麻 磊，王 治，張紹哲，張惟皎

（中國鐵道科學研究院 電子計算技術研究所，北京 100081）

基于條形碼技術的動車組重要配件管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

麻 磊，王 治，張紹哲，張惟皎

（中國鐵道科學研究院 電子計算技術研究所，北京 100081）

本文通過掃描條形碼，實現(xiàn)動車組重要配件出入庫、調(diào)撥、退庫、回收等單品管理， 提升了全段的配件管理水平和管理效率。同時，系統(tǒng)支持配件更換、自修、委外修、報廢等環(huán)節(jié)的信息采集，全面掌握重要配件的生產(chǎn)和流通過程，實現(xiàn)配件履歷信息查詢和狀態(tài)跟蹤，保障配件全面有效的實時監(jiān)控，最終實現(xiàn)配件全生命周期管理，有效保證了配件在運用中的維修質(zhì)量，確保整個鐵路局的檢修生產(chǎn)質(zhì)量和行車安全。

動車組；重要配件；條碼；單品管理；全生命周期管理

動車組作為高新技術的集成體，其配件種類多、規(guī)格復雜、技術含量高、對配件有嚴格的質(zhì)量和存儲要求，直接關系到動車組的安全性和可靠性。依據(jù)鐵路總公司頒發(fā)的《鐵路運輸企業(yè)高價互換配件管理辦法》中的相關規(guī)定，建立一個對動車組重要配件的信息化標簽識別管理系統(tǒng)，保證配件在運用中的維修質(zhì)量，通過標簽識別手段實現(xiàn)配件狀態(tài)跟蹤以及全生命周期管理，確保整個鐵路局的檢修生產(chǎn)質(zhì)量和行車安全至關重要。

基于條形碼技術的動車組重要配件管理系統(tǒng)以既有的動車組信息管理系統(tǒng)物流子系統(tǒng)為開發(fā)平臺，并在此基礎上進行業(yè)務需求疊加和功能拓展。目前物流子系統(tǒng)已實現(xiàn)領料管理、采購管理、回收管理、倉儲管理、配送管理、消耗統(tǒng)計等功能，滿足動車組重要配件的出入庫、調(diào)撥、盤點、回收、批次管理等倉儲管理需求，因此本系統(tǒng)在既有系統(tǒng)上開發(fā)是切實可行的。

1 需求分析

1.1 業(yè)務流程

根據(jù)現(xiàn)場實際業(yè)務需求，本系統(tǒng)將鐵路總公司規(guī)定的高價互換配件和用戶自行進行單品管理的關鍵配件統(tǒng)稱為重要配件，并納入系統(tǒng)管理范疇。系統(tǒng)主要目的是通過掃描條形碼對重要配件的臺帳信息（包括條形碼、序列號、履歷和狀態(tài)等）以及更換使用記錄、送委外修、報廢等全生命周期信息進行全面的信息化管理。條形碼技術是隨著計算機與信息技術的發(fā)展和應用而誕生的，它是集編碼、印刷、識別、數(shù)據(jù)采集和處理于一身的新型技術。目前條形碼技術成熟、簡單易行、成本低廉，本系統(tǒng)采用條形碼技術對重要配件進行信息化電子標簽管理。通過掃描條碼自動加載該條碼中所包含的全部配件屬性以及在各個業(yè)務環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，保證倉庫管理以及各個作業(yè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的高效性和準確性，確保配件全方位信息的實時監(jiān)控，進而實現(xiàn)重要配件的全生命周期管理。重要配件業(yè)務流轉(zhuǎn)狀態(tài)如圖1所示。

圖1 重要配件業(yè)務流轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖

1.2 條形碼技術

條形碼是一種經(jīng)濟、實用的自動識別技術，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。條形碼的碼制種類繁多，其中Code128碼是廣泛應用在企業(yè)內(nèi)部管理、生產(chǎn)流程、物流控制系統(tǒng)方面的條碼碼制，可表示較全面的字符（數(shù)字、字母和符號），在同樣長度的條碼中可容納的字符長度較長（高密度）。由于其優(yōu)良的特性在管理信息系統(tǒng)的設計中被廣泛使用，本系統(tǒng)采用Code128碼制規(guī)則，為納入管理范疇的動車組重要配件制作條碼。根據(jù)業(yè)務規(guī)范，條碼前12位是全路統(tǒng)一的配件物資編碼，后6位是該配件的順號，同時系統(tǒng)通過配置可將其配件序列號一并顯示在條形碼標簽上。

ZPL語言是一種Script語言，也是Zebra打印機支持最廣泛的一種工業(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Zebra打印機，打印機就會按照事先編輯的命令去進行打印的工作，本系統(tǒng)中實現(xiàn)Zebra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。

2 系統(tǒng)架構(gòu)與實現(xiàn)

2.1 邏輯架構(gòu)

系統(tǒng)功能采用分層架構(gòu)設計，既增強了系統(tǒng)開發(fā)部署的靈活性，同時也加強了系統(tǒng)的安全性，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)分層示意圖

其中應用功能層包含PC管理終端和無線手持終端兩部分功能，采用同步作業(yè)方式為用戶提供條形碼配置管理、倉儲管理、重要配件更換記錄管理、重要配件履歷查詢、狀態(tài)查詢、臺帳管理等功能，達到無縫銜接的作業(yè)操作模式。基礎平臺層主要包含基于.net平臺的WCF（Windows Communication Foundation）框架、數(shù)據(jù)同步平臺等。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。數(shù)據(jù)整合層既包含動車組管理信息系統(tǒng)各個子系統(tǒng)之間傳遞的內(nèi)部數(shù)據(jù)，也包含與鐵路物資系統(tǒng)、立體庫系統(tǒng)等通過鐵路計算機網(wǎng)或信息安全平臺進行共享交互的外部接口數(shù)據(jù)。

2.2 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

動車組重要配件管理系統(tǒng)采用段集中方式進行部署。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務器和應用服務器部署在動車段中心機房，動車段用戶使用管理終端通過段內(nèi)布設的局域網(wǎng)訪問系統(tǒng)。段所屬各運用所的檢修人員和管理人員，通過管理終端或手持終端，依托各運用所的局域網(wǎng)和鐵路計算機網(wǎng)，訪問段中心應用服務器，實現(xiàn)系統(tǒng)訪問。部署及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)功能

（1）條形碼配置管理

依據(jù)物資基本信息字典，對配件進行統(tǒng)一單品編碼，并進行條形碼打印。同時，系統(tǒng)提供條形碼補打功能。

（2）倉儲管理

在倉儲管理中，利用手持機和條形碼識別技術，實現(xiàn)動車組重要配件出入庫、調(diào)撥、退庫、回收等倉儲管理，滿足對重要配件的單品信息管理，能夠及時地反映庫存物資的動態(tài)情況，做到帳物相符，合理編制采購計劃提供可靠的依據(jù)。

（3）重要配件更換記錄管理

該功能與檢修生產(chǎn)緊密結(jié)合，利用無線手持終端實現(xiàn)配件更換信息的及時回填，實現(xiàn)了作業(yè)人員、工長、質(zhì)檢員、技術員等重要配件作業(yè)信息的逐級確認，完成作業(yè)過程的逐級卡控。

（4）重要配件履歷查詢

通過掃描配件唯一條形碼查詢配件單品履歷信息，可了解該配件當前所處位置和狀態(tài)，出入庫、裝車、委外修、報廢等歷史信息。

（5）重要配件狀態(tài)查詢

提供查詢某一配件所有單品狀態(tài)信息，并可查看每個單品當前所處位置和狀態(tài)，出入庫、裝車、委外修等歷史信息。

（6）重要配件臺帳管理

該功能支持重要配件的建帳、委外修、修峻返回、報廢、組固等信息的錄入，逐步實現(xiàn)重要配件從車組新造裝車、檢修、故障處理、委托修、到最終報廢的全生命周期管理。

4 系統(tǒng)接口

動車組重要配件管理系統(tǒng)依托動車組管理信息系統(tǒng)物流子系統(tǒng)，作為檢修生產(chǎn)支撐需要與檢修計劃、作業(yè)任務、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其它子系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù)信息。同時，該系統(tǒng)還依靠動車組管理信息系統(tǒng)物流子系統(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)通過Web Service服務方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，滿足技術部門、物資部門等對重要配件的全方位管理要求。

其中，與立體倉庫操作系統(tǒng)交互的數(shù)據(jù)接口主要針對不同的立庫廠家以及不同立庫操作系統(tǒng)，提供統(tǒng)一的對外接口完成立體倉庫的整合，如圖4所示。接口采用Web Service技術，在動車段、運用所服務器完成交互，涉及到的接口數(shù)據(jù)有倉庫貨位信息、物資基礎信息、出入庫信息等。

5 系統(tǒng)特點

5.1 實現(xiàn)重要配件的倉儲信息化管理

在倉儲管理中，利用無線手持終端和條形碼識別技術，與檢修生產(chǎn)緊密結(jié)合，實現(xiàn)動車組重要配件出入庫、調(diào)撥、退庫、回收等倉儲管理功能，既能夠滿足對重要配件的單品信息管理，也極大地提高了現(xiàn)場倉儲作業(yè)人員的工作效率。能準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了可靠的依據(jù)。

圖4 與立體庫系統(tǒng)接口交互示意圖

5.2 實現(xiàn)重要配件在檢修作業(yè)中的狀態(tài)跟蹤和作業(yè)卡控

通過對重要配件實施電子標簽管理，全面掌握配件的生產(chǎn)和流通過程，實現(xiàn)對重要配件的倉儲、更換、檢修、委外修、報廢的狀態(tài)跟蹤，保障配件全面有效的實時監(jiān)控，最終實現(xiàn)配件的全生命周期管理。同時，系統(tǒng)利用無線手持終端實現(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、技術員等關鍵作業(yè)信息的逐級確認，完成作業(yè)過程的逐級卡控。

5.3 實現(xiàn)重要配件的全生命周期管理

通過條形碼掃描識別技術，對動車組重要配件進行信息化管理，快速、準確、及時地完成重要配件在各個業(yè)務環(huán)節(jié)的信息采集、處理和傳遞，實現(xiàn)動車組重要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。

6 結(jié)束語

系統(tǒng)自2013年5月開始研發(fā)，2013年9月在廣州動車段材料科、廣州南運用所、廣株運用所、深圳北運用所、三亞運用所、長沙運用所各倉庫推廣使用。隨后陸續(xù)在上述各單位實施系統(tǒng)試運行并組織相關人員以及管理、維護人員參加培訓和考核，全面了解系統(tǒng)的構(gòu)成、功能、軟硬件配置及業(yè)務應用流程。系統(tǒng)自上線以來，取得了良好效果，在倉儲管理中，通過掃描條形碼，實現(xiàn)動車組重要配件出入庫、調(diào)撥、退庫、回收等單品管理，極大地提升了全段的配件管理水平和管理效率。同時，系統(tǒng)支持配件更換、自修、委外修、報廢等環(huán)節(jié)的信息采集，全面掌握重要配件的生產(chǎn)和流通過程，實現(xiàn)配件履歷信息查詢和狀態(tài)跟蹤，保障配件全面有效的實時監(jiān)控，最終實現(xiàn)配件的全生命周期管理，有效保證了配件在運用中的維修質(zhì)量，確保整個鐵路局檢修生產(chǎn)質(zhì)量和行車安全。

[1] 麻 磊，史天運. 動車組檢修物流管理信息系統(tǒng)的開發(fā)與研究[C]. 第八屆智能交通年會優(yōu)秀論文集，2013（8）：765-773.

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[3] Peng SUN.A Layered RFID Event-Handling Mechanism for Discrete Production Process Moni[J]. JCIS, 2013.

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[5] 張笑天，麻 磊，張紹哲，等. 動車組關鍵配件信息追溯條形碼管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 鐵路計算機應用, 2014，23（1）：18-21.

[6] 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，2009.

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責任編輯 陳 蓉

EMU Important Parts Management System based on barcode technology

MA Lei , WANG Zhi, ZHANG Shaozhe, ZHANG Weijiao
( Institute of Computer Technologies, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China )

EMU; important parts; barcode; SKUs (stock keeping units); lifecycle management

In this paper, by scanning barcode tag, the SKUs (stock keeping units) of the EMUs ( Electric Multiple Units ) important parts in warehouse-out and in management, transfer, cancelling stocks and recycling had been considered and implemented. In this way, the level and eff i ciency of parts management had been greatly enhanced across the entire high-speed train section. Meanwhile, the information collection of EMUs important parts in many key business-link, such as replacement, self-repair, out-repair and scrap had been supported to comprehensively grasp the production and circulation process of EMUs important parts. Finally, the lifecycle management of the important parts had been reached, the quality of the important parts had been effectively ensured and the safety of entire railway administrations could be ensured.

2014-05-08

麻 磊，在讀碩士研究生；王 治，工程師。

U266.2∶TP39

A

1005-8451（2014）11-0029-04