二維碼在動車組零部件管理中的應用

劉 明 王映晟

(中車長春軌道客車股份有限公司工程研究中心，130062，長春//第一作者，工程師)

為確保高速鐵路安全運行，需要對動車組重要零部件在全壽命周期內進行質量跟蹤。目前，動車組重要零部件的履歷還都是在生產過程中通過手工方式記錄，然后再錄入到管理系統中。手工錄入手段原始、效率低下、數據準確性不高。

本文介紹一種通過構建信息管理平臺，采用二維碼標識，利用手持終端掃描儀，進行動車組重要零部件履歷數據錄入與管理的方法。

1 二維碼在鐵路中的應用

二維碼使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字或數值信息，按一定規律在平面上記錄數字化信息。二維碼信息可通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀實現信息自動化處理。二維碼技術不僅具有條碼技術的一些共性，如每種碼制有其特定的字符集，每個字符占有一定的寬度，具有一定的校驗功能等，同時還具有對不同行的信息自動識別功能，及處理圖形旋轉變化功能。

二維碼具有信息儲存量大、保密性高、追蹤性高、抗損性強、備援性大、成本便宜等特性，這些特性特別適用于表單、證照、存貨盤點、資料備援等方面的應用。

2017年，中國鐵路行業正式開始應用二維碼技術。目前，中國鐵路總公司為動車組重要零部件序列號標識制定了統一的二維碼編碼規則及制式要求，具體內容如下：

二維碼碼制：采用符合GB/T 18284標準的快速響應矩陣碼(QR碼)，糾錯等級為H。

二維碼尺寸：推薦尺寸為20 mm×20 mm，如無法滿足，原則上尺寸不得小于10 mm×10 mm。

二維碼內容：寫入的信息分為基本信息、補充信息兩部分，其中基本信息包括序列號(21位)、名稱和生產廠商名稱，中間用分號隔開；基本信息和補充信息間使用“/n”(換行符)隔開。

2 動車組二維碼管理平臺

2.1 二維碼管理平臺構建

動車組重要零部件序列號二維碼的標識，為動車組制造及檢修企業進行數據信息的自動采集提供了媒介；鐵路產品標識代碼系統的建立為動車組重要零部件的序列號采集、校驗提供了數據支撐。以此為基礎構建的序列號二位碼管理平臺系統構架如圖1所示。

圖1 動車組二維碼管理平臺構架

為滿足不同階段、不同環境下的動車組重要零部件管理，所開發的車輛零部件序列號二維碼管理平臺需要能夠支持移動設備，包括電腦、手持終端、手機等設備的條碼掃描，實現車輛、產品及重要零部件在新造、售后、檢修等階段的配置及履歷管理。序列號二位碼管理平臺功能構建如圖2所示。

圖2 動車組二維碼管理平臺功能界面

2.2 構型數據建立

構型管理是一種面向產品全壽命周期的，以產品結構為組織方式，對各階段產品數據進行管理和控制，從而保證產品數據一致性和有效性的產品數據管理方式，是車輛二維碼管理平臺的數據支撐。動車組序列號二維碼管理平臺支持構型數據的搭建，可形成產品構型模板，用于產品實例。動車組構型數據按照一定規則建立，按級別可依次分為動車組、車型、系統、產品及物料等數據類型。動車組典型的構型數據如圖3所示。

圖3 動車組構型數據界面

2.3 作業管理

動車組序列號二維碼管理平臺的作業管理是對動車組裝配、售后及檢修管理的具體操作，是序列號二維碼的核心管理內容，包括作業的創建、執行及關閉管理。動車組作業管理流程如圖4所示。

2.3.1 作業創建

動車組序列號二維碼管理平臺的作業管理目標可以是項目、車型，也可以是單一產品。操作用戶可通過新增作業單進行作業的創建，作業單內容主要包括名稱、作業類型、作業目標、開始時間等。作業單創建后須按單執行，作業完成后可關閉作業任務。

動車組二維碼管理平臺支持多類型作業，執行人員可以通過構型數據進行操作，如可通過點擊構型數據上的任意節點實現部件的拆裝操作，并且作業過程中的所有操作都將記錄在案。每一個作業都會由執行人指定質檢人員進行審核，審核通過后該作業方可關閉。

圖4 動車組作業管理流程圖

移動端支持3種終端，分別為手持掃描槍(PDA)、安卓手機端、蘋果手機端，可實現不同場景下的應用。通過移動端APP掃描二維碼完成料件的識別，依照作業項目在新造、售后、檢修等工作過程中形成維護物料的配置信息。移動端功能構架如圖5所示。

圖5 作業管理移動端功能架構

動車組二維碼管理平臺設置系統服務器，動車組新造、檢修等相關作業的訪問和操作均由內網提供服務。PDA或移動手機通過Wi-Fi接入內網，動車組各售后服務站PDA、移動手機通過互聯網與安全防護平臺接入外網應用服務器。網絡邏輯結構如圖6所示。

圖6 作業管理網絡邏輯結構圖

2.3.2 作業執行與關閉

動車組二維碼管理平臺的PC端和移動端均支持動車組重要部件的作業管理，用戶可通過點擊、篩選或搜索作業單的方式進行操作。平臺會對作業進行分類標識，未關閉的作業顯示為綠色，代表可以執行操作，而關閉的作業顯示為灰色，只能查看不能操作，如圖7所示。

a) 作業單b) 查詢結果

在作業執行界面，點擊某一條作業后進入作業詳情界面，可展示該作業的作業名稱、作業目標、作業單號、類型等信息，同時，支持多種方式的節點篩選，包含層級選擇(類似樹形篩選)、圖片定位(爆炸圖)、掃碼清單等，如圖8所示。

當選定某個作業后，操作者通過手持終端對零部件二維碼標識進行掃描操作，平臺會自動提取與解析二維碼中的數據，并自動與產品構型數據進行校驗。當所掃描部件序列號信息符合安裝規則后，二維碼中的數據會自動錄入平臺，并將掃描過程全部進行記錄，形成車輛的履歷信息。

a) 作業詳情界面

b) 對應的車型

作業執行完成后，平臺自動將作業信息提交給指定質檢人，待質檢人對作業情況確認后，該項作業將會關閉。對于動車組裝配或檢修，所有的作業全部完成后整車作業將自動關閉，并形成最終的履歷信息。

3 結語

本文通過對動車組零部件序列號二維碼管理平臺應用的介紹，闡述了二維碼標識在動車組重要零部件管理中的應用。利用手持終端掃描的方式對零部件序列號進行記錄及校驗，提高了數據準確性和工作效率，實現了動車組從制造、運維到檢修的全壽命周期內履歷數字化管理。