动车组关键配件信息追溯条形码管理系统的设计与实现

张笑天，麻 磊，张绍哲，黄元兴

（1.广州铁路（集团）公司 广州动车段，广州 510088；2.中国铁道科学研究院 电子计算技术研究所，北京 100081）

动车组关键配件信息追溯条形码管理系统的设计与实现

张笑天1，麻 磊2，张绍哲2，黄元兴1

（1.广州铁路（集团）公司 广州动车段，广州 510088；2.中国铁道科学研究院 电子计算技术研究所，北京 100081）

本文采用条形码识别手段，开发了条形码管理系统，对动车组关键配件信息追溯进行管理。通过制定科学的编码方式，不仅提高仓库的利用率和现场操作人员的工作效率，还可对配件的批次、使用状况及作业过程等进行管理和安全卡控。为保证关键配件在运用中的维修质量，通过条形码标签识别手段实现配件入库验收、检修作业、故障处理、委托修、报废等状态跟踪以及全生命周期管理和作业过程安全卡控，确保整个铁路局动车组运用的检修生产质量和行车安全。

动车组；关键配件；追溯；条形码

动车组作为高新技术的集成体，其配件种类多、规格复杂、技术含量高、对配件的生产制造要求高，且有严格的质量可靠性和存储时效性要求。关键配件的质量直接关系到动车组的安全性和可靠性，特别是对动车组关键配件作业的卡控，传统的配件出入库管理、盘点等作业已不能满足关键配件信息化跟踪管理的需要。

针对上述问题，本文提出对动车组关键配件实行电子标签信息化的跟踪管理方案，鉴于目前条形码技术成熟[1]、简单易行、成本低廉等优点，决定采用条形码识别手段，开发动车组关键配件信息追溯条形码管理系统，对仓储进行管理，以提高仓库的利用率和现场操作人员的工作效率。其基本思路是：

（1）将所有需要进行单品管理的关键配件根据条形码的编码要求制作条形码；

（2）用条码打印机将条形码打印出来贴在关键配件上；

（3）通过扫描枪对条形码进行扫描，该条形码中所包含的配件的所有基本属性将一并反映出来，其中包括物资编码、物资名称、单价、规格型号、计量单位、供应商信息等。

1 系统概述

1.1 开发平台

目前，动车组检修物流管理信息系统已实现领料管理、采购管理、回收管理、仓储管理、配送管理、消耗统计等功能，满足动车组配件的出入库、调拨、盘点、回收、批次管理等仓储管理需求。因此动车组关键配件信息追溯条形码管理系统在既有的动车组检修物流管理信息系统基础上进行拓展和开发是经济科学、切实可行的[7]。

1.2 开发目标

依据铁道部颁发的《铁路运输企业高价互换配件管理办法》中的相关规定，力争建立一个对动车组重要配件的信息化标签识别管理系统。为保证关键配件在运用中的维修质量，通过标签识别手段实现配件状态跟踪以及全生命周期管理，确保整个铁路局运用的检修生产质量和行车安全，系统对关键配件的管理提出3个目标。

（1）在仓储管理中，通过条形码，实现动车重要配件出入库、调拨、库存盘点、退库、报废等仓储管理和履历管理功能，满足对重要配件的单品信息管理。

（2）利用条形码对重要配件进行管理，与检修生产紧密结合，实现对重要高价配件的检修、装车运用、仓储管理以及配件报废的状态跟踪，全面掌握高价互换配件的生产和流通过程，保障配件全面有效地实时监控信息化管理。

（3）通过严格规范的条形码标签识别手段，实现对规定的关键配件与主机厂、动车组管理信息系统技术、履历、配属等子系统的数据交互。实现关键配件从车组新造装车、检修、故障处理、委托修、报废等全生命周期管理，确保动车组检修生产质量和行车安全。

1.3 逻辑架构

系统功能采用分层架构设计，既增强了系统开发部署的灵活性，也加强了系统的安全性。

系统逻辑架构如图1所示。

1.4 网络结构

动车组关键配件信息追溯条形码管理系统依托铁路计算机网，采用段集中模式部署在铁路计算机网的各级局域网中，动车段内各车间和运用所分别建设本地局域网，通过专线通道接入铁路计算机网。

网络结构如图2所示。

图1 系统逻辑架构图

图2 系统网络结构图

2 系统实现

2.1 应用功能层

应用功能层包含了条形码管理系统的所有应用功能，其中，管理终端主要有仓储管理、条形码配置管理、重要配件更换记录管理、重要配件履历查询、重要配件状态查询等，实现条形码的编制与打印，通过条形码技术实现关键配件的出仓储管理和检修作业信息回填，支持单件配件的履历、库存和状态查询。

手持机终端主要有出入库、调拨、退库、配件回填等。通过条码扫描识别技术实现关键配件的仓储管理和配件跟踪信息的回填。

2.2 基础平台层

基础平台层主要包含基于.net平台的WCF（Windows Communication Foundation）框架、工作流引擎、权限安全管理、数据同步平台等。其中，工作流引擎采用自定义开发的流程配置支持管理模块，权限安全管理采用框架提供的管理模块，数据同步平台采用自主开发的数据库同步管理模块。

2.3 数据整合层

有内部数据和外部数据，其中，内部数据是指条形码管理系统以动车组检修物流管理系统为依托，与其他动车组管理信息系统子系统的业务数据交互，主要涉及检修管理、作业管理、设备管理、技术管理、质量管理、安全管理、综合管理各子系统。外部数据主要包含铁路物资管理信息系统、立体仓库操作系统、主机厂配件管理系统、检修物流管理系统共享交互的动车配件目录、财务科目、物资编码、部产品标识代码、库存信息等基础数据，通过铁路计算机网或信息安全平台进行共享交互。

2.4 与其他系统接口

动车组关键配件信息追溯条形码管理系统依托动车组检修物流管理信息系统，作为检修生产支撑需要与检修计划、作业任务、故障信息等生产检修信息紧密结合，系统通过调用动态链接库接口的方式获取生产检修物料清单（BOM，Bill of Material）、配送需求、存储要求，并提供关键配件仓储、委外等技术管理信息。同时，该系统的功能实现还需依靠动车组检修物流管理信息系统与铁路物资管理信息系统、主机厂配件中心管理系统、立体仓库操作系统进行数据交互，系统通过Webservcie服务方式实现数据交互，满足物资部门仓储管理要求，促成各系统连接共享信息，采用统一配件编码进行网络化业务处理[5]。图3为外部接口示意图。

2.5 设备接口

条形码是迄今为止最经济、实用的一种自动识别技术。具有输入速度快、可靠性高、采集信息量大、灵活实用以及成本低廉等优点[2～3]。鉴于关键配件在仓储管理中的信息追溯，本系统中采用Code 128码制规则，把关键配件信息制作为18 bit条码，前12 bit是物资编码（全路统一），后6 bit是该配件的顺号。

图3 外部接口示意图

ZPL语言是斑马条码打印机工业型号用的语言，利用这种编程语言，编辑好一个打印的指令集，发送给条码打印机，条码打印机就会按照事先编辑的命令进行打印工作，本系统中实现斑马打印机接口和ZPL语言的交互，方便、快捷完成条形码的编制和打印。

3 硬件应用

3.1 网络组成

动车段内各车间和运用所分别建设本地局域网，所有计算机终端连接本地局域网，通过专线通道接入铁路计算机网；同时，各车间和运用所部署无线访问接入点（AP，Access Point），手持机通过无线AP连接本地局域网，通过专线通道接入铁路计算机网。

3.2 条码打印机

本系统选用斑马条码打印机，该打印机在原型打印机基础上增加了液晶面板控制、ZebraLink网络连接以及更大的内存空间等。此外，该款打印机功能灵活，操作简单，可根据用户需求按需打印符合要求的标签。

3.3 手持机

本系统采用M3型手持机，机内配置Windows CE 5.0或Windows Mobile，这2种操作系统可任选。在网络环境安装了无线局域网控制器的情况下，可实现快速无缝漫游。即在检修库内移动时，手持机从连接一个路由，转换到连接另一个路由，所需时间只有几十毫秒。

4 系统优点

4.1 实现关键配件的仓储信息化管理

在仓储管理中，利用手持机和条形码识别技术，与检修生产紧密结合，实现动车重要配件出入库、调拨、退库、报废等仓储管理和履历管理功能，满足对重要配件的单品信息管理。更重要的是，能准确及时地反映库存物资的动态情况，物资的出、入库变化都能随时随地反映，做到账物相符，从而为合理编制物资采购计划提供可靠的依据。

4.2 实现关键配件在检修作业中的状态跟踪和作业卡控

关键配件的条码管理，与检修生产紧密结合，实现对关键配件的检修、装车运用、仓储管理以及配件报废的状态跟踪，掌握高价互换配件的流通过程。系统利用无线手持机实现配件更换时的信息即时回填，实现了作业人员、工长、质检员、技术员等关键配件作业信息的逐级确认，完成作业过程的逐级卡控。

4.3 支持关键配件全生命周期管理和成本卡控

利用条形码扫描识别技术对动车组关键配件进行信息化管理，快速、准确、及时地完成了动车组关键配件各种业务信息的采集、处理和传递，实现动车组关键配件全生命周期管理，为动车组的高效检修、安全运营和维修成本管控提供有力的支持。同时，物资的动态消耗有明确的历史记录，通过单列车组、修程、车型、里程、检修单位等多种维度检修物资消耗统计信息，为成本分析、预算定额管理等提供有力的数据支持，从而实现配件的成本管理卡控[6]。

5 结束语

本系统通过引用条形码技术，建立了一个对动车组关键配件的信息化跟踪管理系统，实现了开发目标。通过标签识别手段实现了配件状态跟踪以及全生命周期管理，保证了关键配件在运用中的维修质量，进而确保了整个铁路局运用的检修生产质量和行车安全。其中，在仓储管理中，通过条形码或电子标签识别，实现了动车重要配件出入库、调拨、退库、报废等仓储管理和履历管理功能，基本满足了对重要配件的单品信息管理。同时与检修生产紧密结合，进一步实现了对重要高价配件的检修、装车运用、仓储管理以及配件报废的状态跟踪，全面掌握高价互换配件的生产和流通过程，保障了配件全面有效的实时监控信息化管理。最重要的是，通过严格规范的标签识别手段，本系统实现了对规定的关键配件与主机厂、动车组管理信息系统技术、履历、配属等子系统的数据交互。实现关键配件从车组新造装车、检修、故障处理、委托修、报废等全生命周期管理，确保了动车组检修生产质量和行车安全。目前该系统已经在广州铁路（集团）公司广州动车段进行试运行，效果良好。

[1]王立忠. 条形码技术在现代仓储管理中的研究与应用[J].信息技术与信息化，2009（4）：12-14.

[2]梁家海，陈 海. RFID技术在仓储管理中的应用[J]. 微机计算机信息，2008（20）.

[3]刘世峰. 射频识别技术在仓储管理中的应用[J]. 物流技术, 2007（26）：6.

[4]王 莉. 物流学导论[M]. 北京：中国铁道出版社，1997.

[5]王 莹. 动车组运用计划和检修计划的优化方法研究 [D].北京：北京交通大学，2009.

[6]苏顺虎. 铁路物流系统理论与规划方法[M].北京：中国铁道出版社, 2010.

[7]中华人民共和国铁道部运输局. 动车组管理信息系统总体方案[Z].北京：中华人民共和国铁道部运输局，2009.

[8]宋安臣，刘 峰，张 春. 基于RFID技术的动车组检修配件供应链管理[D].北京：北京交通大学，2011.

责任编辑 杨利明

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

张笑天，工程师；麻 磊，研究实习员。

1005-8451（2014）01-0018-04