基于靈活配置的數字化作業指導書的設計

趙 斌 ，張涵林，左會超，崔洪濤

（1.國能鐵路裝備有限責任公司滄州機車車輛維修分公司，河北 滄州 061113；2.北京心華石科技有限公司，北京 102488）

一直以來，我國鐵路貨車檢修制度是以計劃預防修為主，定期檢修主要有廠修、段修兩級檢修修程，伴隨鐵路貨車裝備水平和貨車安全監控技術水平的不斷提升，國家能源集團鐵路裝備公司在鐵路行業率先開展重載鐵路貨車智能運維體系改革，探索實現基于數據驅動的重載貨車智能運維狀態修，狀態修主要有Z1、Z2、Z3 和Z4 檢修修程；鐵路貨車檢修以工藝轉化的作業指導書為基準開展，隨著狀態修的開展和深入，工藝設計周期越來越短，作業指導書對落實工藝，保障檢修質量具有重要作用；但目前鐵路貨車檢修企業中作業指導書存在如下問題：①以辦公軟件編制的作業指導書，缺乏授權體系，且最終輸出仍是非結構化文檔，無論在查閱使用體驗還是自身版本管理上難以提升；②樣式單一，文件規模大，改版成本高，統一內容調整效率低下；③每次修訂后，車間收舊發新工作繁瑣，且有較大資源浪費。

依據精益管理思想，不斷提煉、優化操作過程，讓操作方法和知識不斷積累和沉淀，逐漸成為生產管理規范化、生產流程條理化的重要工具。借鑒標準化作業指導書在其他行業應用經驗，結合鐵路領域的具體需求，探索出了基于靈活配置的數字化標準作業指導書的設計，縮短工藝轉化作業指導書的周期，提升了工藝準備效率。

1 系統架構設計

作業指導書，作為傳統的非結構化文檔，在其數字化過程中，進行了廣泛查閱和深入分析，初步構建了元素-節元素-節模板-作業指導書模板-作業指導書的五層結構體系，在軟件設計規范中倡導的“數據-展示”分離的做法上，進一步將數據和視圖的定義權由軟件開發工程師推向用戶，為用戶提供更為靈活的平臺，數據有什么？數據如何展示？完全交給用戶去定義，系統架構設計圖如圖1 所示。

圖1 作業指導書系統-系統架構設計

1.1 元素

元素，即對作業指導書的內容構成進行分析拆解后，找出元數據，進行定義的結果；元素將作為作業指導書的最小組成單元，通過為每個元素完善屬性信息，完成了數字化作業指導書的基層構建。

1.2 節元素

節，即對元素的邏輯劃分和管理，圍繞作業指導書的構成進行定義和組織，同時也是作業指導書目錄結構的組成，可以按需組織節元素，通過節和元素的定義組合，完成了數字化作業指導書的數據結構定義。

1.3 節模板

節模板，作業指導書展示是車間使用人員直接面對的作業指導書效果，經過多年經驗積累，形成了較為實用的統一版式，而且在歷次修訂中，也會與時俱進的改良，可見數據展示是一個不斷改進完善的過程，要適應這個特點，那么在保證數據穩定的基礎上，數據展示必須是可以不斷修改完善的，由此，定了節模板功能，為了適應豐富展示樣式的需求，充分發揮CSS 技術在頁面排版中的作用，節模板支持以源代碼方式維護數據展示樣式，這樣將賦予用戶充分的修改維護權限，幾乎可以實現各類靈活展示樣式，滿足將來個性化需求，到此，即實現了作業指導書以節為單位的“數據”和“樣式”的定義和維護，并且一組節元素可以配置多套節模板，滿足作業指導書批量“改版”需求。

1.4 作業指導書模板

通過節元素完成作業指導書的“數據”定義，通過節模板實現作業指導書的“展示”定義，通過支持節元素與節模板的1 ∶N 邏輯關系，支持多模板定義；將作業指導書按節模板組裝，系統通過作業指導書模板支持用戶完整構建一份作業指導書的模板，用戶可以在作業指導書模板中按需選擇使用節元素和節模板，構建出不同樣式作業指導書，完成作業指導書模板的裝配。

1.5 作業指導書

編制作業指導書環節，用戶通過選擇既有模板，即可快速完成一份作業指導書的構建，然后分別維護各節元素的內容即可，通過前期基礎建設，實現了作業指導書最小粒度的管理，達到了作業指導書的數字化和靈活管控需求。

2 系統功能設計

2.1 功能架構

作業指導書系統旨在通過結構化低層設計，實現靈活的數字化作業指導書，基于以上系統架構設計，規劃以下功能設計，共包括8 個部分，分別為：節元素定義、節模板配置、作業指導書模板、作業指導書編制、作業指導書審核、作業指導書審批、作業指導書發布和作業指導書查閱。

2.2 節元素定義

節定義，通過以節的形式定義和管理作業指導書的元素，用戶按作業指導書的邏輯構成來規劃設計節信息，系統支持節的多級別樹形定義；這樣，通過節定義，基本構建了作業指導書的內容框架；節信息屬性主要包括：名稱、分類、數據分類、節級別、節標識、父節名稱等。

元素定義，在每個節下，定義具體的元素，這些元素將是作業指導書的內容部分，對于公共元素，系統支持跨節使用；元素屬性主要包括名稱、類型、填報類型、下拉數據集、是否必填等屬性；通過元素定義，為作業指導書數字化和結構化奠定基礎。

2.3 節模板配置

節模板，基于Web 的前后端分離技術，利用HTML+CSS 技術在前端展示中的出色表現能力，組織作業指導書的前端展示，結合節元素數據，構建出前端展示的源代碼，直接配置到節模板中，實現數據和展示的結合，完成一個節模板的配置。

系統理論上支持一組節元素配置出無數個節模板，滿足不同作業指導書的差別化需求，并且為作業指導書模板創作提供了統一平臺，這樣，通過模板升級能夠快捷實現作業指導書的批量升級調整，滿足作業指導書與時俱進的樣式需求，大幅降低了改版成本，提供了工作效率。

作業指導書除了存在常規類數據外，還存在列表式數據，比如所需設備清單，設備清單包括設備名稱、規格型號、數量等，每份作業指導書的所需設備清單是不一樣的，如何構造可靈活增減的同類數據組，此問題曾一度擺在面前難以解決；經過仔細分析和研究，最終通過自定義html 標簽sop-list 來實現這類數據組的隨用戶需求動態增減，并且在展示時進行解讀渲染，實現更豐富的數據類型。

2.4 作業指導書模板

作業指導書模板，通過對節元素和節模板的不同選擇組合進行組裝，構建出完整的作業指導書模板；作業指導書模板是作業指導書數字化編制的依據，通過模板來實現作業指導書的統一標準化，并支撐將來的不斷迭代升級。

記錄每個作業指導書模板的引用情況，當作業指導書模板調整后可以針對性的升級某些作業指導書，也可以一鍵全部升級相關作業指導書，對于以往發生的作業指導書批量修改某些公共元素的場景，此方式將大幅提升工作效率。

2.5 作業指導書編制

作業指導書編制，在新加作業指導書或修改既有作業指導書時，可以通過選擇或修改要使用的模板，來確定該作業指導書的構成和表現，滿足不同用戶的個性化需求。

在編制時，系統根據對應節元素和節模板的配置信息，動態渲染出作業指導書，用戶可以進行作業指導書的編制，完善各個元素數據；根據元素數據類型的不同，除了可以支持文本信息外，系統也可以支持圖片、音頻和視頻等多種數據類型，滿足日趨豐富的作業指導書編制需求。

2.6 作業指導書審核

作業指導書審核，當完成作業指導書編制后，需要主管對作業指導書的適宜性、充分性和有效性進行審核簽字。尤其當對既有作業指導書修訂后，數字化作業指導書能夠充分發揮其便捷的優勢，通過顏色標注修訂部分的內容，在審核時，一目了然，提高審核的針對性和效率。

2.7 作業指導書審批

作業指導書審批，當完成作業指導書審核后，需要主管副總經理對作業指導書審批簽字，當對既有作業指導書修訂后，數字化作業指導書能夠充分發揮其便捷的優勢，通過顏色標注修訂部分的內容，在審批時，一目了然，提高審批的針對性和效率。

2.8 作業指導書發布

作業指導書發布，在以往的“辦公軟件編制+紙質印發”的模式下，更換車間的作業指導書比較繁瑣，需要打印、塑封，并根據崗位，去現場更換，收舊換新，耗費大量人力物力；數字化作業指導書在審批后，自動根據實施日期將舊版下線，新版上線，且無需人為干預，簡化了發布工作內容，提高了工作質量。

2.9 作業指導書查閱

作業指導書查閱，作業指導書是指導生產的綱領性文件，關乎工藝落地和生產質量，以往現場擺放的作業指導書查找困難，使用不便，且易損壞丟失，以前現場擺放的作業指導書如圖2 所示；通過現場配備智能終端，可以便捷的按部件、按修程等多維度查找，也可以按關鍵字進行全文檢索，大幅降低了作業指導書的使用門檻，對于宣傳落實新工藝具有重要作用。

圖2 傳統作業指導書現場布置

圖文形式的作業指導書嚴謹、科學，但是員工閱讀和學習不夠直觀，甚至長時間閱讀帶來疲勞后會忽略重點，影響員工掌握要領，也帶來安全生產隱患；為了提高員工對作業指導書的掌握情況保障生產質量，還設計了視頻作業指導書，為用戶創作搭建了平臺，可以將作業指導書拆解為一個個短視頻，以直觀和強調的方式突出作業重點，以理論和觀看實際作業的方式加深對作業指導書的理解和掌握。

3 對比與分析

通過對數字化作業指導書的設計與實現，無論在編制端還是在使用端均得到了提升，以下從七個維度分析對比如表1 所示。

表1 傳統作業指導書與數字化作業指導書對比

通過對比，可以看出數字化作業指導書在多個方面明顯優化傳統作業指導書，實現了作業指導書的數字化轉型，并且具有良好的擴展能力。

4 結束語

文章闡述了基于靈活配置的數字化作業指導書的設計思路，通過系統實現賦予了用戶更多創造能力，提高了系統對各式各樣作業指導書的適應能力，并通過用戶使用驗證，在多個維度上進行前后對比，證明了基于靈活配置的數字化作業指導書的設計優越性。

為了提高靈活性，幫助用戶通過配置做出各式各樣的作業指導書，而無需頻繁依賴程序升級修改，是設計的初衷，基本達到了預期目標；但在實踐中，也發現一些新問題，比如：為了提高系統的靈活性和適應性，加大了配置維護工作量，同時，對配置維護人員的素質提出了要求，系統在配置友好性上還有進一步提升空間。