熊歆斌　修少鵬　劉麗麗

摘要：為有效的解決機務(wù)段檢修作業(yè)的管理，分析了機車檢修過程的特點，采用J2EE技術(shù)完成檢修作業(yè)綜合管理系統(tǒng)的搭建，著重分析了SpringMVC框架在實際問題中的應(yīng)用，包括JPA技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪問層，HTML5技術(shù)實現(xiàn)用戶視圖，二維碼/條碼唯一識別等。通過實際運用，系統(tǒng)達到了設(shè)計目標(biāo)，簡化了機車檢修過程中的工作，提高了機車檢修作業(yè)管理的效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：檢修作業(yè)；J2EE；SpringMVC；JPA；HTML5；二維碼/條碼

中圖分類號：TP315 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）22-0068-07

1概述

中國鐵路總公司下屬十八個鐵路局（集團公司）近60個機務(wù)段，擔(dān)負(fù)起了全路上萬臺客、貨運、調(diào)車和小運轉(zhuǎn)機車的運行、檢修、整備等機務(wù)系統(tǒng)工作。機務(wù)系統(tǒng)工作一般采用傳統(tǒng)的人員管理辦法、手工記錄的管理手段、分散的檢修方法等，但這種工作模式已逐漸滿足不了機車檢修和鐵路運輸?shù)膶嶋H需求，因此，鐵路檢修工作的信息化管理迫在眉睫。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷提高和政府的“互聯(lián)網(wǎng)+”政策的提出，以及鐵路跨越式發(fā)展引領(lǐng)的機車檢修理念的變革，國內(nèi)開發(fā)出了一些適用檢修管理的系統(tǒng)，如華中科技大學(xué)2006年開發(fā)設(shè)計的機車檢修管理信息系統(tǒng)，蘭州交通大學(xué)2008年開發(fā)設(shè)計的鐵路機車檢修質(zhì)量管理信息系統(tǒng)等。同時，國外的一些發(fā)達國家也開發(fā)出了基于計算機應(yīng)用的機車檢修信息系統(tǒng)，例如德國的ICE城際快車檢修信息系統(tǒng)，美國通用的智能列車故障遙測監(jiān)控系統(tǒng)，日本列車檢修管理系統(tǒng)等，在一定程度上提高了機車的檢修質(zhì)量和檢修效率。

綜上所述，國內(nèi)外已有計算機技術(shù)應(yīng)用于機務(wù)檢修，并形成了各自特色的機務(wù)檢修信息類管理系統(tǒng)，但在實際使用過程中，還存在著一定問題，如沒有很好地將機車部件的管理與檢修生產(chǎn)管理結(jié)合起來，機車檢修成本的有效考核和控制也未能充分實現(xiàn)，持續(xù)升級及功能擴展也未能滿足等，這都制約了機務(wù)檢修信息化的發(fā)展。

系統(tǒng)將機車部件與檢修生產(chǎn)管理相結(jié)合，實現(xiàn)成本的有效考核和控制，并對系統(tǒng)功能進行擴展，開發(fā)和設(shè)計了檢修管理過程的綜合作業(yè)平臺。第2節(jié)給出系統(tǒng)需求分析與業(yè)務(wù)流程。第3節(jié)給出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計。第4節(jié)給出系統(tǒng)的創(chuàng)新點。第5節(jié)給出研究結(jié)論。

2系統(tǒng)需求分析與業(yè)務(wù)流程

機車檢修作業(yè)綜合管理系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況，實地考察車間、班組、領(lǐng)料庫、經(jīng)濟室等部門的工作流程，給出了具體的需求分析和業(yè)務(wù)流程。

2.1系統(tǒng)需求分析

根據(jù)機車檢修現(xiàn)場的情況，可概括為五大問題：

1）機車檢修流程化問題

現(xiàn)場機車檢修作業(yè)的過程通過人工方式通知各檢修班組長，并通過溝通與協(xié)調(diào)來分配各個檢修作業(yè)，未能實現(xiàn)機車檢修流程化。針對該問題，開發(fā)檢修計劃管理模塊、檢修過程模塊、檢修記錄模塊等功能，旨在完成機車檢修的流程化問題。

2）機車臺位使用問題

現(xiàn)場臺位管理是通過放置揭示板，人工書寫出入的車輛，為此，經(jīng)常出現(xiàn)機車狀態(tài)無法正常顯示，機車出入庫狀態(tài)混亂等問題。針對該問題，開發(fā)機車檢修動態(tài)電子地圖模塊，幫助管理者實現(xiàn)調(diào)度生產(chǎn)計劃編制、車位調(diào)派等功能。

3）成本管理問題

機車檢修過程中各班組按照在修機車狀況領(lǐng)料，領(lǐng)料時需填寫班組領(lǐng)料卡，車間核算室對班組領(lǐng)料卡進行審核，審核通過開具材料支出票，并通過EXCEL格式保存至電腦。錄入的內(nèi)容包括物資編號、物資名稱、單價、數(shù)量、車型、修程等。由于EXCEL的局限性，對于每月3000種左右的材料需要用大量的時間來進行統(tǒng)計與分析。同時，對于班組的超支、超領(lǐng)或冒領(lǐng)無法實時的進行監(jiān)控和警戒。對于某一種材料或配件使用頻率及動態(tài)趨勢不能一目了然。針對該問題，開發(fā)成本管理模塊，實現(xiàn)領(lǐng)料管理，支出統(tǒng)計管理，成本管理等功能。

4）配件管理問題

①配件采用手工填寫紙質(zhì)檢修卡的方式進行保管。檢修卡在運輸或管理過程中極易發(fā)生丟失，造成配件的修理信息無法追蹤。

②配件清單采用EXCEL表格和人工填寫管理，無防篡改功能，進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和圖表分析困難。

③配件賬目與實體核實實現(xiàn)困難。

④無法實現(xiàn)配件保有量預(yù)警。

⑤配件周轉(zhuǎn)信息不全，壽命管理難以實現(xiàn)。

⑥配件分存管理，出入庫管理難統(tǒng)一。

針對以上的六個問題，開發(fā)配件管理模塊，通過二維碼/條碼的方式對配件信息進行保存，實現(xiàn)配件出入庫登記，查詢，委外修，保有量預(yù)警等功能。

5）人員績效考核問題

現(xiàn)場工作人員通過考勤機打卡上下班，管理人員通過拷貝出考勤機中的人員信息統(tǒng)計人員的上下班情況，并人工計算獎懲金額。同時，工作人員的工作內(nèi)容通過手工填寫記名修的方式進行統(tǒng)計分析。工作量大和繁瑣，容易出現(xiàn)錯誤。針對該問題，開發(fā)工作量與績效管理模塊，實現(xiàn)考勤，請假，考核，獎金分配的功能。

2.2系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

通過現(xiàn)場實際調(diào)研來分析機車檢修作業(yè)的業(yè)務(wù)流程。通常機車入庫文件下達后，做機車計劃，機車實際入庫后，對機車車身和機車配件進行修理，工作人員對工作內(nèi)容進行工作分值錄入。具體流程如圖1所示。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，制定了該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件架構(gòu)，并根據(jù)實際需求設(shè)計了檢修調(diào)度指揮模塊、檢修過程模塊、檢修質(zhì)量控制模塊、檢修成本管理模塊、配件管理模塊、工作量與績效管理模塊等。

3.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

充分考慮目前機務(wù)段已有信息化設(shè)備設(shè)施狀況，以及所需要解決的問題，機車檢修作業(yè)綜合管理系統(tǒng)的硬件部署在生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場、中心調(diào)度大廳、信息機房等位置。其結(jié)構(gòu)如圖2所示：

3.2系統(tǒng)軟件架構(gòu)

機車檢修綜合作業(yè)管理系統(tǒng)采用J2EE技術(shù)開發(fā)，B/S（瀏覽器/服務(wù)器）輕用戶端結(jié)構(gòu)，中間件使用Apache Tomcat，數(shù)據(jù)庫使用mySQL，并支持各種主流數(shù)據(jù)庫格式?；趯C務(wù)段（檢修段）業(yè)務(wù)需求分析及信息系統(tǒng)的建設(shè)需求，系統(tǒng)的軟件總體架構(gòu)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫連接池、中間件及應(yīng)用服務(wù)構(gòu)成，如圖3所示：endprint

平臺總體架構(gòu)中的各個部分都不是獨立存在的，而是相互關(guān)聯(lián)的。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是平臺的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫連接池為中間件與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供延展性與伸縮性，應(yīng)用服務(wù)是架構(gòu)的核心，提供完整的機車檢修作業(yè)系統(tǒng)流程管理。

3.3系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

1）本系統(tǒng)采用HTML5技術(shù)實現(xiàn)用戶視圖，保障用戶在多瀏覽器支持（Microsofi IE、Firefox、Chrome等）的同時也支持多設(shè)備的無差別顯示（電腦、平板、手機等）。

2）采用傳統(tǒng)的賬號密碼認(rèn)證、指紋識別、ID Card刷卡識別等多種認(rèn)證方式，保障系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，各個應(yīng)用部門可根據(jù)自身需要選擇合適的方式進行系統(tǒng)的認(rèn)證工作。

3）采用可視化（拖拽方式）、數(shù)據(jù)錄入（固定格式）等兩種不同方式定制機車、配件檢修流程，滿足各個機務(wù)段不同用戶的需求，保障系統(tǒng)的易用性。

4）應(yīng)用二維激光打碼技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境，通過打碼載體及打碼形式的多次篩選，在配件管理中，選用專有標(biāo)簽，實現(xiàn)了配件周轉(zhuǎn)的二維標(biāo)識管理，實現(xiàn)配件段內(nèi)周轉(zhuǎn)查詢及委外跟蹤。通過配件入庫、配件出庫和配件明細(xì)等配件周轉(zhuǎn)過程中的二維碼，條碼登記及索引，優(yōu)化了中心配件庫的管理能力，減少了職工的工作量，使配件的出庫、入庫、配件數(shù)量更加準(zhǔn)確可靠，為生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)的運行提供了支持。

5）機車、配件檢修過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)采用大數(shù)據(jù)管理技術(shù)，可對機車、配件檢修過程中的數(shù)據(jù)進行實時匯總、解析、處理，并采用可視化技術(shù)對機車、配件檢修過程進行實時的展現(xiàn)，保障機車、配件檢修的過程穩(wěn)定運行，并可對上述過程中發(fā)現(xiàn)的問題進行質(zhì)量追控。

3.4功能模塊設(shè)計

檢修作業(yè)管理系統(tǒng)主要完成的功能模塊有調(diào)度指揮管理、檢修過程管理、質(zhì)量控制管理、成本管理、配件管理、工作量與績效管理等。

3.4.1檢修調(diào)度指揮模塊

檢修調(diào)度指揮通過調(diào)車管理和檢修動態(tài)電子地圖來管理各型機車的出入庫。其中調(diào)車管理由調(diào)度員實時錄入機車的相關(guān)信息，并將機車調(diào)入到相應(yīng)的位置。調(diào)車管理如圖4所示。

檢修動態(tài)電子地圖通過調(diào)車管理，可完成機車的實時調(diào)派和臺位配屬。檢修動態(tài)電子地圖，能實時顯示檢修區(qū)域內(nèi)臺位和股道占用情況、機車排列順序情況、機車狀態(tài)信息，其中，機車狀態(tài)信息通過為機車設(shè)置不同顏色來判別機車當(dāng)前的狀態(tài)，如綠色代表修復(fù)后機車，紅色代表待修機車，黃色代表在修機車等。同時點擊任意機車能夠清楚看到該機車人臺時間、檢修狀況等信息，為機車后期質(zhì)量分析提供了數(shù)據(jù)來源。檢修動態(tài)電子地圖如圖5所示。

3.4.2檢修過程模塊

檢修過程管理模塊，主要實現(xiàn)檢修標(biāo)準(zhǔn)管理、機車和配件檢修過程管理等功能，其中，圖形化實時展現(xiàn)生產(chǎn)動態(tài)、機車動態(tài)、執(zhí)行進度、各檢修工藝流程進度等。實現(xiàn)對機車及配件的拆解、清洗、檢測、修理、組裝、試驗、交驗等各環(huán)節(jié)實際進度與計劃進度的自動比對，及時發(fā)現(xiàn)和處置影響檢修進度的環(huán)節(jié)和問題。檢修標(biāo)準(zhǔn)管理中通過配置相應(yīng)的機車網(wǎng)絡(luò)圖來實現(xiàn)機車作業(yè)內(nèi)容的流程化。網(wǎng)絡(luò)圖的配置如圖6所示。

根據(jù)機車車型和修程配置機車的生產(chǎn)節(jié)點，工人根據(jù)當(dāng)天的任務(wù)進行開工和完工確認(rèn)，具體完成功能如圖7所示。機車檢修工藝流程是以每半天為節(jié)點，班組按照時間節(jié)點完成相應(yīng)的生產(chǎn)任務(wù)，由班組長進行確認(rèn)。通過對生產(chǎn)任務(wù)設(shè)置不同的顏色來實時顯示工作進度，若生產(chǎn)任務(wù)未開始，網(wǎng)絡(luò)不變色；若生產(chǎn)任務(wù)正在進行中，網(wǎng)絡(luò)變?yōu)辄S色；若按時完成生產(chǎn)任務(wù)，網(wǎng)絡(luò)變?yōu)榫G色；若未按時完成生產(chǎn)任務(wù)，網(wǎng)絡(luò)為紅色。車間生產(chǎn)調(diào)度室調(diào)度長可通過該網(wǎng)絡(luò)圖確認(rèn)各班組生產(chǎn)進度情況，并對生產(chǎn)進度進行及時調(diào)整。生產(chǎn)任務(wù)網(wǎng)絡(luò)圖如圖8所示。

完工的班組則可填寫電子版記名修，系統(tǒng)會將累計的量值記錄到個人的績效中，實現(xiàn)的具體功能如圖9所示。應(yīng)用該模塊，有效避免了在檢修生產(chǎn)過程中人員的出勤、開/完工時間的隨意性，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了檢修質(zhì)量問題發(fā)生的概率。

3.4.3檢修質(zhì)量控制模塊

檢修質(zhì)量控制模塊是對各車型不同修程（包括大修、中修、小修、輔修、臨修）過程中的檢修范圍、檢修項目（含機統(tǒng)28、機車檢修技術(shù)狀態(tài)書、超范圍修、普查整修、技術(shù)加裝改造等）、檢修標(biāo)準(zhǔn)、檢修工具、量具、安全作業(yè)提示、作業(yè)時間、檢修結(jié)果（檢測、試驗等檢修數(shù)據(jù)）、記名檢修（作業(yè)者、工長、質(zhì)檢員、驗收員等）、檢修用料等錄入和查詢功能的實現(xiàn)。

其中，根據(jù)普查整修要求和技術(shù)加裝改造要求，進行普查整修項目登記和技術(shù)加裝改造項目登記并納入檢修工單管理。記錄普查整修/技術(shù)加裝改造進度及結(jié)果，改變了過去人為控制，經(jīng)常出現(xiàn)機車沒有進行徹底加改或徹底整治造成機車故障的情況。

現(xiàn)通過加改文件在系統(tǒng)中進行控制，每臺機車加改的時間、加改的數(shù)量、應(yīng)加改多少臺、現(xiàn)已加改多少臺實時顯示，加改后機車變?yōu)榫G色，加改的機車為紅色，在文件夾中進行整體記錄，未按時完成的進行分析，及時進行調(diào)整，確保加改和整治各項任務(wù)的完成，有效提高了機車檢修質(zhì)量。

普查/技術(shù)加裝改造實現(xiàn)如圖10所示。

同時，可對機車故障進行分析，包括故障的車型、次數(shù)、位置等。具體實現(xiàn)效果如圖11所示。

3.4.4檢修成本管理模塊

成本管理是直接關(guān)系到機務(wù)段檢修生產(chǎn)效益的重要組成部分，控制成本、減少浪費是所有檢修部門關(guān)注的重點。信息化技術(shù)的大力發(fā)展，使企業(yè)精益化成本管理在客觀上成為可能。實施成本的計算機網(wǎng)絡(luò)化管理，使成本控制更加趨于過程化、合理化，同時提高了成本管理的效率和成本分析的實時性。

檢修成本管理模塊實現(xiàn)了領(lǐng)料管理、材料費支出統(tǒng)計分析、成本定額等功能，使得成本控制從繁重的手工操作中解脫出來，提高了工作效率，做到核算工作事半功倍。從管理上達到了動態(tài)調(diào)整、過程控制、預(yù)算分析，提高預(yù)算管理的全面性、科學(xué)性、實效性。endprint

其中，領(lǐng)料單管理可對任何一種材料的金額、數(shù)量、領(lǐng)取班組、車型、車號、修程等信息進行記錄、導(dǎo)出、合計等功能。具體實現(xiàn)結(jié)果如圖12所示。

成本定額是指為每個待修機車規(guī)定的修理成本，其中包括機車的車型、修程、科目、定額、列支范圍等。該模塊也將統(tǒng)計結(jié)余和超支。成本定額的結(jié)果如圖13所示。結(jié)余和超支則以柱狀圖的形式展現(xiàn)出來，如圖14所示。

3.4.5配件管理模塊

配件采用二維碼自動識別技術(shù)進行唯一標(biāo)識，實現(xiàn)全生命周期管理。

配件管理模塊主要實現(xiàn)了配件出入庫、配件庫存匯總、大型配件周轉(zhuǎn)、配件委外修、質(zhì)量追控等功能。其中，配件出入庫是對配件出庫和入庫的登記；大型配件周轉(zhuǎn)是指由于配件庫存問題，機務(wù)段之間進行的臨時交換；配件庫存匯總是指對庫中配件的個數(shù)的統(tǒng)計，并對配件保有量進行預(yù)警；配件委外修是指配件在其他機務(wù)段進行檢修，系統(tǒng)對該類配件進行的記錄；質(zhì)量追控是指配件在未使用或使用時發(fā)生故障而返回到廠家進行修理，系統(tǒng)對其登記。

配件入庫信息包括配件編號、配件名稱、配件來源、入庫時間、入庫班組、送件人、庫管員、二維碼/條碼、庫存狀態(tài)等信息。具體效果如圖15所示。

配件庫存匯總管理信息包括配件編號、配件名稱、保有量最大值、保有量最小值、配件實際數(shù)量、庫存狀態(tài)等信息。庫存狀態(tài)中對配件小于保有量最小值的配件進行“不足”預(yù)警，對大于保有量最大值的配件進行“超額”預(yù)警。具體效果如圖16所示。

配件管理模塊的成功運行實施，解決了原有配件管理過程中配件檢修卡手工填寫繁瑣易錯、配件管理臺賬數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析困難、配件賬目與實體核實困難、無法實現(xiàn)配件保有量預(yù)警、配件碼放混亂、配件周轉(zhuǎn)信息不全、配件分存無法管理等諸多問題。優(yōu)化了配件管理，減少了職工的工作量，使配件的出庫、入庫、配件數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠。

3.4.6工作量與績效模塊

績效考核關(guān)系所有人員切身利益，對規(guī)范管理，維護部門穩(wěn)定，促進員工的工作積極性起著至關(guān)重要的作用。

機車檢修作業(yè)綜合管理系統(tǒng)利用指紋考勤設(shè)備，與其余信息化系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，從工作日?？记凇⒐ぷ鲉稳粘？己?、安全運用等多角度，采取統(tǒng)一分值配置的方式，完成了對于所有員工日常工作量和工作情況的定量統(tǒng)計，并結(jié)合檢修過程管理模塊的記名修統(tǒng)計結(jié)果進行考核，使得考核結(jié)果有理可溯、有據(jù)可查，績效分配更為合理規(guī)范?？记诮y(tǒng)計效果和考核管理效果如圖17、圖18所示。

4系統(tǒng)的創(chuàng)新點

1）系統(tǒng)采用JPA技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的訪問層，通過數(shù)據(jù)持久層技術(shù)創(chuàng)建檢修數(shù)據(jù)的實體一關(guān)系模型，根據(jù)原始數(shù)據(jù)的映射關(guān)系進行分析處理，動態(tài)創(chuàng)建機車檢修計劃，機車和配件檢修過程中的超時預(yù)警，配件庫存預(yù)警及全生命周期數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總，JT6、JT28（機務(wù)段已存在的系統(tǒng)）提票故障部位分析、臨修定責(zé)分析、車間及班組成本分析等。

2）系統(tǒng)基于機車和配件檢修過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行實時更新、分析、匯總可量化機車和配件檢修全過程，在保障機車檢修和配件檢修質(zhì)量的同時為管理者完善檢修流程、質(zhì)量的追控、績效考核、控制生產(chǎn)任務(wù)的順利進行提供了決策支持。

3）系統(tǒng)面對機車和配件檢修大數(shù)據(jù)處理高并發(fā)、低延遲、高吞吐量的要求，采用支持工作流驅(qū)動下的異構(gòu)數(shù)據(jù)分析處理方法及相關(guān)的工具軟件，實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)源（異構(gòu)系統(tǒng)）和數(shù)據(jù)流水線（系統(tǒng)產(chǎn)生的機車、配件檢修數(shù)據(jù)）的數(shù)據(jù)全生命周期管理、監(jiān)控和調(diào)優(yōu)，將通用檢修生產(chǎn)管理組件模塊與對應(yīng)的大數(shù)據(jù)處理框架及通用處理算法庫進行并聯(lián)，為檢修作業(yè)管理提供流程化、模塊化、高通量、可擴展、可推廣的解決方案。

5研究結(jié)論

通過信息化平臺解決機車檢修過程中流程網(wǎng)絡(luò)化、機車檢修過程中檢修分配、機車檢修過程中質(zhì)量控制、生產(chǎn)過程動態(tài)監(jiān)控管理、機車履歷分析、機車檢修過程中配件數(shù)字化管理、機車配件壽命分析、機車故障分析、機車事故責(zé)任分析、檢修成本控制、職工工作工效掛鉤、職工工作業(yè)績評定依據(jù)、職工獎金分配等問題。并采用HTML5、傳統(tǒng)的賬號密碼認(rèn)證、指紋識別、ID Card刷卡識別、人臉識別、二維碼、條碼技術(shù)、大數(shù)據(jù)管理等技術(shù)最終實現(xiàn)了如下所述的結(jié)果。

1）實現(xiàn)了機車檢修管理網(wǎng)絡(luò)化，及時傳遞、交流信息，共享資源；

2）實現(xiàn)了機車檢修生產(chǎn)管理、配件檢修流程規(guī)范化管理，進行檢修成本分析及質(zhì)量控制管理；

3）監(jiān)控機車配件管理全過程，并記錄全部活動和各種文檔；

4）繼承已有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和電子資料，實現(xiàn)了原有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)人；

5）實現(xiàn)了機車檢修相關(guān)信息的建檔、查詢、統(tǒng)計等輔助決策。endprint