二維碼在動車組零部件管理中的應(yīng)用

劉 明 王映晟

(中車長春軌道客車股份有限公司工程研究中心，130062，長春//第一作者，工程師)

為確保高速鐵路安全運(yùn)行，需要對動車組重要零部件在全壽命周期內(nèi)進(jìn)行質(zhì)量跟蹤。目前，動車組重要零部件的履歷還都是在生產(chǎn)過程中通過手工方式記錄，然后再錄入到管理系統(tǒng)中。手工錄入手段原始、效率低下、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不高。

本文介紹一種通過構(gòu)建信息管理平臺，采用二維碼標(biāo)識，利用手持終端掃描儀，進(jìn)行動車組重要零部件履歷數(shù)據(jù)錄入與管理的方法。

1 二維碼在鐵路中的應(yīng)用

二維碼使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字或數(shù)值信息，按一定規(guī)律在平面上記錄數(shù)字化信息。二維碼信息可通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀實(shí)現(xiàn)信息自動化處理。二維碼技術(shù)不僅具有條碼技術(shù)的一些共性，如每種碼制有其特定的字符集，每個字符占有一定的寬度，具有一定的校驗(yàn)功能等，同時還具有對不同行的信息自動識別功能，及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化功能。

二維碼具有信息儲存量大、保密性高、追蹤性高、抗損性強(qiáng)、備援性大、成本便宜等特性，這些特性特別適用于表單、證照、存貨盤點(diǎn)、資料備援等方面的應(yīng)用。

2017年，中國鐵路行業(yè)正式開始應(yīng)用二維碼技術(shù)。目前，中國鐵路總公司為動車組重要零部件序列號標(biāo)識制定了統(tǒng)一的二維碼編碼規(guī)則及制式要求，具體內(nèi)容如下：

二維碼碼制：采用符合GB/T 18284標(biāo)準(zhǔn)的快速響應(yīng)矩陣碼(QR碼)，糾錯等級為H。

二維碼尺寸：推薦尺寸為20 mm×20 mm，如無法滿足，原則上尺寸不得小于10 mm×10 mm。

二維碼內(nèi)容：寫入的信息分為基本信息、補(bǔ)充信息兩部分，其中基本信息包括序列號(21位)、名稱和生產(chǎn)廠商名稱，中間用分號隔開；基本信息和補(bǔ)充信息間使用“/n”(換行符)隔開。

2 動車組二維碼管理平臺

2.1 二維碼管理平臺構(gòu)建

動車組重要零部件序列號二維碼的標(biāo)識，為動車組制造及檢修企業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的自動采集提供了媒介；鐵路產(chǎn)品標(biāo)識代碼系統(tǒng)的建立為動車組重要零部件的序列號采集、校驗(yàn)提供了數(shù)據(jù)支撐。以此為基礎(chǔ)構(gòu)建的序列號二位碼管理平臺系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

圖1 動車組二維碼管理平臺構(gòu)架

為滿足不同階段、不同環(huán)境下的動車組重要零部件管理，所開發(fā)的車輛零部件序列號二維碼管理平臺需要能夠支持移動設(shè)備，包括電腦、手持終端、手機(jī)等設(shè)備的條碼掃描，實(shí)現(xiàn)車輛、產(chǎn)品及重要零部件在新造、售后、檢修等階段的配置及履歷管理。序列號二位碼管理平臺功能構(gòu)建如圖2所示。

圖2 動車組二維碼管理平臺功能界面

2.2 構(gòu)型數(shù)據(jù)建立

構(gòu)型管理是一種面向產(chǎn)品全壽命周期的，以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為組織方式，對各階段產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和控制，從而保證產(chǎn)品數(shù)據(jù)一致性和有效性的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理方式，是車輛二維碼管理平臺的數(shù)據(jù)支撐。動車組序列號二維碼管理平臺支持構(gòu)型數(shù)據(jù)的搭建，可形成產(chǎn)品構(gòu)型模板，用于產(chǎn)品實(shí)例。動車組構(gòu)型數(shù)據(jù)按照一定規(guī)則建立，按級別可依次分為動車組、車型、系統(tǒng)、產(chǎn)品及物料等數(shù)據(jù)類型。動車組典型的構(gòu)型數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 動車組構(gòu)型數(shù)據(jù)界面

2.3 作業(yè)管理

動車組序列號二維碼管理平臺的作業(yè)管理是對動車組裝配、售后及檢修管理的具體操作，是序列號二維碼的核心管理內(nèi)容，包括作業(yè)的創(chuàng)建、執(zhí)行及關(guān)閉管理。動車組作業(yè)管理流程如圖4所示。

2.3.1 作業(yè)創(chuàng)建

動車組序列號二維碼管理平臺的作業(yè)管理目標(biāo)可以是項(xiàng)目、車型，也可以是單一產(chǎn)品。操作用戶可通過新增作業(yè)單進(jìn)行作業(yè)的創(chuàng)建，作業(yè)單內(nèi)容主要包括名稱、作業(yè)類型、作業(yè)目標(biāo)、開始時間等。作業(yè)單創(chuàng)建后須按單執(zhí)行，作業(yè)完成后可關(guān)閉作業(yè)任務(wù)。

動車組二維碼管理平臺支持多類型作業(yè)，執(zhí)行人員可以通過構(gòu)型數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，如可通過點(diǎn)擊構(gòu)型數(shù)據(jù)上的任意節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)部件的拆裝操作，并且作業(yè)過程中的所有操作都將記錄在案。每一個作業(yè)都會由執(zhí)行人指定質(zhì)檢人員進(jìn)行審核，審核通過后該作業(yè)方可關(guān)閉。

圖4 動車組作業(yè)管理流程圖

移動端支持3種終端，分別為手持掃描槍(PDA)、安卓手機(jī)端、蘋果手機(jī)端，可實(shí)現(xiàn)不同場景下的應(yīng)用。通過移動端APP掃描二維碼完成料件的識別，依照作業(yè)項(xiàng)目在新造、售后、檢修等工作過程中形成維護(hù)物料的配置信息。移動端功能構(gòu)架如圖5所示。

圖5 作業(yè)管理移動端功能架構(gòu)

動車組二維碼管理平臺設(shè)置系統(tǒng)服務(wù)器，動車組新造、檢修等相關(guān)作業(yè)的訪問和操作均由內(nèi)網(wǎng)提供服務(wù)。PDA或移動手機(jī)通過Wi-Fi接入內(nèi)網(wǎng)，動車組各售后服務(wù)站PDA、移動手機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)與安全防護(hù)平臺接入外網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 作業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)圖

2.3.2 作業(yè)執(zhí)行與關(guān)閉

動車組二維碼管理平臺的PC端和移動端均支持動車組重要部件的作業(yè)管理，用戶可通過點(diǎn)擊、篩選或搜索作業(yè)單的方式進(jìn)行操作。平臺會對作業(yè)進(jìn)行分類標(biāo)識，未關(guān)閉的作業(yè)顯示為綠色，代表可以執(zhí)行操作，而關(guān)閉的作業(yè)顯示為灰色，只能查看不能操作，如圖7所示。

a) 作業(yè)單b) 查詢結(jié)果

在作業(yè)執(zhí)行界面，點(diǎn)擊某一條作業(yè)后進(jìn)入作業(yè)詳情界面，可展示該作業(yè)的作業(yè)名稱、作業(yè)目標(biāo)、作業(yè)單號、類型等信息，同時，支持多種方式的節(jié)點(diǎn)篩選，包含層級選擇(類似樹形篩選)、圖片定位(爆炸圖)、掃碼清單等，如圖8所示。

當(dāng)選定某個作業(yè)后，操作者通過手持終端對零部件二維碼標(biāo)識進(jìn)行掃描操作，平臺會自動提取與解析二維碼中的數(shù)據(jù)，并自動與產(chǎn)品構(gòu)型數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。當(dāng)所掃描部件序列號信息符合安裝規(guī)則后，二維碼中的數(shù)據(jù)會自動錄入平臺，并將掃描過程全部進(jìn)行記錄，形成車輛的履歷信息。

a) 作業(yè)詳情界面

b) 對應(yīng)的車型

作業(yè)執(zhí)行完成后，平臺自動將作業(yè)信息提交給指定質(zhì)檢人，待質(zhì)檢人對作業(yè)情況確認(rèn)后，該項(xiàng)作業(yè)將會關(guān)閉。對于動車組裝配或檢修，所有的作業(yè)全部完成后整車作業(yè)將自動關(guān)閉，并形成最終的履歷信息。

3 結(jié)語

本文通過對動車組零部件序列號二維碼管理平臺應(yīng)用的介紹，闡述了二維碼標(biāo)識在動車組重要零部件管理中的應(yīng)用。利用手持終端掃描的方式對零部件序列號進(jìn)行記錄及校驗(yàn)，提高了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和工作效率，實(shí)現(xiàn)了動車組從制造、運(yùn)維到檢修的全壽命周期內(nèi)履歷數(shù)字化管理。