張萬宏 張帥 張雁勛

摘要：電力機(jī)車機(jī)械試驗(yàn)是機(jī)車交付顧客前狀態(tài)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其中尺寸測(cè)量項(xiàng)目關(guān)乎機(jī)車限界、信號(hào)系統(tǒng)、重聯(lián)、撒砂、小半徑通過等各項(xiàng)關(guān)鍵性能，其中包含電子標(biāo)簽、自動(dòng)過分相車感器、信號(hào)線圈、車鉤高度等多項(xiàng)關(guān)鍵工序。各車型機(jī)械尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)，備受段方和客戶關(guān)注。目前在機(jī)車機(jī)械試驗(yàn)關(guān)鍵尺寸測(cè)量項(xiàng)目中，仍存在著測(cè)量設(shè)備落后、管控手段落后等問題。為有效解決存在的問題，進(jìn)一步提升機(jī)車機(jī)械試驗(yàn)的效率和質(zhì)量，結(jié)合工業(yè)4.0和智能制造2025的發(fā)展趨勢(shì)，亟待探索一條適合電力機(jī)車機(jī)械試驗(yàn)自動(dòng)化調(diào)試方式。

Abstract： Mechanical test of electric locomotive is an important index before locomotive delivery to customers， among them， the dimension measurement items are related to the key performance of locomotive gauge， signal system， reconnection， sanding， small radius passing， etc.It includes electronic label， automatic over phase car sensor， signal coil， coupler height and other key processes.The mechanical dimension measurement data of each model has attracted the attention of the segment and customers. At present， there are still some problems in the key dimension measurement items of locomotive mechanical test， such as the backward measurement equipment and the backward control means. In order to effectively solve the existing problems and further improve the efficiency and quality of locomotive mechanical test， combined with the development trend of industry 4.0 and intelligent manufacturing 2025， it is urgent to explore a suitable automatic test mode for mechanical test of electric locomotive.

關(guān)鍵詞：機(jī)械試驗(yàn);mvvm;自動(dòng)化調(diào)試

Key words： mechanical test;mvvm;automatic test

中圖分類號(hào)：TH86? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）01-0209-02

0? 引言

國內(nèi)軌道交通裝備制造企業(yè)中，在機(jī)車機(jī)械試驗(yàn)尺寸測(cè)量方面，多數(shù)采用如卷尺、內(nèi)卡鉗等測(cè)量工具進(jìn)行測(cè)量。部分企業(yè)采用電子游標(biāo)卡尺等進(jìn)行尺寸測(cè)量，讀數(shù)精度較高。這樣的測(cè)量方式，仍存在著一些問題，現(xiàn)場(chǎng)大量使用卷尺、內(nèi)卡鉗等測(cè)量工具，讀數(shù)慢、誤差大，讀數(shù)后，需要手動(dòng)填寫至試驗(yàn)記錄，需要耗費(fèi)大量精力保證機(jī)車試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性。尺寸數(shù)據(jù)記錄于紙質(zhì)工藝文件，對(duì)測(cè)試結(jié)果的查詢和追溯困難。

1? 系統(tǒng)功能分析和設(shè)計(jì)

在該系統(tǒng)的需求捕捉和系統(tǒng)分析階段，根據(jù)機(jī)車?yán)性囼?yàn)的需要，擬定相應(yīng)軟件開發(fā)計(jì)劃書，確定了軟件開發(fā)遵循的開發(fā)流程。系統(tǒng)開發(fā)開始，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)研分析了系統(tǒng)功能需求和技術(shù)難點(diǎn)，結(jié)合系統(tǒng)需求，進(jìn)行了系統(tǒng)整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，同時(shí)完成相關(guān)數(shù)據(jù)庫的分析和設(shè)計(jì)，針對(duì)系統(tǒng)需要，設(shè)計(jì)軟件界面，并進(jìn)行各功能代碼編制、測(cè)試，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整合、調(diào)試，確保系統(tǒng)滿足預(yù)期需求，保證了系統(tǒng)功能與顧客需求的一致性。

機(jī)車機(jī)械試驗(yàn)原有工作流程如圖1所示。

結(jié)合原有工作流程，在尺寸測(cè)量、數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、合格記錄生成方面進(jìn)行相應(yīng)系統(tǒng)策劃，新工作流程如圖2所示。

由圖2可見，充分借鑒原有工作流程，確保一線操作員工在工作流程上的一致性。采用數(shù)字化采集設(shè)備進(jìn)行尺寸測(cè)量，通過數(shù)顯卡尺、數(shù)顯內(nèi)卡鉗進(jìn)行相關(guān)尺寸測(cè)量，并直接將測(cè)試結(jié)果傳至系統(tǒng)服務(wù)器，避免原有使用卷尺測(cè)量造成的測(cè)試誤差大、效率低的問題。由系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試結(jié)果的判斷，避免由于員工疏忽造成試驗(yàn)結(jié)果的錯(cuò)填。由數(shù)據(jù)庫進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，避免紙質(zhì)工藝文件存在的數(shù)字可追溯性差、查詢不便的問題。由系統(tǒng)判斷試驗(yàn)數(shù)據(jù)的完整性，避免試驗(yàn)數(shù)據(jù)的漏檢，影響機(jī)車產(chǎn)品質(zhì)量。由系統(tǒng)生產(chǎn)試驗(yàn)合格報(bào)告，為顧客提高良好監(jiān)控手段，增加顧客滿意度。

1.1 系統(tǒng)主要功能模塊

根據(jù)需求捕捉和需求分析，系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)包括數(shù)顯量具、無線發(fā)送器、接收器和筆記本電腦，系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖3。

其中，數(shù)顯卡尺負(fù)責(zé)測(cè)量數(shù)據(jù)的采集與顯示，無線發(fā)送器、接收器負(fù)責(zé)尺寸數(shù)據(jù)的傳輸，筆記本電腦作為管理系統(tǒng)的載體，負(fù)責(zé)試驗(yàn)操作的可視化顯示和試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理等核心業(yè)務(wù)。

系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)包含試驗(yàn)工藝管理、試驗(yàn)機(jī)車管理、機(jī)械試驗(yàn)和系統(tǒng)管理等四個(gè)模塊，系統(tǒng)的操作人員類型包括工藝技術(shù)人員、生產(chǎn)管理人員、試驗(yàn)操作人員和系統(tǒng)管理員。其中，工藝技術(shù)人員負(fù)責(zé)機(jī)車機(jī)械試驗(yàn)工藝的管理，生產(chǎn)管理人員負(fù)責(zé)試驗(yàn)機(jī)車的管理，試驗(yàn)操作人員負(fù)責(zé)根據(jù)系統(tǒng)提升進(jìn)行相關(guān)尺寸的測(cè)量和試驗(yàn)問題的管理，系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)操作人員的管理。軟件系統(tǒng)的總體要求是軟件界面友好，流程清晰，便于一線操作員工快速掌握;系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)的分析處理可靠，適應(yīng)于工業(yè)級(jí)應(yīng)用;有相應(yīng)的權(quán)限管理和數(shù)據(jù)恢復(fù)功能，防止誤操作之后造成的系統(tǒng)崩潰。

1.2 系統(tǒng)流程分析

結(jié)合系統(tǒng)相關(guān)模塊和權(quán)限設(shè)計(jì)，根據(jù)優(yōu)化后的機(jī)械試驗(yàn)業(yè)務(wù)流程，對(duì)系統(tǒng)管控流程進(jìn)行了梳理管理各流程進(jìn)行相應(yīng)梳理，明確了系統(tǒng)各操作人員的操作流程。主要業(yè)務(wù)流程為工藝技術(shù)人員分析機(jī)車機(jī)械試驗(yàn)操作項(xiàng)目，優(yōu)化測(cè)量流程，編制試驗(yàn)工藝;工藝文件經(jīng)流程定版后，可下發(fā)現(xiàn)場(chǎng)組織生產(chǎn);生產(chǎn)管理人員按照生產(chǎn)計(jì)劃添加試驗(yàn)機(jī)車，并可根據(jù)需要編輯、刪除試驗(yàn)機(jī)車信息;機(jī)車試驗(yàn)人員選擇試驗(yàn)機(jī)車，系統(tǒng)創(chuàng)建試驗(yàn)記錄表，試驗(yàn)人員根據(jù)系統(tǒng)提示進(jìn)行相應(yīng)測(cè)量和問題記錄，完成當(dāng)前試驗(yàn)測(cè)量后，系統(tǒng)判定結(jié)果合格后跳轉(zhuǎn)至下一試驗(yàn)操作。

1.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

機(jī)械試驗(yàn)自動(dòng)化調(diào)試系統(tǒng)包含試驗(yàn)工藝管理、試驗(yàn)機(jī)車管理、機(jī)車機(jī)械試驗(yàn)和系統(tǒng)操作人員管理四大模塊，每個(gè)模塊內(nèi)又包含多個(gè)子模塊。系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)類型包括機(jī)車車型、試驗(yàn)工藝、測(cè)量項(xiàng)點(diǎn)、測(cè)量工具、試驗(yàn)問題等。系統(tǒng)開發(fā)采用Microsoft Visual Studio 2012集成開發(fā)環(huán)境，使用C#語言進(jìn)行軟件開發(fā)，數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)采用Sql Server 2008數(shù)據(jù)庫環(huán)境，開發(fā)過程遵循軟件工程基本原理。

系統(tǒng)開發(fā)的難點(diǎn)在于測(cè)量數(shù)據(jù)的傳輸、處理和試驗(yàn)操作的跳轉(zhuǎn)。

測(cè)量數(shù)據(jù)的傳輸方面，目前很多測(cè)量儀器都具備了數(shù)顯和測(cè)量數(shù)據(jù)直接輸出功能，可以直接通過連接無線發(fā)射器，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪欢诉B接接收器的電腦上，完成了數(shù)據(jù)的傳輸。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方面，系統(tǒng)采用MVVM的開發(fā)模式。MVVM模式源自MVC模式，其本質(zhì)是通過ViewModel連接View和Model，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)更新與視圖變化聯(lián)動(dòng)。在試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理模塊，通過建立試驗(yàn)數(shù)據(jù)TestData的ViewModel類，在測(cè)量儀器發(fā)送試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)TestDataModel數(shù)據(jù)的變化，直接在界面上顯示相應(yīng)數(shù)據(jù)，并有系統(tǒng)后臺(tái)進(jìn)行判斷，完成了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理功能。

試驗(yàn)操作的跳轉(zhuǎn)方面，為保證試驗(yàn)工序的有序執(zhí)行，員工在進(jìn)行當(dāng)前試驗(yàn)操作后，系統(tǒng)判斷當(dāng)前試驗(yàn)操作是否為最后的試驗(yàn)操作，若不是，則根據(jù)經(jīng)排序后的樹形數(shù)據(jù)，跳轉(zhuǎn)至下一節(jié)點(diǎn)。

2? 結(jié)語

通過對(duì)電力機(jī)車機(jī)械試驗(yàn)自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)的研究與實(shí)踐，打破了電力機(jī)車調(diào)試領(lǐng)域的傳統(tǒng)試驗(yàn)方法，將傳統(tǒng)量具與自動(dòng)化控制系統(tǒng)結(jié)合，有效解決了傳統(tǒng)管控方式存在的測(cè)試效率低、數(shù)據(jù)可靠性差、數(shù)據(jù)難以保存和分析的弊端。軟件系統(tǒng)遵循軟件工程，用工程化方法構(gòu)建和維護(hù)有效的、實(shí)用的和高質(zhì)量的軟件。系統(tǒng)采用成熟的三層架構(gòu)和MVVM設(shè)計(jì)模式，有效提高了系統(tǒng)與需求的一致性和系統(tǒng)開發(fā)的效率和準(zhǔn)確性。機(jī)械試驗(yàn)自動(dòng)化調(diào)試技術(shù)，有效提高測(cè)試效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，通過系統(tǒng)生成合格報(bào)告，為顧客提供良好的過程監(jiān)管模式，增加了顧客滿意度。同時(shí)，系統(tǒng)的開發(fā)與完善，是兩化融合的一次良好實(shí)踐，為后續(xù)工作的開展提供了思路和經(jīng)驗(yàn)。

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