導(dǎo)語：鐵路貨車檢修管理系統(tǒng)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：為解決批量修造中的產(chǎn)品配置、質(zhì)量、位置、狀態(tài)等生產(chǎn)信息的全過程管理，設(shè)計(jì)了一種鐵路貨車生產(chǎn)管理通用的檢修管理系統(tǒng)。應(yīng)用結(jié)果表明：本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了企業(yè)車間生產(chǎn)線上產(chǎn)品的實(shí)時(shí)跟蹤管理，加強(qiáng)了對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控和質(zhì)量控制，提高了檢修效率和信息化管理水平。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)；LED；顯示屏；車號(hào)自動(dòng)識(shí)別；二維碼生產(chǎn)

全過程控制幾乎是每個(gè)生產(chǎn)型企業(yè)都會(huì)涉及到的，對(duì)生產(chǎn)線或者車間乃至整個(gè)工廠的生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，同時(shí)也是大數(shù)據(jù)時(shí)代的一個(gè)必然產(chǎn)物，工業(yè)4.0所倡導(dǎo)的前提即為各類數(shù)據(jù)對(duì)接。鐵路貨車檢修管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用不僅能實(shí)現(xiàn)檢修過程控制，還可以提升檢修效率和信息化管理水平。本系統(tǒng)通過軟件對(duì)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、查詢、統(tǒng)計(jì)、顯示、報(bào)表、打印等功能；通過車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛車號(hào)的全自動(dòng)實(shí)時(shí)記錄功能；通過LED提供的驅(qū)動(dòng)函數(shù)、控制卡，實(shí)現(xiàn)LED顯示屏的遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸[1]；通過二維碼傳遞產(chǎn)品相關(guān)的配件配置、生產(chǎn)完工等信息，亦作為質(zhì)量檢查的依據(jù)，檢查配件錯(cuò)裝、漏裝等問題。

1總體設(shè)計(jì)

1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用二級(jí)集散式結(jié)構(gòu)，如圖1所示，即由服務(wù)器、辦公電腦、打印機(jī)、地面讀出設(shè)備AEI、LED顯示屏組成，數(shù)據(jù)通訊通過局域網(wǎng)傳輸。1.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的主要功能分為：1）車輛配置、質(zhì)量、狀態(tài)信息管理，通過MIS系統(tǒng)將需要的數(shù)據(jù)信息錄入預(yù)設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)表中，能自動(dòng)生成生產(chǎn)信息動(dòng)態(tài)報(bào)表。2）車輛在廠位置更新，通過集成硬件設(shè)備自動(dòng)更新或在MIS系統(tǒng)中手動(dòng)更新廠修車位置。3）LED顯示，將需要顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)區(qū)域、顯示數(shù)字大小的判斷和合理組織，使所有數(shù)據(jù)信息顯示在顯示屏的有效區(qū)域，達(dá)到最佳效果；顯示屏的控制與通信功能的主要作用是通過系統(tǒng)參數(shù)，與遠(yuǎn)程顯示屏建立通訊機(jī)制，實(shí)現(xiàn)通信參數(shù)的讀寫和顯示內(nèi)容的發(fā)送[2]。4）二維碼生成，可以將特定信息生成二維碼打印粘貼在指定產(chǎn)品上。

2關(guān)鍵技術(shù)

2.1車號(hào)自動(dòng)識(shí)別。鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)改變由車號(hào)員手工抄錄車號(hào)的傳統(tǒng)方法，在每輛車上裝有能反映車輛特征的無源(或有源)識(shí)別卡，在相關(guān)固定點(diǎn)設(shè)置地面讀取設(shè)備，當(dāng)車輛接近并通過其作用區(qū)域時(shí)，自動(dòng)讀取車載識(shí)別卡的信息。地面設(shè)備將讀取的車號(hào)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行放大、解譯、校核處理后送至管理中心自動(dòng)儲(chǔ)存記錄和打印，以便及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握貨車所在位置和使用情況，管理檢修時(shí)間，工作任務(wù)量等。鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)主要由車輛標(biāo)簽、地面AEI設(shè)備、數(shù)據(jù)識(shí)別讀取程序組成[3]。1）車輛標(biāo)簽：車輛標(biāo)簽作為車輛的主要配件，內(nèi)部存儲(chǔ)器中存有車號(hào)信息及車輛的技術(shù)參數(shù)信息。標(biāo)簽安裝在被識(shí)別車輛的底部中梁上，每輛車安裝一個(gè)標(biāo)簽，該標(biāo)簽相當(dāng)于車輛的“身份證”。2）地面AEI設(shè)備：地面AEI設(shè)備主要由室外的車輪傳感器、地面天線和室內(nèi)的RF射頻裝置、讀出主機(jī)、電源防雷、通信及信號(hào)防雷等部分構(gòu)成。可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地完成對(duì)列車及車輛標(biāo)簽信息的采集，并將采集的信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)識(shí)別讀取程序。3）數(shù)據(jù)識(shí)別讀取程序：接收AEI設(shè)備的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別提取其中的車型、車號(hào)、廠家等信息，存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，并為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理程序提供可用的數(shù)據(jù)源。2.2LED顯示。生產(chǎn)看板在現(xiàn)代工廠占據(jù)重要的位置，作為一種可視化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，它提供豐富的顯示界面，無論是在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)還是在辦公室電腦前都能同步給我們直觀、形象的反映當(dāng)前生產(chǎn)線的實(shí)施生產(chǎn)數(shù)據(jù)，使我們更好地監(jiān)控各條生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀況。近年來，LED技術(shù)發(fā)展十分迅速，已成功地應(yīng)用于社會(huì)各行各業(yè)，得到了社會(huì)的普遍青睞。在對(duì)LED顯示屏的遠(yuǎn)程控制中，免去了單片機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)，直接利用網(wǎng)口/RS232/RS485/USB的控制卡，實(shí)現(xiàn)PC與LED的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和控制。這對(duì)具有多部門、車間物理位置分布不規(guī)則、數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)的企業(yè)來說，利用LED顯示屏對(duì)生產(chǎn)過程的管理和系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)帶來了有利條件，企業(yè)可利用LED提供的驅(qū)動(dòng)函數(shù)、控制卡，直接實(shí)現(xiàn)LED顯示屏的遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)傳輸。2.3二維碼。二維碼作為產(chǎn)品可視化管理的組成部分。具有以下優(yōu)點(diǎn)：高密度編碼，信息容量大；編碼范圍廣；容錯(cuò)能力強(qiáng)，具有糾錯(cuò)功能；編碼可靠性高；可引入加密措施；成本低，易制作，持久耐用。正是基于這些優(yōu)點(diǎn)，二維碼在各行各業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，特別是高科技、物流和零售行業(yè)。生產(chǎn)企業(yè)可以借助有關(guān)產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)，如ERP等，結(jié)合需求情況，動(dòng)態(tài)生成二維碼信息，將二維碼識(shí)別標(biāo)簽打印出來，粘貼到需要的地方。充分利用二維碼，全程管理產(chǎn)品信息及跟蹤物流，使企業(yè)信息化操控產(chǎn)品，工作流程更加簡(jiǎn)單，提高了安全性[4]。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1車輛配置，質(zhì)量，狀態(tài)信息管理。3.1.1配置信息。車體檢修時(shí)，對(duì)出車時(shí)間進(jìn)行預(yù)告知，便于制動(dòng)、車鉤緩沖裝置和轉(zhuǎn)向架的提前配套，可減少制動(dòng)、車鉤緩沖裝置和轉(zhuǎn)向架的保有量。自動(dòng)生成生產(chǎn)信息動(dòng)態(tài)報(bào)表以便各生產(chǎn)部門及生產(chǎn)主管領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)、準(zhǔn)確地了解各個(gè)車間的生產(chǎn)情況，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的問題，更好地進(jìn)行生產(chǎn)安排。3.1.2質(zhì)量信息。結(jié)合質(zhì)量檢驗(yàn)停止點(diǎn)設(shè)置工序質(zhì)量交檢信息網(wǎng)絡(luò)，采取消項(xiàng)管理的模式，輸入、存儲(chǔ)、處理相關(guān)質(zhì)量信息，為實(shí)施管理控制、質(zhì)量改進(jìn)提供依據(jù)；建立售后質(zhì)量故障信息數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了售后質(zhì)量問題錄入、統(tǒng)計(jì)、分析信息化管理，利于針對(duì)典型及慣性質(zhì)量故障制定相應(yīng)的糾正及預(yù)防措施，促進(jìn)質(zhì)量改進(jìn)，提高顧客滿意度。3.1.3狀態(tài)信息。根據(jù)車輛在廠、各車間的天數(shù)，顯示不同的顏色，通過醒目的顏色進(jìn)行提醒，起到預(yù)警作用。3.2車輛在廠位置更新。3.2.1部門之間。車輛在各車間之間的位置通過地面讀出設(shè)備AEI獲取，并提交信息到MIS系統(tǒng)進(jìn)行位置更新，初步定位車輛在哪一個(gè)生產(chǎn)線和工位。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，分解車間入口及落車車間限界處，車輛雖自身的帶有車輛標(biāo)簽，但因兩地都為硬化地面，地面設(shè)備安裝、防護(hù)都有很大難度，因此在車輛進(jìn)入分解車間及車輛落成采用人工方式（便攜式手持機(jī)）讀取上報(bào)進(jìn)行卡控。各車間（或工位）間車體（或轉(zhuǎn)向架）轉(zhuǎn)移采用自動(dòng)方式，時(shí)間卡控以進(jìn)入（或離開）移車臺(tái)位為準(zhǔn)。以此來完成對(duì)車輛的進(jìn)入、維修、落成全過程的位置追蹤和車輛維修各工序時(shí)間占用的查詢與統(tǒng)計(jì)，如圖2所示。3.2.2車間內(nèi)部。針對(duì)車輛在車間內(nèi)部不同工序之間的位置跟蹤，開發(fā)了“存車線擺排”功能，如圖3所示，進(jìn)一步定位車輛在哪一個(gè)工序，細(xì)化管理。使用jQueryUISortable實(shí)現(xiàn)，該插件的用途是使用鼠標(biāo)重新排列列表或網(wǎng)格中的元素；使用ul標(biāo)簽表示工序，li標(biāo)簽表示車輛，通過拼接html可以生成存車線信息在網(wǎng)頁上顯示。通過在ul標(biāo)簽之間拖拽li標(biāo)簽?zāi)M在各工序之間進(jìn)行車輛擺排。3.3LED顯示生產(chǎn)信息。BX-5E系列產(chǎn)品型號(hào)BX-5E1/5E2/5E3BX-5E系列支持超大面積LED顯示屏，廣泛應(yīng)用于各種超大面積的LED門楣顯示屏和LED集群顯示系統(tǒng)；主要面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，支持局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。本系統(tǒng)選用BX-5E3控制卡。3.3.1LED屏參設(shè)置。使用LED前必須對(duì)屏幕參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，LedshowTW是一款操作簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大的免費(fèi)LED圖文編輯器軟件，它具備豐富的節(jié)目管理功能，可以幫助LED控制卡用戶可以更好地管理LED屏幕。屏幕參數(shù)設(shè)置如圖4所示。需要注意的是，LED屏幕的IP地址必須與Web服務(wù)器處于同一網(wǎng)段，否則MIS系統(tǒng)無法發(fā)送節(jié)目給LED屏幕。3.3.2動(dòng)態(tài)生成節(jié)目文件。節(jié)目文件（Program），用來規(guī)劃顯示內(nèi)容。在設(shè)計(jì)節(jié)目時(shí)：1)建立節(jié)目，設(shè)置邊框效果。2)建立區(qū)域（圖文、時(shí)間、溫度、濕度、噪音），設(shè)置邊框效果。3)增加區(qū)域至節(jié)目中。若區(qū)域的位置不在節(jié)目有效范圍內(nèi)，屏幕將不會(huì)顯示該區(qū)域的內(nèi)容。由于生產(chǎn)是動(dòng)態(tài)變化的，MIS系統(tǒng)需要先動(dòng)態(tài)生成節(jié)目文件，然后通過LED驅(qū)動(dòng)程序向顯示屏發(fā)送數(shù)據(jù)，如圖5所示。LED顯示屏的數(shù)據(jù)內(nèi)容由標(biāo)題、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歡迎詞三部分組成。3.4車輛信息二維碼生成。在現(xiàn)有MIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，新增二維碼生成打印功能，將相關(guān)信息生成二維碼、打印粘貼，把文字信息轉(zhuǎn)化成圖片進(jìn)行傳遞，使用現(xiàn)代智能電子設(shè)備或者條碼掃描設(shè)備，不需要后臺(tái)數(shù)據(jù)提供支持便可讀取信息。生成二維碼的開源項(xiàng)目很多，本系統(tǒng)選用ZXing庫(kù)實(shí)現(xiàn)二維碼的動(dòng)態(tài)生成，如圖6所示。ZXing是由Google開源的1D/2D編解碼類庫(kù)，其提供了多種平臺(tái)下的客戶端，編寫代碼量很少，占用存儲(chǔ)空間小。

4應(yīng)用案例

某車輛廠各生產(chǎn)部門及生產(chǎn)主管領(lǐng)導(dǎo)每天需關(guān)注各個(gè)車間各工序的生產(chǎn)情況。對(duì)生產(chǎn)信息及動(dòng)態(tài)報(bào)表的統(tǒng)計(jì)工作，如圖7所示，基本靠人工完成，工作量大，數(shù)據(jù)很難實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)時(shí)。另外，內(nèi)部生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，通常由車間調(diào)度間的電話、定期協(xié)調(diào)會(huì)、手工擺牌等方式進(jìn)行信息交互，信息數(shù)據(jù)不能全過程共享?？梢哉f，預(yù)期獲得進(jìn)廠檢修車的信息不清晰，由于車種、車型的不同，對(duì)生產(chǎn)的組織帶來難度，特別是特殊廠修貨車的生產(chǎn)準(zhǔn)備，往往造成檢修周期過長(zhǎng)。筆者所在團(tuán)隊(duì)利用JSP程序和B/S模式，融合jQueryUI、ZXing等，集成車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，開發(fā)了車間生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并將其成功應(yīng)用到某車輛廠?？焖僮詣?dòng)生成生產(chǎn)信息動(dòng)態(tài)報(bào)表，以便相關(guān)生產(chǎn)部門及生產(chǎn)主管領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)、準(zhǔn)確地了解各個(gè)車間的生產(chǎn)情況，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的問題，更好地進(jìn)行生產(chǎn)安排，提高生產(chǎn)效益。車間內(nèi)部存車線擺排：在車間內(nèi)部各工序之間進(jìn)行車輛擺排，且根據(jù)車輛在廠天數(shù)，顯示不同的顏色（如：10天以內(nèi)顯示綠色，10天以上20天以內(nèi)顯示黃色，超過20天顯示紅色），如圖8所示。擺排完畢后，還可以設(shè)置標(biāo)題、歡迎詞，通過“同步LED顯示”按鈕可以將內(nèi)容（標(biāo)題、存車線數(shù)據(jù)、歡迎詞）傳輸?shù)絃ED顯示。將車輛信息生成二維碼，打印并在現(xiàn)車上粘貼，如圖9所示，使用支付寶、微信、QQ等掃一掃功能掃碼讀取信息。車間員工根據(jù)掃碼信息進(jìn)行制動(dòng)配件的領(lǐng)用和組裝；質(zhì)檢檢查人員通過掃描質(zhì)量記錄本或現(xiàn)車上的二維碼來核對(duì)制動(dòng)配置安裝是否正確[5]。

5結(jié)論

鐵路貨車檢修管理系統(tǒng)的構(gòu)建，對(duì)產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、查詢、統(tǒng)計(jì)、顯示、報(bào)表、打印等功能。以地面讀出設(shè)備AEI、PC為上位機(jī)，LED顯示屏作為下位機(jī)，借助LED顯示屏驅(qū)動(dòng)函數(shù)，利用網(wǎng)口LED控制卡實(shí)現(xiàn)PC與LED的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和控制，較好地滿足了多部門、車間物理位置分布不規(guī)則、數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)的要求，實(shí)現(xiàn)了檢修車生產(chǎn)動(dòng)態(tài)可視化管理，實(shí)時(shí)反映車間的生產(chǎn)過程。二維碼技術(shù)的應(yīng)用解決了檢修車一種車型對(duì)應(yīng)多種配置而產(chǎn)生的裝配和核查的識(shí)別困難，有效控制配件錯(cuò)裝、漏裝等質(zhì)量問題，是工位產(chǎn)品可視化管理的有效補(bǔ)充。鐵路貨車檢修管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用從整體上提高了檢修效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

作者:雷隨 潘陽云 杜鋒 單位:中車長(zhǎng)江車輛有限公司武漢分公司