2. 追溯编码规则设计与校验

追溯码的字段结构与编码规则

本案例为一条离散装配线设计追溯码，编码需要同时满足两个条件：唯一性（同一产品不会出现重复码）和可解析性（从码本身能还原产线、日期、班次和流水号）。采用定长分段编码，避免分隔符带来的解析歧义。

完整追溯码为 14 位，例如 L3250314200127。流水号在每个“产线+日期+班次”组合内独立从 00001 开始，这是跨天、跨班次边界处理的核心约定。

校验逻辑实现

校验分四层：格式、日期合法性、唯一性、连续性。下面给出可直接运行的 Python 实现，包含跨天和跨班次的边界测试。

import re
from datetime import datetime, date

CODE_PATTERN = re.compile(r'^L([1-9])(\d{2})(\d{2})(\d{2})([1-3])(\d{5})$')

def parse_trace_code(code: str) -> dict:
    """解析追溯码，返回字段字典；格式非法时抛出 ValueError。"""
    m = CODE_PATTERN.match(code)
    if not m:
        raise ValueError(f"编码格式非法: {code}")
    line, yy, mm, dd, shift, seq = m.groups()
    try:
        prod_date = date(2000 + int(yy), int(mm), int(dd))
    except ValueError:
        raise ValueError(f"日期字段非法: {yy}{mm}{dd}")
    return {
        "line": f"L{line}",
        "date": prod_date.isoformat(),
        "shift": int(shift),
        "seq": int(seq),
        "unique_key": (f"L{line}", prod_date.isoformat(), int(shift), int(seq)),
    }

def validate_unique(code: str, existing_keys: set) -> bool:
    """校验唯一性：组合键是否已存在。"""
    info = parse_trace_code(code)
    return info["unique_key"] not in existing_keys

def validate_sequence(code: str, last_seq_in_shift: int) -> bool:
    """校验连续性：同一班次内流水号应为上一个+1。"""
    info = parse_trace_code(code)
    return info["seq"] == last_seq_in_shift + 1

# ---- 边界测试 ----
if __name__ == "__main__":
    # 正常码
    print(parse_trace_code("L3250314200127"))
    # 跨天：3/14 夜班最后一个码 → 3/15 早班第一个码
    print(parse_trace_code("L3250314300001"))
    # 跨班次：同一天 早班→中班，流水号重置
    print(parse_trace_code("L3250314100001"))
    print(parse_trace_code("L3250314200001"))
    # 非法格式
    try:
        parse_trace_code("L325031420012")   # 少一位
    except ValueError as e:
        print("捕获异常:", e)
    # 非法日期
    try:
        parse_trace_code("L3250230200001")  # 2月30日
    except ValueError as e:
        print("捕获异常:", e)

唯一性与可解析性验证

用一组模拟数据验证：同一班次内连续生成 5 个码，检查唯一性和连续性；再模拟跨天、跨班次场景，确认流水号正确重置。

def simulate_shift(line, prod_date, shift, count, start_seq=1):
    """模拟一个班次内生成 count 个追溯码。"""
    codes = []
    for i in range(count):
        seq = start_seq + i
        code = f"{line}{prod_date.strftime('%y%m%d')}{shift}{seq:05d}"
        codes.append(code)
    return codes

from datetime import date

# 3/14 中班，从 00127 开始生成 3 个
codes = simulate_shift("L3", date(2025,3,14), 2, 3, start_seq=127)
print(codes)  # ['L3250314200127', 'L3250314200128', 'L3250314200129']

# 跨天：3/15 早班，流水号从 00001 开始
codes_next = simulate_shift("L3", date(2025,3,15), 1, 2)
print(codes_next)  # ['L3250315100001', 'L3250315100002']

# 唯一性检查
all_keys = set()
for c in codes + codes_next:
    info = parse_trace_code(c)
    assert info["unique_key"] not in all_keys, f"重复: {c}"
    all_keys.add(info["unique_key"])
print("唯一性校验通过，共", len(all_keys), "个唯一码")