動車組關鍵配件信息追溯條形碼管理系統的設計與實現

張笑天，麻 磊，張紹哲，黃元興

（1.廣州鐵路（集團）公司 廣州動車段，廣州 510088；2.中國鐵道科學研究院 電子計算技術研究所，北京 100081）

動車組關鍵配件信息追溯條形碼管理系統的設計與實現

張笑天1，麻 磊2，張紹哲2，黃元興1

（1.廣州鐵路（集團）公司 廣州動車段，廣州 510088；2.中國鐵道科學研究院 電子計算技術研究所，北京 100081）

本文采用條形碼識別手段，開發了條形碼管理系統，對動車組關鍵配件信息追溯進行管理。通過制定科學的編碼方式，不僅提高倉庫的利用率和現場操作人員的工作效率，還可對配件的批次、使用狀況及作業過程等進行管理和安全卡控。為保證關鍵配件在運用中的維修質量，通過條形碼標簽識別手段實現配件入庫驗收、檢修作業、故障處理、委托修、報廢等狀態跟蹤以及全生命周期管理和作業過程安全卡控，確保整個鐵路局動車組運用的檢修生產質量和行車安全。

動車組；關鍵配件；追溯；條形碼

動車組作為高新技術的集成體，其配件種類多、規格復雜、技術含量高、對配件的生產制造要求高，且有嚴格的質量可靠性和存儲時效性要求。關鍵配件的質量直接關系到動車組的安全性和可靠性，特別是對動車組關鍵配件作業的卡控，傳統的配件出入庫管理、盤點等作業已不能滿足關鍵配件信息化跟蹤管理的需要。

針對上述問題，本文提出對動車組關鍵配件實行電子標簽信息化的跟蹤管理方案，鑒于目前條形碼技術成熟[1]、簡單易行、成本低廉等優點，決定采用條形碼識別手段，開發動車組關鍵配件信息追溯條形碼管理系統，對倉儲進行管理，以提高倉庫的利用率和現場操作人員的工作效率。其基本思路是：

（1）將所有需要進行單品管理的關鍵配件根據條形碼的編碼要求制作條形碼；

（2）用條碼打印機將條形碼打印出來貼在關鍵配件上；

（3）通過掃描槍對條形碼進行掃描，該條形碼中所包含的配件的所有基本屬性將一并反映出來，其中包括物資編碼、物資名稱、單價、規格型號、計量單位、供應商信息等。

1 系統概述

1.1 開發平臺

目前，動車組檢修物流管理信息系統已實現領料管理、采購管理、回收管理、倉儲管理、配送管理、消耗統計等功能，滿足動車組配件的出入庫、調撥、盤點、回收、批次管理等倉儲管理需求。因此動車組關鍵配件信息追溯條形碼管理系統在既有的動車組檢修物流管理信息系統基礎上進行拓展和開發是經濟科學、切實可行的[7]。

1.2 開發目標

依據鐵道部頒發的《鐵路運輸企業高價互換配件管理辦法》中的相關規定，力爭建立一個對動車組重要配件的信息化標簽識別管理系統。為保證關鍵配件在運用中的維修質量，通過標簽識別手段實現配件狀態跟蹤以及全生命周期管理，確保整個鐵路局運用的檢修生產質量和行車安全，系統對關鍵配件的管理提出3個目標。

（1）在倉儲管理中，通過條形碼，實現動車重要配件出入庫、調撥、庫存盤點、退庫、報廢等倉儲管理和履歷管理功能，滿足對重要配件的單品信息管理。

（2）利用條形碼對重要配件進行管理，與檢修生產緊密結合，實現對重要高價配件的檢修、裝車運用、倉儲管理以及配件報廢的狀態跟蹤，全面掌握高價互換配件的生產和流通過程，保障配件全面有效地實時監控信息化管理。

（3）通過嚴格規范的條形碼標簽識別手段，實現對規定的關鍵配件與主機廠、動車組管理信息系統技術、履歷、配屬等子系統的數據交互。實現關鍵配件從車組新造裝車、檢修、故障處理、委托修、報廢等全生命周期管理，確保動車組檢修生產質量和行車安全。

1.3 邏輯架構

系統功能采用分層架構設計，既增強了系統開發部署的靈活性，也加強了系統的安全性。

系統邏輯架構如圖1所示。

1.4 網絡結構

動車組關鍵配件信息追溯條形碼管理系統依托鐵路計算機網，采用段集中模式部署在鐵路計算機網的各級局域網中，動車段內各車間和運用所分別建設本地局域網，通過專線通道接入鐵路計算機網。

網絡結構如圖2所示。

圖1 系統邏輯架構圖

圖2 系統網絡結構圖

2 系統實現

2.1 應用功能層

應用功能層包含了條形碼管理系統的所有應用功能，其中，管理終端主要有倉儲管理、條形碼配置管理、重要配件更換記錄管理、重要配件履歷查詢、重要配件狀態查詢等，實現條形碼的編制與打印，通過條形碼技術實現關鍵配件的出倉儲管理和檢修作業信息回填，支持單件配件的履歷、庫存和狀態查詢。

手持機終端主要有出入庫、調撥、退庫、配件回填等。通過條碼掃描識別技術實現關鍵配件的倉儲管理和配件跟蹤信息的回填。

2.2 基礎平臺層

基礎平臺層主要包含基于.net平臺的WCF（Windows Communication Foundation）框架、工作流引擎、權限安全管理、數據同步平臺等。其中，工作流引擎采用自定義開發的流程配置支持管理模塊，權限安全管理采用框架提供的管理模塊，數據同步平臺采用自主開發的數據庫同步管理模塊。

2.3 數據整合層

有內部數據和外部數據，其中，內部數據是指條形碼管理系統以動車組檢修物流管理系統為依托，與其他動車組管理信息系統子系統的業務數據交互，主要涉及檢修管理、作業管理、設備管理、技術管理、質量管理、安全管理、綜合管理各子系統。外部數據主要包含鐵路物資管理信息系統、立體倉庫操作系統、主機廠配件管理系統、檢修物流管理系統共享交互的動車配件目錄、財務科目、物資編碼、部產品標識代碼、庫存信息等基礎數據，通過鐵路計算機網或信息安全平臺進行共享交互。

2.4 與其他系統接口

動車組關鍵配件信息追溯條形碼管理系統依托動車組檢修物流管理信息系統，作為檢修生產支撐需要與檢修計劃、作業任務、故障信息等生產檢修信息緊密結合，系統通過調用動態鏈接庫接口的方式獲取生產檢修物料清單（BOM，Bill of Material）、配送需求、存儲要求，并提供關鍵配件倉儲、委外等技術管理信息。同時，該系統的功能實現還需依靠動車組檢修物流管理信息系統與鐵路物資管理信息系統、主機廠配件中心管理系統、立體倉庫操作系統進行數據交互，系統通過Webservcie服務方式實現數據交互，滿足物資部門倉儲管理要求，促成各系統連接共享信息，采用統一配件編碼進行網絡化業務處理[5]。圖3為外部接口示意圖。

2.5 設備接口

條形碼是迄今為止最經濟、實用的一種自動識別技術。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點[2～3]。鑒于關鍵配件在倉儲管理中的信息追溯，本系統中采用Code 128碼制規則，把關鍵配件信息制作為18 bit條碼，前12 bit是物資編碼（全路統一），后6 bit是該配件的順號。

圖3 外部接口示意圖

ZPL語言是斑馬條碼打印機工業型號用的語言，利用這種編程語言，編輯好一個打印的指令集，發送給條碼打印機，條碼打印機就會按照事先編輯的命令進行打印工作，本系統中實現斑馬打印機接口和ZPL語言的交互，方便、快捷完成條形碼的編制和打印。

3 硬件應用

3.1 網絡組成

動車段內各車間和運用所分別建設本地局域網，所有計算機終端連接本地局域網，通過專線通道接入鐵路計算機網；同時，各車間和運用所部署無線訪問接入點（AP，Access Point），手持機通過無線AP連接本地局域網，通過專線通道接入鐵路計算機網。

3.2 條碼打印機

本系統選用斑馬條碼打印機，該打印機在原型打印機基礎上增加了液晶面板控制、ZebraLink網絡連接以及更大的內存空間等。此外，該款打印機功能靈活，操作簡單，可根據用戶需求按需打印符合要求的標簽。

3.3 手持機

本系統采用M3型手持機，機內配置Windows CE 5.0或Windows Mobile，這2種操作系統可任選。在網絡環境安裝了無線局域網控制器的情況下，可實現快速無縫漫游。即在檢修庫內移動時，手持機從連接一個路由，轉換到連接另一個路由，所需時間只有幾十毫秒。

4 系統優點

4.1 實現關鍵配件的倉儲信息化管理

在倉儲管理中，利用手持機和條形碼識別技術，與檢修生產緊密結合，實現動車重要配件出入庫、調撥、退庫、報廢等倉儲管理和履歷管理功能，滿足對重要配件的單品信息管理。更重要的是，能準確及時地反映庫存物資的動態情況，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可靠的依據。

4.2 實現關鍵配件在檢修作業中的狀態跟蹤和作業卡控

關鍵配件的條碼管理，與檢修生產緊密結合，實現對關鍵配件的檢修、裝車運用、倉儲管理以及配件報廢的狀態跟蹤，掌握高價互換配件的流通過程。系統利用無線手持機實現配件更換時的信息即時回填，實現了作業人員、工長、質檢員、技術員等關鍵配件作業信息的逐級確認，完成作業過程的逐級卡控。

4.3 支持關鍵配件全生命周期管理和成本卡控

利用條形碼掃描識別技術對動車組關鍵配件進行信息化管理，快速、準確、及時地完成了動車組關鍵配件各種業務信息的采集、處理和傳遞，實現動車組關鍵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。同時，物資的動態消耗有明確的歷史記錄，通過單列車組、修程、車型、里程、檢修單位等多種維度檢修物資消耗統計信息，為成本分析、預算定額管理等提供有力的數據支持，從而實現配件的成本管理卡控[6]。

5 結束語

本系統通過引用條形碼技術，建立了一個對動車組關鍵配件的信息化跟蹤管理系統，實現了開發目標。通過標簽識別手段實現了配件狀態跟蹤以及全生命周期管理，保證了關鍵配件在運用中的維修質量，進而確保了整個鐵路局運用的檢修生產質量和行車安全。其中，在倉儲管理中，通過條形碼或電子標簽識別，實現了動車重要配件出入庫、調撥、退庫、報廢等倉儲管理和履歷管理功能，基本滿足了對重要配件的單品信息管理。同時與檢修生產緊密結合，進一步實現了對重要高價配件的檢修、裝車運用、倉儲管理以及配件報廢的狀態跟蹤，全面掌握高價互換配件的生產和流通過程，保障了配件全面有效的實時監控信息化管理。最重要的是，通過嚴格規范的標簽識別手段，本系統實現了對規定的關鍵配件與主機廠、動車組管理信息系統技術、履歷、配屬等子系統的數據交互。實現關鍵配件從車組新造裝車、檢修、故障處理、委托修、報廢等全生命周期管理，確保了動車組檢修生產質量和行車安全。目前該系統已經在廣州鐵路（集團）公司廣州動車段進行試運行，效果良好。

[1]王立忠. 條形碼技術在現代倉儲管理中的研究與應用[J].信息技術與信息化，2009（4）：12-14.

[2]梁家海，陳 海. RFID技術在倉儲管理中的應用[J]. 微機計算機信息，2008（20）.

[3]劉世峰. 射頻識別技術在倉儲管理中的應用[J]. 物流技術, 2007（26）：6.

[4]王 莉. 物流學導論[M]. 北京：中國鐵道出版社，1997.

[5]王 瑩. 動車組運用計劃和檢修計劃的優化方法研究 [D].北京：北京交通大學，2009.

[6]蘇順虎. 鐵路物流系統理論與規劃方法[M].北京：中國鐵道出版社, 2010.

[7]中華人民共和國鐵道部運輸局. 動車組管理信息系統總體方案[Z].北京：中華人民共和國鐵道部運輸局，2009.

[8]宋安臣，劉 峰，張 春. 基于RFID技術的動車組檢修配件供應鏈管理[D].北京：北京交通大學，2011.

責任編輯 楊利明

Development of Barcode Management System in key accessories information traceability of EMU

ZHANG Xiaotian1, MA Lei2, ZHANG Shaozhe2, HUANG Yuanxing1
( 1. Depot of Guangzhou EMU, Guangzhou Railway (Group) Corporation, Guangzhou 510088, China; 2. Institute of Computing Technologies, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China )

In this paper, the barcode identification method was used to develop Barcode Management System, which could manage the key accessories information traceability of EMUs (Electric Multiple Units). According to the scientific way of coding, not only the warehouse utilization and operator's work efficiency were enhanced, but also the parts of the batch, using condition and operation process as well as safety, etc, could be managed and controlled. To ensure the maintenance quality of key accessories in the use, the status tracking of parts inventory acceptance, repair and maintenance, troubleshooting, trust repair, scrap, etc, and the whole life cycle management and control process safety control could be implemented by barcode identification method. Finally, the maintenance production quality and safety of entire railway administrations could be ensured.

EMU; key accessories; traceability; barcode

U268.2∶TP39

A

2013-04-28

張笑天，工程師；麻 磊，研究實習員。

1005-8451（2014）01-0018-04