡器通用技術(shù)要求》作為計量性能符合性的檢測方法和評定依據(jù)，采用GB/T 25000.51—2016《系統(tǒng)與軟件工程系統(tǒng)與軟件質(zhì)量要求和評價（SQuaRE）第51 部分：就緒可用軟件產(chǎn)品（RUSP）的質(zhì)量要求和測試細(xì)則》作為軟件要求符合性的檢測方法和評定依據(jù)。

2 測試項目和技術(shù)要求[5-6]

此次測試包括計量性能和軟件要求符合性兩個方面。計量性能是確認(rèn)PC 秤最大允許誤差、稱重結(jié)果間的允差、置零準(zhǔn)確度、除皮準(zhǔn)確度、鑒別力和時間是否符合JJF 1834—2020；軟件質(zhì)量是從產(chǎn)品說明、用戶文檔集、可靠性、信息安全性方面確認(rèn)是否存在影響計量安全的風(fēng)險。

計量性能測試方法和技術(shù)要求見表1。

表1 計量性能測試方法及要求

軟件測試項目和技術(shù)要求見表2。

表2 軟件測試項目及要求

3 采樣

此次采樣從幾家常用電商平臺銷售PC 秤的網(wǎng)店店鋪中，選擇銷量相對較大的網(wǎng)店進(jìn)行了10 批次的采樣，每批次1 臺，總計10 臺。

為確保樣品具有廣泛代表性和便于運輸，此次采樣對象是最大秤量不大于30 kg、準(zhǔn)確度等級為中準(zhǔn)確度等級 的PC 秤，包括產(chǎn)品名稱為PC 收銀秤、智能收銀秤、PC 秤、收銀秤以及帶有PC 功能的電子秤。

4 計量性能符合性

此次PC 秤計量性能測試涵蓋最大允許誤差、稱量結(jié)果間的允差、置零準(zhǔn)確度、除皮準(zhǔn)確度、鑒別力和時間共6 個項目。

根據(jù)計量性能的檢測結(jié)果分析，對6 個項目進(jìn)行了評估，并記錄了14 個子項目的測試結(jié)果（包括稱量性能、參考溫度、規(guī)定高溫、規(guī)定低溫、回到參考溫度、皮重、偏載、重復(fù)性、置零準(zhǔn)確度、除皮準(zhǔn)確度、鑒別力、回零、蠕變和耐久性）。這些測試結(jié)果反映了PC 秤主要關(guān)鍵零部件的計量性能和結(jié)構(gòu)合理性情況。

在此次測試中，對10 臺樣品進(jìn)行了最大允許誤差、稱量結(jié)果間的允差、置零準(zhǔn)確度、除皮準(zhǔn)確度、鑒別力和時間這6 個計量性能的檢測。圖1 顯示了10 臺樣品在6 個檢測項目上的通過率柱狀圖。

圖1 樣品6 個檢測項目計量性能通過率

圖2 顯示了10 臺樣品在14 個子項目上的通過率柱狀圖。

圖2 樣品14 個子項目計量性能通過率

1）稱量性能項目通過率為50%。某些多分度電子秤產(chǎn)品，對秤體結(jié)構(gòu)和稱重傳感器計量性能的要求較高，對分度值轉(zhuǎn)換的測量點即最大允許誤差改變的測量點，示值誤差容易出現(xiàn)超差。產(chǎn)品因其結(jié)構(gòu)改變較大，調(diào)節(jié)水平調(diào)整裝置至自身水平泡居中時，秤體肉眼可見的傾斜，需要借助輔助墊片才能使秤體勉強處于一個相對的平衡位置，超過5 kg 以上的測量點均不合格。某產(chǎn)品因自身硬件問題，儀器多次出現(xiàn)自動開關(guān)機情況，復(fù)現(xiàn)性較差，經(jīng)過多次測量最大秤量點的計量性能未通過，其稱重傳感器的最大載荷不滿足技術(shù)要求。

2）稱量性能靜態(tài)溫度項目包含了參考溫度、規(guī)定高溫、規(guī)定低溫和回到參考溫度四個子項目，其中參考溫度、規(guī)定高溫、規(guī)定低溫子項目通過率均為50%，回到參考溫度子項目的通過率為40%。該項目考核了稱重傳感器的耐高低溫能力，反映了PC秤經(jīng)過高溫低溫試驗后，稱重傳感器恢復(fù)到其理想計量性能的能力。

3）皮重項目通過率為50%。某產(chǎn)品為雙分度電子秤，當(dāng)示值≥15 kg 時，其檢定分度值應(yīng)為10 g；當(dāng)示值＜15 kg 時，其檢定分度值應(yīng)為5 g。在實際測試中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)示值＜15 kg 時出現(xiàn)了檢定分度值為10 g 的情況，屬于秤體本身的軟件設(shè)計缺陷。

4）偏載項目通過率為50%。PC 秤多為計算機、電子秤和打印機等組裝而成。計算機自身質(zhì)量較重，改變了原有秤體的自重，重心發(fā)生了改變，打破了原有的平衡狀態(tài)，偏載項目試驗無法測試通過（見圖3）。

圖3 某產(chǎn)品的支撐腳實物

檢測中發(fā)現(xiàn)，圖3 兩個小框內(nèi)為秤體自身的支撐腳，為了維持平衡，廠商在大框內(nèi)增加了兩個支撐腳。在水平狀態(tài)下，秤體本身的支撐腳被懸空，額外增加的兩個支撐腳不能滿足水平狀態(tài)，需要輔助墊片來調(diào)節(jié)水平狀態(tài)滿足試驗要求，導(dǎo)致偏載項目試驗無法測試通過。

5）回零和蠕變項目通過率均為90%。這2 個項目反映了稱重傳感器的計量性能，試驗結(jié)果反映了秤體本身的稱重傳感器滿足在一定時間內(nèi)承受最大載荷仍能保持其計量性能。

6）耐久性項目通過率僅為30%。試驗的目的是確定秤抗磨損能力，使PC 秤經(jīng)受10 萬次約等于50%最大秤量的重復(fù)加載和卸載，以確定試驗前和試驗后其因磨損引起的耐久性誤差，并判斷其是否仍保持計量性能的能力。該項目未通過表明是由企業(yè)選用的零部件質(zhì)量不符合要求所導(dǎo)致。

7）置零準(zhǔn)確度、除皮準(zhǔn)確度、重復(fù)性和鑒別力4 個項目檢測通過率均為100%。

5 軟件要求符合性

在此次測試中，發(fā)現(xiàn)部分PC 端軟件與稱重（計量）軟件之間的接口通信存在一些安全隱患。具體來說，這些軟件之間的通信沒有加密和完整性校驗措施，并且在PC 端軟件使用手冊文檔中也沒有提供身份認(rèn)證的相關(guān)說明。這就意味著可能存在使開發(fā)與稱重軟件進(jìn)行通信的PC 端軟件，且具有存在被利用進(jìn)行稱重作弊的風(fēng)險。

另外，在測試樣品中的軟件收銀系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)多數(shù)采用了Windows 操作系統(tǒng)，并且安裝了遠(yuǎn)程控制軟件。一旦主機連接到互聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)程控制功能可以實現(xiàn)對該PC 秤系統(tǒng)的完全操控，并且還可以遠(yuǎn)程操作收銀系統(tǒng)。此外，由于PC 秤具有網(wǎng)絡(luò)連接功能，收銀系統(tǒng)還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程軟件更新和下載。

更為嚴(yán)重的是，還發(fā)現(xiàn)多個產(chǎn)品收銀系統(tǒng)軟件存在可以更改計量稱重功能的風(fēng)險隱患。

最后，部分廠商的PC 秤不再保留傳統(tǒng)稱重窗口，而是將稱重信息僅顯示在收銀系統(tǒng)界面的主顯示器上，客戶顯示器僅用于顯示貿(mào)易結(jié)算信息和投放廣告。

這些軟件要求符合性問題的存在可能會對稱重和收銀系統(tǒng)的安全性造成潛在威脅。建議相關(guān)廠商和開發(fā)者加強軟件接口通信的加密和完整性校驗措施，并提供身份認(rèn)證的相關(guān)說明。此外，應(yīng)該對遠(yuǎn)程控制功能進(jìn)行嚴(yán)格管理和限制，確保遠(yuǎn)程操作的安全性。同時，需要加強對收銀系統(tǒng)軟件的審查，防止非法更改計量稱重功能。最后，考慮在PC 秤上保留傳統(tǒng)稱重窗口，并提供合適的安全措施來防止未經(jīng)授權(quán)的訪問[7]。

6 其他問題

根據(jù)《計量器具新產(chǎn)品管理辦法》，制造已取得型式批準(zhǔn)的計量器具，不得擅自改變原批準(zhǔn)的型式。對原有產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、關(guān)鍵零部件等方面做了重大改進(jìn)導(dǎo)致性能、技術(shù)特征發(fā)生變更的，應(yīng)當(dāng)重新申請型式批準(zhǔn)[8]。

在此次測試中，還發(fā)現(xiàn)有部分產(chǎn)品銘牌標(biāo)注為同一系列的電子計重秤，分別和計算機組裝成幾種不同結(jié)構(gòu)和外觀的PC 秤，但秤體銘牌標(biāo)注著同一型式批準(zhǔn)證書編號，即同一個PC 秤型式批準(zhǔn)證書出現(xiàn)了不同結(jié)構(gòu)和外觀；另有部分產(chǎn)品型式批準(zhǔn)證書的整機外觀照片與實際產(chǎn)品屏幕外觀不同，且不符合PC 秤型式批準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。

7 結(jié)語

計量器具在數(shù)字化、信息化和智能化發(fā)展中帶來了便利，但也面臨著一系列潛在問題。計量器具軟件作為計量器具的重要部分，在量值準(zhǔn)確可靠傳遞過程中是尤為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)[9]。為確保計量結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，需要采取相應(yīng)措施來防范和解決這些隱患。例如完善技術(shù)體系、提高企業(yè)自律、評估軟件對計量器具法制部分的影響，保證計量器具軟件與計量特性相關(guān)部分的法制性、可靠性、安全性和獨立性，加強軟件安全性等措施都是必要的。同時，對于計量器具的監(jiān)管和審查也需要加強，以確保其在實際應(yīng)用中能夠達(dá)到預(yù)期的計量效果。