鐵路工程建設(shè)物資設(shè)備管理信息系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用

錢(qián) 進(jìn)，王萬(wàn)齊，劉 星

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京100081）

鐵路工程建設(shè)物資設(shè)備管理信息系統(tǒng)設(shè)立PC端和移動(dòng)端，可在鐵路建設(shè)期間對(duì)物資需求計(jì)劃、采購(gòu)合同、物資供應(yīng)、驗(yàn)收檢測(cè)和結(jié)算支付實(shí)現(xiàn)全流程管理，有效提升鐵路建設(shè)涉及到的建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位和供應(yīng)單位的信息化管理手段。進(jìn)入“十三五”，軌道交通建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，鐵路工程建設(shè)物資設(shè)備管理要求隨之提升，使得在建鐵路項(xiàng)目工程參建方對(duì)于物資管理各階段數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、規(guī)范性、時(shí)效性要求也更高，傳統(tǒng)管理模式與管理手段的局限性愈發(fā)明顯[1]。本文從實(shí)際業(yè)務(wù)出發(fā)，以電腦、手機(jī)等智能終端為載體，Internet、4G 等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為媒介實(shí)現(xiàn)多端數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，保證了數(shù)據(jù)的即時(shí)性，以數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)為核心對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，以地理信息系統(tǒng)（GIS）及圖形處理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示[2-3]。通過(guò)將多種技術(shù)有效融合，形成了一套實(shí)時(shí)、高效、可視和智能的鐵路工程建設(shè)物資設(shè)備管理信息系統(tǒng)，旨在提升工作效率、降低管理成本和加強(qiáng)質(zhì)量管控[4]。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念

1.1 總體目標(biāo)

（1）實(shí)現(xiàn)物資管理標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化，整合業(yè)務(wù)，規(guī)范流程，在業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)，利用信息系統(tǒng)電子化辦公的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，精煉標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)流程，減少流轉(zhuǎn)時(shí)間，降低投入成本，提高工作效率。

（2）實(shí)現(xiàn)物資管理實(shí)時(shí)高效化，加強(qiáng)監(jiān)控檢驗(yàn)人員的到場(chǎng)情況，實(shí)現(xiàn)進(jìn)場(chǎng)物資的即時(shí)管理，加強(qiáng)對(duì)物資的管控，提升物資管理效率，降低物資管理成本。

（3）實(shí)現(xiàn)物資管理記錄追溯化，按照物資管理的原則，各層級(jí)單位以系統(tǒng)功能為載體，開(kāi)展物資清單管理、需求計(jì)劃提報(bào)、采購(gòu)供應(yīng)、發(fā)貨驗(yàn)收、結(jié)算支付等各項(xiàng)業(yè)務(wù)流程的變更、審批，保證建設(shè)項(xiàng)目物資數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確、過(guò)程動(dòng)態(tài)、記錄清晰和有據(jù)可查。

（4）實(shí)現(xiàn)物資管理數(shù)據(jù)合理化，根據(jù)不同需要和維度的各種組合條件進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查詢和統(tǒng)計(jì)，掌握計(jì)劃及合同的執(zhí)行情況，為后續(xù)的單據(jù)編制提供數(shù)據(jù)參考依據(jù)，減少編制誤差。

（5）實(shí)現(xiàn)物資管理統(tǒng)計(jì)智能化，運(yùn)用數(shù)字化、智能化的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)重新整合分析，根據(jù)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，起到動(dòng)態(tài)控制、實(shí)時(shí)管理、數(shù)據(jù)決策，多部門(mén)數(shù)字化協(xié)同辦公的目的。

1.2 系統(tǒng)定位

系統(tǒng)定位為覆蓋鐵路工程建設(shè)物資設(shè)備管理全過(guò)程的專業(yè)系統(tǒng)，以科學(xué)的、智慧的、專業(yè)的物資管理理念為基礎(chǔ)，結(jié)合鐵路行業(yè)建設(shè)物資采購(gòu)供應(yīng)相關(guān)管理辦法[5]、鐵路建設(shè)項(xiàng)目甲供物資相關(guān)目錄等管理文件[6]，將鐵路物資管理與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深度融合。實(shí)現(xiàn)物資管理從計(jì)劃、合同、供應(yīng)、驗(yàn)收、結(jié)算和質(zhì)量追溯的全流程化管理[7]。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 總體架構(gòu)

系統(tǒng)總體架構(gòu)分為用戶訪問(wèn)層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、技術(shù)實(shí)現(xiàn)層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層[8]，如圖1所示。

2.1.1 用戶訪問(wèn)層

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

建設(shè)單位、物代公司、施工單位、監(jiān)理單位和供應(yīng)單位可使用智能手機(jī)和智能電腦通過(guò)Web、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù),以瀏覽器、移動(dòng)客戶端等多種方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行訪問(wèn)，確保數(shù)據(jù)的正確性、完整性和時(shí)效性。

2.1.2 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

在業(yè)務(wù)流程分析的基礎(chǔ)上，按照物資管理流程將系統(tǒng)分為計(jì)劃管理、采購(gòu)管理、生產(chǎn)供應(yīng)、驗(yàn)收使用和結(jié)算支付等模塊。各業(yè)務(wù)功能間可組件式安裝，供用戶訪問(wèn)層進(jìn)行應(yīng)用調(diào)用。根據(jù)業(yè)務(wù)種類，合理封裝Web服務(wù)、數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)限、數(shù)據(jù)處理機(jī)制和綜合分析規(guī)則，實(shí)現(xiàn)物資管理的全流程管控。

2.1.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

采用無(wú)線傳輸、移動(dòng)通信、無(wú)線寬帶網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，為平臺(tái)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳下達(dá)提供通道。實(shí)現(xiàn)各級(jí)管理者隨時(shí)隨地獲取到數(shù)據(jù)信息。

2.1.4 技術(shù)實(shí)現(xiàn)層

根據(jù)業(yè)務(wù)需求分類梳理拆分系統(tǒng)模塊，基于SpringBoot+Dubbo 實(shí)現(xiàn)分布式架構(gòu)形式，使用Http協(xié)議或Dubbo 協(xié)議實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程服務(wù)之間的調(diào)用，降低將各模塊之間的耦合度，對(duì)于用戶權(quán)限，集成Shiro實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶認(rèn)證和授權(quán)，保證系統(tǒng)的使用安全嚴(yán)謹(jǐn)性。

2.1.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層

系統(tǒng)對(duì)物資管理過(guò)程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理。使用Redis作為緩存數(shù)據(jù)庫(kù)，將物資管理過(guò)程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上傳至Mysql 數(shù)據(jù)庫(kù)并同步至Solr 服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)集群、網(wǎng)格和分布式文件系統(tǒng)FastDFS等技術(shù)，提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

圖2 展示了鐵路工程建設(shè)物資設(shè)備管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，系統(tǒng)部署通過(guò)nginx 代理服務(wù)器進(jìn)行訪問(wèn)流量分發(fā)，通過(guò)防火墻與訪問(wèn)客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

圖2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

2.3 技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)，如圖3所示。

圖3 技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)圍繞數(shù)據(jù)安全、服務(wù)穩(wěn)定、響應(yīng)快速的原則，面向用戶的Web前端采用Vue，后端采用SpringBoot+Dubbo 搭建基礎(chǔ)分布式框架，構(gòu)建前后端分離的開(kāi)發(fā)模式，Zookeeper 搭建Master-Slave 的模式保證后端服務(wù)的高可用，提高各模塊服務(wù)的橫向擴(kuò)展能力。

使用Redis的非關(guān)系型緩存數(shù)據(jù)庫(kù)，將所有熱點(diǎn)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)存緩存，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，使用SpringBoot+Shiro技術(shù)進(jìn)行容器權(quán)限管理，使其可根據(jù)需求、組織結(jié)構(gòu)、權(quán)限不同進(jìn)行組裝以適應(yīng)不同的業(yè)務(wù)需求和管理模式。

系統(tǒng)采用Docker 容器技術(shù)進(jìn)行部署，簡(jiǎn)化各個(gè)服務(wù)的環(huán)境等配置，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)環(huán)境一致性問(wèn)題，降低部署難度。

3 系統(tǒng)主要功能

系統(tǒng)滿足建設(shè)單位、物代公司、施工單位、監(jiān)理單位和供應(yīng)單位5大用戶群體的管理使用需求，實(shí)現(xiàn)的主要功能，如圖4所示。

3.1 計(jì)劃管理

（1）物資設(shè)備清單作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的錄入，主要是對(duì)物資的概預(yù)算的總量和總價(jià)進(jìn)行管理，后續(xù)用來(lái)進(jìn)行價(jià)差的計(jì)算；（2）總需求計(jì)劃和年度需求計(jì)劃的錄入主要是對(duì)項(xiàng)目整體進(jìn)行計(jì)劃控制，保證項(xiàng)目整體進(jìn)度進(jìn)行預(yù)估。

3.2 采購(gòu)管理

（1）招標(biāo)采購(gòu)計(jì)劃的錄入可以使管理者整體把控各項(xiàng)目的招標(biāo)情況，對(duì)后續(xù)的招標(biāo)進(jìn)度進(jìn)行決策；（2）合同管理主要是進(jìn)行合同訂單的錄入，以及合同電子檔的上傳，作為后續(xù)流程的數(shù)據(jù)源，保證物資的正常供應(yīng)和結(jié)算，杜絕未采先用的情況。

3.3 生產(chǎn)供應(yīng)

圖4 系統(tǒng)功能

（1）季度分月計(jì)劃和供應(yīng)訂單管理，保證現(xiàn)場(chǎng)后續(xù)的供應(yīng)有序進(jìn)行；（2）發(fā)貨單作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入，與后續(xù)的驗(yàn)收情況形成對(duì)比，監(jiān)督供應(yīng)商的物資質(zhì)量問(wèn)題，與供應(yīng)訂單形成對(duì)比，檢查供應(yīng)商物資供應(yīng)情況。

3.4 驗(yàn)收使用

（1）在到貨初驗(yàn)?zāi)K中，各項(xiàng)目的驗(yàn)收員可以對(duì)各個(gè)發(fā)貨單中物資進(jìn)行數(shù)量點(diǎn)驗(yàn)；（2）試驗(yàn)人員可在待檢測(cè)發(fā)貨單模塊對(duì)發(fā)貨單中的物資進(jìn)行檢測(cè)單的創(chuàng)建；（3）試驗(yàn)人員檢測(cè)完成后可在驗(yàn)收檢測(cè)中進(jìn)行檢測(cè)報(bào)告的上傳；（4）在驗(yàn)收過(guò)程中遇到的所有問(wèn)題都可進(jìn)行問(wèn)題創(chuàng)建，選擇相關(guān)人員進(jìn)行問(wèn)題的處理。

3.5 結(jié)算支付

結(jié)算支付模塊主要是結(jié)算票據(jù)的審核以及存檔，結(jié)算部分無(wú)需重新進(jìn)行錄入物資，一切以實(shí)際發(fā)生的發(fā)貨單為基礎(chǔ)，保證數(shù)據(jù)的正確性和真實(shí)性。

3.6 基礎(chǔ)模塊

（1）物資庫(kù)作為基礎(chǔ)物資源，所有物資從該物資庫(kù)中選取，統(tǒng)一物資出口；（2）工作流可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行自定義配置，滿足不同業(yè)務(wù)單據(jù)個(gè)性化需求；（3）物資追溯功能可以精準(zhǔn)定位每一個(gè)物資所處的計(jì)劃、合同、發(fā)貨單以及結(jié)算單。

4 系統(tǒng)主要技術(shù)

4.1 智能統(tǒng)計(jì)預(yù)警的供應(yīng)管理

系統(tǒng)通過(guò)智能算法，在施工單位計(jì)劃的提報(bào)、物代公司供應(yīng)訂單的下發(fā)、供應(yīng)商發(fā)貨單的供應(yīng)中都將實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警，告知之前已下達(dá)的計(jì)劃量、訂單量還存在多少量未進(jìn)行供應(yīng)，并統(tǒng)計(jì)物資的累計(jì)計(jì)劃數(shù)量、累計(jì)訂單數(shù)量與物資合同數(shù)量形成對(duì)比校驗(yàn)，如累計(jì)計(jì)劃數(shù)量、累計(jì)訂單數(shù)量超出合同量則給予操作用戶準(zhǔn)確預(yù)警并無(wú)法提交。使其計(jì)劃、訂單提報(bào)更加準(zhǔn)確合理，杜絕計(jì)劃數(shù)量遠(yuǎn)超實(shí)際需求的現(xiàn)象，杜絕當(dāng)季未執(zhí)行完的計(jì)劃量在下一季度又重復(fù)提報(bào)的情況，遵循確保施工、適度超前、合理庫(kù)存的原則進(jìn)行合理規(guī)范的供應(yīng)管理。

4.2 定位技術(shù)及影像資料的現(xiàn)場(chǎng)管理

系統(tǒng)的驗(yàn)收模塊通過(guò)利用移動(dòng)手持終端、GPS定位技術(shù)和影像資料文件上傳功能，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收檢測(cè)管理，驗(yàn)收檢測(cè)系統(tǒng)要求驗(yàn)收時(shí)經(jīng)辦人上傳車輛號(hào)牌、物資狀態(tài)、檢測(cè)報(bào)告和合格證等影像資料，要求交接各方在接收地利用移動(dòng)手持終端登錄系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)，自動(dòng)定位記錄交貨地點(diǎn)信息，未參與現(xiàn)場(chǎng)交接初驗(yàn)和未進(jìn)行見(jiàn)證取樣均無(wú)法獲取真實(shí)定位信息，一旦交接完成，驗(yàn)收信息無(wú)法進(jìn)行修改，可以杜絕虛報(bào)到貨、監(jiān)理不到位、后補(bǔ)簽章的現(xiàn)象。實(shí)現(xiàn)了對(duì)業(yè)務(wù)人員的現(xiàn)場(chǎng)管控，從而進(jìn)一步的保障物資進(jìn)場(chǎng)后的驗(yàn)收質(zhì)量。

4.3 版本控制的數(shù)據(jù)迭代管理

系統(tǒng)采用Subversion（SVN）式數(shù)據(jù)管理模式，針對(duì)由外部多種不確定因素造成的數(shù)據(jù)變更進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)版本管理。管理者可通過(guò)數(shù)據(jù)版本管理清晰對(duì)歷史版本進(jìn)行查看和數(shù)據(jù)變更對(duì)比。

4.4 統(tǒng)計(jì)分析的輔助決策管理

鐵路工程物資管理信息系統(tǒng)的信息化建設(shè)，規(guī)范數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。運(yùn)用數(shù)字化，智能化的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)重新整合分析，根據(jù)實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)完成對(duì)物資管理全流程管理的決策、預(yù)警判斷。

5 系統(tǒng)應(yīng)用及效果

為做好鐵路建設(shè)信息化管理工作，提高物資管理效率，按照“調(diào)研開(kāi)發(fā)—培訓(xùn)考核—試用升級(jí)—應(yīng)用指導(dǎo)—現(xiàn)場(chǎng)檢查”的過(guò)程進(jìn)行了鐵路工程物資管理信息系統(tǒng)的建設(shè)及應(yīng)用工作。目前，系統(tǒng)已上線運(yùn)行且運(yùn)營(yíng)穩(wěn)定良好，各單位均能按管理規(guī)定和工作安排，較好地完成物資設(shè)備管理相關(guān)工作。

5.1 提升物資管理工作效率

系統(tǒng)按照物資管控管理的原則，各層級(jí)單位以系統(tǒng)功能為載體，開(kāi)展物資清單管理、需求計(jì)劃提報(bào)、采購(gòu)供應(yīng)、發(fā)貨驗(yàn)收和結(jié)算支付等各項(xiàng)業(yè)務(wù)流程的審批，各層級(jí)嚴(yán)格按照系統(tǒng)流程完成各項(xiàng)審批工作，保證流程有序可控。

5.2 降低物資管理工作風(fēng)險(xiǎn)

系統(tǒng)對(duì)總需求、批次采購(gòu)計(jì)劃、合同、季度分月計(jì)劃、供應(yīng)、結(jié)算等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析利用，進(jìn)行錯(cuò)誤預(yù)警，同時(shí)可為后續(xù)計(jì)劃編制提供數(shù)據(jù)依據(jù)，減少編制誤差。

5.3 加強(qiáng)物資管理質(zhì)量檢驗(yàn)

系統(tǒng)對(duì)進(jìn)場(chǎng)物資質(zhì)量檢驗(yàn)嚴(yán)格執(zhí)行，物資進(jìn)場(chǎng)必須做到供貨單位、監(jiān)理單位、施工單位三方共同驗(yàn)收簽字。對(duì)物資質(zhì)量重點(diǎn)檢驗(yàn)，是否達(dá)到招標(biāo)合同上的質(zhì)量要求、有無(wú)合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告是否齊全；檢驗(yàn)外觀、質(zhì)量抽檢或送檢，認(rèn)真填寫(xiě)驗(yàn)收記錄，對(duì)不合格物資單獨(dú)存放，做好標(biāo)識(shí)，填寫(xiě)進(jìn)場(chǎng)物資檢驗(yàn)不合格記錄，及時(shí)聯(lián)系處理。加強(qiáng)監(jiān)控檢驗(yàn)人員的到場(chǎng)情況，實(shí)現(xiàn)進(jìn)場(chǎng)物資的即時(shí)管理，加強(qiáng)對(duì)物資的管控，有效的提升物資管理效率，降低對(duì)物資的管理成本。

5.4 促進(jìn)物資管理標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一

系統(tǒng)按照現(xiàn)行鐵路建設(shè)物資管理辦法和現(xiàn)有鐵路建設(shè)物資管理主要流程，將日常手工作業(yè)流程轉(zhuǎn)換至信息系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，使數(shù)據(jù)從開(kāi)始縱向流轉(zhuǎn)至后續(xù)各個(gè)階段，避免人為錄入失誤，保證建設(shè)項(xiàng)目物資數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確、過(guò)程動(dòng)態(tài)、記錄清晰、有據(jù)可查。大幅度提升了物資管理過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了鐵路建設(shè)物資設(shè)備管理信息系統(tǒng)對(duì)鐵路建設(shè)物資管理的意義，結(jié)合鐵路建設(shè)物資管理辦法，采用MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)查詢對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)智能分析統(tǒng)計(jì)預(yù)警，解決計(jì)劃需求不合理、供應(yīng)情況難掌握、缺乏分析難決策的問(wèn)題；針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況難管控的問(wèn)題，提出了基于移動(dòng)辦公定位技術(shù)及影像資料的現(xiàn)場(chǎng)管理方案；通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)采用SVN 式管理模式，對(duì)由外部多種不確定因素造成的數(shù)據(jù)變更進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)版本管理，解決變更記錄難追溯的問(wèn)題；系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)的透明、共享、互聯(lián)互通的特性，使得多部門(mén)、多項(xiàng)目可以跨時(shí)間、跨地域、跨項(xiàng)目的協(xié)同辦公；以數(shù)據(jù)支撐決策，進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，達(dá)到提效降本的最終目的，實(shí)現(xiàn)多方共贏。

本文中鐵路建設(shè)物資設(shè)備管理信息系統(tǒng)主要針對(duì)的是甲方供應(yīng)物資及重要自購(gòu)物資，對(duì)非重要自購(gòu)物資缺少管控；從建設(shè)單位的管理角度出發(fā)，為施工單位物資監(jiān)管提供的幫助有限。下一步將從施工單位管理角度出發(fā)，研究施工單位重要自購(gòu)物資、非重要自購(gòu)物資的管理難點(diǎn)，采用信息化手段，輔助增強(qiáng)施工單位重要自購(gòu)物資、非重要自購(gòu)物資的管理。