关于铁路行业质量管理信息系统开发的分析与思考

尹洪志

（中国铁路上海局集团有限公司南京电务段，南京 210011）

现阶段在对质量管理信息系统的开发研究中，基于质量全过程控制方面，关于预测预防功能研究不多，基于项目管理的角度，关于实施效果验证分析较少，本论文以此为出发点和切入点，通过铁路车载设备质量控制实际情况为例，对其管理信息系统的开发过程进行分析研究。

1 现状及需求分析

铁路行业现行的较零散的质量管理模式已不能适应质量管理现状和发展趋势，更与铁路信息化发展的需求不相匹配。以铁路车载设备质量管理现状为例，通过对段、车间以及班组等层面的现场调查分析，其存在的主要问题有以下几点。

设备基础信息管理手段单一。设备质量数据记录不全、不详的问题较为突出，信息查询及共享不方便，不能有效支撑质量管理工作的开展。

设备检修作业流程缺乏技术管理手段。主要依靠人工卡控，不能有效提示检修超期修、过剩修和超范围修，不利于实现质量控制全过程的闭环管理。

预防预警作用得不到充分体现。设备出现的质量信息不能在第一时间传递到决策者手里，信息反馈滞后，导致管理者不能及时有效的作出正确决策。

基于以上分析，迫切需要建立一个质量管理信息综合平台，实现质量信息共享和快速反应，满足各个层级人员关于设备质量综合管理的实际需要。

2 系统功能目标确定

综合现状及需求分析，充分考虑现行质量管理各方面问题和因素，铁路车载设备质量管理信息系统（简称系统）的总体目标内容确定为：以设备质量管理为核心，建立集设备基础信息管理、检测检修管理以及质量跟踪分析为一体的综合管理平台，实现质量管理有标准、有计划、有控制、有追溯、有闭环的管理模式，提升专业管理工作效率。其具体目标可以表述为：

支持全过程质量管理，详细记录有关质量管理人员以及设备生命周期各个环节质量活动和质量信息；针对质量提高计划的制定，系统给出详实的数据分析依据，且实时监督其执行情况；建立完善的质量信息数据库，实现资源共享和质量在线管理，为各级管理人员实时提供全面的质量信息，便于及时进行质量决策。

3 系统关键环节设计

系统的总目标是及时跟踪设备质量数据信息，通过对原始数据的处理挖掘，以规范的格式进行输出，具体关键环节如下。

1）业务流程优化

重点对质量管理全过程进行综合分析研究，主要开发基础数据管理、设备基础信息管理、检测检修管理以及质量分析管理共4个主要模块。

基础数据管理模块：实现对用户权限管理、设备类型编码、单位编码、存放点设置、流动类型编码等基础数据进行维护管理。

设备基础信息管理：全面反应设备的类型、生产厂家、使用单位、出厂编号、生产日期、状态等信息，详细记录设备流动的各个环节并实现可追溯目标，实时准确定位设备状态和位置。

检测检修管理：专业管理部门制定设备质量提高计划，现场班组按照设备检修周期及工艺标准开展检修作业，系统对整个过程进行记录跟踪。

质量分析管理：系统统计汇总各类质量项点信息，进行综合分析，以图表和报表的形式反应设备质量的运用趋势，为落实设备的预防修和状态修提供准确的参考依据。

2）系统体系架构

系统基于既有硬件、网络资源的基础上，单独构建质量管理信息系统的数据库服务器、数据总线服务器、接口服务器、汇总分析服务器、应用服务器。采用C/S模式，运用.NET技术，采用ADO.NET技术访问数据。系统从逻辑上分为用户层、业务层、数据处理层，层与层之间的关系及各层组成如图1所示。

图1 系统数据逻辑结构图Fig.1 System data logical structure diagram

3）系统功能设计

系统软、硬件采用模块化结构，确保系统的延续性、灵活性和可扩展性，遵循向下兼容、向上扩展的设计原则。人机交互界面友好，操作简单，具有较强的兼容性。其主要特点有以下几点。

a.业务涵盖面广：涉及6个主要部门，包括电务处车载科、检测所，电务段信息科、调度科、车载设备车间、检修（运行维护）班组；4个核心业务，包括设备基础信息管理、设备检测检修管理、设备质量跟踪分析及在线决策；3个管理层级，包括车间、电务段、电务处。系统为各级管理人员提供适应岗位管理需求的信息流转。b.流程标准化：设备信息采集标准化，检修测试标准化，质量信息数据标准化，流程可扩展，适应新流程的建立。c.效率最大化：设备登记效率高，质量分析效率高，管理决策效率高。d.环节全卡控：设备各类维修记录实时查询，质量问题信息流转实现闭环卡控，各个环节可追溯。

4）系统运用关键技术

质量信息追溯技术：为实现质量可追溯的目标，规范建立了设备质量信息的收集、标识、追溯制度等内容，运用条形码技术作为质量追溯的基础，保证设备在每个环节都有完整的质量记录，为提高质量管理的效率提供技术支撑。质量追溯开始于查找问题和分析问题，通过试探查找、决策、分析，最终找出产生质量问题的根源。根据对问题的处理过程建立质量追溯的知识库，积累经验，当有类似质量问题发生时，可以依据各类质量信息固化分析路径，快速发现解决问题，提高质量问题的发现和解决效率。

信息系统开发技术：该系统基于Microsoft的.NET技术实现，具有很好的稳定性和易用性，具体运用到以下5个方面的关键技术：一是采用通用语言运行时，CLR管理应用的整个生命周期，查找代码、编译、加载相关的类、管理其执行，并确保自动内存管理；二是使用.NET框架中的程序集打包可执行代码和安全管理；三是使用程序集将不同编程语言创建的模块结合起来，使用.NET程序集不同语言代码可以并存，并且可以实现交互；四是使用委托，在Microsoft Windows编程中，当一个函数使用收到的函数指针来调用另一个函数时，就会发生回调。五是使用ADO.NET与数据源交互，通过SqlConnection对象管理与数据源的连接；通过SqlCommand对象与数据源交流并发送命令。

4 系统各项功能实现

系统重点对质量分析管理模块功能进行深入开发，基于对设备质量信息的汇总，实现对车载设备质量运用情况的归类分析，包括机车分布统计分析、设备类型统计分析、厂家统计分析以及故障分类统计分析等，并自动生成各类统计分析柱状图和故障趋势分析曲线图，直观显示设备质量存在的倾向性问题，为各级管理人员针对质量问题制定对策措施，提供技术支持和决策依据，符合车载设备质量持续改进的基本要求。显示界面如图2、3所示。

图2 设备类型分布信息柱状图Fig.2 Histogram of equipment type distribution information

图3 故障统计分析曲线图Fig.3 Failure statistics and analysis curve

5 系统应用效果分析

目前系统在南京电务段得到推广应用，系统贴近实际、功能完善、业务流程规范，结果充分表明能够满足各个部门、各级管理人员对质量管理的实际需求，有效提高了质量管理效率，为构建完善车载设备质量安全保证体系提供技术保障。具体体现在以下几个方面。

1）质量决策更加科学

该系统为制定质量提高计划提供直观准确的依据。如2017年度关于车载设备速度传感器运用质量分析中，系统给出的数据统计为各类异常信息72件，其中中国南车集团公司生产的产品30件，占比为42%；通过进一步深入分析，发生的30件中同为2015批次生产的，集中在同一生产厂家。针对此情况，各级专业管理部门高度重视，及时组织厂家进一步分析问题根源，最终确定为2015批次出厂的产品在生产工艺方面以及元器件筛选方面存在一定的缺陷，基于分析结论，专业管理部门果断决策，组织厂家及时召回2015批次出厂的所有产品，运用中的设备立即作更换处理，备品全数召回。正由于该系统统计质量信息准确，定位追溯明确，使得决策更加科学，采取措施更加具有针对性，更加切实有效。

2）质量控制更加精准

2017年4～10月份，该系统连续监测到机车信号设备多次出现途中灭灯现象，严重影响设备运用质量，通过对比该设备运用质量历史数据，结合系统给出的设备批次追溯定位，确定为2014批次机车信号设备存在突出隐患，通过综合测试以及记录数据分析，机车信号灭灯的原因为：机车信号B主机板上的U21光耦反馈输出电路前级电阻排RD1的14、15脚短路，导致U21光耦输出反馈检查错误，基于故障导向安全原则，进而导致主机复位，出现灭灯现象。针对此情况，电务段集中开展一次专项整治活动，对涉及到的所有设备全面下车进行综合测试，排查是否存在类似问题，同时联合厂家积极开展技术攻关，通过集中整治，及时消除设备存在突出隐患，确保上线运用质量。

3）专业管理更加规范

一是解决质量信息孤岛问题，为各级人员提供了一个信息共享的平台，实现全员参与、集体决策；二是实现质量信息的跟踪追溯，一旦设备质量出现问题，系统能够进行准确的分析定位，有利于责任认定和质量持续改进；三是优化设备基础管理台账，提升现场一线的管理效率，实现数据信息共享，方便查询以及数据的统计分析，大大提升质量管理水平，符合铁路信息化管理的发展要求。

系统作为一个信息化管理平台，为及时响应并处置质量隐患，提高质量控制水平发挥了至关重要的作用。但日常应用中发现，系统还存在一些问题有待进一步改进和优化：一是智能化方面需要提升。目前该系统只是对设备质量信息进行阶段性的归类统计和分析汇总，给出设备运用质量的趋势，没有实现关键质量信息的实时报警提示，在智能化方面还远远不够；二是一体化方面存在不足。系统中各功能模块之间关联度不够，尤其是设备途中运行暴露出的设备隐患和日常设备检测检修还不能进行有效的关联，可能存在系统在统计各类质量信息时存在一定的偏差；三是易用性方面还需优化。系统是否具有良好的操作性至关重要，决定着是否受到现场一线职工的主动深入参与。在使用该系统过程中发现，在设备基础信息的录入以及设备质量信息处置闭环方面的各个环节方面还需优化。

针对系统运用过程中暴露出的问题和不足，提出改进建议如下：一是完善质量项点数据库，在系统设置中勾选关键质量项点，凡设备在运用过程中触发有关联的质量信息，及时弹出报警提示框，提升设备质量改进的及时性，更加符合智能化发展的趋势；二是充分利用无线传输系统，使设备运用中暴露出的隐患能够及时传输至该系统当中，在隐患未处置以前，检修工作不能开展，进而使得该系统在一体化方面不断得到改进和完善；三是针对基础信息的采集方面，应做到与厂家出厂的有关信息结合起来，减少现场工作量；针对处置闭环方面，进一步优化流程，在上一步骤完成后，应对下一环节的责任人员给予提示和提醒，以便实现质量信息的闭环管理。

本文对铁路车载设备质量管理信息系统开发进行分析研究，目标是规范质量管理流程，实现质量信息快速响应，提升各级管理人员决策的科学合理性，提高质量管理的工作效率。为铁路行业不断改进设备质量管理进行了积极的探索和尝试，在铁路行业质量管理信息系统开发研究方面具有一定借鉴意义。