軌道交通領域技術變更管理系統建模與開發

李書+覃事東

摘 要：隨著軌道交通裝備的高速發展，企業更加關注制造過程中的管控，尤其組裝過程，技術變更復雜、頻繁，周期長等，因此需要軟件管控技術變更執行情況。文章對變更過程管控進行了架構和功能設計，然后采用面向對象的UML技術建模，建立了系統用例圖、角色活動圖、類圖和時序圖。最后以Eclipse為開發工具，采用JAVA開發語言，開發了技術變更管控系統。

關鍵詞：JAVA；UML；變更管理；過程管控

1 概述

軌道交通制造裝備[1]一般具有產品多、小批量、生產模式離散等特點，這種制造模式存在信息流轉滯后，難以環化管理，尤其是技術變更難以全過程管控。技術變更管理的失效可能會導致資源調度不平衡、質量不受控等，因此需管控系統輔助監控整個變更過程，使變更執行透明、公開。技術變更大致分為設計變更、工藝變更兩類，工藝變更是將設計變更轉化成作業人員返工的指導文件，也是核心管控環節。基于JAVA[2]的技術變更管控系統的建立為制造裝備企業提供設計變更流轉、工藝轉化、作業人員返工、質量檢測、車輛交付的全生命周期管理，系統無縫關聯工藝、質量、項目、車間作業，解決信息流轉滯后、項目組進度信息不實時、不可控，同時優化了時間、人力成本，提高管理效率。

2 系統的總體設計

在設計JAVA功能模塊的基礎上，結合生產制造技術變更的管理流程與方法，將技術變更管理系統至頂向下整體分為（圖1）：設計變更流轉系統，工藝變更管理系統、作業執行系管理統、質量檢測系統、車輛變更進度及狀態管理系統、后臺管理系統。

2.1 設計變更管理系統

設計變更管理模塊[3]主要對設計的變更流轉閉環管理，包括對變更發布、流轉、審核，并且對設計變更進行分類、項目定位、流轉提醒等。該模塊保證設計變更在工程技術部門流轉的全過程監控，通過對時間交叉對比，輔助定位流轉節點，防止設計變更遺漏、錯批，同時所有歷史問題可以回退追溯；所有人員可以實時查詢項目發生的變更、變更內容、工藝人員反饋情況等。

2.2 工藝變更管理系統

工藝變更是指工員員將設計變更轉化為現場人員作業的指導文件。工藝變更管理：包括現場作業文件轉化、審核、歸檔。工藝變更[4]轉化模塊是系統的核心功能模塊，用于管控藝變更轉化的全過程，該模塊細分為五個模塊：物料變更模塊、文件變更模塊、變更內容模塊、變更工藝（返工）模塊、首列車確認模塊。物料、文件變更屬于變更涉及到的實物換版、替換、報廢；變更工藝、內容管理包括作業班組返工所涉及項目、變更文件、車次、作業人員、完成時間等；首列車確認模塊主要用于工藝員驗證工藝變更在首列車執行情況。

2.3 作業執行管理系統

作業執行管理模塊用于保證工藝變更在車間執行。工藝變更歸檔后，班組作業人員收到工藝變更的返工作業文件，作業人員完成返工后，填報返工執行情況。

2.4 質量檢測系統

該模塊主要保證返工執行是否符合質量檢測規范。車間作業人員填完返工情況后，自動觸發品質檢測人員，提醒品質人員檢查、關閉項點。質檢人員檢驗合格后，需要輸入返工單號關閉，如果質檢不合格，需車間作業人員重新返工、確認。

2.5 車輛狀態系統

車輛狀態系統模塊負責管理當前車輛的所有變更執行情況，保證車輛交付業主時，所有變更透明化。用戶可以實時獲取項目的某輛車變更是否執行完畢，車間、班組、變更未執行項點，執行周期等。車輛狀態模塊功能實時獲取車輛存放信息、編組信息、發運信息等。

2.6 后臺管理系統

后臺管理模塊負責對人員、班組、部門等信息維護，管理員可以設置和分配角色、權限，調整項目信息等。

3 基于UML的技術變更管理系統建模

3.1 UML建模技術

統一建模語言（UML， Unified Modeling Language）是支持模型可視化，集成開發的語言，是面向對象開發的編程規范和方法。UML[5]建模語言直觀化、文檔化、指導性強，適用于整個系統開發過程。

3.2 基于UML的技術變更管理建模過程

3.2.1 建立用例圖

用例圖提供一種可視化的交互圖方式來描述系統對用戶提供的功能（圖2）。圖中的用例表示系統的功能，角色表示使用系統的用戶。系統功能用例分為：設計變更管理、工藝變更管理、工藝變更返工管理、質量檢測管理、車輛變更進度管理、后臺管理。建模用戶角色包括：項目經理、工藝員、作業人員、質檢人員、交車主辦、系統管理人員。

設計變更用例包括：設計變更登記、轉發、審核、確認用例；工藝變更用例包括：物料變更、文件變更、變更返工、執行確認用例；質量檢測管理包括：質檢填報、返工文件查詢、返工狀態查詢用例；車輛變更狀態用例包括：查詢未執行變更、未執行班組用例。

3.2.2 建立角色活動圖

角色活動圖將業務分為不同的時間節點，每個時間節點由特定角色管控信息流向，技術變更流轉的核心流程如圖3。項目經理導入設計變更信息，轉發給相應工藝人員，同時并處理工藝員提醒、回復信息；工藝員核實設計變更，編制工藝變更文件，歸檔；文件歸檔后，作業班組收到作業提醒，完成返工，填報返工情況；返工后，質檢人員收到提示，現場確認返工情況，合格則關閉返工項點，不合格則重新需要作業班組返工。〓

3.2.3 建立系統類圖

類是面向對象的設計的基礎，表現了現實事務或者功能的構造塊關聯。類圖[6]是若干實體、或者功能關聯在一起，反映系統或者子系統組成結構的靜態圖。系統類圖（圖4）描述了各鐘變更之間，變更與實物單據之間的關系。系統中變更接口由設計變更、工藝變更繼承實現，工藝變更依賴于設計變更。工藝變更類由物料變更、文件變更、變更工藝、變更內容組成，其中變更工藝類是系統核心類，用于管理作業返工、質檢關閉。返工執行單的產生依賴于變更工藝，質檢單依賴于變更工藝、返工執行單，返工完成，系統生成質檢單號。

3.2.4 建立系統時序圖

時序圖顯示對象之間的交互，交互的對象按時間排序。時序圖中的元素包括：對象、生命線、控制焦點、消息。系統研發中設計了大量不同角色的時序圖，限于篇幅，僅列出工藝員角色操作時序圖（圖5）。圖中描述了工藝員登錄系統，系統自動跳轉到提醒事項。工藝員確認待處理設計變更，編制文件、物料變更、工藝變更，并歸檔文件。

4 系統實現

4.1 系統開發環境

系統基于JAVA Web技術，使用Eclipse作為開發環境，以Apache Tomcat 7.0 作為應用服務器，利用Microsoft SQL Server 2005 作為數據管理工具，后臺采用Struts、Spring、Hibernate框架開發。系統開發遵循MVC結構，將頁面展示、流轉控制、數據訪問分離，提高代碼重用，降低模塊之間耦合。

4.2 基于JAVA Web的工藝變更子系統

限于文字篇幅，文章只截取了工藝變更子系統的實現。工藝變更編制如圖6所示，完整的工藝變更包括基本信息、變更內容、變更工藝、首列車確認信息、物料變更等。變更基本信息需要填報設計變更號、抄送單位等，獲取工藝變更號；變更工藝（返工）需輸入執行返工車次、執行班組、時間節點、返工步驟等信息；首列車確認用于驗證變更在首列車執行情況，需填補充信息驗證車次、時間節點、配合班組；物料變更是變更涉及到的物料新增、報廢、替換等，需要輸入物料編碼、物料名稱、數量、領料班組。

工藝變更歸檔后，系統生成待關閉的變更返工項點，班組返工完成后，質檢需要關閉。質檢人員選擇項目、變更狀態，輸入工藝變更號定位待關閉工藝變更，選擇執行班組、返工車次，輸入關閉單號，保存提交。

5 結束語

基于JAVA Web平臺，結合SQL Server、JSP等技術開發了技術變更管控系統，實現了變更流轉、審核、編制、執行、關閉的全過程監控，提高了工作效率，優化了人力、時間成本，簡化了工作流程，為生產制造企業的過程信息化管控研發提供借鑒和參考意義。

參考文獻

[1]朱軍.我國城市軌道交通發展現狀與對策建議[J].城市軌道交通研究，2005（06）.

[2]周浩華，蔡堅錚.用Java開發基于Web的定制工作流[J].華南理工大學學報（自然科學版），1998（12）.

[3]宋琳.淺談設計變更管理[J].價值工程，2010（18）.