基于B/S架構(gòu)的船舶海外維修保障平臺系統(tǒng)軟件設(shè)計

尤 岳，鄒 翀，2，占 銳，劉寶華

（1.中國船舶工業(yè)貿(mào)易有限公司，北京 100047；2.中國原子能科學(xué)研究院核數(shù)據(jù)重點(diǎn)實(shí)驗室，北京 102413；3.江蘇杰瑞信息技術(shù)有限公司，江蘇 連云港 222061）

隨著世界局勢的深刻變化，出口船舶的市場化雙選屬性在實(shí)踐中逐漸增強(qiáng)。海外維修保障作為確保出口船舶貿(mào)易技術(shù)指標(biāo)的重要工作，對出口船舶長期有效運(yùn)行至關(guān)重要，而良好的有效在役狀態(tài)對潛在用戶選擇供應(yīng)商存在明顯的優(yōu)勢。裝備的可靠性及維修保障能力逐步成為潛在用戶考慮的重要因素之一。但由于可靠性系統(tǒng)工程發(fā)展起步晚，評價體系與反饋系統(tǒng)建立不健全，近年來隨著出口船舶逐年高端化、復(fù)雜化，壓縮了我國船舶出口優(yōu)勢。建立有效的維修保障體系對確保出口船舶平均運(yùn)行時長、展現(xiàn)可靠性與先進(jìn)性具有重要意義，助力提高我國船舶裝備的國際信譽(yù)與產(chǎn)品競爭力。

目前出口船舶交付后缺少相應(yīng)信息化維修保障管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)、文件的管理和監(jiān)督，工作大部分為手工線下處理，且船舶裝備、維修保障數(shù)據(jù)分散，存在管控體系不完善、信息化支撐不足等問題，導(dǎo)致信息溝通不暢、事務(wù)處理效能較低的現(xiàn)象，無法有效響應(yīng)反哺船舶維修保障建設(shè)的總體需求。參考國際一流造船集團(tuán)應(yīng)對出口船舶的保修策略與方法，建立維修保障平臺成為解決現(xiàn)有出口船舶維修保障問題的必要手段。

本文基于出口船舶裝備綜合保障系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)驗，設(shè)計了新型出口船舶海外維修保障平臺軟件，實(shí)現(xiàn)了集約化全壽命周期全球集中管理船舶海外維修保障信息及出口船舶反哺信息的功能，對相關(guān)產(chǎn)業(yè)具有一定示范性實(shí)踐意義。

1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)

本著分階段構(gòu)建出口船舶海外維修保障體系的原則，以“數(shù)智賦能”為基本理念，頂層設(shè)計要求實(shí)現(xiàn)功能全覆蓋性、接口通用性、低環(huán)境適用性；綜合利用集團(tuán)所屬企業(yè)全球駐外機(jī)構(gòu)、維修保障服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)、海外修造船廠設(shè)施、船舶維修信息化管理等國內(nèi)外資源，通過全面梳理多年來積累的出口船舶裝備綜合保障系統(tǒng)應(yīng)用及海外維修經(jīng)驗，設(shè)計建立全球海外船舶維修保障平臺系統(tǒng)，以解決上述實(shí)際且急迫的需求、痛點(diǎn)問題。

系統(tǒng)將建立維修保障信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)保修工作信息化運(yùn)作，同時根據(jù)各級權(quán)限要求，實(shí)現(xiàn)自動報表與預(yù)警功能，支持海外維修保障工作的開展。具體而言，即做到：一是從器材供應(yīng)、人員保障、信息反哺、服務(wù)體驗等船舶裝備維修保障工作關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行深入研究，并提出滿足需求、解決問題的可行性方案和建議；二是設(shè)計編制船舶海外維修保障平臺軟件，服務(wù)相關(guān)單位，形成維修快速響應(yīng)能力，提升信息收集使用、物資保障的管理水平。

系統(tǒng)將通過集約式信息集中計算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對用戶國、船舶、維修保障、物資、培訓(xùn)等信息的統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)出口船舶的維修保障工作精細(xì)化管理。一方面，可以實(shí)現(xiàn)對信息進(jìn)行及時、高速的處理分析，大大促進(jìn)管理的效率，促使管理標(biāo)準(zhǔn)化，提高項目管理的效率；另一方面，也可以通過優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)彌補(bǔ)產(chǎn)品質(zhì)量缺陷，樹立出口裝備良好形象。

2 系統(tǒng)模塊概念設(shè)計

2.1 設(shè)計思路

為實(shí)現(xiàn)上述的設(shè)計目標(biāo)，系統(tǒng)采用了標(biāo)準(zhǔn)化模塊設(shè)計，內(nèi)設(shè)船舶裝備管理、用戶國管理、船舶狀態(tài)管理、維修保障管理、物資管理、維修保障人才培訓(xùn)管理和信息反哺多個信息化模塊，提供統(tǒng)一的船舶信息化管理平臺，提升出口船舶維修保障信息化管理能力。

在功能上，為與出口船舶業(yè)務(wù)歸口單位現(xiàn)有系統(tǒng)兼容，本平臺針對不同權(quán)限用戶需求，提供多維系統(tǒng)報表與人機(jī)接口展示方式，分別支持以用戶國和船舶型號為索引入口進(jìn)行管理工作。

在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，綜合考慮數(shù)據(jù)量、部署靈活性、擴(kuò)展性等因素，采用面向服務(wù)的軟件設(shè)計思想，構(gòu)建統(tǒng)一的軟件體系結(jié)構(gòu)，提取維修保障業(yè)務(wù)過程共性功能和通用流程，面向各節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行靈活組合、動態(tài)部署，滿足系統(tǒng)承擔(dān)的采集上報任務(wù)要求。

2.2 系統(tǒng)框架

系統(tǒng)建設(shè)以信息化為牽引，采用B/S 架構(gòu)進(jìn)行軟件設(shè)計，相較于傳統(tǒng)的C/S 架構(gòu)，無需安裝客戶端，更加方便快捷；并在系統(tǒng)維護(hù)方面更加方便，平臺的更新維護(hù)只需在后端的服務(wù)器操作即可[1]。

通過軟件集成平臺，充分收集、利用相關(guān)數(shù)據(jù)資源，完成基礎(chǔ)環(huán)境和核心功能的搭建。同時著重注意集中計算的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)流要求，維修保障項目管理流程的標(biāo)準(zhǔn)化、信息編碼的標(biāo)準(zhǔn)化、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，確定好系統(tǒng)的接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和編碼標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)平臺安全穩(wěn)定運(yùn)行，提供后續(xù)升級改造的預(yù)留接口。

應(yīng)用服務(wù)的搭建基于出口船舶用戶國現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，利用其提供的服務(wù)器操作系統(tǒng)服務(wù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫服務(wù)，使用成熟的MySQL+Java+Vue 開發(fā)組合搭建軟件集成平臺。軟件集成平臺主要包括船舶裝備管理、用戶國管理、船舶狀態(tài)管理、維修保障管理、備件物質(zhì)管理、維修保障人才管理、培訓(xùn)管理、信息反哺管理、出口裝備總體狀況展示等功能。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)中間件主要包括Nginx Web 服務(wù)發(fā)布軟件以及基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的路由器、交換機(jī)、硬件防火墻等，主要用于發(fā)布和集成各種Web 服務(wù)。該中間件包括由Java開發(fā)的后端數(shù)據(jù)接口服務(wù)，也包括由Vue 開發(fā)的用戶使用界面，由Nginx 支持集群擴(kuò)展以及負(fù)載均衡功能。

系統(tǒng)建設(shè)充分考慮到不同國家與地區(qū)實(shí)現(xiàn)出口船舶維護(hù)保障工作期間的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載環(huán)境，采用B/S 架構(gòu)進(jìn)行軟件設(shè)計，用戶無需在電腦安裝客戶端軟件，使用瀏覽器即可訪問系統(tǒng)，也可以根據(jù)系統(tǒng)平臺提供的接口服務(wù)，拓展其它的訪問方式，例如APP、小程序等。

2.3 主要子系統(tǒng)模塊與硬件構(gòu)架

系統(tǒng)主要包括船舶裝備管理、用戶國管理、船舶狀態(tài)管理、維修保障管理、維修保障物資管理、維修保障人才管理、培訓(xùn)管理、信息反哺管理、綜合展示、系統(tǒng)管理等各子系統(tǒng)任務(wù)管理模塊，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通過高速算法接口連接不同子系統(tǒng)任務(wù)模塊，通過不同的鑒權(quán)實(shí)現(xiàn)不同用戶權(quán)限的展示報表及信息隔離。

在硬件層面，考慮到不同國別現(xiàn)有的硬件條件與系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，參考目前已有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，提供完整的向下兼容硬件支撐解決方案，系統(tǒng)硬件組成如圖2所示，部分系統(tǒng)硬件設(shè)備用途見表1。需要注意的是，文件存儲服務(wù)器、數(shù)據(jù)緩存服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、UPS電源、路由器、交換機(jī)、防火墻等都是基于現(xiàn)有環(huán)境建設(shè)。

表1 部分系統(tǒng)硬件設(shè)備用途

圖2 系統(tǒng)硬件組成

2.4 數(shù)據(jù)流傳輸接口

綜合考慮海外各機(jī)構(gòu)的維修保障站點(diǎn)的軟硬件情況，所實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)流傳輸接口網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)流傳輸接口網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)

3 系統(tǒng)特性設(shè)計

3.1 特性需求

系統(tǒng)專為出口船舶維修保障使用，根據(jù)相關(guān)業(yè)務(wù)及專業(yè)技術(shù)要求，需實(shí)現(xiàn)保障性需求、可靠性需求、可維護(hù)性需求、可移植需求、信息安全需求、系統(tǒng)安全需求、可拓展需求及適應(yīng)性需求等各類系統(tǒng)特性需求。在具體實(shí)現(xiàn)中，根據(jù)船舶綜合保障體系基礎(chǔ)理論及多年船舶保障經(jīng)驗，統(tǒng)一設(shè)計規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括各子系統(tǒng)建設(shè)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)以及平臺擴(kuò)展規(guī)劃內(nèi)容。

3.2 特性設(shè)計

該系統(tǒng)對本CSCI 單機(jī)安裝訪問下要求機(jī)器具備局域網(wǎng)動態(tài)分配IP，在多機(jī)器互相訪問情況下，應(yīng)用運(yùn)行機(jī)器需要具備局域網(wǎng)固定IP，但對計算機(jī)臺位信息設(shè)置不做特殊限制，支持在網(wǎng)段內(nèi)的終端遠(yuǎn)程訪問。該系統(tǒng)具有較好的可擴(kuò)展性與包容性?？蓴U(kuò)展性包括在接納已有系統(tǒng)的同時，能夠便于后續(xù)系統(tǒng)軟硬件的有效擴(kuò)展。在應(yīng)用需求變化時，能夠便于調(diào)整、易于擴(kuò)充升級，既能滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)的需求，又為今后的擴(kuò)充留有空間。具備開放性，提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，能夠與其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)相兼容。

該系統(tǒng)信息安全符合相關(guān)規(guī)定與要求，對于部分核心功能模塊不提供網(wǎng)絡(luò)拷貝等功能。通過算法設(shè)計，實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行過程中僅產(chǎn)生不需進(jìn)行加密處理的裝載配置數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)流與信息物理隔離閉環(huán)完成集中計算。

為實(shí)現(xiàn)較好的移植與二次開發(fā)需求，本平臺系統(tǒng)中各任務(wù)模塊通過插件式開發(fā)，使用不同插件可以構(gòu)成被不同系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)用的構(gòu)件集、服務(wù)集，實(shí)現(xiàn)對功能的可重用、可移植。系統(tǒng)采用Java及MySQL 數(shù)據(jù)庫開發(fā)，從技術(shù)領(lǐng)域滿足Windows及麒麟系統(tǒng)移植支持。

4 任務(wù)功能子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

各子系統(tǒng)通過接口傳遞數(shù)據(jù)，并通過對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中計算，以實(shí)現(xiàn)各類任務(wù)功能。具體過程如下：由設(shè)立在境內(nèi)的服務(wù)器完成統(tǒng)一分發(fā)，通過橫縱結(jié)合，主要完成的子系統(tǒng)任務(wù)功能包括船舶裝備管理、用戶國管理、船舶狀態(tài)管理、維修保障管理、維修保障物資管理、維修保障人才管理、培訓(xùn)管理、信息反哺管理、出口船舶總體狀況展示等功能，各子系統(tǒng)模塊與內(nèi)部接口如下。

4.1 用戶國管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)管理用戶國各類國情信息，包括基礎(chǔ)信息、港口信息、船廠信息、船舶應(yīng)用環(huán)境，以及與該國合作的造修設(shè)施的信息、維修保障資源以及項目信息等。

具體實(shí)現(xiàn)的管理報表接口包括用戶國基本國情、機(jī)構(gòu)組織、人員簡要信息、出口船舶歷史項目、船舶應(yīng)用環(huán)境、當(dāng)?shù)鼐S修保障船廠信息、合作造修設(shè)施和維修保障資源等。

4.2 船舶總體狀況展示子系統(tǒng)

通過不同的鑒權(quán)權(quán)限，為操作人員展示抽取的報表信息，其中包括船舶、用戶國及一般性維修保障信息的圖形化集中展示，展示以地圖、圖形、報表等形式實(shí)現(xiàn)。

該子系統(tǒng)主要包括出口船舶信息展示、出口船舶用戶國信息展示、船舶信息動態(tài)展示、船舶全壽命周期展示。

4.3 船舶裝備管理子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)以各型船舶為頂層目錄，組別、系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設(shè)備為不同層級的船舶配置管理樹，記錄船舶設(shè)備的配置基本信息、層級關(guān)系、維修手冊、設(shè)計資料、設(shè)備編碼、設(shè)備位置、技術(shù)手冊、操作手冊、基本維修保障方案清單信息。

船舶裝備管理具體亦可以細(xì)分為船舶基本信息管理、船舶配置管理、技術(shù)資料管理等，通過調(diào)用資源庫，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抓取相關(guān)信息并就此制作報表，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化報表功能展示。

4.4 船舶維修保障狀態(tài)管理子系統(tǒng)

船舶狀態(tài)管理模塊主要提供按照時間進(jìn)度方式動態(tài)展示船舶的周期性的維修節(jié)點(diǎn)進(jìn)度和定期巡查節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注展示，具體包括計劃性維修保障里程碑、船舶在役狀態(tài)、遠(yuǎn)程診斷、巡視巡察報告等子任務(wù)模塊。

該管理子系統(tǒng)通過報表系統(tǒng)展示船舶全壽命周期維修計劃節(jié)點(diǎn)與巡查節(jié)點(diǎn)的詳細(xì)計劃與維修保障內(nèi)容，對船舶全壽命周期維修計劃進(jìn)行管理追蹤提醒，同時根據(jù)具體維修保障計劃提供備件采購清單，形成標(biāo)準(zhǔn)化報表功能。

4.5 維修保障管理子系統(tǒng)

維修保障管理用于管理船舶的基本維修保障方案、修復(fù)性工程管理，周期性維修計劃管理、修復(fù)性工程任務(wù)單據(jù)管理、周期性維修保障提醒管理。

該管理系統(tǒng)充分考慮不同國別維修保障項目要求及當(dāng)?shù)赜脩籼囟ㄐ砸?，按期?shí)現(xiàn)按國別、船舶類別、維修保障狀態(tài)及所含裝備生成相關(guān)報表。

4.6 維修保障物資管理子系統(tǒng)

考慮到出口裝備所在國普遍物資運(yùn)輸條件差，用戶國一般定期采購備件備品等維修保障物資。

物資管理模塊用于動態(tài)管理裝備出口公司當(dāng)?shù)刈杂械木S修保障所需的備品備件及用戶單位備品備件歷史采購信息，該系統(tǒng)與維修保障工程管理子系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)依據(jù)不同國別及船舶類型的備品備件物資采購建議報表，并實(shí)現(xiàn)導(dǎo)出簡單的成本利潤核算信息功能。

為實(shí)現(xiàn)上述功能，該子系統(tǒng)中設(shè)置了備件信息管理、備件采購管理、工具管理、供應(yīng)商管理、維修保障物資保稅庫管理等任務(wù)子模塊。

4.7 維修保障人才管理子系統(tǒng)

參考海內(nèi)外主流國家出口船舶裝備管理模式，實(shí)現(xiàn)維修保障工作的快速響應(yīng)是重中之重。該子系統(tǒng)可以集中管理船舶設(shè)計單位、建造單位、設(shè)備生產(chǎn)廠家維修人才，管理人才的信息，包括專業(yè)特長、年齡、身體狀況、服務(wù)單位、維修經(jīng)驗等，以便實(shí)現(xiàn)維修保障工作的快速攤派與派出管理工作。

在具體實(shí)現(xiàn)過程中，考慮具體操作的一般化流程工作，設(shè)計了查詢展示維修工程中人才派出情況、計劃派出時間等信息的功能，實(shí)現(xiàn)對人才派出進(jìn)行動態(tài)管理。

4.8 培訓(xùn)管理子系統(tǒng)

維修保障工作除依托我方的派出人員外，在一般性的保障工作中，還大量依賴所在國用戶方人員實(shí)現(xiàn)。增強(qiáng)用戶方的技術(shù)人員培訓(xùn)工作，一方面可以降低維修保障工作的成本，另一方面可培養(yǎng)用戶國人員對我國生產(chǎn)裝備的操作、保養(yǎng)習(xí)慣，也有利于增強(qiáng)用戶黏度。

本子系統(tǒng)按照船舶配置管理各型號船舶裝備的操作、維修培訓(xùn)資料、適用對象、培訓(xùn)資料文件，可以實(shí)現(xiàn)對裝備培訓(xùn)、資料管理、參訓(xùn)時間及參訓(xùn)人員的記錄管理工作。

4.9 信息反哺管理子系統(tǒng)

在出口裝備海外維修保障工作以及后續(xù)的回訪中，可以積累用戶在船舶日常維護(hù)、用裝體驗、實(shí)戰(zhàn)試驗等方面的信息，這些信息對于優(yōu)化裝備的總體設(shè)計、配置選型、升級改裝有實(shí)際的反哺意義。信息反哺管理子系統(tǒng)通過：①自動篩選方式，將故障頻發(fā)、設(shè)計缺陷等方面的故障作為預(yù)反哺信息；②現(xiàn)場技術(shù)人員手動添加故障信息，作為預(yù)反哺信息。預(yù)反哺信息經(jīng)專家確認(rèn)后，可以作為反哺信息進(jìn)行后續(xù)處理。

該子系統(tǒng)還集中管理了重要競品信息、試驗演練信息、前出資源信息等反面內(nèi)容，用于服務(wù)裝備改進(jìn)參考、前出保障資源匹配查詢。

5 結(jié)束語

本文詳細(xì)展示了出口船舶維修保障平臺軟件的系統(tǒng)概念設(shè)計、特性需求及具體的任務(wù)功能子系統(tǒng)的具體設(shè)計與實(shí)現(xiàn)過程。該系統(tǒng)提供了較好的人機(jī)交互接口，在兼顧信息及系統(tǒng)安全性的前提下，充分考慮出口裝備所在國向下兼容需求，建立了完善的維修保障功能模塊。

該系統(tǒng)的成功實(shí)現(xiàn)及在海外各主要出口裝備海外站的逐步拓展與應(yīng)用，加速了我國出口裝備售后工作向世界一流裝備研發(fā)生產(chǎn)單位的前進(jìn)步伐，增強(qiáng)了裝備出口工作溢出產(chǎn)業(yè)的潛力，對完善裝備出口產(chǎn)業(yè)鏈條具有一定意義。