電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

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摘要:在設(shè)計(jì)企業(yè)中，參與設(shè)計(jì)項(xiàng)目的生產(chǎn)及管理部門較多，設(shè)計(jì)專業(yè)分工細(xì)化，跨部門、跨專業(yè)協(xié)調(diào)花費(fèi)很多的時(shí)間、空間成本，采用信息化系統(tǒng)進(jìn)行工程項(xiàng)目管理成為一種重要手段。筆者以中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣西電力設(shè)計(jì)研究院有限公司電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)管理為例，介紹通過(guò)對(duì)原有設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)軟硬件的統(tǒng)一規(guī)劃，進(jìn)行流程整合，從而達(dá)到利用信息化手段以更好地滿足電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)管理需要的目的。

關(guān)鍵詞:電網(wǎng);工程設(shè)計(jì);管理;分布式系統(tǒng)

0引言

中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣西電力設(shè)計(jì)研究院有限公司是一個(gè)知識(shí)密集型大型企業(yè)。為確保產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及質(zhì)量，公司原本已建立有細(xì)致的專業(yè)分工和規(guī)范的“三標(biāo)”管理體系，并對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中重要的項(xiàng)目計(jì)劃、提資、校審、出版等流程建立了信息化系統(tǒng)。而隨著工程規(guī)模的增大，參與專業(yè)數(shù)量增多，系統(tǒng)承載工程數(shù)量的增加，系統(tǒng)復(fù)雜性與便利性矛盾日益突出，造成三標(biāo)執(zhí)行效率不高，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，所以需要對(duì)舊系統(tǒng)的服務(wù)器資源消耗進(jìn)行分析，對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)部署進(jìn)行優(yōu)化，才能更好滿足業(yè)務(wù)需求。下面以電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)管理為例進(jìn)行說(shuō)明。

1預(yù)期目的

項(xiàng)目預(yù)期:對(duì)原有的電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)流程及產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理分析，橫向整合，以業(yè)務(wù)流為主線打通系統(tǒng)原有功能模塊，完善主流程支撐系統(tǒng)建設(shè)，并開(kāi)發(fā)基于主流程數(shù)據(jù)的上層應(yīng)用。

1．1系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)

1)流程管理:以業(yè)務(wù)流為主線，涵蓋電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)全過(guò)程所有業(yè)務(wù)活動(dòng)的信息流轉(zhuǎn)，包括項(xiàng)目投標(biāo)、任務(wù)下達(dá)、設(shè)總?cè)蚊?、?xiàng)目計(jì)劃編制、專業(yè)及人員安排、互提資料、成果校審、成品出版、成品歸檔、設(shè)計(jì)變更等，并實(shí)現(xiàn)生成流程各個(gè)環(huán)節(jié)的ISO9001質(zhì)量記錄表單文件。2)中間文件管理:電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及到的會(huì)議通知、出差信息、廠家資料、來(lái)往函件、工代信息、會(huì)議紀(jì)要、批復(fù)文件等所有文檔統(tǒng)一管理。3)成品管理:設(shè)計(jì)成品按工程類別、工程名稱、設(shè)計(jì)階段存放，可快速查閱分析。

1．2輔助系統(tǒng)的預(yù)期功能

為更好實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，配套建設(shè)的輔助系統(tǒng)、分析系統(tǒng)包括以下功能:1)電子簽名系統(tǒng):設(shè)計(jì)成果走完校審流程之后系統(tǒng)自動(dòng)把人員電子簽名帶入設(shè)計(jì)成果簽署欄，當(dāng)圖檔被他人再次編輯后簽名自動(dòng)失效，以確保圖檔責(zé)任及歸屬。2)文件加密系統(tǒng):對(duì)過(guò)程文件、設(shè)計(jì)成果進(jìn)行加密處理，防止非法拷貝，更有效保護(hù)公司知識(shí)產(chǎn)權(quán)。3)標(biāo)準(zhǔn)文件庫(kù):匯總各類投標(biāo)模板、各個(gè)設(shè)計(jì)階段項(xiàng)目計(jì)劃模板、專業(yè)計(jì)劃模板、卷冊(cè)目錄模板、計(jì)算書模板，供后續(xù)工程參照和引用。4)專業(yè)知識(shí)庫(kù):建立各個(gè)專業(yè)規(guī)程規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有效清單，并推送給各專業(yè)設(shè)計(jì)人員行業(yè)新技術(shù)、新動(dòng)態(tài)。5)質(zhì)量分析系統(tǒng):對(duì)設(shè)計(jì)校審過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題、設(shè)計(jì)變更原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，關(guān)注行業(yè)質(zhì)量事故產(chǎn)生的原因和解決途徑。6)工日統(tǒng)計(jì)系統(tǒng):結(jié)合電力工程專業(yè)設(shè)計(jì)額定工日，對(duì)設(shè)計(jì)人員工作量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。7)決策系統(tǒng):監(jiān)控工程項(xiàng)目關(guān)鍵信息指標(biāo)，生成分析報(bào)表，輔助決策，預(yù)防潛在風(fēng)險(xiǎn)。

2分布式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2．1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用自頂而下、逐層分解的方法，以實(shí)際應(yīng)用需求為出發(fā)點(diǎn)并兼顧未來(lái)發(fā)展方向，系統(tǒng)原型設(shè)計(jì)、框架設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等整個(gè)過(guò)程采用標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言UML進(jìn)行描述。其中框架設(shè)計(jì)根據(jù)需求采用面向?qū)ο蠼?jīng)典設(shè)計(jì)模式，使得程序更加強(qiáng)勁、整潔;數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)遵循范式理論，把握集中控制、統(tǒng)一審核的原則，保證數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)緊湊、分布平衡、定位迅速。前端界面設(shè)計(jì)采用異步更新等技術(shù)提升用戶體驗(yàn)，減少用戶操作等待時(shí)間。核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)與輔助業(yè)務(wù)系統(tǒng)間信息交互采用Web服務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了SOA面向服務(wù)架構(gòu)，采用SOAP(SimpleObjectAccessProtocol)使系統(tǒng)間通過(guò)消息機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信協(xié)調(diào)，保證了松耦合系統(tǒng)在數(shù)據(jù)、流程和應(yīng)用上可以無(wú)縫集成，消除了信息孤島。同時(shí)系統(tǒng)采用磁盤陣列、數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫分離等方法增強(qiáng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，提高訪問(wèn)效率。當(dāng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生新需求時(shí)，會(huì)根據(jù)新需求和本系統(tǒng)的耦合性來(lái)判斷是模塊級(jí)還是系統(tǒng)級(jí)靈活處置;當(dāng)舊業(yè)務(wù)系統(tǒng)的重要程度下降、訪問(wèn)量減少，會(huì)對(duì)該業(yè)務(wù)做降級(jí)處理，縮小成模塊整合到其他系統(tǒng)里面，使得系統(tǒng)擴(kuò)展性大大提高。

2．2分布式應(yīng)用

整個(gè)體系采用以下分布式技術(shù)，實(shí)現(xiàn)跨硬件資源管理，以及在現(xiàn)有硬件基礎(chǔ)之上系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

2．2．1分布式數(shù)據(jù)庫(kù)

為了避免數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器宕機(jī)造成整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行的情況，核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)與輔助業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)分別部署在不同的主機(jī)上，數(shù)據(jù)運(yùn)行保持相對(duì)獨(dú)立，這就對(duì)不同數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)一致性提出了更高的要求。例如:文件歸檔操作既要更新主系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，使校審—?dú)w檔—出版流程繼續(xù)走下去，又要更新檔案管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，確保歸檔操作成功，才符合貫標(biāo)要求。為了保證不同分布數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性，根據(jù)實(shí)際情況采用了分布式事務(wù)或者消息機(jī)制，提高了故障發(fā)生時(shí)數(shù)據(jù)的安全性，又使得系統(tǒng)能以較小的代價(jià)使數(shù)據(jù)庫(kù)完全適應(yīng)新業(yè)務(wù)擴(kuò)展要求。

2．2．2分布式文件系統(tǒng)

系統(tǒng)業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生大量用戶數(shù)據(jù)，從安全性考慮，各個(gè)系統(tǒng)均采用服務(wù)程序與用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離的策略，而主系統(tǒng)中僅廠家資料、設(shè)計(jì)成品產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量就達(dá)到TB級(jí)別，在多用戶同時(shí)讀取大文件的時(shí)候存儲(chǔ)服務(wù)器成為系統(tǒng)瓶頸，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)可靠性下降。針對(duì)以上問(wèn)題，新系統(tǒng)采用分布式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，通過(guò)在Hadoop分布式文件系統(tǒng)HDFS組件基礎(chǔ)上進(jìn)行改造和擴(kuò)展，將用戶數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)到多臺(tái)獨(dú)立設(shè)備上，各個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一管理，利用位置服務(wù)器定位存儲(chǔ)信息，提高了服務(wù)器端數(shù)據(jù)傳輸速率，增強(qiáng)了系統(tǒng)可靠性。

2．2．3分布式計(jì)算

送電線路選址選線經(jīng)常采用航片等全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)，后期需要做圖形格式轉(zhuǎn)換、紋理分割等影像處理任務(wù)來(lái)滿足設(shè)計(jì)需要，這其中有大量圖片渲染工作;另外，在變電三維設(shè)計(jì)后期為了增強(qiáng)三維設(shè)計(jì)成品表現(xiàn)力也需要大量圖像渲染工作。由于渲染工作需要密集計(jì)算，算法復(fù)雜而且數(shù)據(jù)量大，傳統(tǒng)的處理模式在單機(jī)性能約束下經(jīng)常需要幾天或者幾周才能完成，中間還會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)假死無(wú)響應(yīng)等情況，基于Spark/MapReduce的計(jì)算框架采用分布式渲染方案，由管理服務(wù)器把整個(gè)作業(yè)進(jìn)行拆分，交給作業(yè)服務(wù)器執(zhí)行，作業(yè)服務(wù)器可以一邊執(zhí)行，一邊向管理服務(wù)器匯報(bào)各個(gè)子任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)，來(lái)幫助管理服務(wù)器了解執(zhí)行情況、分配新任務(wù)，如果單個(gè)任務(wù)服務(wù)器執(zhí)行失敗，管理服務(wù)器會(huì)重新分配任務(wù)，不會(huì)造成整個(gè)任務(wù)退出，最后每個(gè)作業(yè)服務(wù)器執(zhí)行完畢則由管理服務(wù)器統(tǒng)一收回渲染結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)主從協(xié)同，提高系統(tǒng)吞吐率的效果.

3結(jié)果

整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行為工作流程線上運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，截至目前已經(jīng)有數(shù)百個(gè)工程完成了全流程信息化管理。新系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了中國(guó)能建廣西院的溝通與協(xié)調(diào)效率。項(xiàng)目投標(biāo)、任務(wù)下達(dá)、設(shè)總?cè)蚊⒃O(shè)計(jì)計(jì)劃編制等任務(wù)通過(guò)同一個(gè)系統(tǒng)快速轉(zhuǎn)到相關(guān)人員工作桌面，并即時(shí)提醒到信息接收者，提高了信息傳遞效率，拓展了辦公的時(shí)間、空間范圍。線上業(yè)務(wù)流程的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化也使傳統(tǒng)紙質(zhì)流程發(fā)生了革命性變化，比如:工程領(lǐng)域傳統(tǒng)出版流程需要為了保證圖紙檔案唯一性、持久性要使用透明圖曬藍(lán)圖，對(duì)于出版部門來(lái)說(shuō)，整個(gè)作業(yè)鏈長(zhǎng)，曬圖環(huán)節(jié)還涉及有毒作業(yè);對(duì)于檔案部門來(lái)說(shuō)，如果該圖紙因某工程出版用到而被借出，下一個(gè)工程再用到該圖紙出版時(shí)就要排隊(duì)等候;對(duì)于生產(chǎn)部門來(lái)說(shuō)從透明圖產(chǎn)生到真正歸檔過(guò)程中也會(huì)發(fā)生設(shè)計(jì)人員未經(jīng)校審刮改透明圖的現(xiàn)象。而出版流程的線上流轉(zhuǎn)、文件傳輸存儲(chǔ)全過(guò)程的電子數(shù)據(jù)化省去透明圖過(guò)程而直接出藍(lán)圖，采用了更可靠的手段加強(qiáng)了圖紙檔案唯一性、持久性，同時(shí)又避免了透明圖出版環(huán)節(jié)存在的弊端，使圖紙的歸檔、出版過(guò)程更加可靠、便捷。

4結(jié)論

從優(yōu)化管理流程，提高管理水平和設(shè)計(jì)效率、質(zhì)量的目標(biāo)出發(fā)，針對(duì)中國(guó)能建廣西院電網(wǎng)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)和管理的要求開(kāi)發(fā)的涵蓋市場(chǎng)開(kāi)發(fā)管理、項(xiàng)目計(jì)劃管理、設(shè)計(jì)流程管理、成果管理等于一體的設(shè)計(jì)全過(guò)程管理系統(tǒng)，系統(tǒng)地解決了傳統(tǒng)信息管理模式存在的問(wèn)題，提高了中國(guó)能建廣西院電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)管理水平，分布式系統(tǒng)的應(yīng)用為可擴(kuò)展的多樣化業(yè)務(wù)流程提供了堅(jiān)實(shí)的保障，也為后續(xù)移動(dòng)APP應(yīng)用、數(shù)據(jù)價(jià)值開(kāi)發(fā)、虛擬化等工作開(kāi)展打下良好基礎(chǔ)。

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作者:邢哲 鄭世超 單位:中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣西電力設(shè)計(jì)研究院有限公司