基于低代碼平臺(tái)的井筒工藝數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張濤鋒 王娟 蔡亮 鄧紅梅

摘要：低代碼平臺(tái)（LCDP）是近些年發(fā)展起來(lái)敏捷響應(yīng)企業(yè)業(yè)務(wù)需求迭代發(fā)展和支撐企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的一項(xiàng)新技術(shù)。友好的可視化環(huán)境，圖形化拖曳式配置操作界面，開(kāi)發(fā)工作的自助化、敏捷化、扁平化，滿足了多團(tuán)隊(duì)跨地域協(xié)作和多種開(kāi)發(fā)形式。越來(lái)越多的企業(yè)青睞這種無(wú)代碼或低代碼的信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，既能夠敏捷響應(yīng)業(yè)務(wù)需求、快速搭建應(yīng)用系統(tǒng)，又能降低企業(yè)開(kāi)發(fā)成本和運(yùn)維成本。通過(guò)低代碼平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)基于領(lǐng)域模型驅(qū)動(dòng)的井筒工藝數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，構(gòu)建新一代支持云端部署、PC?端、移動(dòng)端等多終端自適應(yīng)屏幕的應(yīng)用，彈性伸縮資源調(diào)配，提供更穩(wěn)定、高效的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用平臺(tái)，解決數(shù)據(jù)多系統(tǒng)分散采集、效率低下等問(wèn)題，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供數(shù)據(jù)要素的支持。

關(guān)鍵詞：低代碼平臺(tái)??領(lǐng)域模型?流程設(shè)計(jì)?企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)?井筒工藝

中圖分類號(hào)：TP311.52

Design?and?Implementation?of?the?Wellbore?Process?Data?Acquisition?System?Based?on?the?Low-Code?Development?Platform

ZHANG?Taofeng1*????WANG?Juan2????CAI?Liang2?????DENG?Hongmei3

（1.Kunlun?Digital?Technology?Co.，Ltd.，?Beijing，?100043?China；2.Digital?and?Intelligent?Business?Unit，?PetroChina?Changqing?Oilfield?Company，?Xian，?Shannxi?Province，?710016?China；3.?Exploration?&?Development?Research?Institute，?PetroChina?Changqing?Oilfield?Company，?Xian，?Shannxi?Province，?710016?China）

Abstract：The?low-code?development?platform?（LCDP）?is?a?new?technology?developed?in?recent?years?to?agilely?respond?to?the?iterative?development?of?the?business?needs?of?enterprises?and?support?the?digital?transformation?of?enterprises.?The?friendly?visual?environment，?the?graphical?drag-and-drop?configuration?operation?interface?and?the?self-service，?agility?and?flattening?of?development?work?meet?the?needs?of?multi-team?cross-regional?collaboration?and?a?variety?of?development?forms.?More?and?more?enterprises?favor?the?development?of?this?kind?of?non-code?or?low-code?information?system，?which?can?not?only?agilely?respond?to?business?needs?and?quickly?build?application?systems，?but?also?reduce?the?development?costs?and?operation?and?maintenance?costs?of?enterprises.?Through?the?design?and?implementation?of?the?low-code?platform，?based?on?the?wellbore?process?data?acquisition?platform?driven?by?the?domain?model，?this?paper?builds?a?new?generation?of?application?platform?that?supports?the?deployment?of?cloud?terminals?and?the?application?of?multi-terminal?adaptive?screens?such?as?PC?terminals?and?mobile?terminals，?autoscales?resource?allocation?and?provides?more?stable?and?efficient?enterprise-level?data?collection，?which?solves?the?problems?of?multi-system?scattered?data?collection?and?low?efficiency，?and?provides?data?element?support?for?the?digital?transformation?of?enterprises.

Key?Words：Low-code?development?platform;?Domain?model;?Process?design;?Enterprise-level?data;?Wellbore?process

1?綜述

1.1?建設(shè)背景

企業(yè)在發(fā)展過(guò)程中逐步顯現(xiàn)出兩方面的問(wèn)題。一是在發(fā)展過(guò)程中建立了多套井筒工藝數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，技術(shù)體系落后、架構(gòu)不一致、兼容難度大、運(yùn)行效率低等問(wèn)題逐漸突顯。同時(shí)，各系統(tǒng)的分散部署，獨(dú)立占用了數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器，導(dǎo)致硬件資源利用效率不足，遇到高并發(fā)時(shí)系統(tǒng)會(huì)頻繁崩潰，很多新的應(yīng)用需求無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)，從而導(dǎo)致響應(yīng)周期過(guò)長(zhǎng)[1]。二是對(duì)于實(shí)施商來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，開(kāi)發(fā)框架多種多樣，無(wú)法快速響應(yīng)客戶需求。沒(méi)有邊界的開(kāi)發(fā)工具，是對(duì)客戶需求的理解不準(zhǔn)確，而沒(méi)有沉淀的通用能力，導(dǎo)致公司經(jīng)營(yíng)效率無(wú)法提高。對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，重復(fù)開(kāi)發(fā)導(dǎo)致工作量巨大，缺少設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)讓功能難以沉淀，無(wú)法準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)方需求，對(duì)于業(yè)務(wù)的不理解也導(dǎo)致開(kāi)發(fā)出的功能需經(jīng)過(guò)多次修改[2]。企業(yè)迫切需解決以上痛點(diǎn)，采用新技術(shù)滿足后續(xù)的發(fā)展需求，完善功能開(kāi)發(fā)及保障技術(shù)兼容性，因此需要啟動(dòng)低代碼平臺(tái)的研究與建設(shè)。

低代碼平臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)化的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程，通過(guò)數(shù)據(jù)建模、服務(wù)開(kāi)發(fā)、表單設(shè)計(jì)、流程配置、報(bào)表開(kāi)發(fā)、界面開(kāi)發(fā)等一系列工具，真正做到低代碼搭建業(yè)務(wù)系統(tǒng)[3]。對(duì)于不能滿足定制需求的場(chǎng)景，支持開(kāi)放服務(wù)的開(kāi)發(fā)，可以更好地解決企業(yè)面臨的此類問(wèn)題。

1.2?業(yè)務(wù)需求

1.1.1?優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，重建業(yè)務(wù)架構(gòu)

統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集平臺(tái)建設(shè)主要包括平臺(tái)框架搭建和數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)場(chǎng)景開(kāi)發(fā)集成兩部分。業(yè)務(wù)上需要建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，形成統(tǒng)一的模型標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一共享服務(wù)的數(shù)據(jù)治理體系。管理上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集流程重建，通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)、閉環(huán)管理優(yōu)化管理模式，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。

1.1.2?敏捷迭代，響應(yīng)新需求

搭建可靈活配置的數(shù)據(jù)采集框架，提供豐富的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)采集模板、模型設(shè)計(jì)器、頁(yè)面設(shè)計(jì)器、流程設(shè)計(jì)器等組件[4]，業(yè)務(wù)人員可通過(guò)框架開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集端敏捷迭代，響應(yīng)業(yè)務(wù)需求，提高工作效率，降低運(yùn)維成本。

2?系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1?技術(shù)架構(gòu)

基于平臺(tái)（Platform?as?a?Service，PaaS）的技術(shù)架構(gòu)，采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)源訪問(wèn)接口，內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)化采集流程定制適配器，構(gòu)建流程化的采集框架，滿足業(yè)務(wù)人員自定義數(shù)據(jù)采集模塊。技術(shù)上采用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)（Remote?Dictionary?Server，Redis）、消息中間件等新技術(shù)，提升數(shù)據(jù)處理能力及速度，保障數(shù)據(jù)入湖的效率和用戶體驗(yàn)。以數(shù)據(jù)湖為數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理中心，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集、管理、服務(wù)[5]。通過(guò)數(shù)據(jù)抽取工具整合現(xiàn)有的分散管理的數(shù)據(jù)資源，補(bǔ)充錄入缺失的數(shù)據(jù)資源并直接入湖（如圖1所示）。

2.2?模型設(shè)計(jì)

平臺(tái)引入領(lǐng)域模型設(shè)計(jì)理念，通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)對(duì)象分析，對(duì)業(yè)務(wù)中涉及的實(shí)體及其相互之間的關(guān)系進(jìn)行描述，構(gòu)建適合井筒工藝數(shù)據(jù)管理的數(shù)據(jù)模型。領(lǐng)域模型設(shè)計(jì)包括領(lǐng)域模型基礎(chǔ)信息管理、領(lǐng)域模型字段設(shè)計(jì)、領(lǐng)域模型高級(jí)設(shè)置、數(shù)據(jù)類型選擇等流程。領(lǐng)域模型對(duì)象編輯可以將其他領(lǐng)域模型作為一個(gè)類型嵌入新建的領(lǐng)域模型，實(shí)現(xiàn)常用字段的復(fù)用，有效節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間。模型定義、修訂、優(yōu)化完善可通過(guò)平臺(tái)操作，且簡(jiǎn)單便捷。

2.3?部署架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于?PaaS?進(jìn)行部署，配置具備資源彈性伸縮而滿足高峰流量的性能調(diào)配[6]。在隔離區(qū)（Demilitarized?Zone，DMZ）進(jìn)行鏡像部署，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)錄入的及時(shí)性和便捷性，同時(shí)通過(guò)加密技術(shù)，保障數(shù)據(jù)安全（如圖2所示）。

2.4?流程設(shè)計(jì)

平臺(tái)流程設(shè)計(jì)采用業(yè)務(wù)流程管理（Business?Process?Management，BPM）模型，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，制定靈活的下發(fā)、執(zhí)行、檢查、審批等管理節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)階段的事務(wù)自動(dòng)化流轉(zhuǎn)，同時(shí)各業(yè)務(wù)階段之間形成自動(dòng)化銜接，構(gòu)建全閉環(huán)管理，保障數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)化、流程化，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量（如圖3所示）。通過(guò)圖形化拖拽的方式實(shí)現(xiàn)工作流的可視化設(shè)計(jì)和配置，快速實(shí)現(xiàn)流程開(kāi)發(fā)和部署。支持通用流程條件，多節(jié)點(diǎn)、多流向支持各種復(fù)雜流程。流程審批和系統(tǒng)管理無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)人員、崗位、角色授權(quán)綁定。

2.5?功能設(shè)計(jì)

基于低代碼平臺(tái)搭建了井筒工藝數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)場(chǎng)景，確定井筒生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集包括4類用戶、5大模塊和12類業(yè)務(wù)。4類用戶包括數(shù)據(jù)管理人員、作業(yè)區(qū)施工井管理人員、數(shù)據(jù)采集人員和數(shù)據(jù)審核人員?，5大模塊包括采集監(jiān)督、任務(wù)創(chuàng)建、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)審核和完井統(tǒng)計(jì)，12類業(yè)務(wù)包括維護(hù)作業(yè)、井筒大修、增產(chǎn)措施等（如圖4所示）?。

2.6?數(shù)據(jù)質(zhì)控設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)質(zhì)量基于元數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量把控，實(shí)現(xiàn)非空、唯一、單調(diào)、枚舉、閾值、正則表達(dá)式、及時(shí)性、完整性等方式的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，同時(shí)基于數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的邏輯一致性進(jìn)行判斷。質(zhì)控模塊采用松耦合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證規(guī)則、數(shù)據(jù)質(zhì)控項(xiàng)、質(zhì)控方案、質(zhì)控報(bào)告的模塊化管理，用戶可根據(jù)實(shí)際需要針對(duì)不同的數(shù)據(jù)采集單元定制數(shù)據(jù)質(zhì)控報(bào)告。平臺(tái)提供三級(jí)審查和四級(jí)質(zhì)控的統(tǒng)一數(shù)據(jù)質(zhì)量管控流程，保障采集數(shù)據(jù)的齊全準(zhǔn)。其中三級(jí)審查包括施工方自查自檢、業(yè)務(wù)管理方一級(jí)審查和信息部門(mén)二級(jí)審查，四級(jí)質(zhì)控包括錄入時(shí)質(zhì)控、可視化質(zhì)控、大數(shù)據(jù)分析質(zhì)控和人工業(yè)務(wù)質(zhì)控。

2.7?權(quán)限設(shè)計(jì)

平臺(tái)接入集團(tuán)統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)，業(yè)務(wù)應(yīng)用基于?OAuth2?認(rèn)證協(xié)議接入用戶中心。?擴(kuò)展角色模型（Role-Based?Access?Control，RBAC），實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶、角色、組織機(jī)構(gòu)、崗位的授權(quán)管理。權(quán)限設(shè)計(jì)讓管理更靈活，提供任務(wù)待辦、托管代辦、任務(wù)駁回等功能，滿足了復(fù)雜業(yè)務(wù)的要求。

2.8?高可用設(shè)計(jì)

平臺(tái)提供高可用性，采用兩級(jí)高可用保障，一是利用云平臺(tái)底層的容器集群管理系統(tǒng)（Kubernetes，K8S）提供容器的多實(shí)例及彈性伸縮的的功能，即便一個(gè)容器掛掉依然能夠運(yùn)行[7]。如果訪問(wèn)量突然增多，擴(kuò)展實(shí)例支撐訪問(wèn)（訪問(wèn)量下去之后可以銷(xiāo)毀實(shí)例）；如果擴(kuò)展實(shí)例超出資源限制，則可使用有序結(jié)合（Spring?Cloud）網(wǎng)關(guān)進(jìn)行限流、熔斷等操作，保障核心用戶的正常訪問(wèn)。二是通過(guò)PaaS的資源彈性擴(kuò)展實(shí)施的調(diào)度資源，設(shè)置配額上線，在不影響整個(gè)集群穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，按需進(jìn)行資源配置，極大限度保證平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行（如圖5所示）。

3?結(jié)語(yǔ)

通過(guò)低代碼平臺(tái)構(gòu)建井筒工藝數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)場(chǎng)景的搭建，在解決了企業(yè)數(shù)據(jù)采集難、質(zhì)量低的基礎(chǔ)上，得到了以下經(jīng)驗(yàn)。

（1）搭建應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)、構(gòu)建共享開(kāi)發(fā)能力、滿足多種開(kāi)發(fā)模式，實(shí)現(xiàn)軟件低代碼開(kāi)發(fā)。提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)應(yīng)用環(huán)境、開(kāi)發(fā)框架、組件與工具、線上線下的快速開(kāi)發(fā)能力，支持跨終端的自適配開(kāi)發(fā)、云化部署。全部采用?B/S?模型開(kāi)發(fā)，提升用戶體驗(yàn)。同時(shí)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)資源池，對(duì)外提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理服務(wù)、統(tǒng)一的運(yùn)維服務(wù)。由分散管理轉(zhuǎn)向全面集約式管理，節(jié)約服務(wù)器配置?70%?以上，提升應(yīng)用?App開(kāi)發(fā)30%?的效率，提升數(shù)據(jù)提交時(shí)間70%。最終，項(xiàng)目交付時(shí)間由2個(gè)月減少到7天。

（2）革新管理流程，通過(guò)低代碼平臺(tái)重構(gòu)管控模式，實(shí)現(xiàn)了線下工作搬到線上、分散管理轉(zhuǎn)向流程化管控、數(shù)據(jù)資源向數(shù)據(jù)資產(chǎn)化管理轉(zhuǎn)變、分散建設(shè)向集成集約方式發(fā)展、分散投資向一次投資長(zhǎng)效運(yùn)營(yíng)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]?李旭東，胡華，胡武，等.?低代碼平臺(tái)在企業(yè)中的應(yīng)用[J].?企業(yè)科技與發(fā)展，2022（10）：99-101.

[2]?馬濤，張仲宏，王鐵成，等.?勘探開(kāi)發(fā)夢(mèng)想云平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].?中國(guó)石油勘探，2020，25（5）：71-81.

[3]?徐娟華.?基于可視化設(shè)計(jì)的零代碼平臺(tái)分析及應(yīng)用探討[J].?銅業(yè)工程，2020（6）：75-79.

[4]?徐強(qiáng)，熊曉嬌.?云計(jì)算服務(wù)核算：影響、挑戰(zhàn)與改進(jìn)思路[J].?統(tǒng)計(jì)與信息論壇，2023，38（8）：14-27.

[5]?辛海燕，申端明.?基于低代碼平臺(tái)的技術(shù)分析[J].?信息系統(tǒng)工程，2022（11）：127-130.

[6]?劉虔銘.?基于低代碼平臺(tái)的醫(yī)院新冠肺炎疫情防控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].?中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué)，2022，17（12）：49-53.

[7]?ISHARUFE??W，?JAAFAR?F，??BUTAKOV?S.?Study?of?Security?Issues?in?Platform-as-a-Service?（PaaS）?Cloud?Model[C]//International?Conference?on?Electrical，?Communication，?and?Computer?Engineering?（ICECCE），?2020：1-6.