轨道交通领域技术变更管理系统建模与开发

李书+覃事东

摘 要：随着轨道交通装备的高速发展，企业更加关注制造过程中的管控，尤其组装过程，技术变更复杂、频繁，周期长等，因此需要软件管控技术变更执行情况。文章对变更过程管控进行了架构和功能设计，然后采用面向对象的UML技术建模，建立了系统用例图、角色活动图、类图和时序图。最后以Eclipse为开发工具，采用JAVA开发语言，开发了技术变更管控系统。

关键词：JAVA；UML；变更管理；过程管控

1 概述

轨道交通制造装备[1]一般具有产品多、小批量、生产模式离散等特点，这种制造模式存在信息流转滞后，难以环化管理，尤其是技术变更难以全过程管控。技术变更管理的失效可能会导致资源调度不平衡、质量不受控等，因此需管控系统辅助监控整个变更过程，使变更执行透明、公开。技术变更大致分为设计变更、工艺变更两类，工艺变更是将设计变更转化成作业人员返工的指导文件，也是核心管控环节。基于JAVA[2]的技术变更管控系统的建立为制造装备企业提供设计变更流转、工艺转化、作业人员返工、质量检测、车辆交付的全生命周期管理，系统无缝关联工艺、质量、项目、车间作业，解决信息流转滞后、项目组进度信息不实时、不可控，同时优化了时间、人力成本，提高管理效率。

2 系统的总体设计

在设计JAVA功能模块的基础上，结合生产制造技术变更的管理流程与方法，将技术变更管理系统至顶向下整体分为（图1）：设计变更流转系统，工艺变更管理系统、作业执行系管理统、质量检测系统、车辆变更进度及状态管理系统、后台管理系统。

2.1 设计变更管理系统

设计变更管理模块[3]主要对设计的变更流转闭环管理，包括对变更发布、流转、审核，并且对设计变更进行分类、项目定位、流转提醒等。该模块保证设计变更在工程技术部门流转的全过程监控，通过对时间交叉对比，辅助定位流转节点，防止设计变更遗漏、错批，同时所有历史问题可以回退追溯；所有人员可以实时查询项目发生的变更、变更内容、工艺人员反馈情况等。

2.2 工艺变更管理系统

工艺变更是指工员员将设计变更转化为现场人员作业的指导文件。工艺变更管理：包括现场作业文件转化、审核、归档。工艺变更[4]转化模块是系统的核心功能模块，用于管控艺变更转化的全过程，该模块细分为五个模块：物料变更模块、文件变更模块、变更内容模块、变更工艺（返工）模块、首列车确认模块。物料、文件变更属于变更涉及到的实物换版、替换、报废；变更工艺、内容管理包括作业班组返工所涉及项目、变更文件、车次、作业人员、完成时间等；首列车确认模块主要用于工艺员验证工艺变更在首列车执行情况。

2.3 作业执行管理系统

作业执行管理模块用于保证工艺变更在车间执行。工艺变更归档后，班组作业人员收到工艺变更的返工作业文件，作业人员完成返工后，填报返工执行情况。

2.4 质量检测系统

该模块主要保证返工执行是否符合质量检测规范。车间作业人员填完返工情况后，自动触发品質检测人员，提醒品质人员检查、关闭项点。质检人员检验合格后，需要输入返工单号关闭，如果质检不合格，需车间作业人员重新返工、确认。

2.5 车辆状态系统

车辆状态系统模块负责管理当前车辆的所有变更执行情况，保证车辆交付业主时，所有变更透明化。用户可以实时获取项目的某辆车变更是否执行完毕，车间、班组、变更未执行项点，执行周期等。车辆状态模块功能实时获取车辆存放信息、编组信息、发运信息等。

2.6 后台管理系统

后台管理模块负责对人员、班组、部门等信息维护，管理员可以设置和分配角色、权限，调整项目信息等。

3 基于UML的技术变更管理系统建模

3.1 UML建模技术

统一建模语言（UML， Unified Modeling Language）是支持模型可视化，集成开发的语言，是面向对象开发的编程规范和方法。UML[5]建模语言直观化、文档化、指导性强，适用于整个系统开发过程。

3.2 基于UML的技术变更管理建模过程

3.2.1 建立用例图

用例图提供一种可视化的交互图方式来描述系统对用户提供的功能（图2）。图中的用例表示系统的功能，角色表示使用系统的用户。系统功能用例分为：设计变更管理、工艺变更管理、工艺变更返工管理、质量检测管理、车辆变更进度管理、后台管理。建模用户角色包括：项目经理、工艺员、作业人员、质检人员、交车主办、系统管理人员。

设计变更用例包括：设计变更登记、转发、审核、确认用例；工艺变更用例包括：物料变更、文件变更、变更返工、执行确认用例；质量检测管理包括：质检填报、返工文件查询、返工状态查询用例；车辆变更状态用例包括：查询未执行变更、未执行班组用例。

3.2.2 建立角色活动图

角色活动图将业务分为不同的时间节点，每个时间节点由特定角色管控信息流向，技术变更流转的核心流程如图3。项目经理导入设计变更信息，转发给相应工艺人员，同时并处理工艺员提醒、回复信息；工艺员核实设计变更，编制工艺变更文件，归档；文件归档后，作业班组收到作业提醒，完成返工，填报返工情况；返工后，质检人员收到提示，现场确认返工情况，合格则关闭返工项点，不合格则重新需要作业班组返工。〓

3.2.3 建立系统类图

类是面向对象的设计的基础，表现了现实事务或者功能的构造块关联。类图[6]是若干实体、或者功能关联在一起，反映系统或者子系统组成结构的静态图。系统类图（图4）描述了各钟变更之间，变更与实物单据之间的关系。系统中变更接口由设计变更、工艺变更继承实现，工艺变更依赖于设计变更。工艺变更类由物料变更、文件变更、变更工艺、变更内容组成，其中变更工艺类是系统核心类，用于管理作业返工、质检关闭。返工执行单的产生依赖于变更工艺，质检单依赖于变更工艺、返工执行单，返工完成，系统生成质检单号。

3.2.4 建立系统时序图

时序图显示对象之间的交互，交互的对象按时间排序。时序图中的元素包括：对象、生命线、控制焦点、消息。系统研发中设计了大量不同角色的时序图，限于篇幅，仅列出工艺员角色操作时序图（图5）。图中描述了工艺员登录系统，系统自动跳转到提醒事项。工艺员确认待处理设计变更，编制文件、物料变更、工艺变更，并归档文件。

4 系统实现

4.1 系统开发环境

系统基于JAVA Web技术，使用Eclipse作为开发环境，以Apache Tomcat 7.0 作为应用服务器，利用Microsoft SQL Server 2005 作为数据管理工具，后台采用Struts、Spring、Hibernate框架开发。系统开发遵循MVC结构，将页面展示、流转控制、数据访问分離，提高代码重用，降低模块之间耦合。

4.2 基于JAVA Web的工艺变更子系统

限于文字篇幅，文章只截取了工艺变更子系统的实现。工艺变更编制如图6所示，完整的工艺变更包括基本信息、变更内容、变更工艺、首列车确认信息、物料变更等。变更基本信息需要填报设计变更号、抄送单位等，获取工艺变更号；变更工艺（返工）需输入执行返工车次、执行班组、时间节点、返工步骤等信息；首列车确认用于验证变更在首列车执行情况，需填补充信息验证车次、时间节点、配合班组；物料变更是变更涉及到的物料新增、报废、替换等，需要输入物料编码、物料名称、数量、领料班组。

工艺变更归档后，系统生成待关闭的变更返工项点，班组返工完成后，质检需要关闭。质检人员选择项目、变更状态，输入工艺变更号定位待关闭工艺变更，选择执行班组、返工车次，输入关闭单号，保存提交。

5 结束语

基于JAVA Web平台，结合SQL Server、JSP等技术开发了技术变更管控系统，实现了变更流转、审核、编制、执行、关闭的全过程监控，提高了工作效率，优化了人力、时间成本，简化了工作流程，为生产制造企业的过程信息化管控研发提供借鉴和参考意义。

参考文献

[1]朱军.我国城市轨道交通发展现状与对策建议[J].城市轨道交通研究，2005（06）.

[2]周浩华，蔡坚铮.用Java开发基于Web的定制工作流[J].华南理工大学学报（自然科学版），1998（12）.

[3]宋琳.浅谈设计变更管理[J].价值工程，2010（18）.