基于靈活配置的數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書的設(shè)計

趙 斌 ，張涵林，左會超，崔洪濤

（1.國能鐵路裝備有限責(zé)任公司滄州機車車輛維修分公司，河北 滄州 061113；2.北京心華石科技有限公司，北京 102488）

一直以來，我國鐵路貨車檢修制度是以計劃預(yù)防修為主，定期檢修主要有廠修、段修兩級檢修修程，伴隨鐵路貨車裝備水平和貨車安全監(jiān)控技術(shù)水平的不斷提升，國家能源集團鐵路裝備公司在鐵路行業(yè)率先開展重載鐵路貨車智能運維體系改革，探索實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的重載貨車智能運維狀態(tài)修，狀態(tài)修主要有Z1、Z2、Z3 和Z4 檢修修程；鐵路貨車檢修以工藝轉(zhuǎn)化的作業(yè)指導(dǎo)書為基準開展，隨著狀態(tài)修的開展和深入，工藝設(shè)計周期越來越短，作業(yè)指導(dǎo)書對落實工藝，保障檢修質(zhì)量具有重要作用；但目前鐵路貨車檢修企業(yè)中作業(yè)指導(dǎo)書存在如下問題：①以辦公軟件編制的作業(yè)指導(dǎo)書，缺乏授權(quán)體系，且最終輸出仍是非結(jié)構(gòu)化文檔，無論在查閱使用體驗還是自身版本管理上難以提升；②樣式單一，文件規(guī)模大，改版成本高，統(tǒng)一內(nèi)容調(diào)整效率低下；③每次修訂后，車間收舊發(fā)新工作繁瑣，且有較大資源浪費。

依據(jù)精益管理思想，不斷提煉、優(yōu)化操作過程，讓操作方法和知識不斷積累和沉淀，逐漸成為生產(chǎn)管理規(guī)范化、生產(chǎn)流程條理化的重要工具。借鑒標準化作業(yè)指導(dǎo)書在其他行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗，結(jié)合鐵路領(lǐng)域的具體需求，探索出了基于靈活配置的數(shù)字化標準作業(yè)指導(dǎo)書的設(shè)計，縮短工藝轉(zhuǎn)化作業(yè)指導(dǎo)書的周期，提升了工藝準備效率。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

作業(yè)指導(dǎo)書，作為傳統(tǒng)的非結(jié)構(gòu)化文檔，在其數(shù)字化過程中，進行了廣泛查閱和深入分析，初步構(gòu)建了元素-節(jié)元素-節(jié)模板-作業(yè)指導(dǎo)書模板-作業(yè)指導(dǎo)書的五層結(jié)構(gòu)體系，在軟件設(shè)計規(guī)范中倡導(dǎo)的“數(shù)據(jù)-展示”分離的做法上，進一步將數(shù)據(jù)和視圖的定義權(quán)由軟件開發(fā)工程師推向用戶，為用戶提供更為靈活的平臺，數(shù)據(jù)有什么？數(shù)據(jù)如何展示？完全交給用戶去定義，系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計圖如圖1 所示。

圖1 作業(yè)指導(dǎo)書系統(tǒng)-系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

1.1 元素

元素，即對作業(yè)指導(dǎo)書的內(nèi)容構(gòu)成進行分析拆解后，找出元數(shù)據(jù)，進行定義的結(jié)果；元素將作為作業(yè)指導(dǎo)書的最小組成單元，通過為每個元素完善屬性信息，完成了數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書的基層構(gòu)建。

1.2 節(jié)元素

節(jié)，即對元素的邏輯劃分和管理，圍繞作業(yè)指導(dǎo)書的構(gòu)成進行定義和組織，同時也是作業(yè)指導(dǎo)書目錄結(jié)構(gòu)的組成，可以按需組織節(jié)元素，通過節(jié)和元素的定義組合，完成了數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義。

1.3 節(jié)模板

節(jié)模板，作業(yè)指導(dǎo)書展示是車間使用人員直接面對的作業(yè)指導(dǎo)書效果，經(jīng)過多年經(jīng)驗積累，形成了較為實用的統(tǒng)一版式，而且在歷次修訂中，也會與時俱進的改良，可見數(shù)據(jù)展示是一個不斷改進完善的過程，要適應(yīng)這個特點，那么在保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)展示必須是可以不斷修改完善的，由此，定了節(jié)模板功能，為了適應(yīng)豐富展示樣式的需求，充分發(fā)揮CSS 技術(shù)在頁面排版中的作用，節(jié)模板支持以源代碼方式維護數(shù)據(jù)展示樣式，這樣將賦予用戶充分的修改維護權(quán)限，幾乎可以實現(xiàn)各類靈活展示樣式，滿足將來個性化需求，到此，即實現(xiàn)了作業(yè)指導(dǎo)書以節(jié)為單位的“數(shù)據(jù)”和“樣式”的定義和維護，并且一組節(jié)元素可以配置多套節(jié)模板，滿足作業(yè)指導(dǎo)書批量“改版”需求。

1.4 作業(yè)指導(dǎo)書模板

通過節(jié)元素完成作業(yè)指導(dǎo)書的“數(shù)據(jù)”定義，通過節(jié)模板實現(xiàn)作業(yè)指導(dǎo)書的“展示”定義，通過支持節(jié)元素與節(jié)模板的1 ∶N 邏輯關(guān)系，支持多模板定義；將作業(yè)指導(dǎo)書按節(jié)模板組裝，系統(tǒng)通過作業(yè)指導(dǎo)書模板支持用戶完整構(gòu)建一份作業(yè)指導(dǎo)書的模板，用戶可以在作業(yè)指導(dǎo)書模板中按需選擇使用節(jié)元素和節(jié)模板，構(gòu)建出不同樣式作業(yè)指導(dǎo)書，完成作業(yè)指導(dǎo)書模板的裝配。

1.5 作業(yè)指導(dǎo)書

編制作業(yè)指導(dǎo)書環(huán)節(jié)，用戶通過選擇既有模板，即可快速完成一份作業(yè)指導(dǎo)書的構(gòu)建，然后分別維護各節(jié)元素的內(nèi)容即可，通過前期基礎(chǔ)建設(shè)，實現(xiàn)了作業(yè)指導(dǎo)書最小粒度的管理，達到了作業(yè)指導(dǎo)書的數(shù)字化和靈活管控需求。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計

2.1 功能架構(gòu)

作業(yè)指導(dǎo)書系統(tǒng)旨在通過結(jié)構(gòu)化低層設(shè)計，實現(xiàn)靈活的數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書，基于以上系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，規(guī)劃以下功能設(shè)計，共包括8 個部分，分別為：節(jié)元素定義、節(jié)模板配置、作業(yè)指導(dǎo)書模板、作業(yè)指導(dǎo)書編制、作業(yè)指導(dǎo)書審核、作業(yè)指導(dǎo)書審批、作業(yè)指導(dǎo)書發(fā)布和作業(yè)指導(dǎo)書查閱。

2.2 節(jié)元素定義

節(jié)定義，通過以節(jié)的形式定義和管理作業(yè)指導(dǎo)書的元素，用戶按作業(yè)指導(dǎo)書的邏輯構(gòu)成來規(guī)劃設(shè)計節(jié)信息，系統(tǒng)支持節(jié)的多級別樹形定義；這樣，通過節(jié)定義，基本構(gòu)建了作業(yè)指導(dǎo)書的內(nèi)容框架；節(jié)信息屬性主要包括：名稱、分類、數(shù)據(jù)分類、節(jié)級別、節(jié)標識、父節(jié)名稱等。

元素定義，在每個節(jié)下，定義具體的元素，這些元素將是作業(yè)指導(dǎo)書的內(nèi)容部分，對于公共元素，系統(tǒng)支持跨節(jié)使用；元素屬性主要包括名稱、類型、填報類型、下拉數(shù)據(jù)集、是否必填等屬性；通過元素定義，為作業(yè)指導(dǎo)書數(shù)字化和結(jié)構(gòu)化奠定基礎(chǔ)。

2.3 節(jié)模板配置

節(jié)模板，基于Web 的前后端分離技術(shù)，利用HTML+CSS 技術(shù)在前端展示中的出色表現(xiàn)能力，組織作業(yè)指導(dǎo)書的前端展示，結(jié)合節(jié)元素數(shù)據(jù)，構(gòu)建出前端展示的源代碼，直接配置到節(jié)模板中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和展示的結(jié)合，完成一個節(jié)模板的配置。

系統(tǒng)理論上支持一組節(jié)元素配置出無數(shù)個節(jié)模板，滿足不同作業(yè)指導(dǎo)書的差別化需求，并且為作業(yè)指導(dǎo)書模板創(chuàng)作提供了統(tǒng)一平臺，這樣，通過模板升級能夠快捷實現(xiàn)作業(yè)指導(dǎo)書的批量升級調(diào)整，滿足作業(yè)指導(dǎo)書與時俱進的樣式需求，大幅降低了改版成本，提供了工作效率。

作業(yè)指導(dǎo)書除了存在常規(guī)類數(shù)據(jù)外，還存在列表式數(shù)據(jù)，比如所需設(shè)備清單，設(shè)備清單包括設(shè)備名稱、規(guī)格型號、數(shù)量等，每份作業(yè)指導(dǎo)書的所需設(shè)備清單是不一樣的，如何構(gòu)造可靈活增減的同類數(shù)據(jù)組，此問題曾一度擺在面前難以解決；經(jīng)過仔細分析和研究，最終通過自定義html 標簽sop-list 來實現(xiàn)這類數(shù)據(jù)組的隨用戶需求動態(tài)增減，并且在展示時進行解讀渲染，實現(xiàn)更豐富的數(shù)據(jù)類型。

2.4 作業(yè)指導(dǎo)書模板

作業(yè)指導(dǎo)書模板，通過對節(jié)元素和節(jié)模板的不同選擇組合進行組裝，構(gòu)建出完整的作業(yè)指導(dǎo)書模板；作業(yè)指導(dǎo)書模板是作業(yè)指導(dǎo)書數(shù)字化編制的依據(jù)，通過模板來實現(xiàn)作業(yè)指導(dǎo)書的統(tǒng)一標準化，并支撐將來的不斷迭代升級。

記錄每個作業(yè)指導(dǎo)書模板的引用情況，當(dāng)作業(yè)指導(dǎo)書模板調(diào)整后可以針對性的升級某些作業(yè)指導(dǎo)書，也可以一鍵全部升級相關(guān)作業(yè)指導(dǎo)書，對于以往發(fā)生的作業(yè)指導(dǎo)書批量修改某些公共元素的場景，此方式將大幅提升工作效率。

2.5 作業(yè)指導(dǎo)書編制

作業(yè)指導(dǎo)書編制，在新加作業(yè)指導(dǎo)書或修改既有作業(yè)指導(dǎo)書時，可以通過選擇或修改要使用的模板，來確定該作業(yè)指導(dǎo)書的構(gòu)成和表現(xiàn)，滿足不同用戶的個性化需求。

在編制時，系統(tǒng)根據(jù)對應(yīng)節(jié)元素和節(jié)模板的配置信息，動態(tài)渲染出作業(yè)指導(dǎo)書，用戶可以進行作業(yè)指導(dǎo)書的編制，完善各個元素數(shù)據(jù)；根據(jù)元素數(shù)據(jù)類型的不同，除了可以支持文本信息外，系統(tǒng)也可以支持圖片、音頻和視頻等多種數(shù)據(jù)類型，滿足日趨豐富的作業(yè)指導(dǎo)書編制需求。

2.6 作業(yè)指導(dǎo)書審核

作業(yè)指導(dǎo)書審核，當(dāng)完成作業(yè)指導(dǎo)書編制后，需要主管對作業(yè)指導(dǎo)書的適宜性、充分性和有效性進行審核簽字。尤其當(dāng)對既有作業(yè)指導(dǎo)書修訂后，數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書能夠充分發(fā)揮其便捷的優(yōu)勢，通過顏色標注修訂部分的內(nèi)容，在審核時，一目了然，提高審核的針對性和效率。

2.7 作業(yè)指導(dǎo)書審批

作業(yè)指導(dǎo)書審批，當(dāng)完成作業(yè)指導(dǎo)書審核后，需要主管副總經(jīng)理對作業(yè)指導(dǎo)書審批簽字，當(dāng)對既有作業(yè)指導(dǎo)書修訂后，數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書能夠充分發(fā)揮其便捷的優(yōu)勢，通過顏色標注修訂部分的內(nèi)容，在審批時，一目了然，提高審批的針對性和效率。

2.8 作業(yè)指導(dǎo)書發(fā)布

作業(yè)指導(dǎo)書發(fā)布，在以往的“辦公軟件編制+紙質(zhì)印發(fā)”的模式下，更換車間的作業(yè)指導(dǎo)書比較繁瑣，需要打印、塑封，并根據(jù)崗位，去現(xiàn)場更換，收舊換新，耗費大量人力物力；數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書在審批后，自動根據(jù)實施日期將舊版下線，新版上線，且無需人為干預(yù)，簡化了發(fā)布工作內(nèi)容，提高了工作質(zhì)量。

2.9 作業(yè)指導(dǎo)書查閱

作業(yè)指導(dǎo)書查閱，作業(yè)指導(dǎo)書是指導(dǎo)生產(chǎn)的綱領(lǐng)性文件，關(guān)乎工藝落地和生產(chǎn)質(zhì)量，以往現(xiàn)場擺放的作業(yè)指導(dǎo)書查找困難，使用不便，且易損壞丟失，以前現(xiàn)場擺放的作業(yè)指導(dǎo)書如圖2 所示；通過現(xiàn)場配備智能終端，可以便捷的按部件、按修程等多維度查找，也可以按關(guān)鍵字進行全文檢索，大幅降低了作業(yè)指導(dǎo)書的使用門檻，對于宣傳落實新工藝具有重要作用。

圖2 傳統(tǒng)作業(yè)指導(dǎo)書現(xiàn)場布置

圖文形式的作業(yè)指導(dǎo)書嚴謹、科學(xué)，但是員工閱讀和學(xué)習(xí)不夠直觀，甚至長時間閱讀帶來疲勞后會忽略重點，影響員工掌握要領(lǐng)，也帶來安全生產(chǎn)隱患；為了提高員工對作業(yè)指導(dǎo)書的掌握情況保障生產(chǎn)質(zhì)量，還設(shè)計了視頻作業(yè)指導(dǎo)書，為用戶創(chuàng)作搭建了平臺，可以將作業(yè)指導(dǎo)書拆解為一個個短視頻，以直觀和強調(diào)的方式突出作業(yè)重點，以理論和觀看實際作業(yè)的方式加深對作業(yè)指導(dǎo)書的理解和掌握。

3 對比與分析

通過對數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書的設(shè)計與實現(xiàn)，無論在編制端還是在使用端均得到了提升，以下從七個維度分析對比如表1 所示。

表1 傳統(tǒng)作業(yè)指導(dǎo)書與數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書對比

通過對比，可以看出數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書在多個方面明顯優(yōu)化傳統(tǒng)作業(yè)指導(dǎo)書，實現(xiàn)了作業(yè)指導(dǎo)書的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并且具有良好的擴展能力。

4 結(jié)束語

文章闡述了基于靈活配置的數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書的設(shè)計思路，通過系統(tǒng)實現(xiàn)賦予了用戶更多創(chuàng)造能力，提高了系統(tǒng)對各式各樣作業(yè)指導(dǎo)書的適應(yīng)能力，并通過用戶使用驗證，在多個維度上進行前后對比，證明了基于靈活配置的數(shù)字化作業(yè)指導(dǎo)書的設(shè)計優(yōu)越性。

為了提高靈活性，幫助用戶通過配置做出各式各樣的作業(yè)指導(dǎo)書，而無需頻繁依賴程序升級修改，是設(shè)計的初衷，基本達到了預(yù)期目標；但在實踐中，也發(fā)現(xiàn)一些新問題，比如：為了提高系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性，加大了配置維護工作量，同時，對配置維護人員的素質(zhì)提出了要求，系統(tǒng)在配置友好性上還有進一步提升空間。