李風明

（中車石家莊車輛有限公司，河北 石家莊 050000）

引言

生產(chǎn)型企業(yè)通常需要對企業(yè)的生產(chǎn)過程進行有效控制，主要包括對生產(chǎn)線的運行情況進行實施監(jiān)督、設(shè)備的工作狀態(tài)進行有效監(jiān)測、生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行充分統(tǒng)計等，這不僅是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的必然要求，也是大數(shù)據(jù)時代背景下的必要手段。工業(yè)4.0以加強數(shù)據(jù)間的連通性為目標，因此鐵路貨車檢修管理系統(tǒng)的開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)對于整個維修過程的實時監(jiān)測和有效控制，也能夠提升維修檢測的智能化和自動化程度。

1 總體設(shè)計

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)主要組成部分有服務(wù)器、計算機、打印機、地面讀出設(shè)備、LED顯示屏等，采用局域網(wǎng)的形式確保了各個功能模塊間的相互通訊[1-2]。

1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

1）車輛參數(shù)、質(zhì)量、狀態(tài)信息管理：監(jiān)測過程中將所需的各項信息實施輸入數(shù)據(jù)庫中，并整合成相應的動態(tài)數(shù)據(jù)表更加直觀地顯示出來。

2）車輛位置實時監(jiān)測：采用集成硬件設(shè)備實現(xiàn)車輛位置的自動更新或者在需要的情況下在系統(tǒng)中手動設(shè)置車輛位置。

3）LED顯示：為了確保信息現(xiàn)實的有效性和全面性，首先對于需要的信息進行區(qū)域規(guī)劃，判斷出合理的區(qū)域范圍和數(shù)字大小后，將相應信息放置在對應區(qū)域，實現(xiàn)信息顯示的目標；通過對顯示屏的操控實現(xiàn)參數(shù)的設(shè)置，通過遠程通信系統(tǒng)使得顯示屏發(fā)出的指令能夠及時發(fā)送至設(shè)備處。

4）二維碼生成：將需要讀取的信息以二維碼的形式粘貼在產(chǎn)品上。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 車號自動識別

車號自動識別系統(tǒng)能夠顯著提升車號抄錄的效率和準確率，不同車輛上裝有不同的識別卡，能夠反應出車輛的相關(guān)信息，在車輛經(jīng)過的路徑上設(shè)置有讀取設(shè)備，在車輛到達該區(qū)域后通過讀取識別卡的方式獲取車輛的對應信息。相關(guān)設(shè)備將讀取的車號數(shù)據(jù)信息放大、解譯、校核后進行打印和存儲等操作，確保能夠及時有效地掌握車輛的實時位置、當前的使用情況、管理維修情況、運行狀態(tài)等等。鐵路車號自動識別系統(tǒng)的主要組成部分包括車輛標簽、地面AEI設(shè)備、數(shù)據(jù)識別讀取程序。

1）車輛標簽。車輛標簽是車輛信息的重要載體，包含了車輛的相關(guān)信息以及技術(shù)參數(shù)，通常被放置在車輛底部中梁上，通過識別車輛標簽即可有效獲取車輛的相關(guān)信息。

2）地面AEI設(shè)備。主要組成部分包括傳感器、地面天線、讀出主機、電源防雷、通信等，主要作用為及時采集相關(guān)的車輛信息，并將采集的信息通過通信設(shè)備及時進行處理、傳輸和形式轉(zhuǎn)化，便于后續(xù)數(shù)據(jù)分析和處理過程。

3）數(shù)據(jù)識別。接受傳輸而來的數(shù)據(jù)，通過其內(nèi)部程序?qū)?shù)據(jù)進行解譯，提取其中的車號、生產(chǎn)日期等相關(guān)信息，將信息匯總后存儲至對應的數(shù)據(jù)庫中，日后需要使用相關(guān)數(shù)據(jù)時可以及時進行調(diào)用。

2.2 LED顯示

生產(chǎn)看板在信息化的生產(chǎn)車間發(fā)揮著不可替代的作用，作為新興的可視化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，其通過全面完善的顯示界面，將生產(chǎn)車間的各項數(shù)據(jù)直觀的展示在我們的眼前，使得我們能夠及時準確地獲取相應的生產(chǎn)信息和所需的各項參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)狀況的實時監(jiān)測。伴隨LED技術(shù)的逐漸興起，遠程顯示技術(shù)已經(jīng)逐漸覆蓋在社會生活的各個領(lǐng)域，收獲了一致好評。其主要優(yōu)勢在于通過LED顯示屏實現(xiàn)遠程控制，能夠擺脫單片機硬件電路的束縛，通過網(wǎng)口的控制卡直接實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程傳輸和控制的目的。對于一些大型企業(yè)而言，生產(chǎn)車間數(shù)量較多、車間的分布并無規(guī)律、因此數(shù)據(jù)傳輸過程較為復雜，通過LED顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)對車間生產(chǎn)過程的實時監(jiān)測和遠程控制，使得企業(yè)對于生產(chǎn)過程的管理和控制更加高效。

2.3 二維碼

二維碼作為產(chǎn)品信息的載體，主要優(yōu)點包括高密度編碼、信息范圍廣、編碼過程簡便、可靠性強、經(jīng)濟成本較低、使用壽命較長、制作流程簡便等等。正是由于上述諸多優(yōu)點使得二維碼當前在各個行業(yè)逐漸普及并受到了廣泛的青睞。尤其是高新技術(shù)企業(yè)、物流行業(yè)等，由于其數(shù)據(jù)存儲需求量較大加上其企業(yè)實際經(jīng)營特點導致數(shù)據(jù)傳輸距離較遠，因此可以采用遠程信息管理系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計所需的各項參數(shù)生成相應的二維碼信息，將二維碼放置在便于讀取的位置確保信息能夠有效讀取。通過對二維碼信息的實時讀取能夠?qū)崿F(xiàn)對產(chǎn)品信息的管理以及物流信息的監(jiān)測，使得企業(yè)能過遠程操控的方式更加便捷的操控產(chǎn)品，提升了操作過程的穩(wěn)定性和可靠性。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 車輛信息管理

3.1.1 配置信息

車輛維修時，需要提前獲取車輛的出車時間，以便制動、車鉤緩沖裝置等提前配套，避免了不必要的浪費，同時能夠自動讀取相關(guān)信息并生成對應生產(chǎn)信息動態(tài)報表，確保企業(yè)管理人員能夠及時獲取車間的生產(chǎn)信息，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的問題并進行相應的調(diào)整，保證生產(chǎn)過程有序進行。

3.1.2 質(zhì)量信息

使用消項管理的模式，將所需的質(zhì)量信息進行采集和，為了確保質(zhì)量信息的管理能夠有相關(guān)的參考依據(jù)，需要建立相應的故障信息數(shù)據(jù)庫，對于檢測過程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題及時進行信息的錄入和分析，通過一定量數(shù)據(jù)的積累能夠?qū)Φ湫偷墓收项愋瓦M行總結(jié)，以便制定相應的改進和預防措施，提升產(chǎn)品質(zhì)量，保證車輛安全進行。

3.1.3 狀態(tài)信息

通過分析車輛的在廠和各車間的天數(shù)，用對應的顏色顯示，通過顏色種類可以直觀的進行相關(guān)信息的判斷。

3.2 車輛在廠位置更新

3.2.1 單位之間

車輛的實時位置可以由信息采集設(shè)備采集后傳輸至系統(tǒng)之中，系統(tǒng)進行相應的邏輯處理后進行信息的實時更新，初步定位出車輛所處的生產(chǎn)線以及工位。

從當前生產(chǎn)的實際情況來看，拋丸除銹工序、車體組裝工序等完工區(qū)域，需要增設(shè)地面讀出設(shè)備AEI。車間之間車體轉(zhuǎn)移采用自動化轉(zhuǎn)移的方式，從車輛進入移車臺位開始計算時間。通過該方式確保對車輛維修過程中各個環(huán)節(jié)和工序所占時長進行監(jiān)測和統(tǒng)計。

3.2.2 車間內(nèi)部

對于車輛的位置進行實時檢測，采用“存車線擺排”功能，將檢測的位置和對應工序的要求進行實時對比，確定汽車當前位于何種工序之中，以便提升車輛的管理效率。這一過程能夠通過jQueryUI Sortable實現(xiàn)，其主要作用是使用鼠標能夠點擊網(wǎng)格信息進行重新排布；用u1標簽表示工序，Li標簽表示車輛，通過拼接html的方式可以將對應的生產(chǎn)線信息顯示于網(wǎng)頁之中，在網(wǎng)頁中通過移動對應的標簽模擬車輛生產(chǎn)過程中的對應位置[3]。

3.3 LED顯示生產(chǎn)信息

BX-SE3支持超大面積LED顯示屏；能夠通過局域網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)的方式實現(xiàn)信息傳輸，基于以上優(yōu)點本次設(shè)計選取BX-SE3控制卡。

3.3.1 LED屏參設(shè)置

使用前需要對各項參數(shù)和顯示信息進行設(shè)置，LedshowTW屬于圖文編輯軟件的一種，具有操作簡便、功能范圍強大等特點，使得用戶能夠?qū)ED屏幕進行有效管理[4]。

屏幕參數(shù)設(shè)置過程中應當明確，屏幕的IP地址需要同Web服務(wù)器處于同一網(wǎng)段，確保二者間的信息能夠有效傳遞。

3.3.2 動態(tài)生成節(jié)目文件

節(jié)目文件（Program）的主要作用是對顯示屏顯示的內(nèi)容和各項內(nèi)容對應的顯示區(qū)域進行規(guī)劃，主要流程如下：建立節(jié)目，設(shè)置邊框；根據(jù)顯示內(nèi)容劃分區(qū)域，設(shè)置邊框；將所需內(nèi)容放置在節(jié)目中。如果相關(guān)內(nèi)容不支持顯示，則屏幕中該區(qū)域會處于空白狀態(tài)。

鑒于生產(chǎn)過程始終處于動態(tài)變化的狀態(tài)，因此需要首先生成動態(tài)節(jié)目文件，通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞较蝻@示屏發(fā)送數(shù)據(jù)。LED顯示屏的數(shù)據(jù)主要包括以下三部分：標題、顯示內(nèi)容以及歡迎詞。

3.4 車輛信息二維碼生成

在現(xiàn)有系統(tǒng)的功能基礎(chǔ)上，加設(shè)二維碼生成打印功能將所需的信息轉(zhuǎn)化為二維碼的形式，將二維碼打印并粘貼在指定區(qū)域，通過圖片的方式使得智能設(shè)備能夠更為便捷的獲取相應的信息，無需調(diào)取后臺數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)即可完成識別。本系統(tǒng)根據(jù)實際需求使用ZXing庫完成二維碼的動態(tài)生成。ZXing庫的主要優(yōu)勢在于代碼編寫高效、所需內(nèi)存較少等。

4 結(jié)語

鐵路貨車檢修管理系統(tǒng)的構(gòu)建，能夠?qū)囕v維修過程中的各項參數(shù)進行實時檢測。選取地面讀出設(shè)備AEI、PC作為上位機，LED顯示屏作為下位機，通過網(wǎng)口LED控制卡實現(xiàn)二者間的遠程信息傳輸，有效解決了車間數(shù)量較多、車間分布不規(guī)律、數(shù)據(jù)傳輸距離過長等問題，實現(xiàn)了車輛生產(chǎn)動態(tài)可視化管理。二維碼技術(shù)的使用提升了車輛的檢修和配置效率，避免了配件錯裝、漏裝等產(chǎn)品質(zhì)量問題，鐵路貨車檢修管理系統(tǒng)的研發(fā)和應用能夠顯著提升車輛的檢修效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。