基于OA 的船舶建造信息可视化管理系统

蒲鹏飞，朱文敏，丁怡文

（江南造船（集团）有限责任公司，上海 201913）

0 引言

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基，从根本上决定着一个国家的综合实力和国际竞争力。制造业的发展直接影响到国民经济各部门的发展，也影响到国计民生和国防力量。因此，打造具有国际竞争力的制造业是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。近年来，我国制造业从高速度发展向高质量发展转型，汽车和飞机等诸多传统制造业已实现较为成功的转型发展，反观船舶制造行业，转型迟迟未有较大进展。该问题已引起诸多船舶行业从业者的重视，从企业数字化转型、智能制造建设等多角度展开研究，各大船企也在数字化转型、智能制造建设和可视化管理方面投入大量的人力、物力和财力展开积极探索。制约发展转型的因素很多，船舶建造信息管理其一。

本文基于办公自动化平台（Office Automation,OA）[1]，构建一个船舶建造信息可视化管理系统。通过网页编程将场地、工具、工装、设备及中间产品等船舶建造信息以动态图形、弹窗文字等生动形象的方式进行可视化管理，为推进船舶企业生产管理转型提供参考和建议对策。

1 研究现状

国内制造业对生产信息可视化的研究方法主要包括：1）利用应用开发平台和Echarts 商业级图表开发实施，实现智能车间可视化管控[2]；2）以DELMIA 软件作为开发平台，实现船舶建造计划可视化仿真[3]。

在船舶制造行业，船舶建造信息主要有以下2种可视化表达形式：1）利用计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD）绘图软件，以全局地图为基础展示基础设施、生产能力及生产场地信息。然而，由于CAD 绘图软件图面大小受限，即使可用多个图层进行表达，也只能表达少量文字信息，否则图面会因元素过多而显得杂乱，反而不利于信息读取。2）将Word、Excel 和CAD 软件相结合，以Office 软件中的主要设备设施信息为基础，通过插入CAD 全局地图超链接的方式展示厂区内船舶基础设施、生产能力及生产场地信息。这种表达信息的方式虽然足以支撑用户使用，但不够直接，不够生动形象，无法实现实时信息反馈，用户读取信息速度慢，信息传递不够高效。

2 系统功能

2.1 系统维护

系统维护面向系统中各组成要素。系统维护层次结构见图1。按照维护对象的不同，基于OA 的船舶建造信息可视化管理系统的维护内容包含2 类：1）OA 维护。一旦OA 出现问题或发生变化，就要修改OA 及有关文档，即对系统中各种代码进行增加、删除、修改以及设置新的代码。OA 维护是系统维护最基本的内容。2）数据库及图形库维护。根据船舶建造信息的变化不断更新数据，调整数据结构，转储和恢复数据。数据库及图形库维护是系统维护最重要的内容。

图1 系统维护层次结构图

2.2 权限管理

船舶建造信息数据量和用户数量庞大，需要一个有效的管理体系进行权限管理。本文提出的系统设有一个超级管理员进行系统的整体把控，超级管理员拥有所有的权限，且其权限不可被修改和删除。在超级管理员之下，设有若干个管理员，管理员可以增删用户，也可以对用户密码进行修改。管理员需要对用户的权限进行严格把控，严格按照企业保密要求分配权限。用户享有登录和修改密码、查询信息、上传信息等权限，但其权限需要根据各自的岗位进行界定。管理员与用户权限层次结构见图2。

图2 管理员与用户权限层次结构图

2.3 信息管理

信息管理层次结构见图3，主要可分为3 类：

图3 信息管理层次结构图

1）场地资源信息。该类信息包含整个厂区的区域分布图、区域尺寸和区域布置信息，用户可根据以上内容了解厂区的大小和位置信息，也能得知某个区域布置有多少中间产品。

2）工具、工装及设备资源信息。该类信息主要包括某个区域的设备种类、设备数量、设备能力及设备坐标信息等信息。

3）中间产品信息。该类信息主要包括中间产品属性及其状态信息。本文中间产品主要包括舾装单元、船用大型设备、分段、总段及巨型总段等。其中，舾装单元数据主要包括三维尺寸、建造状态及责任部门等；分段数据主要包括分段号、三维尺寸、投影尺寸、位置坐标、理论质量、建造状态、驳运吊装路线及责任部门等；总段数据主要包括总段号、三维尺寸、投影尺寸、位置坐标、理论质量、建造状态、驳运路线及责任部门等。

用户可将场地、工具、工装及设备资源信息与中间产品信息结合分析，了解该区域的空间和设备条件是否满足生产建造的需要，某中间产品是否可以在某区域进行建造。

用户也可根据所享有的权限查看厂区内的船舶建造信息，系统也会不定期在页面内向生产管理者滚动播报重要信息。

3 系统构建

3.1 数据库构建

数据库是可视化管理系统的重要组成部分之一，通过对系统功能中的信息管理进行分析，建立大型数据库，储存所有数据信息，并能随船舶建造进度进行及时更新。数据库样例见表1。

表1 数据库样例

1）数据测算、采集和分析。（1）在场地资源信息方面，信息比较完整，但仍有可能部分信息与实际情况不匹配，需通过读取资料库并测算实际场地对以往已经收集整理的场地资源信息进行梳理并核实。（2）在工具、工装及设备资源信息方面，由于工装、工具及设备在工作人员每天的使用过程中会产生磨损或损坏，直至报废，因此需要对工具、工装及设备信息进行实时的测算、采集和分析，以免数据更新不及时导致生产管理者产生信息误判，造成重大事故。此类信息可直接从工装工具保障部门获取，但需要对其进行分析判断，决定其是否可用。（3）在中间产品信息方面，由于中间产品在建造过程中会随着时间的推移而产生更新，因此需要对其进行及时测算、采集和分析。此类信息可直接从设计、调度和管理等部门获取。

2）数据表达。信息数据过多会导致系统臃肿，因此本系统只针对场地资源、重要设备资源、关键中间产品等关键重要信息进行表达。

3）数据存储。将梳理完备的数据整合成数据库，存储在稳定、安全且保密的设备中，同时进行数据备份，以免由于系统出错或崩溃导致数据丢失，进而增加数据梳理的工作量。

3.2 图形库构建

建立图形库，将相关的数据库内容与其关联。

1）图形采集、分析和表达。本系统根据梳理完备的数据，利用建模软件对场地、设备和中间产品以平面图形形式进行1∶1 的绘制，并生成图片形式。对于场地资源图，务必确保船坞、船台及道路等按照实际模样进行绘制，保证准确无误。对于设备和中间产品，图形表达无需按照实际模样进行绘制，只需用长方形和圆形等简单的几何图形进行表达。

2）图形存储。与数据存储方式一致，将绘制好的图形整合成图形库，存储在稳定、安全且保密的设备中。

3.3 系统展现办法构建

OA 系统是整合各种信息资源、推动各部门互联、开展综合信息服务、执行综合管理的系统。目前，大部门船企已实现了OA 系统的普及应用。信息管理层次结构见图4，可以基于现有OA 系统，结合数据库、图形库，通过网页模式开发建设图形化、动态化的船舶建造信息可视化管理系统，实现信息高效传递、关键信息及时传达、重要信息方便调取、信息直观展现。

图4 信息管理层次结构图

本系统页面布局及样式采用网页编程方式实现，从以下4 个方面介绍本系统页面的基本构成情况：

1）由于OA 网络为独立封闭的网络系统，在不方便接入网络地图的情况，将建模软件绘制的厂区地图以平面图形形式调用为底图，通过属性指定用作底图的图像，设置相关参数对底图进行缩放。

3）通过标签及其属性设置超链接，当用户点击某个中间产品图标，弹出一个独立的窗口以展示该中间产品的详细信息。同时通过标签及其属性设置鼠标悬停响应功能，当鼠标悬停在某个工具、工装、设备或者中间产品的图标上时，以弹出窗口的形式显示其关键重要信息。

4）当产生关键重要事件时，为让生产管理者及时了解到事件的相关信息，需要通过@keyframes规则设置滚动播放功能。

4 结论

本文基于办公自动化平台，构建一个船舶建造信息可视化管理系统。通过网页编程将场地、工具、工装、设备及中间产品等船舶建造信息以动态图形、弹窗文字等生动形象的方式进行可视化管理。研究表明：该系统可方便高效地查询信息，及时有效地辅助生产管理，提高工作效率。研究成果可为船舶建造信息可视化管理提供一定参考。由于本文暂未全面细致地描述系统的构建，仅对基本功能进行必要的描述，该系统仍有很大空间可以进行优化完善，比如在中间产品信息方面，可增加其生产计划，在生产管理者进行决策时提供帮助。在系统功能方面，可增加预警功能，如某中间产品生产完成节点将要到来，提前向生产管理者发出警告提示。