關于鐵路行業質量管理信息系統開發的分析與思考

尹洪志

（中國鐵路上海局集團有限公司南京電務段，南京 210011）

現階段在對質量管理信息系統的開發研究中，基于質量全過程控制方面，關于預測預防功能研究不多，基于項目管理的角度，關于實施效果驗證分析較少，本論文以此為出發點和切入點，通過鐵路車載設備質量控制實際情況為例，對其管理信息系統的開發過程進行分析研究。

1 現狀及需求分析

鐵路行業現行的較零散的質量管理模式已不能適應質量管理現狀和發展趨勢，更與鐵路信息化發展的需求不相匹配。以鐵路車載設備質量管理現狀為例，通過對段、車間以及班組等層面的現場調查分析，其存在的主要問題有以下幾點。

設備基礎信息管理手段單一。設備質量數據記錄不全、不詳的問題較為突出，信息查詢及共享不方便，不能有效支撐質量管理工作的開展。

設備檢修作業流程缺乏技術管理手段。主要依靠人工卡控，不能有效提示檢修超期修、過剩修和超范圍修，不利于實現質量控制全過程的閉環管理。

預防預警作用得不到充分體現。設備出現的質量信息不能在第一時間傳遞到決策者手里，信息反饋滯后，導致管理者不能及時有效的作出正確決策。

基于以上分析，迫切需要建立一個質量管理信息綜合平臺，實現質量信息共享和快速反應，滿足各個層級人員關于設備質量綜合管理的實際需要。

2 系統功能目標確定

綜合現狀及需求分析，充分考慮現行質量管理各方面問題和因素，鐵路車載設備質量管理信息系統（簡稱系統）的總體目標內容確定為：以設備質量管理為核心，建立集設備基礎信息管理、檢測檢修管理以及質量跟蹤分析為一體的綜合管理平臺，實現質量管理有標準、有計劃、有控制、有追溯、有閉環的管理模式，提升專業管理工作效率。其具體目標可以表述為：

支持全過程質量管理，詳細記錄有關質量管理人員以及設備生命周期各個環節質量活動和質量信息；針對質量提高計劃的制定，系統給出詳實的數據分析依據，且實時監督其執行情況；建立完善的質量信息數據庫，實現資源共享和質量在線管理，為各級管理人員實時提供全面的質量信息，便于及時進行質量決策。

3 系統關鍵環節設計

系統的總目標是及時跟蹤設備質量數據信息，通過對原始數據的處理挖掘，以規范的格式進行輸出，具體關鍵環節如下。

1）業務流程優化

重點對質量管理全過程進行綜合分析研究，主要開發基礎數據管理、設備基礎信息管理、檢測檢修管理以及質量分析管理共4個主要模塊。

基礎數據管理模塊：實現對用戶權限管理、設備類型編碼、單位編碼、存放點設置、流動類型編碼等基礎數據進行維護管理。

設備基礎信息管理：全面反應設備的類型、生產廠家、使用單位、出廠編號、生產日期、狀態等信息，詳細記錄設備流動的各個環節并實現可追溯目標，實時準確定位設備狀態和位置。

檢測檢修管理：專業管理部門制定設備質量提高計劃，現場班組按照設備檢修周期及工藝標準開展檢修作業，系統對整個過程進行記錄跟蹤。

質量分析管理：系統統計匯總各類質量項點信息，進行綜合分析，以圖表和報表的形式反應設備質量的運用趨勢，為落實設備的預防修和狀態修提供準確的參考依據。

2）系統體系架構

系統基于既有硬件、網絡資源的基礎上，單獨構建質量管理信息系統的數據庫服務器、數據總線服務器、接口服務器、匯總分析服務器、應用服務器。采用C/S模式，運用.NET技術，采用ADO.NET技術訪問數據。系統從邏輯上分為用戶層、業務層、數據處理層，層與層之間的關系及各層組成如圖1所示。

圖1 系統數據邏輯結構圖Fig.1 System data logical structure diagram

3）系統功能設計

系統軟、硬件采用模塊化結構，確保系統的延續性、靈活性和可擴展性，遵循向下兼容、向上擴展的設計原則。人機交互界面友好，操作簡單，具有較強的兼容性。其主要特點有以下幾點。

a.業務涵蓋面廣：涉及6個主要部門，包括電務處車載科、檢測所，電務段信息科、調度科、車載設備車間、檢修（運行維護）班組；4個核心業務，包括設備基礎信息管理、設備檢測檢修管理、設備質量跟蹤分析及在線決策；3個管理層級，包括車間、電務段、電務處。系統為各級管理人員提供適應崗位管理需求的信息流轉。b.流程標準化：設備信息采集標準化，檢修測試標準化，質量信息數據標準化，流程可擴展，適應新流程的建立。c.效率最大化：設備登記效率高，質量分析效率高，管理決策效率高。d.環節全卡控：設備各類維修記錄實時查詢，質量問題信息流轉實現閉環卡控，各個環節可追溯。

4）系統運用關鍵技術

質量信息追溯技術：為實現質量可追溯的目標，規范建立了設備質量信息的收集、標識、追溯制度等內容，運用條形碼技術作為質量追溯的基礎，保證設備在每個環節都有完整的質量記錄，為提高質量管理的效率提供技術支撐。質量追溯開始于查找問題和分析問題，通過試探查找、決策、分析，最終找出產生質量問題的根源。根據對問題的處理過程建立質量追溯的知識庫，積累經驗，當有類似質量問題發生時，可以依據各類質量信息固化分析路徑，快速發現解決問題，提高質量問題的發現和解決效率。

信息系統開發技術：該系統基于Microsoft的.NET技術實現，具有很好的穩定性和易用性，具體運用到以下5個方面的關鍵技術：一是采用通用語言運行時，CLR管理應用的整個生命周期，查找代碼、編譯、加載相關的類、管理其執行，并確保自動內存管理；二是使用.NET框架中的程序集打包可執行代碼和安全管理；三是使用程序集將不同編程語言創建的模塊結合起來，使用.NET程序集不同語言代碼可以并存，并且可以實現交互；四是使用委托，在Microsoft Windows編程中，當一個函數使用收到的函數指針來調用另一個函數時，就會發生回調。五是使用ADO.NET與數據源交互，通過SqlConnection對象管理與數據源的連接；通過SqlCommand對象與數據源交流并發送命令。

4 系統各項功能實現

系統重點對質量分析管理模塊功能進行深入開發，基于對設備質量信息的匯總，實現對車載設備質量運用情況的歸類分析，包括機車分布統計分析、設備類型統計分析、廠家統計分析以及故障分類統計分析等，并自動生成各類統計分析柱狀圖和故障趨勢分析曲線圖，直觀顯示設備質量存在的傾向性問題，為各級管理人員針對質量問題制定對策措施，提供技術支持和決策依據，符合車載設備質量持續改進的基本要求。顯示界面如圖2、3所示。

圖2 設備類型分布信息柱狀圖Fig.2 Histogram of equipment type distribution information

圖3 故障統計分析曲線圖Fig.3 Failure statistics and analysis curve

5 系統應用效果分析

目前系統在南京電務段得到推廣應用，系統貼近實際、功能完善、業務流程規范，結果充分表明能夠滿足各個部門、各級管理人員對質量管理的實際需求，有效提高了質量管理效率，為構建完善車載設備質量安全保證體系提供技術保障。具體體現在以下幾個方面。

1）質量決策更加科學

該系統為制定質量提高計劃提供直觀準確的依據。如2017年度關于車載設備速度傳感器運用質量分析中，系統給出的數據統計為各類異常信息72件，其中中國南車集團公司生產的產品30件，占比為42%；通過進一步深入分析，發生的30件中同為2015批次生產的，集中在同一生產廠家。針對此情況，各級專業管理部門高度重視，及時組織廠家進一步分析問題根源，最終確定為2015批次出廠的產品在生產工藝方面以及元器件篩選方面存在一定的缺陷，基于分析結論，專業管理部門果斷決策，組織廠家及時召回2015批次出廠的所有產品，運用中的設備立即作更換處理，備品全數召回。正由于該系統統計質量信息準確，定位追溯明確，使得決策更加科學，采取措施更加具有針對性，更加切實有效。

2）質量控制更加精準

2017年4～10月份，該系統連續監測到機車信號設備多次出現途中滅燈現象，嚴重影響設備運用質量，通過對比該設備運用質量歷史數據，結合系統給出的設備批次追溯定位，確定為2014批次機車信號設備存在突出隱患，通過綜合測試以及記錄數據分析，機車信號滅燈的原因為：機車信號B主機板上的U21光耦反饋輸出電路前級電阻排RD1的14、15腳短路，導致U21光耦輸出反饋檢查錯誤，基于故障導向安全原則，進而導致主機復位，出現滅燈現象。針對此情況，電務段集中開展一次專項整治活動，對涉及到的所有設備全面下車進行綜合測試，排查是否存在類似問題，同時聯合廠家積極開展技術攻關，通過集中整治，及時消除設備存在突出隱患，確保上線運用質量。

3）專業管理更加規范

一是解決質量信息孤島問題，為各級人員提供了一個信息共享的平臺，實現全員參與、集體決策；二是實現質量信息的跟蹤追溯，一旦設備質量出現問題，系統能夠進行準確的分析定位，有利于責任認定和質量持續改進；三是優化設備基礎管理臺賬，提升現場一線的管理效率，實現數據信息共享，方便查詢以及數據的統計分析，大大提升質量管理水平，符合鐵路信息化管理的發展要求。

系統作為一個信息化管理平臺，為及時響應并處置質量隱患，提高質量控制水平發揮了至關重要的作用。但日常應用中發現，系統還存在一些問題有待進一步改進和優化：一是智能化方面需要提升。目前該系統只是對設備質量信息進行階段性的歸類統計和分析匯總，給出設備運用質量的趨勢，沒有實現關鍵質量信息的實時報警提示，在智能化方面還遠遠不夠；二是一體化方面存在不足。系統中各功能模塊之間關聯度不夠，尤其是設備途中運行暴露出的設備隱患和日常設備檢測檢修還不能進行有效的關聯，可能存在系統在統計各類質量信息時存在一定的偏差；三是易用性方面還需優化。系統是否具有良好的操作性至關重要，決定著是否受到現場一線職工的主動深入參與。在使用該系統過程中發現，在設備基礎信息的錄入以及設備質量信息處置閉環方面的各個環節方面還需優化。

針對系統運用過程中暴露出的問題和不足，提出改進建議如下：一是完善質量項點數據庫，在系統設置中勾選關鍵質量項點，凡設備在運用過程中觸發有關聯的質量信息，及時彈出報警提示框，提升設備質量改進的及時性，更加符合智能化發展的趨勢；二是充分利用無線傳輸系統，使設備運用中暴露出的隱患能夠及時傳輸至該系統當中，在隱患未處置以前，檢修工作不能開展，進而使得該系統在一體化方面不斷得到改進和完善；三是針對基礎信息的采集方面，應做到與廠家出廠的有關信息結合起來，減少現場工作量；針對處置閉環方面，進一步優化流程，在上一步驟完成后，應對下一環節的責任人員給予提示和提醒，以便實現質量信息的閉環管理。

本文對鐵路車載設備質量管理信息系統開發進行分析研究，目標是規范質量管理流程，實現質量信息快速響應，提升各級管理人員決策的科學合理性，提高質量管理的工作效率。為鐵路行業不斷改進設備質量管理進行了積極的探索和嘗試，在鐵路行業質量管理信息系統開發研究方面具有一定借鑒意義。