基于微服務(wù)架構(gòu)的南航智慧維修大賽管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

■ 魏弘平 呂江敏 陳林烽 任明翔/

1 中國南方航空股份有限公司信息中心 2 中國南方航空股份有限公司工程技術(shù)分公司（機(jī)務(wù)工程部）

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，南航大力推動(dòng)信息化建設(shè)。智慧維修是支撐新時(shí)代機(jī)務(wù)維修的關(guān)鍵力量，對(duì)機(jī)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有重要意義。如何科學(xué)、全面、可持續(xù)化地挑選出優(yōu)秀的智慧維修項(xiàng)目是關(guān)鍵問題所在。因此，建立一套完善的南航智慧維修大賽賽事管理系統(tǒng)是非常必要的。本文基于微服務(wù)的理念設(shè)計(jì)并開發(fā)一套科學(xué)的南航智慧維修大賽賽事管理系統(tǒng)，旨在完善南航智慧維修項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)與體系，確保項(xiàng)目評(píng)分結(jié)果公平、公正、高效。

0 引言

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化、信息化、智能化轉(zhuǎn)型。作為一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅涵蓋了與工業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的所有實(shí)體、工具、數(shù)據(jù)、方法與流程，也涉及了軟硬件數(shù)據(jù)協(xié)議、分布式技術(shù)、虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)化技術(shù)、數(shù)據(jù)建模與分析、組件封裝及可視化等多種關(guān)鍵技術(shù)與工具。當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)學(xué)科的所有前沿技術(shù)，包括邊緣計(jì)算、智能控制、數(shù)字孿生、智能感知、5G 傳輸、大數(shù)據(jù)處理與決策、人工智能等，都能在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中找到具體應(yīng)用。工業(yè)領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)學(xué)科交織組成了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的九大技術(shù)支柱，他們是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)機(jī)器人、3D 打印、知識(shí)工作自動(dòng)化、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能。

作為南航首屆智慧維修大賽，其作品覆蓋面廣，要準(zhǔn)確判斷每個(gè)作品的價(jià)值就需要一套復(fù)雜的評(píng)分體系。目前市面上的賽事評(píng)分系統(tǒng)評(píng)分只支持1 至2級(jí)的評(píng)分規(guī)則，從領(lǐng)域來看，體育、美術(shù)、舞蹈、歌唱、互聯(lián)網(wǎng)等等各種賽事管理系統(tǒng)百花齊放，其有共同也有差異。各種賽事管理系統(tǒng)多聚焦在評(píng)分管理，對(duì)于賽前信息收集、比賽過程中的數(shù)據(jù)保存和展示沒有很好的支持，很多信息采集工作是在線下進(jìn)行。如何利用準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)維度和標(biāo)準(zhǔn)判斷出作品的好壞，通過評(píng)分系統(tǒng)控制賽場(chǎng)進(jìn)度，利用技術(shù)手段避免評(píng)委粗心漏打或錯(cuò)打以及減輕工作人員壓力，成了賽事小組所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

為解決上述諸多痛點(diǎn)問題，亟待設(shè)計(jì)一個(gè)管理系統(tǒng)，便捷高效地選出大賽優(yōu)秀作品。好的管理系統(tǒng)研發(fā)，精準(zhǔn)的需求梳理以及合適的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)尤為重要，做深做實(shí)這兩項(xiàng)工作將達(dá)到事半功倍的效果。

1.1 需求分解

按照大賽組織管理模式進(jìn)行分解，大賽分為賽前管理、賽中管理、經(jīng)費(fèi)管理。由于大賽的工作人員多是兼職從事大賽管理工作，所以要求系統(tǒng)必須操作簡(jiǎn)單、容易上手。所以大賽管理系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成為選手管理、作品管理、評(píng)委管理、經(jīng)費(fèi)管理、評(píng)分規(guī)則管理、評(píng)分管理等六個(gè)模塊。選手可以利用系統(tǒng)注冊(cè)并提交作品，查看抽簽順序和評(píng)分。評(píng)委可以通過系統(tǒng)進(jìn)行作品材料查看，打分。對(duì)于因人為因素造成的疏忽，系統(tǒng)需要進(jìn)行提醒。為了防止評(píng)委打錯(cuò)項(xiàng)目，工作人員按照項(xiàng)目進(jìn)度逐個(gè)發(fā)起評(píng)分、結(jié)束評(píng)分。系統(tǒng)自動(dòng)核分后人工一鍵亮分。評(píng)分規(guī)則管理需要支持多級(jí)規(guī)則管理，按照模板導(dǎo)入評(píng)分規(guī)則后，形成評(píng)分界面供評(píng)委打分。

系統(tǒng)提供用戶認(rèn)證和各層次訪問控制的功能，可以實(shí)現(xiàn)評(píng)委只需要登錄一次就可以訪問所有相互信任的應(yīng)用系統(tǒng)，且具備單點(diǎn)登錄功能，避免多終端同時(shí)登錄。

1.2 架構(gòu)設(shè)計(jì)

為了保證系統(tǒng)的高拓展性，本系統(tǒng)采用微服務(wù)構(gòu)架設(shè)計(jì)。微服務(wù)架構(gòu)的思想是將一個(gè)系統(tǒng)的功能拆分成多個(gè)小型專注特定功能的微服務(wù)， 每個(gè)微服務(wù)的分工和責(zé)任更加明確，降低系統(tǒng)的耦合性。為了降低系統(tǒng)的負(fù)荷提高系統(tǒng)可靠性，利用微服務(wù)建立的系統(tǒng)可以部署在不同的服務(wù)器上，也可以部署在相同的服務(wù)器上，這些微服務(wù)獨(dú)立開發(fā)、管理和迭代，通過輕量級(jí)的通信方式完成微服務(wù)之間的交互。

評(píng)分系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1 所示，該系統(tǒng)采用微服務(wù)架構(gòu)和經(jīng)典的 MVC三層架構(gòu)開發(fā)思想設(shè)計(jì)。將系統(tǒng)整體功能拆分為多個(gè)業(yè)務(wù)微服務(wù)，具體劃分為單點(diǎn)登錄服務(wù)、項(xiàng)目填報(bào)信息服務(wù)、評(píng)審員評(píng)分服務(wù)、管理員管理系統(tǒng)基本信息服務(wù)等較為獨(dú)立的服務(wù)。系統(tǒng)中不同的業(yè)務(wù)服務(wù)模塊實(shí)現(xiàn)了具體不同的功能，微服務(wù)基礎(chǔ)組件實(shí)現(xiàn)底層微服務(wù)間的相互調(diào)用等功能。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)圖

1.3 特色功能

1）單點(diǎn)登錄服務(wù)

本系統(tǒng)采用單點(diǎn)登錄實(shí)現(xiàn)用戶只需要登錄一次就可以訪問所有相互信任的應(yīng)用系統(tǒng)。本項(xiàng)目中采用開源的 CAS企業(yè)級(jí)單點(diǎn)登錄的解決方案，并且通過Shiro 技術(shù)解決了用戶權(quán)限管理、身份認(rèn)證、授權(quán)、加密和密碼比較的過程。

2）項(xiàng)目信息服務(wù)

該服務(wù)面向所有項(xiàng)目考核，服務(wù)提供的功能主要包含項(xiàng)目信息管理、考核信息管理、答辯順序分配和結(jié)果查詢四個(gè)部分。助理登錄系統(tǒng)后可以對(duì)項(xiàng)目的基本信息修改和維護(hù)，確保基本信息的正確性。

3）評(píng)分服務(wù)

該服務(wù)面向所有項(xiàng)目考核評(píng)分，服務(wù)提供的功能主要包含項(xiàng)目各維度評(píng)分、核分計(jì)算、最終得分統(tǒng)計(jì)、項(xiàng)目排名統(tǒng)計(jì)等功能。評(píng)委打分結(jié)束后會(huì)根據(jù)加權(quán)值核算分?jǐn)?shù)后折算為百分制得分，最終去除最高分與最低分后取均值得出最終分。

4）基本信息服務(wù)

該服務(wù)面向管理員，服務(wù)提供的功能主要包含評(píng)分權(quán)重管理、崗位管理和審核人員管理等。在上節(jié)評(píng)分模型設(shè)計(jì)中已詳細(xì)介紹考核指標(biāo)和權(quán)重的制定。管理員可對(duì)考核指標(biāo)和權(quán)重進(jìn)行制定和修改，不采用固定的指標(biāo)和權(quán)重，滿足系統(tǒng)的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性。人員管理主要包含增加、修改、查詢?cè)u(píng)審人員類型和權(quán)限等。

2 總結(jié)與展望

基于微服務(wù)架構(gòu)的南航智慧維修評(píng)分系統(tǒng)通過需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)測(cè)試等工作，最終構(gòu)建完畢，現(xiàn)已部署上線，系統(tǒng)功能達(dá)到了預(yù)期效果。由于設(shè)計(jì)時(shí)間周期較短，諸如核分功能的優(yōu)化、系統(tǒng)安全性的加強(qiáng)、系統(tǒng)性能的優(yōu)化等方面還存在進(jìn)一步改善之處。此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)量化賽事作品水平以及提高評(píng)審工作效率具有一定的借鑒意義，為其他類似大賽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)參考方案。