軍工制造企業(yè)數(shù)據(jù)管理駕駛艙的設(shè)計與應(yīng)用

祁家禎，梁田雨，楊 馳，陳瓊嬌，郭 歡

（ 北京航天長征飛行器研究所，北京 100076）

1 現(xiàn)狀分析

航天產(chǎn)品作為一項科技含量高、技術(shù)涉及面廣、系統(tǒng)集成性強(qiáng)的高科技系統(tǒng)工程產(chǎn)物，從研發(fā)、出廠到最終交付，涉及多行業(yè)、多部門的通力協(xié)作與支持，整個過程中產(chǎn)生大量、復(fù)雜度高、價值高的數(shù)據(jù)。但處于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要時點，研究所的數(shù)據(jù)采集、應(yīng)用體系仍在建設(shè)當(dāng)中，部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)統(tǒng)計仍然依靠人工進(jìn)行。面對更新頻率日益加快、類型日漸多樣、資源項逐漸繁雜的數(shù)據(jù)，人工統(tǒng)計不僅費時費力，還容易出錯，無法支持研究所的準(zhǔn)確化、精細(xì)化管理；同時異構(gòu)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)孤島問題所造成的數(shù)據(jù)無法同步分析問題凸顯，數(shù)據(jù)匯總分析能力不足。

同時，研究所作為涉密單位，數(shù)據(jù)分存于互聯(lián)網(wǎng)與涉密內(nèi)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集存在天然物理隔離，無法實現(xiàn)自動采集，只能通過擺渡手段接入內(nèi)網(wǎng)。其次數(shù)據(jù)本身同樣具有涉密性，存在知悉范圍限制，研究所使用作為身份識別的CA USB-key只能在IE8及以下版本瀏覽器進(jìn)行驗證通行，而現(xiàn)在多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)前端框架已經(jīng)拋棄IE8及以下版本瀏覽器的實現(xiàn)。為了保證數(shù)據(jù)可視化的友好性、實用性，需要尋找技術(shù)途徑解決跨瀏覽器進(jìn)行駕駛艙展示的問題。

2 問題識別

根據(jù)上述現(xiàn)狀分析，此平臺建設(shè)需要解決以下四項具體問題。

1）研究所缺少可以集中數(shù)據(jù)并提供駕駛艙展示服務(wù)的平臺。

2）由于運行在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同樣具有統(tǒng)計價值，但是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)入內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)必須通過擺渡手段，所有該平臺不僅需要有從內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)取數(shù)的功能，同時具備解析處理來自互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的功能。

3）由于部分?jǐn)?shù)據(jù)的知悉范圍不一致且用于識別CA USB-key的ActiveX控件已被當(dāng)前可運行較新主流前端框架的瀏覽器所拋棄，所以該平臺需要從擁有IE內(nèi)核的瀏覽器進(jìn)行用戶校驗后，在擁有其他較新內(nèi)核的瀏覽器進(jìn)行數(shù)據(jù)展示與權(quán)限控制。

4）出于安全性考慮，部分涉密內(nèi)網(wǎng)計算機(jī)配置較為保守，在保證數(shù)據(jù)展示內(nèi)容需求的基礎(chǔ)上要做出相關(guān)效果優(yōu)化，保證數(shù)據(jù)展示的流暢性，增強(qiáng)用戶友好性。

解決上述問題，才能在當(dāng)前研究所物理環(huán)境中構(gòu)建符合現(xiàn)狀的駕駛艙平臺。

3 技術(shù)路徑

貫徹上級單位“實現(xiàn)全價值鏈業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)管理，面向各級管理者提供全局動態(tài)掌控、智能預(yù)警、精準(zhǔn)管控的管理駕駛艙服務(wù)”的相關(guān)指示，該項目旨在構(gòu)建可以為管理者統(tǒng)籌規(guī)劃、業(yè)務(wù)精準(zhǔn)管控提供幫助的數(shù)據(jù)駕駛艙平臺，以十四所流程平臺作為平臺入口，用以Spring+ SpringMVC + Mybaits + SQLServer為后端架構(gòu)，與以Bootstrap框架為基礎(chǔ)、Echarts、Layui、Sweatalert等插件接入的前端架構(gòu)相結(jié)合的方式，獨立自主的開發(fā)“鳴鏑數(shù)閣”數(shù)據(jù)可視化管理駕駛艙平臺。以精細(xì)化管理理念為指導(dǎo)，聚焦數(shù)據(jù)集中展示與可視化“駕駛艙”體驗，從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)展示等方面實現(xiàn)數(shù)據(jù)全生命周期的管控與利用，為決策層提供基于量化數(shù)據(jù)和圖形效果的決策輔助能力，為后續(xù)實現(xiàn)全價值鏈的動態(tài)數(shù)據(jù)智能預(yù)警與精準(zhǔn)管控能力建設(shè)奠定堅實基礎(chǔ)。

按照上述思路以及所識別到的問題，該項目從數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)展示的業(yè)務(wù)流程圖如圖1所示。

圖1 “鳴鏑數(shù)閣”數(shù)據(jù)工作流程圖

本項目主要涉及經(jīng)營、黨群、人力、資產(chǎn)四大主題域數(shù)據(jù)，其來源各不相同。經(jīng)營主題域數(shù)據(jù)是由員工手工整理與系統(tǒng)產(chǎn)生結(jié)合而成的，涉及立項競標(biāo)、科研生產(chǎn)任務(wù)、質(zhì)量問題、合同履約、經(jīng)濟(jì)五大領(lǐng)域共60余項的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；黨員數(shù)據(jù)是由外網(wǎng)黨建云平臺生成的包含黨員信息20余項的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；人力數(shù)據(jù)是有上級單位系統(tǒng)生成包含人員信息10余項的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；資產(chǎn)數(shù)據(jù)是由所內(nèi)固定資產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的包含資產(chǎn)信息30余項的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。其中，資產(chǎn)數(shù)據(jù)可以直接從資產(chǎn)平臺通過Restful接口進(jìn)行抽取。

第一步，數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)上傳與解析、定時數(shù)據(jù)抽取與解析。無法定時從系統(tǒng)抽取的數(shù)據(jù)，如經(jīng)營、黨員、人力數(shù)據(jù)需要業(yè)務(wù)管理員按照規(guī)定好的時間間隔上傳可解析的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

第二步，數(shù)據(jù)存儲。從第一步而來的數(shù)據(jù)將通過部分異常值處理或者數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之后存儲到業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫之中。異常值處理是對于某些特定字段出現(xiàn)極端偏離值進(jìn)行的修正手段，如年齡字段如果出現(xiàn)小于零或者大于一百時將被修正為平均值；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換是對于某些特定字段進(jìn)行拆封轉(zhuǎn)換等工作，如將部分包含多個信息的長字符串分解為多個字段信息加以保存。

第三步，數(shù)據(jù)計算。第二步所存好的數(shù)據(jù)大部分只是原始數(shù)據(jù)，不能直接用于展示。且部分?jǐn)?shù)據(jù)由于數(shù)據(jù)量較大，為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，系統(tǒng)在數(shù)據(jù)上傳完或者數(shù)據(jù)抽取結(jié)束后會新啟動一條線程去做計算操作，如人力數(shù)據(jù)中所要展示的年齡分布，系統(tǒng)需要首先根據(jù)出生年月日裁剪出出生年份，與當(dāng)前時間年份算出人員年齡，再根據(jù)設(shè)定好的年齡區(qū)間計算出各區(qū)間所含人員數(shù)，最終用于年齡條形圖分布圖顯示。同時，部分?jǐn)?shù)據(jù)在上傳后需要其他數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)做匹配。如作為人力數(shù)據(jù)子集的黨員數(shù)據(jù)在做職稱計算時需要人力數(shù)據(jù)的職稱項作支撐，黨員數(shù)據(jù)上傳后，如果已上傳近一月內(nèi)的人力數(shù)據(jù)則會根據(jù)人力數(shù)據(jù)計算職稱信息，否則仍使用自身所攜帶的職稱項做計算。

第四步，數(shù)據(jù)展示。前面三步所做的工作都是為了數(shù)據(jù)駕駛艙展示服務(wù)做鋪墊。但數(shù)據(jù)本身同樣具有涉密性，存在知悉范圍限制，十四所使用作為身份識別的CA USB-key只能在IE8及以下版本瀏覽器進(jìn)行驗證通行，而現(xiàn)在多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)前端框架已經(jīng)拋棄IE8及以下版本瀏覽器的實現(xiàn)。為了項目的友好性與實用性，所以需要本系統(tǒng)從IE8瀏覽器跳轉(zhuǎn)到主流Chrome瀏覽器當(dāng)中，并且可以保留用戶信息用作身份鑒別。本項目結(jié)合現(xiàn)實情況設(shè)計實現(xiàn)如下流程進(jìn)行權(quán)限控制，如圖2所示。

圖2 權(quán)限控制工作流程圖

1）系統(tǒng)以運行環(huán)境為IE瀏覽器的所流程平臺作為入口，進(jìn)行了第一道權(quán)限控制。

2）系統(tǒng)在入口頁面會獲取USB-key的驗證信息后，調(diào)用IE內(nèi)核的ActiveX控件喚醒Chrome瀏覽器。

3）系統(tǒng)將攜帶用戶的驗證信息訪問系統(tǒng)后臺進(jìn)行二次權(quán)限校驗。

4）若校驗通過則返回駕駛艙界面，并且將用戶的Session信息填寫到瀏覽器的Cookie中，部分需要驗證信息才能查看詳細(xì)數(shù)據(jù)的模塊則會在請求時驗證Cookie中的信息所代表的用戶是否可以查看該模塊，保證數(shù)據(jù)的知悉范圍不擴(kuò)大；若校驗失敗則返回error畫面。二次校驗的過程可以防止直接復(fù)制URL地址無法查看數(shù)據(jù)，同樣保證數(shù)據(jù)的知悉范圍不擴(kuò)大。

項目選用了以Bootstrap框架為整體、穿插使用Echarts、Layui、Sweatalert等框架的方式構(gòu)建駕駛艙前端，確保了界面的友好性。

根據(jù)上述工作流程以及試點的四個主題域數(shù)據(jù)形成如圖3所示的功能結(jié)構(gòu)圖。

圖3 “鳴鏑數(shù)閣”功能結(jié)構(gòu)圖

“鳴鏑數(shù)閣”數(shù)據(jù)駕駛艙由管理端與展示端組成，根據(jù)現(xiàn)在的四個主題域劃分，管理端包括經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)上傳、黨員數(shù)據(jù)上傳、人力數(shù)據(jù)上傳、資產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳等模塊，展示端包括身份認(rèn)證、經(jīng)營駕駛艙、黨員駕駛艙、人力駕駛艙、資產(chǎn)駕駛艙等模塊。

4 建設(shè)內(nèi)容

項目建設(shè)按照數(shù)據(jù)主題域類型，分別介紹黨群、人力、資產(chǎn)、經(jīng)營的駕駛艙實施效果。

4.1 黨員數(shù)據(jù)駕駛艙

黨員數(shù)據(jù)駕駛艙的功能如圖4所示。

圖4 黨員駕駛艙功能結(jié)構(gòu)圖

黨員數(shù)據(jù)駕駛艙上傳模塊分為黨員基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上傳模塊與黨支部人數(shù)上傳模塊。黨員基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上傳模塊用于上傳來自“航天一院黨建云”導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包含序號、姓名、所屬黨委、所屬黨組織、手機(jī)號、公民身份證號、性別和民族等21個字段。由于“航天一院黨建云”導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中的所屬黨組織數(shù)據(jù)更新速度跟不上實際情況，所以構(gòu)建了黨支部人數(shù)上傳模塊用于上傳各個黨支部（黨總支）的最新名稱以及人數(shù)。

黨員數(shù)據(jù)駕駛艙展示模塊根據(jù)所上傳的數(shù)據(jù)計算出統(tǒng)計信息進(jìn)行展示，包括黨員基礎(chǔ)信息、黨員男女比例、黨員民族比例、黨員學(xué)歷分布、各支部（黨總支）分布、黨員職稱分布、黨員年齡分布和黨齡分布等模塊。其中黨員基礎(chǔ)信息模塊包括在職黨員總數(shù)、預(yù)備黨員數(shù)、轉(zhuǎn)入黨員、轉(zhuǎn)出黨員，轉(zhuǎn)入黨員與轉(zhuǎn)出黨員根據(jù)上一月最后一次導(dǎo)入的數(shù)據(jù)作對比計算得出；另外在職稱分布模塊可以點擊工人查看不同類型的工人分布。

4.2 人力數(shù)據(jù)駕駛艙

人力數(shù)據(jù)駕駛艙的功能如圖5所示。

圖5 人力駕駛艙功能結(jié)構(gòu)圖

人力數(shù)據(jù)駕駛艙上傳模塊僅包含人力基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上傳模塊。該模塊用于上傳來自上級人力系統(tǒng)導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包含序號、姓名、性別、出生日期、部門和專業(yè)技術(shù)職務(wù)級別等10個字段。

人力數(shù)據(jù)駕駛艙展示模塊根據(jù)所上傳的數(shù)據(jù)計算出統(tǒng)計信息進(jìn)行展示，包括人員基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、部門分布、職稱分布與高級職稱比例、年齡分布與平均年齡、年度入職/離職情況、年度組織到東/退休人員情況、性別比例、學(xué)歷分布和民族比例等模塊。

4.3 資產(chǎn)數(shù)據(jù)駕駛艙

資產(chǎn)數(shù)據(jù)駕駛艙的功能如圖6所示。

圖6 資產(chǎn)駕駛艙功能結(jié)構(gòu)圖

資產(chǎn)數(shù)據(jù)駕駛艙上傳模塊僅包含資產(chǎn)基礎(chǔ)定時抽取模塊。該模塊會定時從固定資產(chǎn)系統(tǒng)抽取JSON的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括資產(chǎn)編號、名稱、型號、出廠編號、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、原值和出廠日期等38個字段。

資產(chǎn)數(shù)據(jù)駕駛艙展示模塊根據(jù)所抽取的數(shù)據(jù)計算出統(tǒng)計信息進(jìn)行展示，包括固定資產(chǎn)原值總值、固定資產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)值、設(shè)備儀器屬性分類、占用情況、設(shè)備儀器財務(wù)分類、設(shè)備儀器啟用時間、原值分布和軍工冠軍設(shè)備分類等模塊。

4.4 經(jīng)營數(shù)據(jù)駕駛艙

經(jīng)營數(shù)據(jù)駕駛艙的功能如圖7所示。

經(jīng)營數(shù)據(jù)駕駛艙上傳模塊包括年初數(shù)據(jù)上傳、立項競標(biāo)數(shù)據(jù)上傳、科研生產(chǎn)任務(wù)數(shù)據(jù)上傳、質(zhì)量問題數(shù)據(jù)上傳、合同履約情況上傳、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)上傳、權(quán)限查看數(shù)據(jù)上傳等模塊，共涉及60余個字段。其中年初數(shù)據(jù)上傳指部分年初目標(biāo)值上傳；權(quán)限查看數(shù)據(jù)上傳模塊指部分?jǐn)?shù)據(jù)可查看人群設(shè)置。

經(jīng)營數(shù)據(jù)駕駛艙展示模塊根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)計算出統(tǒng)計信息進(jìn)行展示，包括立項/競標(biāo)、科研生產(chǎn)任務(wù)、收入與利潤、質(zhì)量問題情況、合同履約情況、軍品型號、預(yù)研和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域等模塊。其中立項/競標(biāo)模塊包括創(chuàng)新、型號兩個類型數(shù)據(jù)展示；科研生產(chǎn)任務(wù)包括集團(tuán)考核計劃、一級計劃、二級計劃相關(guān)數(shù)據(jù)展示；軍品型號、預(yù)研、產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域模塊設(shè)計收入、利潤、新簽合同、到款等類型相關(guān)數(shù)據(jù)展示。

圖7 經(jīng)營駕駛艙功能結(jié)構(gòu)圖

5 應(yīng)用效果

對標(biāo)流程精細(xì)化體系建設(shè)與數(shù)字軍工的要求，該項目針對人力、黨員、資產(chǎn)、經(jīng)營數(shù)據(jù)所面臨的更新頻率高、數(shù)據(jù)類型多、數(shù)據(jù)資源項繁雜、異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)孤島的問題，充分梳理人力、黨群、資產(chǎn)專業(yè)的四大主題域一百三十余項數(shù)據(jù)，以精細(xì)化管理理念為指導(dǎo)，聚焦數(shù)據(jù)集中展示與可視化“駕駛艙”體驗。項目為后續(xù)實現(xiàn)全價值鏈的動態(tài)數(shù)據(jù)智能預(yù)警與精準(zhǔn)管控能力建設(shè)奠定堅實基礎(chǔ)。該項目聚焦企業(yè)管理數(shù)據(jù)的精細(xì)化管理目標(biāo)，以可視化展示體驗及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口為基礎(chǔ)，為企業(yè)決策層提供可定制的數(shù)據(jù)展示平臺。項目成果具有創(chuàng)新性，具有良好的推廣價值與效益。

相對而言，該項目對比國內(nèi)外成熟駕駛艙產(chǎn)品，更貼近于所內(nèi)管理要求與運營現(xiàn)狀。不僅符合軍工行業(yè)的數(shù)據(jù)保密要求，同時在數(shù)據(jù)的解析與顯示上保有極大的靈活性，可以保證企業(yè)高層對于數(shù)據(jù)各類定制化需求。