基于B/S架構的船舶海外維修保障平臺系統(tǒng)軟件設計

尤 岳，鄒 翀，2，占 銳，劉寶華

（1.中國船舶工業(yè)貿易有限公司，北京 100047；2.中國原子能科學研究院核數(shù)據(jù)重點實驗室，北京 102413；3.江蘇杰瑞信息技術有限公司，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踐中逐漸增強。海外維修保障作為確保出口船舶貿易技術指標的重要工作，對出口船舶長期有效運行至關重要，而良好的有效在役狀態(tài)對潛在用戶選擇供應商存在明顯的優(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行時長、展現(xiàn)可靠性與先進性具有重要意義，助力提高我國船舶裝備的國際信譽與產品競爭力。

目前出口船舶交付后缺少相應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，導致信息溝通不暢、事務處理效能較低的現(xiàn)象，無法有效響應反哺船舶維修保障建設的總體需求。參考國際一流造船集團應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)應用經驗，設計了新型出口船舶海外維修保障平臺軟件，實現(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，對相關產業(yè)具有一定示范性實踐意義。

1 系統(tǒng)設計目標

本著分階段構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，頂層設計要求實現(xiàn)功能全覆蓋性、接口通用性、低環(huán)境適用性；綜合利用集團所屬企業(yè)全球駐外機構、維修保障服務網(wǎng)點、海外修造船廠設施、船舶維修信息化管理等國內外資源，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)應用及海外維修經驗，設計建立全球海外船舶維修保障平臺系統(tǒng)，以解決上述實際且急迫的需求、痛點問題。

系統(tǒng)將建立維修保障信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實現(xiàn)保修工作信息化運作，同時根據(jù)各級權限要求，實現(xiàn)自動報表與預警功能，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、人員保障、信息反哺、服務體驗等船舶裝備維修保障工作關鍵環(huán)節(jié)進行深入研究，并提出滿足需求、解決問題的可行性方案和建議；二是設計編制船舶海外維修保障平臺軟件，服務相關單位，形成維修快速響應能力，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，實現(xiàn)對用戶國、船舶、維修保障、物資、培訓等信息的統(tǒng)一管理，實現(xiàn)出口船舶的維修保障工作精細化管理。一方面，可以實現(xiàn)對信息進行及時、高速的處理分析，大大促進管理的效率，促使管理標準化，提高項目管理的效率；另一方面，也可以通過優(yōu)質的售后服務彌補產品質量缺陷，樹立出口裝備良好形象。

2 系統(tǒng)模塊概念設計

2.1 設計思路

為實現(xiàn)上述的設計目標，系統(tǒng)采用了標準化模塊設計，內設船舶裝備管理、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)務歸口單位現(xiàn)有系統(tǒng)兼容，本平臺針對不同權限用戶需求，提供多維系統(tǒng)報表與人機接口展示方式，分別支持以用戶國和船舶型號為索引入口進行管理工作。

在技術實現(xiàn)上，綜合考慮數(shù)據(jù)量、部署靈活性、擴展性等因素，采用面向服務的軟件設計思想，構建統(tǒng)一的軟件體系結構，提取維修保障業(yè)務過程共性功能和通用流程，面向各節(jié)點需要進行靈活組合、動態(tài)部署，滿足系統(tǒng)承擔的采集上報任務要求。

2.2 系統(tǒng)框架

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

通過軟件集成平臺，充分收集、利用相關數(shù)據(jù)資源，完成基礎環(huán)境和核心功能的搭建。同時著重注意集中計算的標準化數(shù)據(jù)流要求，維修保障項目管理流程的標準化、信息編碼的標準化、基礎數(shù)據(jù)的標準化，確定好系統(tǒng)的接口標準、數(shù)據(jù)標準和編碼標準，實現(xiàn)平臺安全穩(wěn)定運行，提供后續(xù)升級改造的預留接口。

應用服務的搭建基于出口船舶用戶國現(xiàn)有網(wǎng)絡基礎設施，利用其提供的服務器操作系統(tǒng)服務、基礎數(shù)據(jù)庫服務，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、備件物質管理、維修保障人才管理、培訓管理、信息反哺管理、出口裝備總體狀況展示等功能。系統(tǒng)體系結構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)體系結構

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

系統(tǒng)建設充分考慮到不同國家與地區(qū)實現(xiàn)出口船舶維護保障工作期間的網(wǎng)絡負載環(huán)境，采用B/S 架構進行軟件設計，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，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)任務管理模塊，實現(xiàn)內部通過高速算法接口連接不同子系統(tǒng)任務模塊，通過不同的鑒權實現(xiàn)不同用戶權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)運行環(huán)境，參考目前已有的網(wǎng)絡基礎設施，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)硬件設備用途見表1。需要注意的是，文件存儲服務器、數(shù)據(jù)緩存服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、UPS電源、路由器、交換機、防火墻等都是基于現(xiàn)有環(huán)境建設。

表1 部分系統(tǒng)硬件設備用途

圖2 系統(tǒng)硬件組成

2.4 數(shù)據(jù)流傳輸接口

綜合考慮海外各機構的維修保障站點的軟硬件情況，所實現(xiàn)的數(shù)據(jù)流傳輸接口網(wǎng)絡拓撲架構如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)流傳輸接口網(wǎng)絡拓撲架構

3 系統(tǒng)特性設計

3.1 特性需求

系統(tǒng)專為出口船舶維修保障使用，根據(jù)相關業(yè)務及專業(yè)技術要求，需實現(xiàn)保障性需求、可靠性需求、可維護性需求、可移植需求、信息安全需求、系統(tǒng)安全需求、可拓展需求及適應性需求等各類系統(tǒng)特性需求。在具體實現(xiàn)中，根據(jù)船舶綜合保障體系基礎理論及多年船舶保障經驗，統(tǒng)一設計規(guī)劃系統(tǒng)結構，包括各子系統(tǒng)建設結構、數(shù)據(jù)模型結構、數(shù)據(jù)存儲結構以及平臺擴展規(guī)劃內容。

3.2 特性設計

該系統(tǒng)對本CSCI 單機安裝訪問下要求機器具備局域網(wǎng)動態(tài)分配IP，在多機器互相訪問情況下，應用運行機器需要具備局域網(wǎng)固定IP，但對計算機臺位信息設置不做特殊限制，支持在網(wǎng)段內的終端遠程訪問。該系統(tǒng)具有較好的可擴展性與包容性。可擴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)軟硬件的有效擴展。在應用需求變化時，能夠便于調整、易于擴充升級，既能滿足當前業(yè)務的需求，又為今后的擴充留有空間。具備開放性，提供標準的數(shù)據(jù)接口，能夠與其它業(yè)務系統(tǒng)相兼容。

該系統(tǒng)信息安全符合相關規(guī)定與要求，對于部分核心功能模塊不提供網(wǎng)絡拷貝等功能。通過算法設計，實現(xiàn)在運行過程中僅產生不需進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)中各任務模塊通過插件式開發(fā)，使用不同插件可以構成被不同系統(tǒng)進行調用的構件集、服務集，實現(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)，從技術領域滿足Windows及麒麟系統(tǒng)移植支持。

4 任務功能子系統(tǒng)實現(xiàn)

各子系統(tǒng)通過接口傳遞數(shù)據(jù)，并通過對相應數(shù)據(jù)進行集中計算，以實現(xiàn)各類任務功能。具體過程如下：由設立在境內的服務器完成統(tǒng)一分發(fā)，通過橫縱結合，主要完成的子系統(tǒng)任務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，包括基礎信息、港口信息、船廠信息、船舶應用環(huán)境，以及與該國合作的造修設施的信息、維修保障資源以及項目信息等。

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

4.2 船舶總體狀況展示子系統(tǒng)

通過不同的鑒權權限，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)、設備為不同層級的船舶配置管理樹，記錄船舶設備的配置基本信息、層級關系、維修手冊、設計資料、設備編碼、設備位置、技術手冊、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分為船舶基本信息管理、船舶配置管理、技術資料管理等，通過調用資源庫，實現(xiàn)遠程抓取相關信息并就此制作報表，實現(xiàn)標準化報表功能展示。

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度方式動態(tài)展示船舶的周期性的維修節(jié)點進度和定期巡查節(jié)點進行標注展示，具體包括計劃性維修保障里程碑、船舶在役狀態(tài)、遠程診斷、巡視巡察報告等子任務模塊。

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)點與巡查節(jié)點的詳細計劃與維修保障內容，對船舶全壽命周期維修計劃進行管理追蹤提醒，同時根據(jù)具體維修保障計劃提供備件采購清單，形成標準化報表功能。

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、修復性工程管理，周期性維修計劃管理、修復性工程任務單據(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?shù)赜脩籼囟ㄐ砸螅雌趯崿F(xiàn)按國別、船舶類別、維修保障狀態(tài)及所含裝備生成相關報表。

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?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)相結合，可以實現(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，并實現(xiàn)導出簡單的成本利潤核算信息功能。

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

4.7 維修保障人才管理子系統(tǒng)

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

在具體實現(xiàn)過程中，考慮具體操作的一般化流程工作，設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，實現(xiàn)對人才派出進行動態(tài)管理。

4.8 培訓管理子系統(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現(xiàn)。增強用戶方的技術人員培訓工作，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裝備的操作、保養(yǎng)習慣，也有利于增強用戶黏度。

本子系統(tǒng)按照船舶配置管理各型號船舶裝備的操作、維修培訓資料、適用對象、培訓資料文件，可以實現(xiàn)對裝備培訓、資料管理、參訓時間及參訓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、用裝體驗、實戰(zhàn)試驗等方面的信息，這些信息對于優(yōu)化裝備的總體設計、配置選型、升級改裝有實際的反哺意義。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)、設計缺陷等方面的故障作為預反哺信息；②現(xiàn)場技術人員手動添加故障信息，作為預反哺信息。預反哺信息經專家確認后，可以作為反哺信息進行后續(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容，用于服務裝備改進參考、前出保障資源匹配查詢。

5 結束語

本文詳細展示了出口船舶維修保障平臺軟件的系統(tǒng)概念設計、特性需求及具體的任務功能子系統(tǒng)的具體設計與實現(xiàn)過程。該系統(tǒng)提供了較好的人機交互接口，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)的成功實現(xiàn)及在海外各主要出口裝備海外站的逐步拓展與應用，加速了我國出口裝備售后工作向世界一流裝備研發(fā)生產單位的前進步伐，增強了裝備出口工作溢出產業(yè)的潛力，對完善裝備出口產業(yè)鏈條具有一定意義。