二维码技术在轨道交通设备维修管理系统中的应用

二维码技术在轨道交通设备维修管理系统中的应用

诸葛华锋

浙江海宁轨道交通运营管理有限公司 浙江省嘉兴市海宁市 314400

摘  要：为帮助轨道交通企业实现设备管理的数智化和精益化，通过探讨二维码的编码原理及其在轨道交通设备管理应用中的优势，分析了轨道交通企业设备维修管理系统的实际需求，并以杭海城际铁路为例，提出“互联网+二维码”管理思路，实现了轨道交通企业设备维修信息的在线数据录入、故障分析、可靠率统计一体化解决方案。该管理系统提升了维修管理的效率，促进了维修维保传统模式的变革，实现了数智化和规范化铁路维修方式的建立，为轨道交通智能运维发展之路指明了方向。

　　关键词：二维码；维护管理

信息技术的快速发展，使得各行业生产模式发生了优化和改变。轨道交通作为一个集众多专业为一体的综合型行业，近几年智能运维管理思路提出后，信息化改造、升级工作持续推进，各家地铁结合自身特点，自主、合作开发了众多智能管理系统，本文以杭海城际铁路为例，分析了二维码技术在设备维修管理系统应用中的便利性和集成能力，为企业设备生产管理起到了提高效率、流程简化、增强可靠性的作用。

1二维码技术原理

二维码技术是在计算机与信息技术基础上发展起来的一种新型技术，二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的;在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：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等特点。在许多种类的二维条码中，常用的码制有：Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等，QR码是1994年由日本Denso-Wave公司发明。QR来自英文「Quick Response」的缩写，即快速反应的意思，源自发明者希望QR码可让其内容快速被解码。QR码最常见于日本、韩国，是目前最流行的二维空间条码。

2  轨道交通企业运用二维码进行设备维修管理的重要性

科技的进步，对社会经济、人文、资产、社交等方面产生了深远的影响，轨道交通行业同样因此发生了巨大变革。从6502继电联锁到现在的全电子联锁，从轨道电路到计轴编码，从站区闭塞到全自动驾驶，仅用了二十多年。同样，专业在变革，管理也在进化，信息化技术的发展，进一步的提升了设备管理效率，减少了设备维修损耗，而二维码技术的合理运用，帮助管理者更好的了解现场设备维修情况，实现了数据信息的流动监控。但现阶段城际铁路设备管理还是有许多的问题：（1）轨道交通运维设备专业多，体量大，检修台账以纸质为主，遇到检修任务重、时间短时，检修记录填写完整率、准确率难以保证。（2）管理者对检修质量核验效率低，难度大。传统的设备管理只能通过人工抽检，整体工单完成率统计工作量大，效率低势必造成信息更新滞后，对安全隐患排查造成极大不便。使信息更新及时要增加人工，导致管理成本上升。（3）轨道交通运维检修现场管理单位多、人员信息、设备信息难以集中管理，造成工作繁杂、协调困难，依靠传统的管理方式费时费力，并且存在信息难记录、难查询、难统计的问题。（4）设备分布范围广，呈线性分散或设备应用范围广，巡检人员易产生惰性，出现假检、漏检等现象。

基于二维码技术的设备维修管理系统可使用终端设备扫描设备二维码(如图1)查看设备状态信息、填写检修记录及物料信息、办理工单销项及流转。系统可自动统计故障修、计划修完成率，自动计算设备故障修复率、故障率、可靠度。极大提高了设备管理水平，节约了整体支出，提高了公司的核心竞争力与影响力，不仅为企业提升巡检效率、降低管理成本、实现规范化管理，同时系统平台实现开放集成，支持与其他系统平台的对接集成。

图1  设备二维码标识牌

3  设备维修管理系统

3.1  设备维修管理系统简介

我们结合杭海城际铁路业务发展战略及发展现状，在管理制度及实际情况的基础之上梳理出了适合杭海城际铁路的管理流程和数据体系，并建设了符合城轨运营维修业务的设备维修管理系统（如图2）。涵盖专业包括：电客车、工程车、车辆工艺设备、房屋结构、轨道、通风空调、给排水、变电、接触网、低压配电、通信、信号、AFC、电扶梯、自动化、屏蔽门等。该系统实现了运营生产设备的日常巡检、维护、保养、定期检修和故障排除管理，同时根据不同岗位设定了不同的角色权限，包括部门负责人、中心负责人、工程师、工班长、维修员等。

图2  设备维修管理界面

3.2  扫码功能的具体应用

关于二维码扫码功能的应用，现将以下运行流程做简要说明。

3.2.1  维修工单生成

维修工单主要分为预防修和故障修工单两种。预防修工单是基于检修计划的自动派发工单，记录了设备预防性维护作业信息，含作业对象、作业情况说明、物料和工时消耗等信息；故障修是通过故障提报、调度派发、班组流转的工单，记录了设备日常故障维修作业相关信息。含故障报告、作业对象、作业情况说明、物料和工时消耗等信息。生成的待办维修工单界面如图3所示。

图3  待办维修工单界面

3.2.2  工单执行

工单生成且指派完成后，移动检修终端会提示接单信息，作业人员下载对应的工单后，勾选安全交底（如图4），勾选工具清单，扫描对应设备上粘贴的二维码，相应的作业流程就开始了，作业人员根据系统默认的工序进行作业（如图4），后由另一名作业人员扫码进行互检确认，完成后对物料消耗情况进行勾选确认，随后出清销点，最后将作业上传，到此，整个工单的执行阶段就结束了。

图4  安全交底及维修工序

3.2.3  工单审核

首先，班组长作为工单流转的关键环节，对班组内所有工单的完成质量进行把控，不仅要对工序参数填报完整性、工具物料使用情况、工时计算进行确认，更关键的是查看故障点的修复情况，设备维修管理系统提供作业现场照片、视频录制功能，故障修、预防修过程中修复的问题均可记录。工单的审核机制在整个系统设计初期就进行过全面预演，覆盖了各种情景下的质量把控。

其次，工单会流转至生产调度，对相关填报要求进行复核后，调度会将工单发送至提报人进行修复确认，确认完毕后工单关闭。系统对工单的状态进行记录，以便后续进行大数据统计。

3.2.4  大数据报表

使用基于二位码技术的设备维修管理系统，集团数字一体化平台和生产一线管理人员均可以查看杭海城际铁路设备维修的状态报表，其中包括：1）月、年度专业故障表现（如图5），细分有班组完成率情况、故障修工单执行度统计、计划修工单执行度统计等；2）闸机、自动售检票机等设备的实际服务时间、信号、供电专业故障次每万列公里的计算功能（如图6），均实现了自动报表生成能力[1]；3）物料消耗统计、人员工时统计功能的适配，使得预估未来维修成本时有了参考依据。

图5  年度专业故障表现

图6  设备可靠度报表

对于一线管理团队而言，一是能实时查看维修报表使他们对维修情况的整体把控得到了保障；二是对于疑难故障的查漏补缺更加的直观明了，对于故障率异常波动等现象能及时排查原因；三是了解一线维修工时利用率及物料使用情况使得对人员、维修成本的控制调整提供了科学依据。大数据分析推进了设备维修闭环机制的完善，使得杭海城际铁路的运营安全又提升了一个台阶。

3.3  应用分析

通过扫描二维码，可以对设备检修情况进行检查，及时找准问题，全面提升故障排解率，大大简化了数据的查询、共享和汇总统计工作，帮助企业实现设备规范化、精益化管理。现作以下应用特点分析。

3.3.1  一“码”管理，纵向到底

利用二维码作为设备的“专属管家”，建立二维码后台数据库，通过将设备信息录入“二维码”内贴到设备上，让每台设备都有了自己的电子身份证，可快速有效的对每台设备进行管理。维修人员通过手机扫描设备上的二维码即可获得设备的相关信息，并可填写维修记录，不但提升了现场巡检效率，同时也保障了设备维修的真实打卡率。

3.3.2  一“码”共享，横向到边

利用高密度编码、信息容量大、容错能力强、译码可靠性高等优点产生的设备二维码，不仅方便了设备的日常管理，也为各部门之间的信息关联、数据共享提供了便捷。当生产设备出现故障，通过报修，设备中心可以第一时间接到故障申报提醒；在现场的核检中不需要再翻阅以往的设备情况登记、维修台账等有关资料，只要扫一扫，设备基本情况、故障问题等信息一目了然。并且可以通过对数据的客观统计、分析，为设备的维护做出迅速、准确的判断。当其他部门或外来人员需要对设备运行情况进行了解时，只要扫一扫，各项信息依次呈现，实现各部门之间橫向交流省时、高效、无障碍。

3.3.3  一“码”当先广泛应用

依据每种设备不同的性能和操作情况，个性化设计二维码的数据平台模块，实现安全管理、设备日常巡检、责任管理“一码通”。同时，将用二维码对固定资产进行标识（如图7），利用手持数据采集终端完成固定资产的日常管理、盘点核查等工作，从技术上最大限度的保证资产的账实相符，提升固定资产管理人员的工作效率[2]。

图7  固定资产二维码标识

3.4  应用成效分析

3.4.1  设备管理更加规范

由于各项设备的复杂性和来源的多样性，往往存在设备管理信息与物理设备之间管理的脱节。将二维码技术应用于设备运维管理，可以使管理人员在面对设备时，能及时准确的掌握设备的关键信息，为设备的规范管理提供了有效手段。

3.4.2  设备巡检更加高效

把设备信息生成的二维码印制到设备吊牌上，在周期性的设备巡检清查中，维修人员只需用手机往设备二维码上轻轻一扫，信息就能完整展示，便可将设备的运转状况和手机上显示的设备技术参数、点检标准信息进行对照，使巡视作业更为标准化、规范化，大大提高现场设备管理与点检效率。

3.4.3  设备检修更加合理

[3]对于重要设备或者易损的备件的更换，除了在设备台账内进行记录，还可以将设备的型号、规格、厂家、更换时间、工作负责人等信息记录在二维码内。当设备再次出问题时，可以使用手机查看二维码的维修记录，同时进行设备使用寿命的分析，经过长时间的积累，可以提前更换容易磨损的部件。

4  结  论

综上所述，引入二维码技术管理设备，实现了流程及权限有效的监管，全面保证账、卡、物的一致性，在运行、巡检、维护等设备全寿命周期的多个重要环节都发挥了重要作用，提高了设备管理综合效能，以信息化手段支撑保障设备长周期安全稳定运行，促进企业稳健发展，基于二维码技术的设备维修管理系统实践了网络信息技术在轨道交通行业的应用，提升了维修管理的效率，促进了维修维保传统模式的变革，实现了智能化和规范化铁路维修方式的建立，为轨道交通智能运维发展之路指明了方向。

参考文献:

[1]孔思豪. 二维码在电力设备管理系统中的应用[J]. 重庆电力高等专科学校学报, 2016, 21（5）: 55-57.

[2]张心良. 二维码在物资管理系统中的应用[J]. 科技风, 2020（6）: 99-100.

[3]杨加宇. 二维码在高速公路机电工程设备管理中的有效、合理应用[J]. 绿色环保建材, 2019（07）: 110-111.

作者简介

诸葛华锋，男，1978年生，机电工程师，主要研究方向：城市轨道交通设施设备维护管理；主要工作经历：24年设施设备维护管理经验，曾负责杭州地铁1、2、4号线筹备期、运营期机电设备维护管理，现负责杭海城际铁路供电、机电、自动化、通信、信号、AFC、土建、轨道专业设施设备维护管理工作。