基于B/S架构的船舶海外维修保障平台系统软件设计

2024-03-16刘宝华

中国修船 2024年1期

尤岳，邹翀，2，占锐，刘宝华

（1.中国船舶工业贸易有限公司，北京 100047；2.中国原子能科学研究院核数据重点实验室，北京 102413；3.江苏杰瑞信息技术有限公司，江苏连云港 222061）

随着世界局势的深刻变化，出口船舶的市场化双选属性在实践中逐渐增强。海外维修保障作为确保出口船舶贸易技术指标的重要工作，对出口船舶长期有效运行至关重要，而良好的有效在役状态对潜在用户选择供应商存在明显的优势。装备的可靠性及维修保障能力逐步成为潜在用户考虑的重要因素之一。但由于可靠性系统工程发展起步晚，评价体系与反馈系统建立不健全，近年来随着出口船舶逐年高端化、复杂化，压缩了我国船舶出口优势。建立有效的维修保障体系对确保出口船舶平均运行时长、展现可靠性与先进性具有重要意义，助力提高我国船舶装备的国际信誉与产品竞争力。

目前出口船舶交付后缺少相应信息化维修保障管理系统以及数据、文件的管理和监督，工作大部分为手工线下处理，且船舶装备、维修保障数据分散，存在管控体系不完善、信息化支撑不足等问题，导致信息沟通不畅、事务处理效能较低的现象，无法有效响应反哺船舶维修保障建设的总体需求。参考国际一流造船集团应对出口船舶的保修策略与方法，建立维修保障平台成为解决现有出口船舶维修保障问题的必要手段。

本文基于出口船舶装备综合保障系统应用经验，设计了新型出口船舶海外维修保障平台软件，实现了集约化全寿命周期全球集中管理船舶海外维修保障信息及出口船舶反哺信息的功能，对相关产业具有一定示范性实践意义。

1 系统设计目标

本着分阶段构建出口船舶海外维修保障体系的原则，以“数智赋能”为基本理念，顶层设计要求实现功能全覆盖性、接口通用性、低环境适用性；综合利用集团所属企业全球驻外机构、维修保障服务网点、海外修造船厂设施、船舶维修信息化管理等国内外资源，通过全面梳理多年来积累的出口船舶装备综合保障系统应用及海外维修经验，设计建立全球海外船舶维修保障平台系统，以解决上述实际且急迫的需求、痛点问题。

系统将建立维修保障信息数据系统，实现保修工作信息化运作，同时根据各级权限要求，实现自动报表与预警功能，支持海外维修保障工作的开展。具体而言，即做到：一是从器材供应、人员保障、信息反哺、服务体验等船舶装备维修保障工作关键环节进行深入研究，并提出满足需求、解决问题的可行性方案和建议；二是设计编制船舶海外维修保障平台软件，服务相关单位，形成维修快速响应能力，提升信息收集使用、物资保障的管理水平。

系统将通过集约式信息集中计算技术，实现对用户国、船舶、维修保障、物资、培训等信息的统一管理，实现出口船舶的维修保障工作精细化管理。一方面，可以实现对信息进行及时、高速的处理分析，大大促进管理的效率，促使管理标准化，提高项目管理的效率；另一方面，也可以通过优质的售后服务弥补产品质量缺陷，树立出口装备良好形象。

2 系统模块概念设计

2.1 设计思路

为实现上述的设计目标，系统采用了标准化模块设计，内设船舶装备管理、用户国管理、船舶状态管理、维修保障管理、物资管理、维修保障人才培训管理和信息反哺多个信息化模块，提供统一的船舶信息化管理平台，提升出口船舶维修保障信息化管理能力。

在功能上，为与出口船舶业务归口单位现有系统兼容，本平台针对不同权限用户需求，提供多维系统报表与人机接口展示方式，分别支持以用户国和船舶型号为索引入口进行管理工作。

在技术实现上，综合考虑数据量、部署灵活性、扩展性等因素，采用面向服务的软件设计思想，构建统一的软件体系结构，提取维修保障业务过程共性功能和通用流程，面向各节点需要进行灵活组合、动态部署，满足系统承担的采集上报任务要求。

2.2 系统框架

系统建设以信息化为牵引，采用B/S 架构进行软件设计，相较于传统的C/S 架构，无需安装客户端，更加方便快捷；并在系统维护方面更加方便，平台的更新维护只需在后端的服务器操作即可[1]。

通过软件集成平台，充分收集、利用相关数据资源，完成基础环境和核心功能的搭建。同时着重注意集中计算的标准化数据流要求，维修保障项目管理流程的标准化、信息编码的标准化、基础数据的标准化，确定好系统的接口标准、数据标准和编码标准，实现平台安全稳定运行，提供后续升级改造的预留接口。

应用服务的搭建基于出口船舶用户国现有网络基础设施，利用其提供的服务器操作系统服务、基础数据库服务，使用成熟的MySQL+Java+Vue 开发组合搭建软件集成平台。软件集成平台主要包括船舶装备管理、用户国管理、船舶状态管理、维修保障管理、备件物质管理、维修保障人才管理、培训管理、信息反哺管理、出口装备总体状况展示等功能。系统体系结构如图1所示。

图1 系统体系结构

网络中间件主要包括Nginx Web 服务发布软件以及基于现有网络环境的路由器、交换机、硬件防火墙等，主要用于发布和集成各种Web 服务。该中间件包括由Java开发的后端数据接口服务，也包括由Vue 开发的用户使用界面，由Nginx 支持集群扩展以及负载均衡功能。

系统建设充分考虑到不同国家与地区实现出口船舶维护保障工作期间的网络负载环境，采用B/S 架构进行软件设计，用户无需在电脑安装客户端软件，使用浏览器即可访问系统，也可以根据系统平台提供的接口服务，拓展其它的访问方式，例如APP、小程序等。

2.3 主要子系统模块与硬件构架

系统主要包括船舶装备管理、用户国管理、船舶状态管理、维修保障管理、维修保障物资管理、维修保障人才管理、培训管理、信息反哺管理、综合展示、系统管理等各子系统任务管理模块，实现内部通过高速算法接口连接不同子系统任务模块，通过不同的鉴权实现不同用户权限的展示报表及信息隔离。

在硬件层面，考虑到不同国别现有的硬件条件与系统运行环境，参考目前已有的网络基础设施，提供完整的向下兼容硬件支撑解决方案，系统硬件组成如图2所示，部分系统硬件设备用途见表1。需要注意的是，文件存储服务器、数据缓存服务器、数据库服务器、UPS电源、路由器、交换机、防火墙等都是基于现有环境建设。

表1 部分系统硬件设备用途

图2 系统硬件组成

2.4 数据流传输接口

综合考虑海外各机构的维修保障站点的软硬件情况，所实现的数据流传输接口网络拓扑架构如图3所示。

图3 数据流传输接口网络拓扑架构

3 系统特性设计

3.1 特性需求

系统专为出口船舶维修保障使用，根据相关业务及专业技术要求，需实现保障性需求、可靠性需求、可维护性需求、可移植需求、信息安全需求、系统安全需求、可拓展需求及适应性需求等各类系统特性需求。在具体实现中，根据船舶综合保障体系基础理论及多年船舶保障经验，统一设计规划系统结构，包括各子系统建设结构、数据模型结构、数据存储结构以及平台扩展规划内容。

3.2 特性设计

该系统对本CSCI 单机安装访问下要求机器具备局域网动态分配IP，在多机器互相访问情况下，应用运行机器需要具备局域网固定IP，但对计算机台位信息设置不做特殊限制，支持在网段内的终端远程访问。该系统具有较好的可扩展性与包容性。可扩展性包括在接纳已有系统的同时，能够便于后续系统软硬件的有效扩展。在应用需求变化时，能够便于调整、易于扩充升级，既能满足当前业务的需求，又为今后的扩充留有空间。具备开放性，提供标准的数据接口，能够与其它业务系统相兼容。

该系统信息安全符合相关规定与要求，对于部分核心功能模块不提供网络拷贝等功能。通过算法设计，实现在运行过程中仅产生不需进行加密处理的装载配置数据文件，数据流与信息物理隔离闭环完成集中计算。

为实现较好的移植与二次开发需求，本平台系统中各任务模块通过插件式开发，使用不同插件可以构成被不同系统进行调用的构件集、服务集，实现对功能的可重用、可移植。系统采用Java及MySQL 数据库开发，从技术领域满足Windows及麒麟系统移植支持。

4 任务功能子系统实现

各子系统通过接口传递数据，并通过对相应数据进行集中计算，以实现各类任务功能。具体过程如下：由设立在境内的服务器完成统一分发，通过横纵结合，主要完成的子系统任务功能包括船舶装备管理、用户国管理、船舶状态管理、维修保障管理、维修保障物资管理、维修保障人才管理、培训管理、信息反哺管理、出口船舶总体状况展示等功能，各子系统模块与内部接口如下。

4.1 用户国管理子系统

该子系统管理用户国各类国情信息，包括基础信息、港口信息、船厂信息、船舶应用环境，以及与该国合作的造修设施的信息、维修保障资源以及项目信息等。

具体实现的管理报表接口包括用户国基本国情、机构组织、人员简要信息、出口船舶历史项目、船舶应用环境、当地维修保障船厂信息、合作造修设施和维修保障资源等。

4.2 船舶总体状况展示子系统

通过不同的鉴权权限，为操作人员展示抽取的报表信息，其中包括船舶、用户国及一般性维修保障信息的图形化集中展示，展示以地图、图形、报表等形式实现。

该子系统主要包括出口船舶信息展示、出口船舶用户国信息展示、船舶信息动态展示、船舶全寿命周期展示。

4.3 船舶装备管理子系统

该子系统以各型船舶为顶层目录，组别、系统、分系统、设备为不同层级的船舶配置管理树，记录船舶设备的配置基本信息、层级关系、维修手册、设计资料、设备编码、设备位置、技术手册、操作手册、基本维修保障方案清单信息。

船舶装备管理具体亦可以细分为船舶基本信息管理、船舶配置管理、技术资料管理等，通过调用资源库，实现远程抓取相关信息并就此制作报表，实现标准化报表功能展示。

4.4 船舶维修保障状态管理子系统

船舶状态管理模块主要提供按照时间进度方式动态展示船舶的周期性的维修节点进度和定期巡查节点进行标注展示，具体包括计划性维修保障里程碑、船舶在役状态、远程诊断、巡视巡察报告等子任务模块。

该管理子系统通过报表系统展示船舶全寿命周期维修计划节点与巡查节点的详细计划与维修保障内容，对船舶全寿命周期维修计划进行管理追踪提醒，同时根据具体维修保障计划提供备件采购清单，形成标准化报表功能。

4.5 维修保障管理子系统

维修保障管理用于管理船舶的基本维修保障方案、修复性工程管理，周期性维修计划管理、修复性工程任务单据管理、周期性维修保障提醒管理。

该管理系统充分考虑不同国别维修保障项目要求及当地用户特定性要求，按期实现按国别、船舶类别、维修保障状态及所含装备生成相关报表。

4.6 维修保障物资管理子系统

考虑到出口装备所在国普遍物资运输条件差，用户国一般定期采购备件备品等维修保障物资。

物资管理模块用于动态管理装备出口公司当地自有的维修保障所需的备品备件及用户单位备品备件历史采购信息，该系统与维修保障工程管理子系统相结合，可以实现依据不同国别及船舶类型的备品备件物资采购建议报表，并实现导出简单的成本利润核算信息功能。

为实现上述功能，该子系统中设置了备件信息管理、备件采购管理、工具管理、供应商管理、维修保障物资保税库管理等任务子模块。

4.7 维修保障人才管理子系统

参考海内外主流国家出口船舶装备管理模式，实现维修保障工作的快速响应是重中之重。该子系统可以集中管理船舶设计单位、建造单位、设备生产厂家维修人才，管理人才的信息，包括专业特长、年龄、身体状况、服务单位、维修经验等，以便实现维修保障工作的快速摊派与派出管理工作。

在具体实现过程中，考虑具体操作的一般化流程工作，设计了查询展示维修工程中人才派出情况、计划派出时间等信息的功能，实现对人才派出进行动态管理。

4.8 培训管理子系统

维修保障工作除依托我方的派出人员外，在一般性的保障工作中，还大量依赖所在国用户方人员实现。增强用户方的技术人员培训工作，一方面可以降低维修保障工作的成本，另一方面可培养用户国人员对我国生产装备的操作、保养习惯，也有利于增强用户黏度。

本子系统按照船舶配置管理各型号船舶装备的操作、维修培训资料、适用对象、培训资料文件，可以实现对装备培训、资料管理、参训时间及参训人员的记录管理工作。

4.9 信息反哺管理子系统

在出口装备海外维修保障工作以及后续的回访中，可以积累用户在船舶日常维护、用装体验、实战试验等方面的信息，这些信息对于优化装备的总体设计、配置选型、升级改装有实际的反哺意义。信息反哺管理子系统通过：①自动筛选方式，将故障频发、设计缺陷等方面的故障作为预反哺信息；②现场技术人员手动添加故障信息，作为预反哺信息。预反哺信息经专家确认后，可以作为反哺信息进行后续处理。

该子系统还集中管理了重要竞品信息、试验演练信息、前出资源信息等反面内容，用于服务装备改进参考、前出保障资源匹配查询。