錢 進(jìn)，王萬齊，劉 星

（中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計算技術(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端和移動端，可在鐵路建設(shè)期間對物資需求計劃、采購合同、物資供應(yīng)、驗收檢測和結(jié)算支付實現(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，使得在建鐵路項目工程參建方對于物資管理各階段數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、規(guī)范性、時效性要求也更高，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 等移動網(wǎng)絡(luò)為媒介實現(xiàn)多端數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，保證了數(shù)據(jù)的即時性，以數(shù)據(jù)庫技術(shù)為核心對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，以地理信息系統(tǒng)（GIS）及圖形處理實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示[2-3]。通過將多種技術(shù)有效融合，形成了一套實時、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質(zhì)量管控[4]。

1 系統(tǒng)設(shè)計理念

1.1 總體目標(biāo)

（1）實現(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，利用信息系統(tǒng)電子化辦公的特點和優(yōu)勢，精煉標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)流程，減少流轉(zhuǎn)時間，降低投入成本，提高工作效率。

（2）實現(xiàn)物資管理實時高效化，加強監(jiān)控檢驗人員的到場情況，實現(xiàn)進(jìn)場物資的即時管理，加強對物資的管控，提升物資管理效率，降低物資管理成本。

（3）實現(xiàn)物資管理記錄追溯化，按照物資管理的原則，各層級單位以系統(tǒng)功能為載體，開展物資清單管理、需求計劃提報、采購供應(yīng)、發(fā)貨驗收、結(jié)算支付等各項業(yè)務(wù)流程的變更、審批，保證建設(shè)項目物資數(shù)據(jù)的真實準(zhǔn)確、過程動態(tài)、記錄清晰和有據(jù)可查。

（4）實現(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)實時查詢和統(tǒng)計，掌握計劃及合同的執(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）實現(xiàn)物資管理統(tǒng)計智能化，運用數(shù)字化、智能化的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對數(shù)據(jù)重新整合分析，根據(jù)實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，起到動態(tài)控制、實時管理、數(shù)據(jù)決策，多部門數(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)物資采購供應(yīng)相關(guān)管理辦法[5]、鐵路建設(shè)項目甲供物資相關(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。實現(xiàn)物資管理從計劃、合同、供應(yīng)、驗收、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

2.1 總體架構(gòu)

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

2.1.1 用戶訪問層

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Web、移動互聯(lián)等技術(shù),以瀏覽器、移動客戶端等多種方式對系統(tǒng)進(jìn)行訪問，確保數(shù)據(jù)的正確性、完整性和時效性。

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)分為計劃管理、采購管理、生產(chǎn)供應(yīng)、驗收使用和結(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)訪問權(quán)限、數(shù)據(jù)處理機(jī)制和綜合分析規(guī)則，實現(xiàn)物資管理的全流程管控。

2.1.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

采用無線傳輸、移動通信、無線寬帶網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，為平臺數(shù)據(jù)實時上傳下達(dá)提供通道。實現(xiàn)各級管理者隨時隨地獲取到數(shù)據(jù)信息。

2.1.4 技術(shù)實現(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 實現(xiàn)分布式架構(gòu)形式，使用Http協(xié)議或Dubbo 協(xié)議實現(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，對于用戶權(quán)限，集成Shiro實現(xiàn)對用戶認(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)存儲層

系統(tǒng)對物資管理過程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和管理。使用Redis作為緩存數(shù)據(jù)庫，將物資管理過程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上傳至Mysql 數(shù)據(jù)庫并同步至Solr 服務(wù)器進(jìn)行存儲，通過集群、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nginx 代理服務(wù)器進(jìn)行訪問流量分發(fā)，通過防火墻與訪問客戶端進(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，將所有熱點數(shù)據(jù)實現(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，簡化各個服務(wù)的環(huán)境等配置，實現(xiàn)開發(fā)，生產(chǎn)環(huán)境一致性問題，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，實現(xiàn)的主要功能，如圖4所示。

3.1 計劃管理

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

3.2 采購管理

（1）招標(biāo)采購計劃的錄入可以使管理者整體把控各項目的招標(biāo)情況，對后續(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）季度分月計劃和供應(yīng)訂單管理，保證現(xiàn)場后續(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)的驗收情況形成對比，監(jiān)督供應(yīng)商的物資質(zhì)量問題，與供應(yīng)訂單形成對比，檢查供應(yīng)商物資供應(yīng)情況。

3.4 驗收使用

（1）在到貨初驗?zāi)K中，各項目的驗收員可以對各個發(fā)貨單中物資進(jìn)行數(shù)量點驗；（2）試驗人員可在待檢測發(fā)貨單模塊對發(fā)貨單中的物資進(jìn)行檢測單的創(chuàng)建；（3）試驗人員檢測完成后可在驗收檢測中進(jìn)行檢測報告的上傳；（4）在驗收過程中遇到的所有問題都可進(jìn)行問題創(chuàng)建，選擇相關(guān)人員進(jìn)行問題的處理。

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)算部分無需重新進(jìn)行錄入物資，一切以實際發(fā)生的發(fā)貨單為基礎(chǔ)，保證數(shù)據(jù)的正確性和真實性。

3.6 基礎(chǔ)模塊

（1）物資庫作為基礎(chǔ)物資源，所有物資從該物資庫中選取，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)個性化需求；（3）物資追溯功能可以精準(zhǔn)定位每一個物資所處的計劃、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)計預(yù)警的供應(yīng)管理

系統(tǒng)通過智能算法，在施工單位計劃的提報、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)中都將實現(xiàn)智能預(yù)警，告知之前已下達(dá)的計劃量、訂單量還存在多少量未進(jìn)行供應(yīng)，并統(tǒng)計物資的累計計劃數(shù)量、累計訂單數(shù)量與物資合同數(shù)量形成對比校驗，如累計計劃數(shù)量、累計訂單數(shù)量超出合同量則給予操作用戶準(zhǔn)確預(yù)警并無法提交。使其計劃、訂單提報更加準(zhǔn)確合理，杜絕計劃數(shù)量遠(yuǎn)超實際需求的現(xiàn)象，杜絕當(dāng)季未執(zhí)行完的計劃量在下一季度又重復(fù)提報的情況，遵循確保施工、適度超前、合理庫存的原則進(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)場管理

系統(tǒng)的驗收模塊通過利用移動手持終端、GPS定位技術(shù)和影像資料文件上傳功能，加強現(xiàn)場驗收檢測管理，驗收檢測系統(tǒng)要求驗收時經(jīng)辦人上傳車輛號牌、物資狀態(tài)、檢測報告和合格證等影像資料，要求交接各方在接收地利用移動手持終端登錄系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)，自動定位記錄交貨地點信息，未參與現(xiàn)場交接初驗和未進(jìn)行見證取樣均無法獲取真實定位信息，一旦交接完成，驗收信息無法進(jìn)行修改，可以杜絕虛報到貨、監(jiān)理不到位、后補簽章的現(xiàn)象。實現(xiàn)了對業(yè)務(wù)人員的現(xiàn)場管控，從而進(jìn)一步的保障物資進(jìn)場后的驗收質(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。管理者可通過數(shù)據(jù)版本管理清晰對歷史版本進(jìn)行查看和數(shù)據(jù)變更對比。

4.4 統(tǒng)計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，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。運用數(shù)字化，智能化的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對數(shù)據(jù)重新整合分析，根據(jù)實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)完成對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)研開發(fā)—培訓(xùn)考核—試用升級—應(yīng)用指導(dǎo)—現(xiàn)場檢查”的過程進(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)已上線運行且運營穩(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，各層級單位以系統(tǒng)功能為載體，開展物資清單管理、需求計劃提報、采購供應(yīng)、發(fā)貨驗收和結(jié)算支付等各項業(yè)務(wù)流程的審批，各層級嚴(yán)格按照系統(tǒng)流程完成各項審批工作，保證流程有序可控。

5.2 降低物資管理工作風(fēng)險

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

5.3 加強物資管理質(zhì)量檢驗

系統(tǒng)對進(jìn)場物資質(zhì)量檢驗嚴(yán)格執(zhí)行，物資進(jìn)場必須做到供貨單位、監(jiān)理單位、施工單位三方共同驗收簽字。對物資質(zhì)量重點檢驗，是否達(dá)到招標(biāo)合同上的質(zhì)量要求、有無合格證、出廠檢驗報告是否齊全；檢驗外觀、質(zhì)量抽檢或送檢，認(rèn)真填寫驗收記錄，對不合格物資單獨存放，做好標(biāo)識，填寫進(jìn)場物資檢驗不合格記錄，及時聯(lián)系處理。加強監(jiān)控檢驗人員的到場情況，實現(xiàn)進(jìn)場物資的即時管理，加強對物資的管控，有效的提升物資管理效率，降低對物資的管理成本。

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)從開始縱向流轉(zhuǎn)至后續(xù)各個階段，避免人為錄入失誤，保證建設(shè)項目物資數(shù)據(jù)的真實準(zhǔn)確、過程動態(tài)、記錄清晰、有據(jù)可查。大幅度提升了物資管理過程的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

6 結(jié)束語

本文分析了鐵路建設(shè)物資設(shè)備管理信息系統(tǒng)對鐵路建設(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)庫查詢對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能分析統(tǒng)計預(yù)警，解決計劃需求不合理、供應(yīng)情況難掌握、缺乏分析難決策的問題；針對現(xiàn)場情況難管控的問題，提出了基于移動辦公定位技術(shù)及影像資料的現(xiàn)場管理方案；通過對數(shù)據(jù)采用SVN 式管理模式，對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、多項目可以跨時間、跨地域、跨項目的協(xié)同辦公；以數(shù)據(jù)支撐決策，進(jìn)行實時管理，達(dá)到提效降本的最終目的，實現(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)主要針對的是甲方供應(yīng)物資及重要自購物資，對非重要自購物資缺少管控；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物資、非重要自購物資的管理難點，采用信息化手段，輔助增強施工單位重要自購物資、非重要自購物資的管理。