基于Activiti工作流引擎的電務(wù)生產(chǎn)管理平臺設(shè)計與實現(xiàn)

歐盛芬，陽亦斌，楊 將，何見坤

(湖南中車時代通信信號有限公司，長沙 410100)

近年來，隨著鐵路的信息化不斷發(fā)展和創(chuàng)新，綜合型、企業(yè)級系統(tǒng)應(yīng)用進一步深化。在中國鐵路總公司發(fā)布的《鐵路信息化總體規(guī)劃》及《鐵路“十三五”發(fā)展規(guī)劃》中提到，到2020 年，將在全路建成具有中國特色的鐵路運輸信息系統(tǒng)，鐵路建設(shè)加快了鐵路信息化建設(shè)的速度。與此同時，中國國家鐵路集團有限公司“修程修制”改革的深化不斷推進，鐵路電務(wù)部門的管理手段、信息化程度、人員生產(chǎn)效率需不斷優(yōu)化。目前，各鐵路局電務(wù)部門管轄人員、車地設(shè)備眾多，工作流程復雜。各電務(wù)段、電務(wù)車間及工區(qū)之間的工作交接與任務(wù)管理主要通過電話通知，紙質(zhì)臺賬記錄等方式。生產(chǎn)作業(yè)方式老舊，生產(chǎn)作業(yè)效率低下，使得電務(wù)部門管理低效并給車載及地面設(shè)備運用安全帶來挑戰(zhàn)。另一方面，電務(wù)車載設(shè)備車間通過配件管理系統(tǒng)分類分型號登記管理車載設(shè)備及地面設(shè)備，無法與重點機車設(shè)備任務(wù)、修程作業(yè)任務(wù)、器材檢修作業(yè)任務(wù)以及數(shù)據(jù)換裝等任務(wù)實現(xiàn)實時有效地聯(lián)動管理，使各項任務(wù)完成后無法確保機車設(shè)備運用質(zhì)量，存在行車安全隱患和管理低效。

因此，本文基于Activiti 工作流引擎設(shè)計電務(wù)生產(chǎn)管理平臺，以流程作業(yè)實現(xiàn)電務(wù)重點專項作業(yè)任務(wù)、修程作業(yè)任務(wù)、器材檢修作業(yè)任務(wù)、檢測作業(yè)任務(wù)、LKJ 數(shù)據(jù)換裝任務(wù)、LKJ 設(shè)備質(zhì)量分析以及設(shè)備管理，有效提升電務(wù)生產(chǎn)管理效率，實現(xiàn)人員、作業(yè)任務(wù)、設(shè)備的精細化管理。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 技術(shù)架構(gòu)

電務(wù)車載設(shè)備生產(chǎn)管理平臺采用B/S 架構(gòu)，共分為5 層，訪問層、應(yīng)用層、支撐層、數(shù)據(jù)層以及基礎(chǔ)設(shè)施層。如圖1 所示，系統(tǒng)通過web 訪問，應(yīng)用層主要包括管理工作臺、作業(yè)桌面、設(shè)備及機車管理、局段重點任務(wù)、檢測分析作業(yè)、庫修作業(yè)、器材檢修、軌道車季檢、故障處理、問題處理和數(shù)據(jù)換裝等應(yīng)用功能。系統(tǒng)采用Bootstrap 前端框架、Html5、javascript 和css3 技術(shù)，在Web 端實現(xiàn)數(shù)據(jù)渲染。系統(tǒng)后臺服務(wù)通過攔截分發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)前端發(fā)送的請求，并把業(yè)務(wù)服務(wù)處理完的響應(yīng)返回到前端，其通過數(shù)據(jù)適配插件適配訪問層與應(yīng)用層的差異。Spring 為后臺提供事務(wù)與Bean 管理接口，通過IOC 的注解方式實現(xiàn)Bean 的解析和管理。

支撐層由Activiti 流程引擎、認證平臺、內(nèi)容發(fā)布服務(wù)和消息平臺等構(gòu)成，分離業(yè)務(wù)與技術(shù)平臺，高效聯(lián)動不同業(yè)務(wù)流程和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。Activiti 流程引擎為應(yīng)用層各項業(yè)務(wù)提供工作流程制定、發(fā)布和引用等服務(wù)支持。系統(tǒng)所有權(quán)限認證統(tǒng)一由認證平臺完成。內(nèi)容發(fā)布與消息平臺為不同部門、工位推送工作消息、工作任務(wù)，提高電務(wù)部門之間溝通效率?；贛ybatis 框架的數(shù)據(jù)層通過水平和垂直分庫支持業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理。

圖1 電務(wù)生產(chǎn)管理平臺總體架構(gòu)圖Fig.1 Overall architecture of signal and communication production management platform

1.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

如圖2 所示，電務(wù)生產(chǎn)管理平臺采用鐵路局服務(wù)器集群部署，在鐵路局、電務(wù)段、電務(wù)車間部署任務(wù)流程處理工作站。在電務(wù)段和車間部署檢測點文件傳輸終端、質(zhì)量分析工作站、任務(wù)流程處理工作站、設(shè)備檢修工作站、條形碼打印機和掃描設(shè)備。鐵路局發(fā)布重點任務(wù)，追蹤重點任務(wù)及電務(wù)段和車間的各項任務(wù)完成統(tǒng)計報告詳情；電務(wù)段追蹤局級重點任務(wù)和車間級生產(chǎn)任務(wù)；車間的庫修工區(qū)、檢修工區(qū)、質(zhì)量分析工區(qū)通過條碼掃描儀定位設(shè)備編號，執(zhí)行修程作業(yè)、器材檢修作業(yè)、檢測等作業(yè)，達到設(shè)備與任務(wù)流程緊密結(jié)合的目標，并形成任務(wù)流程作業(yè)單，實現(xiàn)鐵路電務(wù)部門的無紙化辦公，標準流程化生產(chǎn)作業(yè)，提升電務(wù)部門管理和生產(chǎn)作業(yè)的效率。

1.3 功能結(jié)構(gòu)

電務(wù)生產(chǎn)管理平臺以可配置任務(wù)流程引擎為核心，功能業(yè)務(wù)模塊工具化，各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的生產(chǎn)與管理通過任務(wù)流程實現(xiàn)無縫連接。與此同時，各任務(wù)流程與系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)動，形成數(shù)據(jù)流和完整任務(wù)閉環(huán)，在提升生產(chǎn)效率的同時，提高列車維護后的行車安全，避免人為疏漏。具體功能結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Network structure

圖3 功能列表圖Fig.3 Function list diagram

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1 Activiti流程引擎

Activiti 是一個輕量級的開源工作流引擎，流程引擎和流程建模解耦。其核心是BPMN2 流程引擎，具有快速穩(wěn)定、簡單強大等特點，使開發(fā)人員更加方便簡單的進行流程開發(fā)，縮短開發(fā)周期，提高工作效率，如圖4 所示。

1）Activiti Engine

圖4 Activiti核心組件Fig.4 Activiti core component

工作流引擎Activiti Engine 作為Activiti 組件的核心部分，基于java 采用編寫，主要功能是執(zhí)行使用流程建模語言、已定義的業(yè)務(wù)流程，利用流程虛擬機解釋BPMN 中定義的流程文件。

2）Activiti Explorer

Activiti Explorer 是用戶與流程引擎實現(xiàn)交互的媒介，用戶通過web 的方式對工作流進行訪問。用戶可通過該模塊來管理任務(wù)、檢查流程實例、查看并統(tǒng)計歷史數(shù)據(jù)等。

3）Activiti Modeler

Activiti Modeler 是一個流程建模器，主要功能是對表單進行設(shè)計，對于滿足BPMN 的流程表單，Activiti 建模器可以對其采用瀏覽器進行圖形化地編輯，并存儲在模型倉庫內(nèi)。

4）Activiti Designer

Activiti Designer 模塊是一個工作流的開發(fā)設(shè)計工具，可以搭建滿足BPMN 的流程模型，支持特定擴展，充分發(fā)揮Activiti 作為流程引擎的強大功能。此外，可通過插件的形式與其他軟件進行整合，參與流程開發(fā)。

2.2 基于Activiti的電務(wù)車載設(shè)備生產(chǎn)管理平臺

電務(wù)生產(chǎn)管理平臺以“益于生產(chǎn)，精于管理”為設(shè)計理念，根據(jù)電務(wù)生產(chǎn)作業(yè)和管理的特點，形成了各部門協(xié)同工作、步調(diào)統(tǒng)一的鐵路電務(wù)生產(chǎn)作業(yè)的管理模式，實現(xiàn)生產(chǎn)管理標準化、作業(yè)過程可控化、設(shè)備管理精細化、問題卡控閉環(huán)化、數(shù)據(jù)統(tǒng)計可視化和電務(wù)信息一體化。通過各項生產(chǎn)作業(yè)的流程管理，讓作業(yè)過程清晰運作，實時掌握生產(chǎn)作業(yè)動態(tài)，建立“用、檢、修、驗”四位一體的質(zhì)量管控體系，打造了“可視化+可控化”的電務(wù)生產(chǎn)作業(yè)指揮平臺。

電務(wù)生產(chǎn)管理平臺主要以機車、設(shè)備、文件、數(shù)據(jù)、作業(yè)人員為管理對象，通過Activiti 工作流引擎定制化生產(chǎn)流程實現(xiàn)數(shù)據(jù)換裝、檢測作業(yè)、分析作業(yè)、修程作業(yè)、器材檢修、重點工作等各項作業(yè)的透明化、標準化、智能化、信息化管理，以消息平臺和工作臺的形式，為電務(wù)工作人員推送和顯示工作任務(wù)，如圖5 所示。

圖5 系統(tǒng)界面Fig.5 System interface

基于Activiti 的電務(wù)生產(chǎn)管理平臺采用鐵路局服務(wù)集中部署，實行局、電務(wù)段、車間三級應(yīng)用管理。電務(wù)部門主要生產(chǎn)、管理任務(wù)與功能如圖6 所示，鐵路局和下屬電務(wù)段按部門月度、季度、半年度、年度重點工作，向下級單位發(fā)布重點任務(wù)，電務(wù)段分配重點任務(wù)到相應(yīng)車間，車間接收并由車間生產(chǎn)調(diào)度中心根據(jù)重點任務(wù)制定定向任務(wù)，如修程任務(wù)、器材檢修任務(wù)、機車/軌道車檢測任務(wù)、問題庫任務(wù)、故障處理等任務(wù)。

電務(wù)生產(chǎn)管理平臺主要特點如下。

1）統(tǒng)一的待辦工作臺

平臺以消息推送的形式，將生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)推送給相應(yīng)崗位的工作人員，清晰便捷地以內(nèi)容訂閱的形式展示各崗位人員的待辦工作，將生產(chǎn)作業(yè)與設(shè)備機車管理以告警彈窗推送。

2）定制化生產(chǎn)管理流程

生產(chǎn)與管理相結(jié)合，通過可定制化的任務(wù)流程配置，滿足用戶個性化的生產(chǎn)管理需求。

圖6 系統(tǒng)功能流程圖Fig.6 System function flow chart

平臺通過生產(chǎn)計劃下達、生產(chǎn)組織控制、人員安排、生產(chǎn)進度、報表生成、附件歸檔等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的控制，實現(xiàn)對生產(chǎn)作業(yè)任務(wù)總體進度、完成情況、完成質(zhì)量和詳情的全過程盯控和管理，流程清晰、便捷。

3）生產(chǎn)作業(yè)問題庫

日常生產(chǎn)問題、設(shè)備故障問題的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)問題整改的全流程卡控與歸檔。

4）機車設(shè)備從故障修到預(yù)警修

通過質(zhì)量分析，獲取故障設(shè)備信息，實現(xiàn)故障設(shè)備檢修自動流轉(zhuǎn)，完成機車設(shè)備從故障修到預(yù)警修；通過對檢修機車首趟運行文件進行質(zhì)量分析，為機車設(shè)備檢修質(zhì)量提供一種重要的檢驗手段。

5）安全認證

平臺提供統(tǒng)一的安全認證服務(wù)，可通過加密狗和人臉識別安全控制系統(tǒng)登錄和功能操作。

6）常規(guī)生產(chǎn)作業(yè)結(jié)果的智能分析

平臺通過對庫修機車交車文件和首趟運行文件進行智能分析，為庫修作業(yè)自動驗收及確認驗收提供依據(jù)；通過對輪徑修改的作業(yè)文件和首趟運行文件進行智能分析，自動分析輪徑修改的正確性，完成輪徑復核確認及驗收；通過對故障處理機車的作業(yè)文件和首趟運行文件進行智能分析，自動銷號與驗收故障處理工單。

7）生產(chǎn)作業(yè)移動化

平臺APP 實現(xiàn)庫修、故障處理、問題庫、輪徑修改和重點工作等生產(chǎn)作業(yè)的移動化辦公；平臺APP 提供設(shè)備、機車、生產(chǎn)作業(yè)的查詢與統(tǒng)計。

8）多種卡控手段結(jié)合

提供通過LKJ 運行文件方式，實現(xiàn)對程序（數(shù)據(jù)）版本的自動銷號；提供通過手持復核儀方式，實現(xiàn)對程序（數(shù)據(jù)）版本的自動銷號；提供通過LMD 系統(tǒng)接口，實現(xiàn)對程序（數(shù)據(jù)）版本的自動銷號及告警。

9）機車設(shè)備管理

全局機車、車載設(shè)備數(shù)據(jù)信息共享，可實現(xiàn)機車、車載設(shè)備在局內(nèi)的跨度、跨車間調(diào)撥管理；平臺通過大中修、設(shè)備裝車、庫存到期檢修、壽命到期告警，實現(xiàn)全局車載設(shè)備的壽命管理。

10）系統(tǒng)門戶

系統(tǒng)門戶提供技術(shù)資料、動態(tài)要聞、軟件下載等版塊的上傳及展示功能。

3 結(jié)束語

本文基于Activiti 流程引擎、鐵路電務(wù)生產(chǎn)作業(yè)和管理的特點，設(shè)計一種電務(wù)生產(chǎn)管理平臺，通過定制化生產(chǎn)流程實現(xiàn)重點任務(wù)、修程任務(wù)、器材檢修任務(wù)、機車/軌道車檢測任務(wù)、車載運行質(zhì)量分析任務(wù)、故障處理任務(wù)和數(shù)據(jù)換裝等任務(wù)。通過任務(wù)互聯(lián)和機車/軌道車、設(shè)備等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)合，實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)的全流程精細化管理，讓生產(chǎn)任務(wù)清晰運作，提升生產(chǎn)管理水平。統(tǒng)一的待辦工作臺、清晰的流程和流程追蹤閉環(huán)使電務(wù)生產(chǎn)人員從傳統(tǒng)的工作方式轉(zhuǎn)向無紙化、集中高效地作業(yè)辦公，實現(xiàn)“提質(zhì)增效”，并有效避免了以往因生產(chǎn)管理混亂而造成行車安全事故的發(fā)生。目前，基于Activiti流程引擎的電務(wù)生產(chǎn)管理平臺已在南昌、沈陽、昆明、蘭州、濟南等鐵路局正式投入使用，有效提升了路局電務(wù)部門的生產(chǎn)管理效率。