基于OA 的船舶建造信息可視化管理系統

蒲鵬飛，朱文敏，丁怡文

（江南造船（集團）有限責任公司，上海 201913）

0 引言

制造業是國民經濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基，從根本上決定著一個國家的綜合實力和國際競爭力。制造業的發展直接影響到國民經濟各部門的發展，也影響到國計民生和國防力量。因此，打造具有國際競爭力的制造業是我國提升綜合國力、保障國家安全、建設世界強國的必由之路。近年來，我國制造業從高速度發展向高質量發展轉型，汽車和飛機等諸多傳統制造業已實現較為成功的轉型發展，反觀船舶制造行業，轉型遲遲未有較大進展。該問題已引起諸多船舶行業從業者的重視，從企業數字化轉型、智能制造建設等多角度展開研究，各大船企也在數字化轉型、智能制造建設和可視化管理方面投入大量的人力、物力和財力展開積極探索。制約發展轉型的因素很多，船舶建造信息管理其一。

本文基于辦公自動化平臺（Office Automation,OA）[1]，構建一個船舶建造信息可視化管理系統。通過網頁編程將場地、工具、工裝、設備及中間產品等船舶建造信息以動態圖形、彈窗文字等生動形象的方式進行可視化管理，為推進船舶企業生產管理轉型提供參考和建議對策。

1 研究現狀

國內制造業對生產信息可視化的研究方法主要包括：1）利用應用開發平臺和Echarts 商業級圖表開發實施，實現智能車間可視化管控[2]；2）以DELMIA 軟件作為開發平臺，實現船舶建造計劃可視化仿真[3]。

在船舶制造行業，船舶建造信息主要有以下2種可視化表達形式：1）利用計算機輔助設計（Computer Aided Design, CAD）繪圖軟件，以全局地圖為基礎展示基礎設施、生產能力及生產場地信息。然而，由于CAD 繪圖軟件圖面大小受限，即使可用多個圖層進行表達，也只能表達少量文字信息，否則圖面會因元素過多而顯得雜亂，反而不利于信息讀取。2）將Word、Excel 和CAD 軟件相結合，以Office 軟件中的主要設備設施信息為基礎，通過插入CAD 全局地圖超鏈接的方式展示廠區內船舶基礎設施、生產能力及生產場地信息。這種表達信息的方式雖然足以支撐用戶使用，但不夠直接，不夠生動形象，無法實現實時信息反饋，用戶讀取信息速度慢，信息傳遞不夠高效。

2 系統功能

2.1 系統維護

系統維護面向系統中各組成要素。系統維護層次結構見圖1。按照維護對象的不同，基于OA 的船舶建造信息可視化管理系統的維護內容包含2 類：1）OA 維護。一旦OA 出現問題或發生變化，就要修改OA 及有關文檔，即對系統中各種代碼進行增加、刪除、修改以及設置新的代碼。OA 維護是系統維護最基本的內容。2）數據庫及圖形庫維護。根據船舶建造信息的變化不斷更新數據，調整數據結構，轉儲和恢復數據。數據庫及圖形庫維護是系統維護最重要的內容。

圖1 系統維護層次結構圖

2.2 權限管理

船舶建造信息數據量和用戶數量龐大，需要一個有效的管理體系進行權限管理。本文提出的系統設有一個超級管理員進行系統的整體把控，超級管理員擁有所有的權限，且其權限不可被修改和刪除。在超級管理員之下，設有若干個管理員，管理員可以增刪用戶，也可以對用戶密碼進行修改。管理員需要對用戶的權限進行嚴格把控，嚴格按照企業保密要求分配權限。用戶享有登錄和修改密碼、查詢信息、上傳信息等權限，但其權限需要根據各自的崗位進行界定。管理員與用戶權限層次結構見圖2。

圖2 管理員與用戶權限層次結構圖

2.3 信息管理

信息管理層次結構見圖3，主要可分為3 類：

圖3 信息管理層次結構圖

1）場地資源信息。該類信息包含整個廠區的區域分布圖、區域尺寸和區域布置信息，用戶可根據以上內容了解廠區的大小和位置信息，也能得知某個區域布置有多少中間產品。

2）工具、工裝及設備資源信息。該類信息主要包括某個區域的設備種類、設備數量、設備能力及設備坐標信息等信息。

3）中間產品信息。該類信息主要包括中間產品屬性及其狀態信息。本文中間產品主要包括舾裝單元、船用大型設備、分段、總段及巨型總段等。其中，舾裝單元數據主要包括三維尺寸、建造狀態及責任部門等；分段數據主要包括分段號、三維尺寸、投影尺寸、位置坐標、理論質量、建造狀態、駁運吊裝路線及責任部門等；總段數據主要包括總段號、三維尺寸、投影尺寸、位置坐標、理論質量、建造狀態、駁運路線及責任部門等。

用戶可將場地、工具、工裝及設備資源信息與中間產品信息結合分析，了解該區域的空間和設備條件是否滿足生產建造的需要，某中間產品是否可以在某區域進行建造。

用戶也可根據所享有的權限查看廠區內的船舶建造信息，系統也會不定期在頁面內向生產管理者滾動播報重要信息。

3 系統構建

3.1 數據庫構建

數據庫是可視化管理系統的重要組成部分之一，通過對系統功能中的信息管理進行分析，建立大型數據庫，儲存所有數據信息，并能隨船舶建造進度進行及時更新。數據庫樣例見表1。

表1 數據庫樣例

1）數據測算、采集和分析。（1）在場地資源信息方面，信息比較完整，但仍有可能部分信息與實際情況不匹配，需通過讀取資料庫并測算實際場地對以往已經收集整理的場地資源信息進行梳理并核實。（2）在工具、工裝及設備資源信息方面，由于工裝、工具及設備在工作人員每天的使用過程中會產生磨損或損壞，直至報廢，因此需要對工具、工裝及設備信息進行實時的測算、采集和分析，以免數據更新不及時導致生產管理者產生信息誤判，造成重大事故。此類信息可直接從工裝工具保障部門獲取，但需要對其進行分析判斷，決定其是否可用。（3）在中間產品信息方面，由于中間產品在建造過程中會隨著時間的推移而產生更新，因此需要對其進行及時測算、采集和分析。此類信息可直接從設計、調度和管理等部門獲取。

2）數據表達。信息數據過多會導致系統臃腫，因此本系統只針對場地資源、重要設備資源、關鍵中間產品等關鍵重要信息進行表達。

3）數據存儲。將梳理完備的數據整合成數據庫，存儲在穩定、安全且保密的設備中，同時進行數據備份，以免由于系統出錯或崩潰導致數據丟失，進而增加數據梳理的工作量。

3.2 圖形庫構建

建立圖形庫，將相關的數據庫內容與其關聯。

1）圖形采集、分析和表達。本系統根據梳理完備的數據，利用建模軟件對場地、設備和中間產品以平面圖形形式進行1∶1 的繪制，并生成圖片形式。對于場地資源圖，務必確保船塢、船臺及道路等按照實際模樣進行繪制，保證準確無誤。對于設備和中間產品，圖形表達無需按照實際模樣進行繪制，只需用長方形和圓形等簡單的幾何圖形進行表達。

2）圖形存儲。與數據存儲方式一致，將繪制好的圖形整合成圖形庫，存儲在穩定、安全且保密的設備中。

3.3 系統展現辦法構建

OA 系統是整合各種信息資源、推動各部門互聯、開展綜合信息服務、執行綜合管理的系統。目前，大部門船企已實現了OA 系統的普及應用。信息管理層次結構見圖4，可以基于現有OA 系統，結合數據庫、圖形庫，通過網頁模式開發建設圖形化、動態化的船舶建造信息可視化管理系統，實現信息高效傳遞、關鍵信息及時傳達、重要信息方便調取、信息直觀展現。

圖4 信息管理層次結構圖

本系統頁面布局及樣式采用網頁編程方式實現，從以下4 個方面介紹本系統頁面的基本構成情況：

1）由于OA 網絡為獨立封閉的網絡系統，在不方便接入網絡地圖的情況，將建模軟件繪制的廠區地圖以平面圖形形式調用為底圖，通過屬性指定用作底圖的圖像，設置相關參數對底圖進行縮放。

3）通過標簽及其屬性設置超鏈接，當用戶點擊某個中間產品圖標，彈出一個獨立的窗口以展示該中間產品的詳細信息。同時通過標簽及其屬性設置鼠標懸停響應功能，當鼠標懸停在某個工具、工裝、設備或者中間產品的圖標上時，以彈出窗口的形式顯示其關鍵重要信息。

4）當產生關鍵重要事件時，為讓生產管理者及時了解到事件的相關信息，需要通過@keyframes規則設置滾動播放功能。

4 結論

本文基于辦公自動化平臺，構建一個船舶建造信息可視化管理系統。通過網頁編程將場地、工具、工裝、設備及中間產品等船舶建造信息以動態圖形、彈窗文字等生動形象的方式進行可視化管理。研究表明：該系統可方便高效地查詢信息，及時有效地輔助生產管理，提高工作效率。研究成果可為船舶建造信息可視化管理提供一定參考。由于本文暫未全面細致地描述系統的構建，僅對基本功能進行必要的描述，該系統仍有很大空間可以進行優化完善，比如在中間產品信息方面，可增加其生產計劃，在生產管理者進行決策時提供幫助。在系統功能方面，可增加預警功能，如某中間產品生產完成節點將要到來，提前向生產管理者發出警告提示。