徐鍇 張莉莉 朱俊 / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

0 引言

計(jì)量器具中的電子計(jì)價(jià)秤與人民群眾生活密切相關(guān)，其準(zhǔn)確性與消費(fèi)者的利益直接相關(guān)。電子計(jì)價(jià)秤列入《實(shí)施強(qiáng)制管理的計(jì)量器具目錄》范圍，通過實(shí)施型式評(píng)價(jià)和強(qiáng)制檢定來保證計(jì)量性能準(zhǔn)確[1]。

計(jì)量器具在引入計(jì)算機(jī)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(jì)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(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。其次，軟件影響也是一個(gè)重要因素。計(jì)量器具使用的軟件可能存在漏洞或錯(cuò)誤，在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)誤差或異常情況。用戶的無意識(shí)誤操作也可能導(dǎo)致計(jì)量器具工作異常，例如，操作不當(dāng)、參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤等都可能影響計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，有意識(shí)的人為修改程序或數(shù)據(jù)也是一個(gè)潛在風(fēng)險(xiǎn)。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(jì)量結(jié)果的目的[2]。

近年來，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)了帶有軟件控制功能電子秤（以下簡(jiǎn)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(cái)務(wù)報(bào)表等管理的衡器。此外，一些PC 秤還具備人工智能識(shí)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(shí)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(chǎng)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(chǎng)使用的用于貿(mào)易結(jié)算領(lǐng)域的PC 秤在計(jì)量性能和軟件要求方面是否符合標(biāo)準(zhǔn)，在電商平臺(tái)上抽取了部分上海市市場(chǎng)常用品牌和規(guī)格的PC 秤進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)其質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)估。通過評(píng)估PC 秤的質(zhì)量分析結(jié)果，可以為今后的PC 秤產(chǎn)品計(jì)量法治監(jiān)管提供數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)。

1 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

此次測(cè)試采用JJF 1834—2020《非自動(dòng)衡器通用技術(shù)要求》作為計(jì)量性能符合性的檢測(cè)方法和評(píng)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(píng)價(jià)（SQuaRE）第51 部分：就緒可用軟件產(chǎn)品（RUSP）的質(zhì)量要求和測(cè)試細(xì)則》作為軟件要求符合性的檢測(cè)方法和評(píng)定依據(jù)。

2 測(cè)試項(xiàng)目和技術(shù)要求[5-6]

此次測(cè)試包括計(jì)量性能和軟件要求符合性兩個(gè)方面。計(jì)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(shí)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(jì)量安全的風(fēng)險(xiǎn)。

計(jì)量性能測(cè)試方法和技術(shù)要求見表1。

表1 計(jì)量性能測(cè)試方法及要求

軟件測(cè)試項(xiàng)目和技術(shù)要求見表2。

表2 軟件測(cè)試項(xiàng)目及要求

3 采樣

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

為確保樣品具有廣泛代表性和便于運(yùn)輸，此次采樣對(duì)象是最大秤量不大于30 kg、準(zhǔn)確度等級(jí)為中準(zhǔn)確度等級(jí) 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(jì)量性能符合性

此次PC 秤計(jì)量性能測(cè)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(shí)間共6 個(gè)項(xiàng)目。

根據(jù)計(jì)量性能的檢測(cè)結(jié)果分析，對(duì)6 個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了評(píng)估，并記錄了14 個(gè)子項(xiàng)目的測(cè)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(cè)試結(jié)果反映了PC 秤主要關(guān)鍵零部件的計(jì)量性能和結(jié)構(gòu)合理性情況。

在此次測(cè)試中，對(duì)10 臺(tái)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(shí)間這6 個(gè)計(jì)量性能的檢測(cè)。圖1 顯示了10 臺(tái)樣品在6 個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目上的通過率柱狀圖。

圖1 樣品6 個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目計(jì)量性能通過率

圖2 顯示了10 臺(tái)樣品在14 個(gè)子項(xiàng)目上的通過率柱狀圖。

圖2 樣品14 個(gè)子項(xiàng)目計(jì)量性能通過率

1）稱量性能項(xiàng)目通過率為50%。某些多分度電子秤產(chǎn)品，對(duì)秤體結(jié)構(gòu)和稱重傳感器計(jì)量性能的要求較高，對(duì)分度值轉(zhuǎn)換的測(cè)量點(diǎn)即最大允許誤差改變的測(cè)量點(diǎn)，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(shí)，秤體肉眼可見的傾斜，需要借助輔助墊片才能使秤體勉強(qiáng)處于一個(gè)相對(duì)的平衡位置，超過5 kg 以上的測(cè)量點(diǎn)均不合格。某產(chǎn)品因自身硬件問題，儀器多次出現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)機(jī)情況，復(fù)現(xiàn)性較差，經(jīng)過多次測(cè)量最大秤量點(diǎn)的計(jì)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(xiàng)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(gè)子項(xiàng)目，其中參考溫度、規(guī)定高溫、規(guī)定低溫子項(xiàng)目通過率均為50%，回到參考溫度子項(xiàng)目的通過率為40%。該項(xiàng)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(yàn)后，稱重傳感器恢復(fù)到其理想計(jì)量性能的能力。

3）皮重項(xiàng)目通過率為50%。某產(chǎn)品為雙分度電子秤，當(dāng)示值≥15 kg 時(shí)，其檢定分度值應(yīng)為10 g；當(dāng)示值＜15 kg 時(shí)，其檢定分度值應(yīng)為5 g。在實(shí)際測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)示值＜15 kg 時(shí)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(jì)缺陷。

4）偏載項(xiàng)目通過率為50%。PC 秤多為計(jì)算機(jī)、電子秤和打印機(jī)等組裝而成。計(jì)算機(jī)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(xiàng)目試驗(yàn)無法測(cè)試通過（見圖3）。

圖3 某產(chǎn)品的支撐腳實(shí)物

檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，圖3 兩個(gè)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(gè)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(gè)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(yàn)要求，導(dǎo)致偏載項(xiàng)目試驗(yàn)無法測(cè)試通過。

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

6）耐久性項(xiàng)目通過率僅為30%。試驗(yàn)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(yàn)前和試驗(yàn)后其因磨損引起的耐久性誤差，并判斷其是否仍保持計(jì)量性能的能力。該項(xiàng)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(gè)項(xiàng)目檢測(cè)通過率均為100%。

5 軟件要求符合性

在此次測(cè)試中，發(fā)現(xiàn)部分PC 端軟件與稱重（計(jì)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(yàn)措施，并且在PC 端軟件使用手冊(cè)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(xiǎn)。

另外，在測(cè)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(jī)連接到互聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)程控制功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該P(yáng)C 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(shí)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(gè)產(chǎn)品收銀系統(tǒng)軟件存在可以更改計(jì)量稱重功能的風(fēng)險(xiǎn)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(huì)對(duì)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(qiáng)軟件接口通信的加密和完整性校驗(yàn)措施，并提供身份認(rèn)證的相關(guān)說明。此外，應(yīng)該對(duì)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(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)收銀系統(tǒng)軟件的審查，防止非法更改計(jì)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(jì)量器具新產(chǎn)品管理辦法》，制造已取得型式批準(zhǔn)的計(jì)量器具，不得擅自改變?cè)鷾?zhǔn)的型式。對(duì)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(qǐng)型式批準(zhǔn)[8]。

在此次測(cè)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(jì)重秤，分別和計(jì)算機(jī)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(hào)，即同一個(gè)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(jī)外觀照片與實(shí)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(jì)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(jì)量器具軟件作為計(jì)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(gè)環(huán)節(jié)[9]。為確保計(jì)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(píng)估軟件對(duì)計(jì)量器具法制部分的影響，保證計(jì)量器具軟件與計(jì)量特性相關(guān)部分的法制性、可靠性、安全性和獨(dú)立性，加強(qiáng)軟件安全性等措施都是必要的。同時(shí)，對(duì)于計(jì)量器具的監(jiān)管和審查也需要加強(qiáng)，以確保其在實(shí)際應(yīng)用中能夠達(dá)到預(yù)期的計(jì)量效果。