基于云平台的设备监理系统的设计

2020-06-29李艳豪米娇娇吴永杰

重型机械 2020年4期

李艳豪，王睿，米娇娇,吴永杰

(1.中国重型机械研究院股份公司，陕西西安 710032；2.西安精雕软件科技有限公司，陕西西安710038)

0 前言

设备监理的工作主要是通过对人、资金、材料、设备、能源等相应的信息进行获取、管理和利用。目前，设备监理行业现场监理工作普遍存在的问题：(1)监理人员工作协同性差。现场人员无专门的信息化反馈渠道，主要通过电话、微信等方式进行零散的信息反馈，信息的完整性无法保证，这就造成合同管理人员信息录入工作变得繁重、无序。(2)项目进度难把控。缺乏统一的合同进度监管平台[2]，相关人员无法实时掌握项目进度。不同角色人员之间需要反复沟通、确认，增加项目管理难度，同时降低员工工作积极性。(3)项目监理质量无法保证。项目非闭环管控、监管节点滞后制约了项目监理质量的提升，长久下去导致项目监理角色在整个项目管控中被弱化，进而导致项目质量无法得到有效监管[3]。

现场监理工作存在问题的主要原因是各方项目进度信息无法实时互通，以及项目的质量信息未能有效反馈。设备监理信息化平台能很好地提升设备生产监理工作的效率和效能。为此，本文提出搭建基于云服务设备监理系统，通过信息化手段将进度、质量等信息分析、整合，为项目监理提供数据支撑，进而提升项目监理质量[4]。

1 设备监理系统云架构

为了促进监理项目各方高效协同，同时保证数据安全，系统需要满足多客户端访问、数据异地灾备、实时大数据处理等特性，云服务很好地契合了系统的实施要求[5]。

设备监理系统云架构如图1所示。建立数据中心，通过分布式计算、分布式存储、负载均衡等手段，来提供云服务基础设施服务[6]。平台层通过引入大数据分析、安全协议、外部平台接口，在满足系统现有业务场景的条件下，又保证了系统的灵活可拓展性[7]。软件服务层作为系统业务核心，按权限、分模块将监理各方业务有机结合，从而实现合同全流程信息化管控。多客户端主要支持个人电脑、智能手机、平板电脑等，用来满足不同角色人员使用场景需求。

图1 设备监理系统云架构

2 系统数据建模过程

采用OOP(面向对象程序设计)进行系统架构设计，通过将设备监理各环节中的要素抽象为一个个对象，来构建系统数据模型[8]，并依赖接口、继承等编程方式保证系统的灵活拓展性。监理合同、进度、质量是设备监理过程的核心要素，合同基础数据、实时进度数据、质量检测数据是三者的直接表现，是监理软件数据模型的重要组成部分。

监理要素的结构化数据模型如图2所示。抽象数据模型可以通过DDL (Data Definition Language，数据定义语言)转化为结构化数据持久化到数据库中[9]。结构化数据主要分为：合同实体、合同阶段信息实体、进度汇报实体、质量记录实体、质量类型实体、预警消息实体、人员实体等。不同实体要素通过外键进行关联，如：合同实体与合同阶段实体为一对多关系、人员和消息角色为多对多关系。

图2 监理要素数据模型

合同按阶段进行划分，不仅是项目管理的常规手段，也是软件系统进行分级预警的必要条件[10]。不同阶段的临界点通常也是进度预警、超期报警的分界点。预警期为阶段截止日期前某个时间段，而超过截止日期的进度均为超期报警范围。监理项目阶段进度预警与超期报警模型，如图3所示。其中，S1,S2,……,Sn表示项目各阶段工时；P1,P2,……,Pn表示设定的各预警区间；E1,E2,……,En表示各阶段超期工时。假设各阶段实际工时为A1,A2,.....,An，则进度完成率Mn=An/Sn，超期率On=En/Sn。

图3 进度预警与超期报警模型

阶段截止时间之前，且未到预警期均为正常；阶段截止时间之前，且在预警期内，表示进度仍在可控范围内，但有超期风险；超过截止时间后需要根据超期率评判失控风险。阶段分级预警消息推送机制如表1所示。

表1 进度分级预警机制

4 系统功能分析

4.1 基础数据

合同是项目的发起点，审批通过并立项后，将合同中关键信息录入系统，同时上传合同电子附件作为存档。按合同关键节点进行阶段划分，根据项目类型可以默认固定几个项目阶段，也可以根据项目的实际情况采用配置化的阶段节点[11]。一线监理人员在进行进度汇报时，系统自动判断项目进度进行按阶段汇报，汇报形式主要为日报、周报、阶段总结等；汇报方式支持手机、平板、PC端，避免单一方式对用户造成限制；汇报主要内容有零配件加工后精度、设备零部件装配精度、各项检测量等数据。

4.2 数据安全

合同信息、人员信息、质量数据等涉及企业核心利益，必须保证数据的安全可靠[12]。根据数据保密级别及业务使用场景，对关键数据在存储、传输、系统部署等各环节着重设计。为此采取以下措施：

(1)所有数据均采用SSL(安全套接字协议)来保证数据传输安全性；

(2)合同金额、合同附件路径、用户身份信息等关键数据采用DES对称和RSA非对称混合加密算法来进一步保证数据传输的安全可靠；

(3)数据库中用户身份信息等数据采用SHA1((secure hash algorithm,安全散列算法)进行加密存储[13]；

(4)数据结构支持配置化管理，通过角色管理、权限配置使数据有针对的、安全的呈现在用户面前；

(5)采用分布式数据库、分布式文件系统，使系统具备异地灾备能力。

采用云服务作为系统部署平台，可以很好地保证设备监理系统安全稳定运行。

4.3 进度预警与超期报警

实时进度数据是进行大数据分析，构建进度预警机制、质量预警机制的先决条件[14]。进度实时预警可以降低项目超期风险，是保障项目如期完工的重要手段；超期报警旨在将风险控制在最小范围，两者有机融合，有助于各利益相关方及时处理项目中存在的问题，避免给企业造成不必要的损失。

系统支持“角色+人员”方式指定预警消息接收人，通常由负责人按照合同规定的各完工节点进行阶段划分，并根据实际情况配置阶段预警期。系统根据阶段完工进度和预警期设定来主动判断预警级别，并及时推送预警消息给各角色或用户。主动预警实现机制如下：

(1)采用定时服务主动轮询方式进行预警信息分析、生成[15]；

(2)所有消息被推送至消息队列，由消息队列负责消息分发；

(3)消息被消费后(短信、邮件等方式推送给对应接收人)及时更新消息状态。

另外，进度数据覆盖员工工时，也可以作为员工绩效考核的数据依据，通过建立绩效激励制度来激发员工工作的积极性[16]。

4.4 质量数据分析

质量数据需要长时间积累，逐步形成质量经验库，基于质量模型和关键风险策略[17]，系统主动分析设备潜在质量隐患，根据质量等级为对应角色人员推送预警信息[18]。设备监理质量类型主要集中在：表面缺陷、裂纹、加工精度超差、装配精度不合格等。系统将这些质量数据按照类型进行统计，可为用户呈现图形化质量报表；同时根据缺陷类型、超差范围可以分析出质量问题主要出在原材料、加工过程、装配过程等各环节。

(1)通过供应商交货合格率、准交率数据，系统生成质量正面、负面清单[19]，指导企业在采购环节做出更合理地选择；

(2)通过加工精度数据，生成质量波动曲线，可以反映出加工设备的性能及损耗情况，有利于加工程序调优优化及加工设备维保工作，保证了加工过程的一致性；

(3)通过装配精度数据，生成质量正态分布图，可以折射出哪些操作上易出问题，有利于工人改进原有装配方式、手段，更有利于装配标准化建立。

基于这些数据报表，企业可以采用PDCA循环法来逐步提升项目监理质量，充分发挥设备监理工程师在项目管控中的积极能动作用[20]。