動車組關(guān)鍵配件信息追溯條形碼管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

張笑天，麻 磊，張紹哲，黃元興

（1.廣州鐵路（集團(tuán)）公司 廣州動車段，廣州 510088；2.中國鐵道科學(xué)研究院 電子計算技術(shù)研究所，北京 100081）

動車組關(guān)鍵配件信息追溯條形碼管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

張笑天1，麻 磊2，張紹哲2，黃元興1

（1.廣州鐵路（集團(tuán)）公司 廣州動車段，廣州 510088；2.中國鐵道科學(xué)研究院 電子計算技術(shù)研究所，北京 100081）

本文采用條形碼識別手段，開發(fā)了條形碼管理系統(tǒng)，對動車組關(guān)鍵配件信息追溯進(jìn)行管理。通過制定科學(xué)的編碼方式，不僅提高倉庫的利用率和現(xiàn)場操作人員的工作效率，還可對配件的批次、使用狀況及作業(yè)過程等進(jìn)行管理和安全卡控。為保證關(guān)鍵配件在運用中的維修質(zhì)量，通過條形碼標(biāo)簽識別手段實現(xiàn)配件入庫驗收、檢修作業(yè)、故障處理、委托修、報廢等狀態(tài)跟蹤以及全生命周期管理和作業(yè)過程安全卡控，確保整個鐵路局動車組運用的檢修生產(chǎn)質(zhì)量和行車安全。

動車組；關(guān)鍵配件；追溯；條形碼

動車組作為高新技術(shù)的集成體，其配件種類多、規(guī)格復(fù)雜、技術(shù)含量高、對配件的生產(chǎn)制造要求高，且有嚴(yán)格的質(zhì)量可靠性和存儲時效性要求。關(guān)鍵配件的質(zhì)量直接關(guān)系到動車組的安全性和可靠性，特別是對動車組關(guān)鍵配件作業(yè)的卡控，傳統(tǒng)的配件出入庫管理、盤點等作業(yè)已不能滿足關(guān)鍵配件信息化跟蹤管理的需要。

針對上述問題，本文提出對動車組關(guān)鍵配件實行電子標(biāo)簽信息化的跟蹤管理方案，鑒于目前條形碼技術(shù)成熟[1]、簡單易行、成本低廉等優(yōu)點，決定采用條形碼識別手段，開發(fā)動車組關(guān)鍵配件信息追溯條形碼管理系統(tǒng)，對倉儲進(jìn)行管理，以提高倉庫的利用率和現(xiàn)場操作人員的工作效率。其基本思路是：

（1）將所有需要進(jìn)行單品管理的關(guān)鍵配件根據(jù)條形碼的編碼要求制作條形碼；

（2）用條碼打印機將條形碼打印出來貼在關(guān)鍵配件上；

（3）通過掃描槍對條形碼進(jìn)行掃描，該條形碼中所包含的配件的所有基本屬性將一并反映出來，其中包括物資編碼、物資名稱、單價、規(guī)格型號、計量單位、供應(yīng)商信息等。

1 系統(tǒng)概述

1.1 開發(fā)平臺

目前，動車組檢修物流管理信息系統(tǒng)已實現(xiàn)領(lǐng)料管理、采購管理、回收管理、倉儲管理、配送管理、消耗統(tǒng)計等功能，滿足動車組配件的出入庫、調(diào)撥、盤點、回收、批次管理等倉儲管理需求。因此動車組關(guān)鍵配件信息追溯條形碼管理系統(tǒng)在既有的動車組檢修物流管理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展和開發(fā)是經(jīng)濟科學(xué)、切實可行的[7]。

1.2 開發(fā)目標(biāo)

依據(jù)鐵道部頒發(fā)的《鐵路運輸企業(yè)高價互換配件管理辦法》中的相關(guān)規(guī)定，力爭建立一個對動車組重要配件的信息化標(biāo)簽識別管理系統(tǒng)。為保證關(guān)鍵配件在運用中的維修質(zhì)量，通過標(biāo)簽識別手段實現(xiàn)配件狀態(tài)跟蹤以及全生命周期管理，確保整個鐵路局運用的檢修生產(chǎn)質(zhì)量和行車安全，系統(tǒng)對關(guān)鍵配件的管理提出3個目標(biāo)。

（1）在倉儲管理中，通過條形碼，實現(xiàn)動車重要配件出入庫、調(diào)撥、庫存盤點、退庫、報廢等倉儲管理和履歷管理功能，滿足對重要配件的單品信息管理。

（2）利用條形碼對重要配件進(jìn)行管理，與檢修生產(chǎn)緊密結(jié)合，實現(xiàn)對重要高價配件的檢修、裝車運用、倉儲管理以及配件報廢的狀態(tài)跟蹤，全面掌握高價互換配件的生產(chǎn)和流通過程，保障配件全面有效地實時監(jiān)控信息化管理。

（3）通過嚴(yán)格規(guī)范的條形碼標(biāo)簽識別手段，實現(xiàn)對規(guī)定的關(guān)鍵配件與主機廠、動車組管理信息系統(tǒng)技術(shù)、履歷、配屬等子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。實現(xiàn)關(guān)鍵配件從車組新造裝車、檢修、故障處理、委托修、報廢等全生命周期管理，確保動車組檢修生產(chǎn)質(zhì)量和行車安全。

1.3 邏輯架構(gòu)

系統(tǒng)功能采用分層架構(gòu)設(shè)計，既增強了系統(tǒng)開發(fā)部署的靈活性，也加強了系統(tǒng)的安全性。

系統(tǒng)邏輯架構(gòu)如圖1所示。

1.4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

動車組關(guān)鍵配件信息追溯條形碼管理系統(tǒng)依托鐵路計算機網(wǎng)，采用段集中模式部署在鐵路計算機網(wǎng)的各級局域網(wǎng)中，動車段內(nèi)各車間和運用所分別建設(shè)本地局域網(wǎng)，通過專線通道接入鐵路計算機網(wǎng)。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 應(yīng)用功能層

應(yīng)用功能層包含了條形碼管理系統(tǒng)的所有應(yīng)用功能，其中，管理終端主要有倉儲管理、條形碼配置管理、重要配件更換記錄管理、重要配件履歷查詢、重要配件狀態(tài)查詢等，實現(xiàn)條形碼的編制與打印，通過條形碼技術(shù)實現(xiàn)關(guān)鍵配件的出倉儲管理和檢修作業(yè)信息回填，支持單件配件的履歷、庫存和狀態(tài)查詢。

手持機終端主要有出入庫、調(diào)撥、退庫、配件回填等。通過條碼掃描識別技術(shù)實現(xiàn)關(guān)鍵配件的倉儲管理和配件跟蹤信息的回填。

2.2 基礎(chǔ)平臺層

基礎(chǔ)平臺層主要包含基于.net平臺的WCF（Windows Communication Foundation）框架、工作流引擎、權(quán)限安全管理、數(shù)據(jù)同步平臺等。其中，工作流引擎采用自定義開發(fā)的流程配置支持管理模塊，權(quán)限安全管理采用框架提供的管理模塊，數(shù)據(jù)同步平臺采用自主開發(fā)的數(shù)據(jù)庫同步管理模塊。

2.3 數(shù)據(jù)整合層

有內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)，其中，內(nèi)部數(shù)據(jù)是指條形碼管理系統(tǒng)以動車組檢修物流管理系統(tǒng)為依托，與其他動車組管理信息系統(tǒng)子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交互，主要涉及檢修管理、作業(yè)管理、設(shè)備管理、技術(shù)管理、質(zhì)量管理、安全管理、綜合管理各子系統(tǒng)。外部數(shù)據(jù)主要包含鐵路物資管理信息系統(tǒng)、立體倉庫操作系統(tǒng)、主機廠配件管理系統(tǒng)、檢修物流管理系統(tǒng)共享交互的動車配件目錄、財務(wù)科目、物資編碼、部產(chǎn)品標(biāo)識代碼、庫存信息等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過鐵路計算機網(wǎng)或信息安全平臺進(jìn)行共享交互。

2.4 與其他系統(tǒng)接口

動車組關(guān)鍵配件信息追溯條形碼管理系統(tǒng)依托動車組檢修物流管理信息系統(tǒng)，作為檢修生產(chǎn)支撐需要與檢修計劃、作業(yè)任務(wù)、故障信息等生產(chǎn)檢修信息緊密結(jié)合，系統(tǒng)通過調(diào)用動態(tài)鏈接庫接口的方式獲取生產(chǎn)檢修物料清單（BOM，Bill of Material）、配送需求、存儲要求，并提供關(guān)鍵配件倉儲、委外等技術(shù)管理信息。同時，該系統(tǒng)的功能實現(xiàn)還需依靠動車組檢修物流管理信息系統(tǒng)與鐵路物資管理信息系統(tǒng)、主機廠配件中心管理系統(tǒng)、立體倉庫操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)通過Webservcie服務(wù)方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，滿足物資部門倉儲管理要求，促成各系統(tǒng)連接共享信息，采用統(tǒng)一配件編碼進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化業(yè)務(wù)處理[5]。圖3為外部接口示意圖。

2.5 設(shè)備接口

條形碼是迄今為止最經(jīng)濟、實用的一種自動識別技術(shù)。具有輸入速度快、可靠性高、采集信息量大、靈活實用以及成本低廉等優(yōu)點[2～3]。鑒于關(guān)鍵配件在倉儲管理中的信息追溯，本系統(tǒng)中采用Code 128碼制規(guī)則，把關(guān)鍵配件信息制作為18 bit條碼，前12 bit是物資編碼（全路統(tǒng)一），后6 bit是該配件的順號。

圖3 外部接口示意圖

ZPL語言是斑馬條碼打印機工業(yè)型號用的語言，利用這種編程語言，編輯好一個打印的指令集，發(fā)送給條碼打印機，條碼打印機就會按照事先編輯的命令進(jìn)行打印工作，本系統(tǒng)中實現(xiàn)斑馬打印機接口和ZPL語言的交互，方便、快捷完成條形碼的編制和打印。

3 硬件應(yīng)用

3.1 網(wǎng)絡(luò)組成

動車段內(nèi)各車間和運用所分別建設(shè)本地局域網(wǎng)，所有計算機終端連接本地局域網(wǎng)，通過專線通道接入鐵路計算機網(wǎng)；同時，各車間和運用所部署無線訪問接入點（AP，Access Point），手持機通過無線AP連接本地局域網(wǎng)，通過專線通道接入鐵路計算機網(wǎng)。

3.2 條碼打印機

本系統(tǒng)選用斑馬條碼打印機，該打印機在原型打印機基礎(chǔ)上增加了液晶面板控制、ZebraLink網(wǎng)絡(luò)連接以及更大的內(nèi)存空間等。此外，該款打印機功能靈活，操作簡單，可根據(jù)用戶需求按需打印符合要求的標(biāo)簽。

3.3 手持機

本系統(tǒng)采用M3型手持機，機內(nèi)配置Windows CE 5.0或Windows Mobile，這2種操作系統(tǒng)可任選。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安裝了無線局域網(wǎng)控制器的情況下，可實現(xiàn)快速無縫漫游。即在檢修庫內(nèi)移動時，手持機從連接一個路由，轉(zhuǎn)換到連接另一個路由，所需時間只有幾十毫秒。

4 系統(tǒng)優(yōu)點

4.1 實現(xiàn)關(guān)鍵配件的倉儲信息化管理

在倉儲管理中，利用手持機和條形碼識別技術(shù)，與檢修生產(chǎn)緊密結(jié)合，實現(xiàn)動車重要配件出入庫、調(diào)撥、退庫、報廢等倉儲管理和履歷管理功能，滿足對重要配件的單品信息管理。更重要的是，能準(zhǔn)確及時地反映庫存物資的動態(tài)情況，物資的出、入庫變化都能隨時隨地反映，做到賬物相符，從而為合理編制物資采購計劃提供可靠的依據(jù)。

4.2 實現(xiàn)關(guān)鍵配件在檢修作業(yè)中的狀態(tài)跟蹤和作業(yè)卡控

關(guān)鍵配件的條碼管理，與檢修生產(chǎn)緊密結(jié)合，實現(xiàn)對關(guān)鍵配件的檢修、裝車運用、倉儲管理以及配件報廢的狀態(tài)跟蹤，掌握高價互換配件的流通過程。系統(tǒng)利用無線手持機實現(xiàn)配件更換時的信息即時回填，實現(xiàn)了作業(yè)人員、工長、質(zhì)檢員、技術(shù)員等關(guān)鍵配件作業(yè)信息的逐級確認(rèn)，完成作業(yè)過程的逐級卡控。

4.3 支持關(guān)鍵配件全生命周期管理和成本卡控

利用條形碼掃描識別技術(shù)對動車組關(guān)鍵配件進(jìn)行信息化管理，快速、準(zhǔn)確、及時地完成了動車組關(guān)鍵配件各種業(yè)務(wù)信息的采集、處理和傳遞，實現(xiàn)動車組關(guān)鍵配件全生命周期管理，為動車組的高效檢修、安全運營和維修成本管控提供有力的支持。同時，物資的動態(tài)消耗有明確的歷史記錄，通過單列車組、修程、車型、里程、檢修單位等多種維度檢修物資消耗統(tǒng)計信息，為成本分析、預(yù)算定額管理等提供有力的數(shù)據(jù)支持，從而實現(xiàn)配件的成本管理卡控[6]。

5 結(jié)束語

本系統(tǒng)通過引用條形碼技術(shù)，建立了一個對動車組關(guān)鍵配件的信息化跟蹤管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了開發(fā)目標(biāo)。通過標(biāo)簽識別手段實現(xiàn)了配件狀態(tài)跟蹤以及全生命周期管理，保證了關(guān)鍵配件在運用中的維修質(zhì)量，進(jìn)而確保了整個鐵路局運用的檢修生產(chǎn)質(zhì)量和行車安全。其中，在倉儲管理中，通過條形碼或電子標(biāo)簽識別，實現(xiàn)了動車重要配件出入庫、調(diào)撥、退庫、報廢等倉儲管理和履歷管理功能，基本滿足了對重要配件的單品信息管理。同時與檢修生產(chǎn)緊密結(jié)合，進(jìn)一步實現(xiàn)了對重要高價配件的檢修、裝車運用、倉儲管理以及配件報廢的狀態(tài)跟蹤，全面掌握高價互換配件的生產(chǎn)和流通過程，保障了配件全面有效的實時監(jiān)控信息化管理。最重要的是，通過嚴(yán)格規(guī)范的標(biāo)簽識別手段，本系統(tǒng)實現(xiàn)了對規(guī)定的關(guān)鍵配件與主機廠、動車組管理信息系統(tǒng)技術(shù)、履歷、配屬等子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。實現(xiàn)關(guān)鍵配件從車組新造裝車、檢修、故障處理、委托修、報廢等全生命周期管理，確保了動車組檢修生產(chǎn)質(zhì)量和行車安全。目前該系統(tǒng)已經(jīng)在廣州鐵路（集團(tuán)）公司廣州動車段進(jìn)行試運行，效果良好。

[1]王立忠. 條形碼技術(shù)在現(xiàn)代倉儲管理中的研究與應(yīng)用[J].信息技術(shù)與信息化，2009（4）：12-14.

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[3]劉世峰. 射頻識別技術(shù)在倉儲管理中的應(yīng)用[J]. 物流技術(shù), 2007（26）：6.

[4]王 莉. 物流學(xué)導(dǎo)論[M]. 北京：中國鐵道出版社，1997.

[5]王 瑩. 動車組運用計劃和檢修計劃的優(yōu)化方法研究 [D].北京：北京交通大學(xué)，2009.

[6]蘇順虎. 鐵路物流系統(tǒng)理論與規(guī)劃方法[M].北京：中國鐵道出版社, 2010.

[7]中華人民共和國鐵道部運輸局. 動車組管理信息系統(tǒng)總體方案[Z].北京：中華人民共和國鐵道部運輸局，2009.

[8]宋安臣，劉 峰，張 春. 基于RFID技術(shù)的動車組檢修配件供應(yīng)鏈管理[D].北京：北京交通大學(xué)，2011.

責(zé)任編輯 楊利明

Development of Barcode Management System in key accessories information traceability of EMU

ZHANG Xiaotian1, MA Lei2, ZHANG Shaozhe2, HUANG Yuanxing1
( 1. Depot of Guangzhou EMU, Guangzhou Railway (Group) Corporation, Guangzhou 510088, China; 2. Institute of Computing Technologies, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China )

In this paper, the barcode identification method was used to develop Barcode Management System, which could manage the key accessories information traceability of EMUs (Electric Multiple Units). According to the scientific way of coding, not only the warehouse utilization and operator's work efficiency were enhanced, but also the parts of the batch, using condition and operation process as well as safety, etc, could be managed and controlled. To ensure the maintenance quality of key accessories in the use, the status tracking of parts inventory acceptance, repair and maintenance, troubleshooting, trust repair, scrap, etc, and the whole life cycle management and control process safety control could be implemented by barcode identification method. Finally, the maintenance production quality and safety of entire railway administrations could be ensured.

EMU; key accessories; traceability; barcode

U268.2∶TP39

A

2013-04-28

張笑天，工程師；麻 磊，研究實習(xí)員。

1005-8451（2014）01-0018-04