盧志瑜

（廣州珠江建設(shè)發(fā)展有限公司 廣州510075）

0 前言

隨著建筑企業(yè)經(jīng)營規(guī)模日益擴大、項目部不斷增多，主營業(yè)務(wù)跨省市的現(xiàn)象越來越普遍，導(dǎo)致企業(yè)的管理模式也在不斷變化。然而，目前建筑企業(yè)的信息化管理中往往存在著軟件系統(tǒng)類型繁多、架構(gòu)不同整合困難、各系統(tǒng)間甚至系統(tǒng)內(nèi)部業(yè)務(wù)流無法實現(xiàn)流通、數(shù)據(jù)信息量龐大未能進(jìn)行有效歸集分析、傳統(tǒng)服務(wù)器存儲數(shù)據(jù)安全性較差等問題［1］。為有效地提高企業(yè)管理水平，實現(xiàn)對施工項目全過程、全方位的監(jiān)控，解決前述企業(yè)信息化管理中的各類問題，組織研發(fā)出一套結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)、符合企業(yè)自身特點，實現(xiàn)智能化、可視化管理的“綜合項目管理信息平臺”。

1 系統(tǒng)架構(gòu)分析

平臺采用5層架構(gòu)設(shè)計，分別為接入表現(xiàn)層、功能模塊層、基礎(chǔ)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)模型層和硬件層（見圖1），遵循全面解耦原則，對業(yè)務(wù)進(jìn)行抽象建模，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)邏輯解耦，軟件和硬件解耦，平臺和產(chǎn)品解耦，設(shè)計出強內(nèi)聚、弱藕合的信息模塊，具有穩(wěn)定性、可靠性、可適應(yīng)性和可拓展性等特點［2，3］。通過構(gòu)建信息共享平臺和共享機制，消除各單位之間的溝通障礙，從而實現(xiàn)工程管理信息高效流轉(zhuǎn)，在公司各層面搭建一條高效的信息流轉(zhuǎn)通道的目的。

圖1 綜合項目管理信息平臺總體架構(gòu)設(shè)計Fig.1 Overall Architecture Design of Integrated Project Management Information Platform

2 系統(tǒng)特點

綜合項目管理信息平臺是一個具有良好開放性、多方面兼容和拓展能力的綜合信息系統(tǒng)，采用面向?qū)ο蟮腏ava語言進(jìn)行編程開發(fā)，基于先進(jìn)的JavaEE 企業(yè)級開發(fā)平臺，底層采用Spring MVC 框架，前端采用經(jīng)典模塊化UI 框架Layui+JSP 動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)+JavaScript 腳本語言，來保證系統(tǒng)的樣式美觀和整體風(fēng)格統(tǒng)一，集成Activiti 輕量級BPM 工作流引擎，基于多層B/S（Browser/Server 瀏覽器/服務(wù)器）模式，結(jié)合Web服務(wù)端技術(shù)和Web 客戶端技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)級Web 應(yīng)用［4］。系統(tǒng)的主要特點如下：

⑴可依據(jù)項目管理職能架構(gòu)設(shè)計平臺的功能與結(jié)構(gòu)，使得平臺研發(fā)的功能和結(jié)構(gòu)與企業(yè)組織整體機制相適應(yīng)。

⑵可自定義與項目管理相符的Activiti可視化操作流程，操作流程符合項目管理的基本方法和企業(yè)項目管理的方法［5］。

⑶業(yè)務(wù)流全打通，實現(xiàn)項目數(shù)據(jù)的實時采集，及時更新工作完成情況，做出項目績效評估報告；

⑷基于Spring MVC 框架的開放性，可實現(xiàn)多系統(tǒng)多框架的功能集成和整合，實現(xiàn)企業(yè)級不同業(yè)務(wù)的集成管理；

⑸根據(jù)不同職級不同崗位，開放相應(yīng)的操作權(quán)限和查看權(quán)限，提高平臺內(nèi)數(shù)據(jù)的安全性；

⑹平臺操作界面風(fēng)格簡潔，易學(xué)易用，便于企業(yè)各級管理人員使用。

2.1 業(yè)務(wù)流全打通

平臺所采用的Activiti工作流引擎，是一種覆蓋了流程管理、協(xié)同服務(wù)等領(lǐng)域的語言框架，具有開源、靈活、輕量、可視化、易擴展等特點。架構(gòu)設(shè)計時遵循自底向上的原則（見圖2），根據(jù)企業(yè)自身管理要求自定義各項流程，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與流程控制的分離，有效提高辦事效率。除了PC 端，還可通過手機、ipad 等手持終端實現(xiàn)平臺的移動化，目前與平臺對接的移動端有企業(yè)微信和APP 兩種方式：其中企業(yè)微信端直接通過第三方應(yīng)用接口開發(fā)實現(xiàn)平臺的數(shù)據(jù)交互；APP 端采用native（原生）開發(fā)，針對用戶的不同移動設(shè)備，分別運用Java語言開發(fā)出Android版和Objective-C 語言開發(fā)出IOS 版，具有較好的向下訪問和兼容的能力。最后建立移動終端與電腦終端互聯(lián)互通的移動智能服務(wù)管理平臺，實現(xiàn)隨時隨地了解項目動態(tài)信息、審批工作流程、查閱知識文檔，提高各層級在線移動溝通協(xié)作效率，實現(xiàn)項目管理業(yè)務(wù)流程的高效審批［6］。

圖2 Activiti架構(gòu)Fig.2 Activiti Architecture

平臺核心是以企業(yè)項目管理為縱線，打通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)鏈流通，從供應(yīng)商入庫，供應(yīng)商評選，合同評審，工程管理，簽證變更，造價審核，到最后的工程款支付，結(jié)合施工企業(yè)管理特點和流程審批特點形成閉合管理，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的流程審批完成后將自動進(jìn)行數(shù)據(jù)歸檔，存放在云服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫中，可供其他業(yè)務(wù)模塊根據(jù)需求調(diào)用，解決了信息重復(fù)錄入的問題，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)流程的全打通，打破了數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象。

2.2 多框架整合

⑴利用java 語言的面向?qū)ο筇匦?，通過Webservice接口、XML（Extensible Markup Language）擴展型可標(biāo)記語言、Soap（Simple Object Access Protocol）簡單對象 存 取協(xié)議、WSDL（Web Services Description Language）文件和UDDI（Universal Description，Discovery，and Integration）等技術(shù)實現(xiàn)不同框架系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)通信與交互（見圖3），以項目管理信息平臺為中心，整合企業(yè)現(xiàn)有的行政協(xié)同OA 系統(tǒng)、勞務(wù)管理系統(tǒng)、社會大數(shù)據(jù)平臺、720 云全景平臺，BIMFACE 輕量化應(yīng)用等，使企業(yè)內(nèi)部不同框架的應(yīng)用系統(tǒng)都可以在平臺內(nèi)實現(xiàn)無縫對接，打通不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)壁壘。

圖3 Webservice體系結(jié)構(gòu)Fig.3 Webservice Architecture

⑵利用二維碼和圖像識別技術(shù)對施工現(xiàn)場的材設(shè)、安防等內(nèi)容進(jìn)行巡查和維護，實現(xiàn)項目管理的智能化管控手段升級。通過矩陣式二維條碼QR Code（Quick Response Code）結(jié)合圖像識別技術(shù)，整合開源的Google Zxing 框架，借助移動設(shè)備的內(nèi)置攝像頭完成條形碼的掃描及解碼操作，對已在平臺上錄好各項信息的實物通過調(diào)動接口生成二維碼，張貼在材設(shè)上，巡檢人員通過移動端掃碼即可查詢相關(guān)信息，并填寫巡檢報告提交給整改責(zé)任人，實現(xiàn)智能化巡檢，另外管理層還能在電腦端實時查看設(shè)備和巡檢情況，及時掌握設(shè)備動態(tài)。

⑶運用單點登錄（Single Sign On）技術(shù)，通過平臺與其他應(yīng)用系統(tǒng)之間頁面重定向中進(jìn)行通信，實現(xiàn)信息的安全傳遞，一次登錄就可以訪問所有相互信任的應(yīng)用系統(tǒng)，以用戶為中心，統(tǒng)一辦公門戶，為平臺內(nèi)用戶提供集中式的信息和服務(wù)，提高用戶工作效率和簡化管理。

2.3 大數(shù)據(jù)歸集

平臺覆蓋了企業(yè)項目管理過程中產(chǎn)生的全部數(shù)據(jù)，包括定制化表單和規(guī)范化文件等本地數(shù)據(jù)；施工資料、技術(shù)資料、安全資料、日常填報和審批數(shù)據(jù)等人工錄入數(shù)據(jù)；現(xiàn)場監(jiān)控或自動傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備自動采集數(shù)據(jù)。

為實現(xiàn)這些種類繁雜、存儲模式各異、數(shù)量龐大的信息數(shù)據(jù)歸集，采用建立中間表和增量備份數(shù)據(jù)到中間表的形式，合并來自多個來源的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位實時的匯總采集，構(gòu)建復(fù)雜的連接和聚合的數(shù)據(jù)倉庫，將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)經(jīng)過抽取、清洗、轉(zhuǎn)換，將分散、零亂、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的數(shù)據(jù)整合到一起［7］，通過在分析數(shù)據(jù)庫中建模數(shù)據(jù)來提高查詢性能，并將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為直觀的可視化圖形，為領(lǐng)導(dǎo)層的決策提供數(shù)據(jù)支持。

2.4 引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)

長期以來，建筑行業(yè)由于工程周期長，涉及的原料采購復(fù)雜多樣，管理方式不同，從而引發(fā)諸多不清晰的問題。為解決工程項目合同信息管理上的數(shù)據(jù)安全漏洞問題，平臺在開發(fā)階段引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù)，使用開源的Go語言進(jìn)行編程，通過智能合約語言（SCL）編寫智能合約，采用PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance，拜占庭容錯）算法和一種實現(xiàn)分布式共識的RAFT共識算法作為共識機制；結(jié)合SM3（國產(chǎn)哈希算法）加密算法；利用區(qū)塊鏈特殊的分布式數(shù)據(jù)存儲服務(wù)、信息交互，數(shù)據(jù)通信及消息安全機制分別提供觸發(fā)上鏈、查詢、監(jiān)控及配置智能合約的接口供外部調(diào)用；平臺通過調(diào)用接口實現(xiàn)合同信息的存證功能（區(qū)塊鏈合同存證總體架構(gòu)如圖4所示）。

圖4 區(qū)塊鏈合同存證總體架構(gòu)Fig.4 Block Chain Contract Storage Architecture

3 應(yīng)用實踐

建筑企業(yè)管理涉及到任務(wù)、生產(chǎn)、結(jié)算等復(fù)雜過程，為實現(xiàn)多樣化、可視化管理，平臺將管理工作細(xì)分為待辦事項、行政事務(wù)管理、投標(biāo)管理、合同管理、工程管控、質(zhì)安管理、造價管理、財稅管理、系統(tǒng)管理等9個核心業(yè)務(wù)模塊和施工資料、現(xiàn)場監(jiān)控、二維碼管理等3 個集成業(yè)務(wù)模塊，這些模塊既相互獨立又相互聯(lián)系，利用信息技術(shù)將各模塊有機聯(lián)為一體，實現(xiàn)施工企業(yè)對任務(wù)、生產(chǎn)、結(jié)算等全過程的管理（見圖5）。

圖5 綜合項目管理信息平臺Fig.5 Integrated Project Management Information Platform

3.1 數(shù)據(jù)打通與歸集實踐

⑴項目管理信息平臺以投標(biāo)合同文件和電子資料為數(shù)據(jù)源頭，以工程信息為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并通過Activiti 自定義流程引擎，形成內(nèi)部流程審批，最終實現(xiàn)平臺內(nèi)的數(shù)據(jù)打通，解決企業(yè)與項目全過程管控之間的協(xié)同管理壁壘［8］。

⑵提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口，引入市場化大數(shù)據(jù)與企業(yè)自身數(shù)據(jù)的融合，在財稅管理模塊與新中大財稅系統(tǒng)通過接口進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，發(fā)票數(shù)據(jù)直接推送，確保票據(jù)的真實性、一致性和唯一性。平臺設(shè)置供應(yīng)商庫，不僅上傳企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)商信息，同時接收建材交易服務(wù)平臺的大數(shù)據(jù)推送，引入外部供應(yīng)商數(shù)據(jù)，真正實現(xiàn)不同系統(tǒng)、不同框架之間的數(shù)據(jù)交互和打通［9］。

⑶平臺可以對企業(yè)層和項目層管理過程中形成的數(shù)據(jù)進(jìn)行分級歸集，并分類整理資源目錄，管理層按需選擇目錄形成表單，進(jìn)一步加強決策層對項目信息的管控和分析力度，強化數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)在管控效能上的應(yīng)用。

3.2 可視化應(yīng)用

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動通信等信息技術(shù)，實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控的可視化［10］，可視化監(jiān)控包含視頻監(jiān)控、安全帽預(yù)警、人員定位、大型機械監(jiān)控、危大工程監(jiān)測、揚塵噪聲監(jiān)測、霧炮噴淋聯(lián)動、智能水電、地磅檢測等功能（見圖6）。公司首次以重點項目作為試點，與廣州電信展開覆蓋范圍更廣、網(wǎng)絡(luò)容量更大的增強型移動寬帶5G 技術(shù)，通過物聯(lián)網(wǎng)將智能設(shè)備采集的信息實時上傳至云平臺，實現(xiàn)對“人、機、料、法、環(huán)”各生產(chǎn)要素實時、全面、智能的監(jiān)控和管理。當(dāng)工程監(jiān)測數(shù)據(jù)處于異常狀態(tài)時，系統(tǒng)自動進(jìn)行預(yù)警、報警，通過平臺待辦事項、APP 消息推送以及短信接口SMSDK發(fā)送手機短信等多途徑，全方位多頻次地發(fā)送預(yù)警、報警通知給相關(guān)負(fù)責(zé)人及相關(guān)單位處理報警工程，確保信息傳遞的及時性和高效性，同時系統(tǒng)對處理過程及結(jié)果進(jìn)行全過程實時跟蹤留痕，最終形成閉環(huán)消警。實現(xiàn)了各業(yè)務(wù)間的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)應(yīng)用、協(xié)同共享、綜合展現(xiàn)，提高了對施工現(xiàn)場的質(zhì)量管理、安全管理及進(jìn)度管理力度。

圖6 可視化現(xiàn)場監(jiān)控首頁Fig.6 Visual Site Monitoring Homepage

3.3 區(qū)塊鏈應(yīng)用實踐

傳統(tǒng)項目管理信息平臺一般使用本地服務(wù)器或云服務(wù)器，部署的獨立數(shù)據(jù)庫，需要通過外網(wǎng)連接進(jìn)行日常維護，若遭破解賬號密碼或者操作不當(dāng)，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫和備份同時被破壞后，還原數(shù)據(jù)技術(shù)成本高甚至無法還原，無法保證數(shù)據(jù)的安全，同時，當(dāng)前應(yīng)用的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫存儲模式是中心化的，由企業(yè)進(jìn)行獨立維護，信息存在被篡改的風(fēng)險。而區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N特殊的分布式數(shù)據(jù)存儲，具有去中心化的特點，合同簽約方同時上鏈，所有原始簽訂信息同步更新，利用共識機制控制鏈上成員全部達(dá)成共識才能變更，真正實現(xiàn)集體維護，確保數(shù)據(jù)的完整性、真實性和安全性，保證了鏈上成員節(jié)點的數(shù)據(jù)都是一致的，任何節(jié)點的數(shù)據(jù)庫被破壞都可以通過其他節(jié)點找回，這有利于解決建筑業(yè)工程項目管理上因地域距離、管理人員素質(zhì)參差不齊、數(shù)據(jù)錄入受人為干擾因素多等在項目管理信息平臺上數(shù)據(jù)安全方面的漏洞問題。

在傳統(tǒng)信息化管理模式中，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要體現(xiàn)在匯總統(tǒng)計方面，在項目管理信息平臺內(nèi)部只能通過業(yè)務(wù)流程相互關(guān)聯(lián)，對未參與流程審批的用戶不可見，數(shù)據(jù)在其他模塊也無法應(yīng)用，不利于實現(xiàn)工程管理的業(yè)務(wù)流全打通。當(dāng)項目管理信息平臺與區(qū)塊鏈相結(jié)合，利用區(qū)塊鏈具有的數(shù)據(jù)公開透明的特性，重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)全部上傳至區(qū)塊鏈，從鏈上直接讀取數(shù)據(jù)后在各模塊中應(yīng)用，通過授權(quán)認(rèn)證就可以查詢到數(shù)據(jù)，并且大大降低對權(quán)限控制的難度，解決了項目管理信息平臺在數(shù)據(jù)流通方面的問題。應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，重要數(shù)據(jù)上傳至區(qū)塊鏈，在其他業(yè)務(wù)使用時直接讀取區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)，達(dá)到不同的業(yè)務(wù)間相互溝通和聯(lián)動的效果，徹底打通傳統(tǒng)平臺的技術(shù)壁壘，革新現(xiàn)有的數(shù)據(jù)流通模式，提高整體管理效率和水平。

目前，對綜合項目管理信息平臺與區(qū)塊鏈合同存證系統(tǒng)進(jìn)行了集成，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)對接，平臺中現(xiàn)有的1 300 多條各類型合同信息已全部存儲到合同存證系統(tǒng)中，后續(xù)合同信息將陸續(xù)錄入并同步。利用區(qū)塊鏈系統(tǒng)的公開性和權(quán)限控制，外部人員通過區(qū)塊鏈系統(tǒng)的公開接口查詢并得到授權(quán)的區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，無需登錄信息管理平臺即可查看到對外數(shù)據(jù)，且不會造成平臺信息泄露，解決了合同信息數(shù)據(jù)的安全問題（見圖7）。

圖7 區(qū)塊鏈的合同存證查看頁面Fig.7 The Contract Certificate of the Blockchain View Page

按照公司信息化前期規(guī)劃目標(biāo)，平臺于2018年6月開始試運行，經(jīng)過反復(fù)調(diào)研、優(yōu)化、調(diào)試、完善，于2018 年10 月在公司內(nèi)部全面運行，結(jié)合公司實際目標(biāo)和發(fā)展戰(zhàn)略的需要，通過集成、整合、改造分散的項目數(shù)據(jù)管理方式，為公司的工程項目管理工作建立了一套規(guī)范、先進(jìn)、適用的業(yè)務(wù)流程，確保公司數(shù)據(jù)的真實性、及時性和有效性，實現(xiàn)了公司信息管理規(guī)范化和系統(tǒng)化。截止到2020 年4 月，納入平臺的項目共有123 個，共有700 多名企業(yè)職員在平臺中注冊并正常使用，平臺的數(shù)據(jù)歸集存儲量超150 G。實現(xiàn)了項目信息管理一體化，促進(jìn)了經(jīng)營管理與項目管控的深度融合，推動了項目管理中的“三控三管一協(xié)調(diào)”和安全質(zhì)量管理工作成果在平臺中共享、互連互通、工程各數(shù)據(jù)的動態(tài)控制管理，公司職能管理部門隨時掌握項目的最新動態(tài)［6］，同時提高項目管理人員變動時業(yè)務(wù)工作的延續(xù)性，確保管理有序推進(jìn)，適應(yīng)企業(yè)創(chuàng)新管理的發(fā)展需要，在推廣應(yīng)用中取得顯著成效。

4 結(jié)語

綜合項目管理信息平臺采用互聯(lián)網(wǎng)前沿技術(shù)開發(fā)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動通信、5G、區(qū)塊鏈等信息技術(shù)，有效解決了企業(yè)內(nèi)部多系統(tǒng)間整合難題和數(shù)據(jù)流圖問題，提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析能力，確保了工程應(yīng)用數(shù)據(jù)的完整性和安全性。全面提升了建筑企業(yè)項目綜合管理的信息化水平及公司的內(nèi)部運作規(guī)范及效率，打破了決策層、管理層、執(zhí)行層之間的信息壁壘，實現(xiàn)信息資源共享，提高了企業(yè)各層級之間的協(xié)同效率和溝通效率，切實解決了企業(yè)工程數(shù)量大、地域分散、協(xié)同效率低的問題。