中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头西车辆段 内蒙古包头市 014010
摘 要:目前包西车辆检修车间内制动组120检修工作全程均由工人手动完成,每张120检修记录表,需要填写数字9处,盖章不少于28个。同时,分阀人员每天需填写额外记录本一份,记录每位工作人员当时组装的阀号。此记录本用于统计每月工作量、记录特殊阀体状态、追查事故阀等。该作业流程费时费力,效率低下。无法对现场生产的数据进行实时监控和分析。“120制动阀智能检修系统”,用于简化作业流程,进行精准的档案记录,实现实时的数据监控,对长期数据进行整合分析。以智能替代人工,量化每位职工一次校验合格率,用数据指导现场作业,从而提高制动阀检修质量及检修效率。
关键词:120型控制阀;简化流程;智能;提高检修率
1 设计目的
生产效率的提升推动了社会进步,真实有效的数据才是指导现场生产的依据。因此,本人设计了 “120型控制阀智能检修系统”,用于简化作业流程,进行精准的档案记录,实现实时的数据监控,也可对长期数据进行分析。以智能替代人工,量化每位工作人员以及整个班组的合格率,用数据指导现场作业,从而提高制动阀检修质量及检修效率。
2 技术原理
“120型控制阀智能检修系统”历时两年,在Visual Studio 2015平台开发,使用MFC类库框架编写,运行于Microsoft Windows操作系统的Win32应用程序。测试版本包括三个应用程序(阀体分配程序、检修记录程序、试验记录程序)及一个服务器程序。
3 创新点:
此系统依据包西检修车间内制动班组实际工作流程开发,完全匹配班组定置管理,部署快捷、成本低等特点。在完成智能化检修记录及分析的基础功能上,还包含班组定制的各类内控措施
4 总体设计
4.1软件描述
“120型控制阀智能检修系统”历时两年,在Visual Studio 2015平台开发,使用MFC类库框架编写,运行于Microsoft Windows操作系统的Win32应用程序。测试版本包括三个应用程序(阀体分配程序、检修记录程序、试验记录程序)及一个服务器程序。
此系统依据包西检修车间内制动班组实际工作流程开发,完全匹配班组定置管理,部署快捷、成本低等特点。在完成智能化检修记录及分析的基础功能上,还包含班组定制的各类内控措施。
4.2设计核心方法
制动阀检修为流水线作业,每个阀体都需要跟踪大量信息,包括检修时间、检修人、检修单位、阀型、6处测量数据、试验是否合格等。为更好的追踪数据,本系统采用内置芯片“感应式IC卡”,如图所示:
每张IC卡内部芯片可以以加密的形式存储数据,出厂时每张卡已经存入唯一的一组16位字符数据。卡片随阀体完成整个检修作业,此16位字符就作为阀体的唯一“身份证”,流经每一个工作岗位,通过系统安装的读卡器,读出数据并与服务器数据库进行匹配,找到属天此阀体的唯一记录,即可对记录进行修改编辑。
4.3程序结构
如流程图所示,菱形节点为本系统在目前检修流程中位置。
阀体分配程序:在研磨作业完成后,按照既有编号分配规则,将IC卡刷入系统,录入阀号、检修人员以及6处配件测量尺寸。并将IC卡放入阀框中,进入下一流程进行组装。
检修记录程序:工人完成组装作业后,在检修记录程序系统中刷入IC卡信息,屏幕会显示阀体详细信息,确认无误后,选中阀型、类型、检修方法,点击“检修完成”后,检修信息会录入数据库,并且打印一张检修记录表。将表格装袋后随阀体、IC卡一起流入下一环节进行试验。
试验记录程序:工人试验完成后,在本系统中刷入IC卡信息,可以将其标记为合格品并且记录其质量,或标记为不合格品并且记录其不合格项目送回返修。
上述所有数据均储存于加密服务器数据库中。
4.4子系统详解
4.4.1阀体分配程序
程序主体如图1所示:
图1
开始分配工作时,先将IC卡放在读卡器上,点击“读卡”,成功读卡后卡片序列号就会显示唯一的此卡片数列,同时可以填入阀体信息如图2所示。
如果填入的测量值超出限度,系统会自动提示不合格,如图3所示。如果一切正常则会显示分配完成,如图4所示。
图2
图3
图4
4.4.2检修记录程序
程序主体如图5所示:
图5
在组装人员完成组装作业后,将IC卡放在读卡器上,点击读卡,程序会显示此阀体详细信息如图6所示。程序也会提供纠错功能如图7、8。
图6
图7
图8
点击检修完成后,所有所选择内容录入数据库,同时自动打印检修记录单。
4.4.3试验记录程序
程序主体如图9所示,左上表格中列出了今日所有合格阀体详细信息,左下表格列出的是今日所有不合格阀体详细信息。右上方统计今日合格率等详细信息。右下方表格显示所有往日不合格阀体详细信息。
单击“添加合格记录按钮”弹出窗口如图10所示,操作方法与上述类似,将阀体信息标记为检修完毕,录入数据库。同时释放IC卡数据,卡片回收后用于下一阀体。
单击“添加不合格记录”弹出窗口如图11所示,可以选择不合格项目并记录返修次数。IC卡连同阀体一起返还组装人员。
图9
图10
图11
5 应用和推广情况
目前程序进行工作现场测试试用,在测试过程中,出现了数据统计不准、分配程序出错和不自动计算一次交验合格率等问题,工作室成员及时与现场工作者沟通研究,找准问题关键,逐步解决问题。经过不断完善,现“120型控制阀智能检修系统”所有程序已全部测试完毕,待所需工装设备落实安装后,即可开始投入使用。
6 软件下一版本更新计划
6.1开发用于放置非工作区域电脑的“综合控制台”程序。图像形式显示班组实时数据,更细化更强大的数据分析功能。
6.2开发输出图像功能,如大屏幕、投影仪、LED显示屏等,展示在班组办公区域。
6.3寻找蓝牙游标卡尺解决方案,接入“阀体分配程序”中,在配件检测工序中提高效率。
6.4设计算法,使“阀体分配程序”更加智能化,达到输入IC卡序列号后即可自动填写阀号功能。
6.5修复各类BUG。
6.6美化界面:现阶段仅完成功能性开发,所使用UI全部为Visual Studio2015自带默认,界面美观程度有待提高。
7 实际部署及定置管理
7.1“阀体分配程序”所使用设备为普通个人电脑,建议安装Windows 7,配备IC卡读卡器,将来可以扩展安装蓝牙游标卡尺。
7.2“检修记录程序”“试验记录程序”由于没有复杂输入,所有操作均设计成按钮,所以可以使用立式触屏电脑,或同“阀体分配程序”配置一样的普通个人电脑。
7.3服务器设立:由于数据量较小,硬件配置为普通个人电脑即可,开发所使用配置为Windows10系统加SQL Server 2012数据库系统。也可以使用安全系数较高的Ubuntu Linux + My SQL组合。
7.4上述PC设备均需接入网络,可以是本系统全新组建局域网,也可以接入车辆段内部局域网。
7.5卡片可以制作成7-8种不同颜色,每种颜色对应一位工作人员;或在卡片中进行标号,即数字1-8号,每个数字号码对应一位工作人员,保证生产过程中不会发生错拿、漏拿等现象。
7.6IC卡不一定是卡片,也可以制作其他不同颜色或带磁铁的圆盘状或其他形状。(神华车辆段采用带磁铁条状IC卡)
8 经济效益:
如本程序在全部所需工装设备安装就绪,正常投入使用的条件下,可以为制动室简化作业流程,进行精准的档案记录,实现实时的数据监控,对长期数据进行整合分析。以智能替代人工,量化每位职工一次校验合格率,用数据指导现场作业,从而提高制动阀检修质量。同时也优化了制动室的工艺流程铺排,使现场检修工作节奏快捷、工艺细致、数据分析统计更加准确,解决了手工填写记录单效率低,浪费严重,记录单无法数据化等问题。
参考资料:
【1】《Visual C++从入门到精通》(第三版) 清华大学出版社
【2】《SQL Server从入门到精通》 清华大学出版社
【3】https://developer.microsoft.com/zh-cn/ 微软开发者中心网站
【4】www.csdn.net CSDN网站
【5】智络科技提供《URF-R330 产品规格书》及API
中国铁路呼和浩特局集团公司科技研究开发计划项目(课题编号:2021B121)