基于云平臺的設備監理系統的設計

李艷豪，王 睿，米嬌嬌,吳永杰

(1.中國重型機械研究院股份公司，陜西 西安 710032；2.西安精雕軟件科技有限公司，陜西 西安710038)

0 前言

設備監理的工作主要是通過對人、資金、材料、設備、能源等相應的信息進行獲取、管理和利用。目前，設備監理行業現場監理工作普遍存在的問題：(1)監理人員工作協同性差。現場人員無專門的信息化反饋渠道，主要通過電話、微信等方式進行零散的信息反饋，信息的完整性無法保證，這就造成合同管理人員信息錄入工作變得繁重、無序。(2)項目進度難把控。缺乏統一的合同進度監管平臺[2]，相關人員無法實時掌握項目進度。不同角色人員之間需要反復溝通、確認，增加項目管理難度，同時降低員工工作積極性。(3)項目監理質量無法保證。項目非閉環管控、監管節點滯后制約了項目監理質量的提升，長久下去導致項目監理角色在整個項目管控中被弱化，進而導致項目質量無法得到有效監管[3]。

現場監理工作存在問題的主要原因是各方項目進度信息無法實時互通，以及項目的質量信息未能有效反饋。設備監理信息化平臺能很好地提升設備生產監理工作的效率和效能。為此，本文提出搭建基于云服務設備監理系統，通過信息化手段將進度、質量等信息分析、整合，為項目監理提供數據支撐，進而提升項目監理質量[4]。

1 設備監理系統云架構

為了促進監理項目各方高效協同，同時保證數據安全，系統需要滿足多客戶端訪問、數據異地災備、實時大數據處理等特性，云服務很好地契合了系統的實施要求[5]。

設備監理系統云架構如圖1所示。建立數據中心，通過分布式計算、分布式存儲、負載均衡等手段，來提供云服務基礎設施服務[6]。平臺層通過引入大數據分析、安全協議、外部平臺接口，在滿足系統現有業務場景的條件下，又保證了系統的靈活可拓展性[7]。軟件服務層作為系統業務核心，按權限、分模塊將監理各方業務有機結合，從而實現合同全流程信息化管控。多客戶端主要支持個人電腦、智能手機、平板電腦等，用來滿足不同角色人員使用場景需求。

圖1 設備監理系統云架構

2 系統數據建模過程

采用OOP(面向對象程序設計)進行系統架構設計，通過將設備監理各環節中的要素抽象為一個個對象，來構建系統數據模型[8]，并依賴接口、繼承等編程方式保證系統的靈活拓展性。監理合同、進度、質量是設備監理過程的核心要素，合同基礎數據、實時進度數據、質量檢測數據是三者的直接表現，是監理軟件數據模型的重要組成部分。

監理要素的結構化數據模型如圖2所示。抽象數據模型可以通過DDL (Data Definition Language，數據定義語言)轉化為結構化數據持久化到數據庫中[9]。結構化數據主要分為：合同實體、合同階段信息實體、進度匯報實體、質量記錄實體、質量類型實體、預警消息實體、人員實體等。不同實體要素通過外鍵進行關聯，如：合同實體與合同階段實體為一對多關系、人員和消息角色為多對多關系。

圖2 監理要素數據模型

合同按階段進行劃分，不僅是項目管理的常規手段，也是軟件系統進行分級預警的必要條件[10]。不同階段的臨界點通常也是進度預警、超期報警的分界點。預警期為階段截止日期前某個時間段，而超過截止日期的進度均為超期報警范圍。監理項目階段進度預警與超期報警模型，如圖3所示。其中，S1,S2,……,Sn表示項目各階段工時；P1,P2,……,Pn表示設定的各預警區間；E1,E2,……,En表示各階段超期工時。假設各階段實際工時為A1,A2,.....,An，則進度完成率Mn=An/Sn，超期率On=En/Sn。

圖3 進度預警與超期報警模型

階段截止時間之前，且未到預警期均為正常；階段截止時間之前，且在預警期內，表示進度仍在可控范圍內，但有超期風險；超過截止時間后需要根據超期率評判失控風險。階段分級預警消息推送機制如表1所示。

表1 進度分級預警機制

4 系統功能分析

4.1 基礎數據

合同是項目的發起點，審批通過并立項后，將合同中關鍵信息錄入系統，同時上傳合同電子附件作為存檔。按合同關鍵節點進行階段劃分，根據項目類型可以默認固定幾個項目階段，也可以根據項目的實際情況采用配置化的階段節點[11]。一線監理人員在進行進度匯報時，系統自動判斷項目進度進行按階段匯報，匯報形式主要為日報、周報、階段總結等；匯報方式支持手機、平板、PC端，避免單一方式對用戶造成限制；匯報主要內容有零配件加工后精度、設備零部件裝配精度、各項檢測量等數據。

4.2 數據安全

合同信息、人員信息、質量數據等涉及企業核心利益，必須保證數據的安全可靠[12]。根據數據保密級別及業務使用場景，對關鍵數據在存儲、傳輸、系統部署等各環節著重設計。為此采取以下措施：

(1)所有數據均采用SSL(安全套接字協議)來保證數據傳輸安全性；

(2)合同金額、合同附件路徑、用戶身份信息等關鍵數據采用DES對稱和RSA非對稱混合加密算法來進一步保證數據傳輸的安全可靠；

(3)數據庫中用戶身份信息等數據采用SHA1((secure hash algorithm,安全散列算法)進行加密存儲[13]；

(4)數據結構支持配置化管理，通過角色管理、權限配置使數據有針對的、安全的呈現在用戶面前；

(5)采用分布式數據庫、分布式文件系統，使系統具備異地災備能力。

采用云服務作為系統部署平臺，可以很好地保證設備監理系統安全穩定運行。

4.3 進度預警與超期報警

實時進度數據是進行大數據分析，構建進度預警機制、質量預警機制的先決條件[14]。進度實時預警可以降低項目超期風險，是保障項目如期完工的重要手段；超期報警旨在將風險控制在最小范圍，兩者有機融合，有助于各利益相關方及時處理項目中存在的問題，避免給企業造成不必要的損失。

系統支持“角色+人員”方式指定預警消息接收人，通常由負責人按照合同規定的各完工節點進行階段劃分，并根據實際情況配置階段預警期。系統根據階段完工進度和預警期設定來主動判斷預警級別，并及時推送預警消息給各角色或用戶。主動預警實現機制如下：

(1)采用定時服務主動輪詢方式進行預警信息分析、生成[15]；

(2)所有消息被推送至消息隊列，由消息隊列負責消息分發；

(3)消息被消費后(短信、郵件等方式推送給對應接收人)及時更新消息狀態。

另外，進度數據覆蓋員工工時，也可以作為員工績效考核的數據依據，通過建立績效激勵制度來激發員工工作的積極性[16]。

4.4 質量數據分析

質量數據需要長時間積累，逐步形成質量經驗庫，基于質量模型和關鍵風險策略[17]，系統主動分析設備潛在質量隱患，根據質量等級為對應角色人員推送預警信息[18]。設備監理質量類型主要集中在：表面缺陷、裂紋、加工精度超差、裝配精度不合格等。系統將這些質量數據按照類型進行統計，可為用戶呈現圖形化質量報表；同時根據缺陷類型、超差范圍可以分析出質量問題主要出在原材料、加工過程、裝配過程等各環節。

(1)通過供應商交貨合格率、準交率數據，系統生成質量正面、負面清單[19]，指導企業在采購環節做出更合理地選擇；

(2)通過加工精度數據，生成質量波動曲線，可以反映出加工設備的性能及損耗情況，有利于加工程序調優優化及加工設備維保工作，保證了加工過程的一致性；

(3)通過裝配精度數據，生成質量正態分布圖，可以折射出哪些操作上易出問題，有利于工人改進原有裝配方式、手段，更有利于裝配標準化建立。

基于這些數據報表，企業可以采用PDCA循環法來逐步提升項目監理質量，充分發揮設備監理工程師在項目管控中的積極能動作用[20]。

5 結束語

建立云服務下的設備監理系統，通過數據信息化實現透明化管理，多客戶端操作實現不同場景人員協同工作，實時進度預警與階段超期報警實現項目進度可控化管理，質量報表分析可以直觀反映采購、加工、裝配等環節存在的問題。具體效果有：

(1)實現員工工作協同性，提高工作效率；

(2)降低項目進度超期風險，降低企業不必要損失；

(3)促進設備各環節質量提升，提升項目交付質量；

(4)提升監理人員在客戶處的認可度；

(5)強化流程制度化對監理項目的重要性，促進監理項目的精細化管理。