基于MES+信息化的铁路道岔管理系统建设

摘要：随着我国铁路建设的快速发展，对道岔产品的质量、效率和安全性提出了更高要求。针对传统道岔生产管理模式中存在信息孤岛严重、生产过程不透明、管理效率低下等问题提出基于MES+信息化道岔管理系统。从企业级到车间级对道岔制造管理系统进行整体设计并开发匹配的MES系统。该系统主要功能包括生产全过程信息追溯、报工系统、质量管理系统等。实现了道岔制造全过程信息化追溯，加强了质量控制精准度，便捷了作业人员工时统计，填补了道岔制造领域信息化推进困难的行业空白，为国企信息化做出一定的贡献。

一、引言

随着铁路建设进入新时代，铁路道岔制造领域也应逐步适应时代需求，为推进国企信息化建设迈出步伐[1]。传统道岔生产模式，大量杂乱信息落在纸质，不仅增加人力、财力成本[2]，管理效率低下，更降低了生产管理的透明度，同时缺乏相应的标准化。

对于上述问题，其他制造行业也推行了相关的信息化建设来解决。在船舶制造领域，杨帅[3]等在船舶生产制造车间结合主流前沿智能化技术，开发了基于MES的教学用智能化小组立生产线。该系统能多功能自动化远程控制，实现了车间部分的自动化、智能化转型升级。王建伟[4]为了适应制造业自动化、数字化改造的时代需求，以MES系统为核心技术，构建了制造业数字工厂的体系结构，设计了一种多目标优化的物料调度方法，提升了生产效率。在汽车制造领域，梁越秀[5]等围绕MES的设计、实施，阐述了其在工艺管理、计划管理、质量管理、物流管理，以及生产执行各阶段的具体应用，形成了一个全面优化生产的流程框架。李兵[6]引入MES系统对数字化生产进行改造，实现管件生产的自动化管理、过程可追溯，实现产品全制造周期的信息透明化、数据化、可视化，优化企业生产资源配置。卢怀[7]等为了推进透平叶片生产的精益化、透明化，聚焦于叶片生产过程中的典型问题，提出了基于精益生产理念的叶片数字化车间MES应用方案。在纺织领域，部一彤[8]等针对当前大部分织造车间信息化程度低，设计并开发出专属于织造环节的智能织造MES系统，减少人工管理的纰漏，显著提升企业的生产管理效率。

综上，在传统制造业领域，通过引入MES等信息化方式可有效提高企业管理效率，实现降本增效，更好的融入高质量绿色发展新时代。道岔产品关乎国民经济命脉，更应快速跟紧时代步伐，为国企信息化积蓄力量。本文将从道岔管理系统整体设计、报工系统设计、质量管理系统设计及全生命周期轨件追溯设计进行介绍。

二、道岔管理系统整体设计

道岔管理系统整体包括三个部分，分别为ERP（企业级管理系统）、MES（车间执行）及BOM（物料清单）。整体设计图如图2-1所示。

ERP（企业级管理系统）为企业资源计划系统，主要包括营销、采购、财务、技术中心等。主要功能为基于订单计划结合财务及技术中心技术指导来制定MRP（生产计划物料需求），并进行统一的资源管理。

MES（车间执行）内容包括基础信息管理（物料、人员、标准、工艺等）、APS（高级排程智能调度）、生产管理、报工系统、质量管理等。主要功能为接收生产任务形成工单，制定工艺路线及质检方案来指导生产。并将所涉及信息同步到MES系统小程序中，相关人员登录系统实现信息同步。

BOM（物料清单）即为产品结构数字化表达，同时为技术中心、财务采购及车间执行提供基础数据支撑。

三者关系：ERP生成生产计划，传递给MES执行，MES根据BOM信息来确保物料正确使用，同时跟踪生产进度和资源消耗，将数据反馈给ERP，形成闭环。

系统包含仓储、采购、生产、车间、质量、设备等多维度信息化建设，本文将从质量管理、报工系统、系统轨件信息追溯三方面进行详细介绍。

三、质量管理系统设计

质量检查工作在传统道岔制造中占据重要地位，传统检查记录为纸质记录，不仅工作繁琐且容易丢失记录，不便于信息追溯。现基于MES系统开发一套道岔质量管理系统，包括PC端网页及移动端APP。设计图如下：

如上图所示，系统由轨件信息、人员信息、标准信息组成，并进行相关人员的任务匹配。管理人员基于轨件进行质检方案的制作与相应工序的匹配；作业人员在完成工序使用移动端扫码填写电子自检卡与互检卡，每根钢轨进行二维码绑定便于扫码登记与质检信息匹配；专检人员对自检互检进行检查，从而形成三检（自互专）记录，记录绑定工单与相关人员，便于质量问题追溯。

（一）网页端MES系统设计

质量管理模块MES界面如下：

三检记录界面如下：

质检方案匹配界面如下：

（二）移动端APP设计

移动端主要用于作业人员填写质检信息进行报工。APP需满足报工及质量管理等相关功能，设计界面如下：

道岔质量管理系统，通过上层设计及线上端的开发，很好的解决了纸质版记录繁琐，追溯不便的问题，实现了质检无纸化办公。

四、报工系统设计

基于上述质量管理模块，作业人员需使用移动端APP扫码进行报工填写。且只能在完成工序填写质检方案后进行工时上报

报工系统流程图如下：

需要注意，多人报工时，报工总和必须为100%。按照上述流程，APP满足相应需求，报工界面如图4-2所示。

上述系统在试运行期间，通过不断调整完善，现已经满足正常报工要求。同时除正常工单报工，还设置有临时报工、无工单报工等模块，满足作业人员的报工需求，维护相关权益。

五、全生命周期轨件追溯设计

钢轨件实施全生命周期质量追溯（从原材、加工、组装、使用的全过程数据追踪）对提升质量、保障安全、优化供应链、满足法规、增强竞争力、支持改进和推动信息化具有重要意义，是铁路行业高质量发展的关键。

（一）轨件信息追溯设计方案

以整组转辙器为例进行信息追溯设计，轨件组成关系如下图。

为满足质量追溯要求，应对原材出现质量问题需要进行对整组道岔（成品轨件）进行追溯、整组道岔（成品轨件）出现质量问题需要进行对原材进行追溯。

设定方案实现“原材到成品轨件”、“成品轨件到组件”的双向质量追溯。

（二）轨件信息追溯系统实现

基于上述方案进行相关工序与钢轨编码绑定，钢轨关联关系如下图所示

按照预定方案通过MES系统及APP实现信息追溯，APP需满足对轨件编码与工序的输入绑定，同时MES系统对信息整合形成检索窗口实现对轨件流向的追溯。实施情况如下图所示。

如上图所示，从作业人员对工序与轨件信息扫码绑定，到MES系统对信息统计追溯，实现了对钢轨件全生命周期的质量追溯，完善了轨件的质量监管体系，提高了便携性与时效性。

六、总结

（一）MES+道岔管理体系，实现与ERP，BOM三者的有机融合，形成道岔管理闭环。实现了领导层、管理人员、生产现场的信息同步，打破信息壁垒，提高了管理效率，为推进国企信息化建设做出一定的贡献。

（二）MES+质量管理系统，开发PC端与移动端实现了线上的质量方案采集，提高了工作的时效性，避免纸质版记录的繁琐，实现了无纸化质检工作，节省了生产成本。

（三）MES+工时统计，实现了工时、人员、工序的一一匹配，打破工时统计模糊的黑匣子，保障工人权益。

（四）MES+钢轨件信息，实现了钢轨件全生命周期信息追溯，完善了轨件售后追责系统，提高工作效率。

参考文献

[1]聂卫东.企业信息化数字化系统建设的战略规划与实践路径探讨[J].产品可靠性报告，2024，（11）：37-38.

[2]韩玲.信息化对道岔制造成本的影响[J].知识经济，2016，（05）：94.DOI：10.15880/j.cnki.zsjj.2016.05.067.

[3]杨帅，张瑞雪，姚永乐，等.基于MES的教学用智能化小组立生产线的工程实践[J].电焊机，2024，54（12）：74-81.

[4]王建伟.基于MES系统的数字工厂调度方法研究[J].中国新技术新产品，2024，（19）：25-27.DOI：10.13612/j.cnki.cntp.2024.19.011.

[5]梁越秀，费爱松.MES在车体涂装车间的数字化和智能化应用[J].汽车与新动力，2024，7（04）：123-126.DOI：10.16776/j.cnki.1000-3797.2024.04.002.

[6]李兵.MES系统在汽车液压成形管件数字化车间的应用[J].内燃机与配件，2024，（12）：62-64.DOI：10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2024.12.051.

[7]卢怀，刘辉，徐健，等.基于精益生产的叶片数字化车间MES应用[J].东方汽轮机，2024，（02）：81-86.DOI：10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2024.02.018.

[8]部一彤，顾嘉航，向军，等.智能织造MES系统的设计与开发[J/OL].棉纺织技术，1-6[2025-02-25].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/61.1132.TS.20240614.1722.004.html.

齐秀阳，男，本科。

通讯作者：田宇宙，男，硕士研究生，