基于條形碼技術的發動機試驗設備管理軟件的開發與應用

李萬杰，王 偉，侯湘文

（西安航天動力試驗技術研究所，西安 710100）

0 引 言

液體火箭發動機試驗設備是發動機試驗工作的重要保障。目前，由于液體火箭發動機試驗特殊性的限制，在試驗設備的管理上仍沿用傳統管理模式，在效率、成本、可控性方面的劣勢日益突出，并缺乏信息化系統的有效支撐，使管理工作呈現手工、分散、離線的特點，較難監控信息的準確性、及時性，已難以滿足試驗設備信息化管理的需求。

針對以上問題，運用條形碼技術建立標準化、模塊化和自動化的設備管理平臺，可以實現試驗設備管理的信息化，提升試驗設備的工作效率，實現設備使用的全過程監管及可追溯性，為液體火箭發動機試驗成功提供有力保障。

1 條形碼的實現原理介紹

條形碼技術是以計算機、光電技術和通信技術的發展為基礎的一項綜合性科學技術，目前最為常用的是一維條形碼和二維條形碼。條碼技術具有輸入速度快、可靠性高、采集信息量多、成本低等優點。一維條形碼和二維條形碼是信息存儲、表示的載體，但從發動機試驗設備應用管理角度講，通常根據不同應用環境和需求進行相應的選擇：一維碼用于對儀器進行標識，二維碼用于對儀器進行描述。條形碼技術的產生符合設備管理對信息化的要求，也是一項非常成熟的技術，已經廣泛應用于各行各業。條形碼的應用不僅可以有效地管理設備生命周期，提高設備流轉的效率，更可以有效地解決信息流和實物流的對應關系管理的難題，使設備的管理變得高效，實現設備管理的信息化和科學化，因此成為發動機試驗設備管理的重要發展方向。

2 條形碼軟件設計

2.1 用戶需求

對于當前液體火箭發動機試驗設備的管理，設備管理軟件在功能設計上應滿足如下方面需求。

（1）標識規范：包括標識的尺寸、信息內容、格式、用紙等。

（2）條形碼生成規則：標識的生成要考慮資源總量（即標識容量），要留有足夠的余量，適應將來儀器設備數量不斷增加的情況。

（3）系統功能模塊：標識的條形碼信息由本軟件功能模塊分配和管理；通過各模塊交互，實現標識的生成、更改、打印和查詢等操作，因而良好的功能模塊設計是本軟件成功的基礎保障。

（4）管理手段：利用諸如時限管理、信息數據的導入與導出管理、條形碼的批量處理管理，促進管理行為的標準化，使管理模式實現自動化。

2.2 軟件設計原理

該軟件以VB為設計平臺，基于Access 2003建立的一維條形碼資料信息和二維條形碼資料信息兩個數據庫對液體火箭發動機試驗設備進行統計顯示，用ADO Data控件來實現對數據庫的各種操作（查詢、添加、修改、刪除模塊通過主界面串聯起來），用Data List控件來實現對數據的顯示。并將所有設備的相關信息放在數據庫當中，方便使用者用計算機檢索，實現了對液體火箭發動機試驗設備的管理和統計。

2.3 軟件功能

本軟件涉及一維碼和二維碼的制作，故在軟件功能上主要分為三部分：一維碼的制作、二維碼的制作、數據管理。雖然一維碼和二維碼在生成原理上存在差異，但在軟件的運用中這二者都要具備錄入、打印和數據操作功能。為了滿足數據備份和長期查閱的要求，在軟件的輔助功能上，設計了文件的導出和圖片的批量生成及刪除功能。具體功能框圖如圖1所示。

2.4 軟件模塊設計

該軟件在設計中采用了模塊化設計，提高了模塊的利用效率，減少代碼的重復性，便于程序的修改。該軟件主要由以下三個模塊組成：錄入模塊、打印模塊和數據管理模塊。

2.4.1 錄入模塊

錄入模塊是為了實現設備信息的收集和分類，主要涉及一維碼和二維碼的錄入。

2.4.1.1 一維條形碼的錄入模塊

一維條形碼系統建立在“一物一碼”的基礎上，實現此目標首先要解決的是“一物多名”問題。經統計分析，選擇試驗區、儀器/設備和資產編號3個項目構成一維條形碼信息，既能在一維碼有限的位數限制下簡潔地體現出明確的信息內涵，又能體現出所表達信息的不可重復性。這3個項目的作用表現在以下幾個方面：①試驗區項目，明確了設備的試驗區域，提高了管理效率和透明度；②儀器/設備項目，為設備的系統分類提供了依據，便于管理；③資產編號項目使設備的資產編號具有唯一性，具備設備信息溯源的能力。

圖1 軟件功能

2.4.1.2 二維條形碼的錄入模塊

液體火箭發動機試驗系統因其集成度高，系統復雜，設備種類多、數量少，造成編碼信息量大，密度高。用Access 2003建立的二維碼數據表主要由以下字段構成：用途、類型、圖號、規格、使用日期、崗位、責任人和功能說明。

2.4.2 打印模塊

2.4.2.1 一維碼的打印模塊

一個完整的條形碼的組成次序依次是：靜區（前）、起始符、數據符、終止符、靜區（后）。

在起始符和終止符內，條形碼長度可自由調整。為了對數據符內各“條”之間的寬度進行有效控制，國際上有相應的一維碼打印標準，其寬度尺寸計算公式如下所示，

（1）模塊寬度（X）：128碼符號的X尺寸應與應用中所需的規格一致。

（2）靜區最小寬度：10X。

（3）128條碼符號寬度W（mm），公式計算為：W=［11（C+2）+2］X+2Q；W表示符號寬度；C表示數據字符的個數（包括校驗字符）；X表示窄單元的寬度（mm）；Q表示空白區域的寬度（mm）。

通過對上述公式進行編程控制，設置出符合設備所需的條形碼寬度。

2.4.2.2 二維碼的打印模塊

二維碼的生成都依靠標準控件或特點函數，用程序生成的尺寸長度是固定的，而在尺寸需要改變時，只要改變值不小于原有固定范圍，通過掃描設備均可完整識別二維碼的信息。

通過調用Access 2003建立的一維碼數據表和二維碼數據表中所需的信息生成相應的條碼，在預覽的基礎上進行打印。同時，軟件具備批量生成條碼圖片的功能，以便長期管理。

2.4.3 數據管理模塊

數據庫模型設計得是否合理決定著信息管理系統的成敗。在此模型上定義的數據庫結構和操作，決定了系統的功能和性能。發動機試驗設備管理系統涉及大量的信息項目，能否創建一個良好的數據庫系統至關重要。根據發動機試驗使用設備信息的需求分析及條形碼管理的特點，通過采用Access關系型數據庫系統，對涉及的數據進行規范化處理，盡量減少冗余數據。數據的管理模式采用數據庫保存設備管理過程中數據變更情況的模式，并在設備的使用過程中用條形碼技術進行明確標識。

信息數據操作主要功能為查詢和修改，其中查詢模塊中運用了復選框和單選框相結合的形式進行查詢，包括條形碼的查詢以及各個字段的查詢，查詢命令主要用SQL命令實現。可以實現對數據庫中所查詢的每一條進行修改，其中分別運用了MoveFirst、MoveNext、MovePrevious、MoveLast對數據庫信息進行第一條、上一條、下一條及末條的查看、查詢、修改。

設備過期提醒主要針對需要定期進行計量的設備，由于在數據庫信息表中需要錄入校驗日期和有效年限，通過程序提取數據表中這兩個項目中的信息，并與當前計算機的時間進行比較，當計算天數差值小于30天（暫定值）時，設備過期提醒功能即被觸發。設備過期提醒功能的設置為需要定期進行計量的儀器和設備提供了自動數據保障功能。

3 條形碼軟件在儀器設備管理中的應用

通過Access 2003建立液體火箭發動機儀器和設備的數據庫，利用VB工具進行數據庫連接，借助于上述的條形碼識別技術，可以快速獲取儀器設備的相關信息，從而實現設備信息化管理。該軟件初步應用在振動測量的傳感器和儀器的管理上，以往需要手工錄入的數據可以直接由程序讀入，使工作人員擺脫了重復的勞動，減少了對超過鑒定日期的儀器設備的遺漏、統計，實現了儀器和傳感器管理的高效率和自動化，實現了快速檢索設備的功能，把設備管理員從枯燥的重復勞動中解放出來，可以把有限的時間利用到更有價值的地方，提高了管理效率，同時也保證了工作的可靠性，具有一定的實際意義。

［1］涂寶章.條形碼技術在測量設備管理中的應用［J］.冶金自動化,2009(1).

［2］李帥帥,施安,張恩科,等.編碼技術及其應用［J］.中國衛生質量管理,2012(2).

［3］儲昭武,金彥.管道、管件條形碼管理系統的研究與開發［J］.化工設備與管道,2003(5).