面向核電施工領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)平臺(tái)研究

鄭海波 譚亞軍 張紅兵 李鵬

在核電建設(shè)項(xiàng)目管理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生各種類(lèi)型的工程數(shù)據(jù)資料，這些工程資料可能隱含大量項(xiàng)目控制所需的工程規(guī)律、經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，對(duì)于后續(xù)項(xiàng)目的建設(shè)管理具有重要的指導(dǎo)意義，是提高項(xiàng)目管理決策科學(xué)性、有效性準(zhǔn)確性的重要參考依據(jù)，然而這些信息由于提取使用的難度過(guò)大，往往隨著建設(shè)的完工和資料歸檔而被擱置無(wú)法得到有效利用。如何利用這些珍貴的數(shù)據(jù)資產(chǎn)解決目前核電建設(shè)中遇到的問(wèn)題是當(dāng)前一項(xiàng)極其迫切且具有極高價(jià)值的工作。

大數(shù)據(jù)技術(shù)不僅能夠?qū)Ａ?、多元且異?gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的組合與分析，而且更重要的是其可以通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)及實(shí)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的快速分析與推演，為企業(yè)的生產(chǎn)與服務(wù)提供前瞻的、強(qiáng)有力的決策支持。通過(guò)用數(shù)據(jù)來(lái)規(guī)劃生產(chǎn)架構(gòu)和流程，不僅能夠幫助企業(yè)發(fā)掘傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中無(wú)法得知的價(jià)值組合方式，而且能給對(duì)組合產(chǎn)生的細(xì)節(jié)問(wèn)題，提供相關(guān)性的、一對(duì)一的解決方案，為企業(yè)開(kāi)展生產(chǎn)提供保障，進(jìn)而提升企業(yè)整體的管理與決策水平。

一、大數(shù)據(jù)分析常用工具

目前常見(jiàn)的數(shù)據(jù)分析工具有SPSS、RapidMiner、Knime、Kettle，將它們進(jìn)行簡(jiǎn)要的對(duì)比如下圖所示：

二、核電施工管理系統(tǒng)

核電多項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)是核電建造業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化軟件，規(guī)范了核電建造的管理，滿(mǎn)足股份公司、建設(shè)公司、核電項(xiàng)目部多層級(jí)單位使用。產(chǎn)品主要實(shí)現(xiàn)核電項(xiàng)目部的核電安裝、土建施工業(yè)務(wù)的全過(guò)程管理，系統(tǒng)包括8大板塊共30多個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，能夠滿(mǎn)足核電工程的項(xiàng)目管控、資源管控、計(jì)劃控制、安全控制的全面、全過(guò)程的核電建造管理。

三、核電施工領(lǐng)域數(shù)據(jù)特點(diǎn)

核電施工領(lǐng)域由于行業(yè)的特殊性與復(fù)雜性，其數(shù)據(jù)存在以下特點(diǎn)：

首先，數(shù)據(jù)維度比較復(fù)雜，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多樣，簡(jiǎn)單來(lái)看，既有建筑類(lèi)數(shù)據(jù)，也有管理類(lèi)數(shù)據(jù)。

其次，行業(yè)鏈條多，參建方多，數(shù)據(jù)資源分散在不同單位手中，數(shù)據(jù)資源的整合存在一定困難。對(duì)于業(yè)務(wù)類(lèi)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，主要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存在于業(yè)主或設(shè)計(jì)單位，大量的甲供物資采購(gòu)信息及供應(yīng)商信息也都在業(yè)主手中。

再次，隨著信息化建設(shè)的升級(jí)，各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)繼承性較差，大量的技術(shù)性文件分散于各單位。

最后，隨著移動(dòng)互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)域鏈等新技術(shù)逐步應(yīng)用于核電施工領(lǐng)域，由此帶來(lái)了數(shù)據(jù)量的爆發(fā)式增長(zhǎng)，也為核電施工領(lǐng)域數(shù)據(jù)的管理帶來(lái)新的考驗(yàn)。

四、 面向核電施工領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)平臺(tái)的研究

（一）技術(shù)架構(gòu)

核電施工領(lǐng)域大數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)技術(shù)以集成成熟開(kāi)源產(chǎn)品為主，下圖是核電施工領(lǐng)域大數(shù)據(jù)平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)是分布式文件系統(tǒng)及基于分布式文件系統(tǒng)的各類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)?；诤穗娛┕ゎI(lǐng)域大數(shù)據(jù)平臺(tái)的選型，分布式文件系統(tǒng)主要采用Hadoop的HDFS，HDFS有著高容錯(cuò)性（fault-tolerant）的特點(diǎn)，并且設(shè)計(jì)用來(lái)部署在低廉的（low-cost）硬件上。而且它提供高吞吐量（highthroughput）來(lái)訪問(wèn)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，適合那些有著超大數(shù)據(jù)集（largedataset）的應(yīng)用程序。HDFS可以實(shí)現(xiàn)流的形式訪問(wèn)（streamingaccess）文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。滿(mǎn)足對(duì)分布式、擴(kuò)展性、容錯(cuò)性、低成本的要求。

（三） 數(shù)據(jù)分析架構(gòu)

數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)總體架構(gòu)主要包括分析工程、數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、場(chǎng)景/故事設(shè)計(jì)、成果發(fā)布等模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)業(yè)務(wù)的全面支撐。

（四）數(shù)據(jù)分析結(jié)果

選取某核電站項(xiàng)目部數(shù)據(jù)，選擇電氣施工中的支架安裝工作量分析，數(shù)據(jù)庫(kù)中支架安裝相關(guān)數(shù)據(jù)表及說(shuō)明如下：

通過(guò)對(duì)基于廠房及區(qū)域、廠房及時(shí)間、廠房及標(biāo)高的工作量分布分析，可以得知在某幾個(gè)廠房工作量較多。通過(guò)對(duì)工作量的分析，有利于進(jìn)度計(jì)劃的調(diào)整及優(yōu)化，有利于對(duì)工作計(jì)劃的安排優(yōu)化。

五、總結(jié)

通過(guò)本文的研究，提出了核電施工領(lǐng)域大數(shù)據(jù)平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)和數(shù)據(jù)分析架構(gòu)，提出了建設(shè)核電施工領(lǐng)域大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)路徑，為后續(xù)開(kāi)展與業(yè)務(wù)相關(guān)的大數(shù)據(jù)分析提供了基礎(chǔ)。