二维码在动车组零部件管理中的应用

刘 明 王映晟

(中车长春轨道客车股份有限公司工程研究中心，130062，长春//第一作者，工程师)

为确保高速铁路安全运行，需要对动车组重要零部件在全寿命周期内进行质量跟踪。目前，动车组重要零部件的履历还都是在生产过程中通过手工方式记录，然后再录入到管理系统中。手工录入手段原始、效率低下、数据准确性不高。

本文介绍一种通过构建信息管理平台，采用二维码标识，利用手持终端扫描仪，进行动车组重要零部件履历数据录入与管理的方法。

1 二维码在铁路中的应用

二维码使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字或数值信息，按一定规律在平面上记录数字化信息。二维码信息可通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读实现信息自动化处理。二维码技术不仅具有条码技术的一些共性，如每种码制有其特定的字符集，每个字符占有一定的宽度，具有一定的校验功能等，同时还具有对不同行的信息自动识别功能，及处理图形旋转变化功能。

二维码具有信息储存量大、保密性高、追踪性高、抗损性强、备援性大、成本便宜等特性，这些特性特别适用于表单、证照、存货盘点、资料备援等方面的应用。

2017年，中国铁路行业正式开始应用二维码技术。目前，中国铁路总公司为动车组重要零部件序列号标识制定了统一的二维码编码规则及制式要求，具体内容如下：

二维码码制：采用符合GB/T 18284标准的快速响应矩阵码(QR码)，纠错等级为H。

二维码尺寸：推荐尺寸为20 mm×20 mm，如无法满足，原则上尺寸不得小于10 mm×10 mm。

二维码内容：写入的信息分为基本信息、补充信息两部分，其中基本信息包括序列号(21位)、名称和生产厂商名称，中间用分号隔开；基本信息和补充信息间使用“/n”(换行符)隔开。

2 动车组二维码管理平台

2.1 二维码管理平台构建

动车组重要零部件序列号二维码的标识，为动车组制造及检修企业进行数据信息的自动采集提供了媒介；铁路产品标识代码系统的建立为动车组重要零部件的序列号采集、校验提供了数据支撑。以此为基础构建的序列号二位码管理平台系统构架如图1所示。

图1 动车组二维码管理平台构架

为满足不同阶段、不同环境下的动车组重要零部件管理，所开发的车辆零部件序列号二维码管理平台需要能够支持移动设备，包括电脑、手持终端、手机等设备的条码扫描，实现车辆、产品及重要零部件在新造、售后、检修等阶段的配置及履历管理。序列号二位码管理平台功能构建如图2所示。

图2 动车组二维码管理平台功能界面

2.2 构型数据建立

构型管理是一种面向产品全寿命周期的，以产品结构为组织方式，对各阶段产品数据进行管理和控制，从而保证产品数据一致性和有效性的产品数据管理方式，是车辆二维码管理平台的数据支撑。动车组序列号二维码管理平台支持构型数据的搭建，可形成产品构型模板，用于产品实例。动车组构型数据按照一定规则建立，按级别可依次分为动车组、车型、系统、产品及物料等数据类型。动车组典型的构型数据如图3所示。

图3 动车组构型数据界面

2.3 作业管理

动车组序列号二维码管理平台的作业管理是对动车组装配、售后及检修管理的具体操作，是序列号二维码的核心管理内容，包括作业的创建、执行及关闭管理。动车组作业管理流程如图4所示。

2.3.1 作业创建

动车组序列号二维码管理平台的作业管理目标可以是项目、车型，也可以是单一产品。操作用户可通过新增作业单进行作业的创建，作业单内容主要包括名称、作业类型、作业目标、开始时间等。作业单创建后须按单执行，作业完成后可关闭作业任务。

动车组二维码管理平台支持多类型作业，执行人员可以通过构型数据进行操作，如可通过点击构型数据上的任意节点实现部件的拆装操作，并且作业过程中的所有操作都将记录在案。每一个作业都会由执行人指定质检人员进行审核，审核通过后该作业方可关闭。

图4 动车组作业管理流程图

移动端支持3种终端，分别为手持扫描枪(PDA)、安卓手机端、苹果手机端，可实现不同场景下的应用。通过移动端APP扫描二维码完成料件的识别，依照作业项目在新造、售后、检修等工作过程中形成维护物料的配置信息。移动端功能构架如图5所示。

图5 作业管理移动端功能架构

动车组二维码管理平台设置系统服务器，动车组新造、检修等相关作业的访问和操作均由内网提供服务。PDA或移动手机通过Wi-Fi接入内网，动车组各售后服务站PDA、移动手机通过互联网与安全防护平台接入外网应用服务器。网络逻辑结构如图6所示。

图6 作业管理网络逻辑结构图

2.3.2 作业执行与关闭

动车组二维码管理平台的PC端和移动端均支持动车组重要部件的作业管理，用户可通过点击、筛选或搜索作业单的方式进行操作。平台会对作业进行分类标识，未关闭的作业显示为绿色，代表可以执行操作，而关闭的作业显示为灰色，只能查看不能操作，如图7所示。

a) 作业单b) 查询结果

在作业执行界面，点击某一条作业后进入作业详情界面，可展示该作业的作业名称、作业目标、作业单号、类型等信息，同时，支持多种方式的节点筛选，包含层级选择(类似树形筛选)、图片定位(爆炸图)、扫码清单等，如图8所示。

当选定某个作业后，操作者通过手持终端对零部件二维码标识进行扫描操作，平台会自动提取与解析二维码中的数据，并自动与产品构型数据进行校验。当所扫描部件序列号信息符合安装规则后，二维码中的数据会自动录入平台，并将扫描过程全部进行记录，形成车辆的履历信息。

a) 作业详情界面

b) 对应的车型

作业执行完成后，平台自动将作业信息提交给指定质检人，待质检人对作业情况确认后，该项作业将会关闭。对于动车组装配或检修，所有的作业全部完成后整车作业将自动关闭，并形成最终的履历信息。

3 结语

本文通过对动车组零部件序列号二维码管理平台应用的介绍，阐述了二维码标识在动车组重要零部件管理中的应用。利用手持终端扫描的方式对零部件序列号进行记录及校验，提高了数据准确性和工作效率，实现了动车组从制造、运维到检修的全寿命周期内履历数字化管理。