基于舰艇综合平台的随船备件管理信息系统设计*

王 聪

（海军研究院海军建设发展研究所 北京 100055）

1 引言

舰艇综合平台管理系统是应用传感器技术、自动控制技术、测试诊断技术、网络技术、信息技术，以信息为核心、以网络为平台、以集成为手段将舰艇平台中各监控设备和系统融合为一个有机整体，并通过软件实现平台信息共享和资源共用，与舰艇作战系统和舰外实现信息交换的一体化信息管理与控制系统［1］。目前，舰艇综合平台管理系统的发展还处于应用实践探索阶段，虽然在新型舰艇推进系统监控、电力系统监控、损管监控等方面实现了全面、快速、准确的装备管理［2］，但在备品备件管理方面，由于备件标识编码规则不一致［3］、备件基础数据初始化工作不足等［4］原因，导致备件配置、使用与消耗信息难以及时、准确、高效管理，影响了舰艇综合平台管理系统在装备综合保障方面的应用效果。

本文针对上述舰艇随船备件管理现状，结合当前二维条码技术在装备器材管理方面的应用发展趋势［5］，以舰艇综合平台管理系统为基础，结合备件管理业务流程开展随船备件管理信息系统设计［6］，以满足舰艇随船备件准确识别、查找定位、消耗统计等功能要求，有效促进舰艇随船备件信息化管理水平提升。

2 总体框架设计

2.1 设计思路

随船备品备件信息化管理，其实质是以舰艇为单位组织实施的器材全资可视化管理［7］，即在舰艇装备使用强度不断提高、装备器材资源不断扩展、装备保障难度不断增加的情况下，如何及时、准确掌握备品备件信息、实现精确、高效器材保障管理的问题。舰艇综合平台管理系统的建立为随船备件在资源管理、过程管理、决策管理等方面提供了手段支持，但与备件器材保障工作实时（器材信息同步掌控）、精确（备件信息与使用状态一致）、透明（按权限实现备件信息管理）、一体（平战结合、信息共享）的工作要求相比，还存在一定差距。为此，随船备件管理信息系统的设计，必须要以满足如下要求为前提：一是构建统一的备件编码，实现备件编码按批次和品种类别唯一标识；二是构建统一的备件目录结构，即从备件进入舰艇装备器材管理流程为起点，实现备件信息在各阶段各部门的有效跟踪、管理；三是构建统一的网络应用体系，即确保备件数据信息在装备全寿命周期内的实时同步和一致。

2.2 备件编码规则设计

备件编码是舰艇装备保障工作的重要基础数据，它的标准化是应用信息技术实现备件科学管理的重要条件［8～9］。目前，我国舰船装备备件编码体系不统一、可拓展性不足、各部门之间存在的信息孤岛等问题，严重制约了备件信息化管理的进程。为统一备件编码规则，本文以规范性（促进编码数据交换与共享）、协调性（与现行国军标要求相一致）、实用性（满足舰艇装备保障实际）为设计原则，提出了如下舰艇随船备件编码规则。

图1 舰艇随船备件编码结构

编码结构的代码分2个层次。第1层次为装备分类码，即由装备生产厂家依据装备属性，按照GJB7000-2010《军用物资和装备分类》进行编码；第2层次为备品备件专用码，即按照通用器材与专用器材分类编码，通用器材（指按照国家标准、行业标准制作的标准件）可将×9×8×7取值为000，专用器材装备码则在取值范围（100～999）内统一赋值，×6×5×4×3×2×1可由装备生产厂家取顺序码。

2.3 备件目录结构设计

备件编码作为装备物资的品种标识代码一般不单独使用［10］，为实现备件信息化管理，需在完成备件编码体系建设的同时，开展舰艇装备备件属性数据采集工作（数据采集表见表1），以构建统一的备件目录结构（备件目录示例见表2）。本文针对舰艇装备随船备件属性数据采集工作，设计如表1所示备件目录结构。

表1 数据采集表

表2 舰艇装备备品备件目录示例

其中，装备结构码是反映装备中各系统、分系统、设备、组件及零（部）件等的结构层次及相互关系的代码，其反映了装备各组成单元基本的安装和拆卸关系。编写装备结构码时，通常先将装备按设备树的形式分解，然后为装备以下每个层次编制相应的代码，深度分解到SRU单元（即应采购备件的最小单元）；器材编码即依据编码规则制定的备件标识码；任务件指导致装备无法完成规定任务的备件；有效工作时间比是指该结构单元有效工作时间与装备总任务时间的比值，其取值范围在0到1之间；关键性因子根据该部件的故障后果进行填写，取值范围大于0，最大值取1，用于分配备件时对备件进行优选排序；LRU（现场可更换单元）指舰船在海上航行或码头泊岸时，基于随舰修理设备和设施，可由舰员或维修人员直接拆卸与更换的器材；SRU（车间可更换单元）指需要在修理厂或生产厂家更换、修理的器材，通常是向装备生产厂采购备件的最小单元。

2.4 网络应用体系设计

系统的网络应用环境以舰艇综合平台管理系统为基础，通过配置手持终端、备件标签等硬件产品以及开发备件管理信息系统，构建备件数据库；通过手持终端与服务器端的数据交互，实现备件数据的及时上传和更新同步。

根据总体设计目标，备件管理信息系统主要功能模块的功能设计如下。

1）出入库管理：具备对全舰备件的出库入库（包括进货、归还、回收、盘盈、领用、借用、报废、盘亏）的申请功能以及与手持端采集数据的交互。

2）库存管理：具备对全舰备件进行盘存登记和丢失登记的信息管理功能，供舰员查阅随舰备件数据、规格、存放位置等信息，并按照制定的格式，导入本舰初始化备件信息。

3）审核管理：具备对全品备件出入库申请、盘存、丢失登记等进行审批管理。

4）统计报表：记录、查询备件消耗过程，提供维修记录，并根据舰艇随船备件出入库、使用消耗等情况进行数据统计和分析。

图2 基于舰艇综合平台的备件管理信息系统架构设计

5）系统管理：包括网络管理、电子文档管理和数据管理。其中，网络管理提供系统日志和存储平台；电子文档管理可根据备件管理审批格式要求，实现备件使用、消耗信息的文档输入或导入；数据管理可根据用户权限，实现备件信息的维护管理及使用记录导出、装备及舰员基础信息构建、导出、删除等功能。

3 系统设计实现

3.1 硬件架构设计

备件管理信息系统硬件产品包括手持终端、备件识别标签、备件舱室货架标签、服务器等，按照系统应用可分为用户应用层、网络传输层和数据处理层三层，如图3所示。

图3 系统硬件配置

其中，用户层包括若干为舰员配备的个人终端，可实现舰艇随船备件出入库管理、库存管理等功能；网络传输层包括网络交换机和网络接入点等联网接入设备，以舰艇综合平台网络为基础，提供各类备件管理数据传输；数据处理层采用舰艇综合平台网络下的应用服务器，提供舰艇随船备件数据的集中管理功能。

3.2 软件模块设计

二维条码技术以其数据输入快、信息采集量大、操作便捷等特点已在民用装备物流、网络支付等领域广泛应用［11］。目前，常用的二维条码包括QR码（Quick Response Code）、PDF417码、GM 码等，且制定了相关的国家标准，如GB/T17172-1997《四一七条码》、GB/T 18284-2000《快速响应矩阵码》、GJB 7365-2011《网格矩阵码》等［12］。基于上述备件编码规则及厂家信息采集要素所构建的舰艇随船备件基础信息库，本平台按照舰艇随船备件信息存储、安全保密、传输处理等使用特性要求，采用GM码技术规范实现二维条码的印制与识别管理，在手持终端设备选型基础上完成GM码识读模块定制开发，设计结构与框架见图4、图5所示。

图4 GM码打印模块设计图

图5 系统功能框架

3.2 数据库设计

服务器端及手持终端采用Oracle10g数据库系统，以实现分布式数据处理功能和跨平台运行。在数据库分布设计方面，将全局节点分配方式将所有key信息与数据库节点之间的映射关系记录下来，保存到全局表中，以实现相应节点查找。在数据库安全设计方面，通过设立不同的用户组和用户口令验证实现用户角色管理，以防止非法Oracle用户进入；建立严格的用户分级制度和验证机制，通过角色授权来实现对Oracle用户的操作进行限制；以舰艇综合平台管理系统作为备件管理数据库服务器平台，以强化数据使用管控。在数据库备份与恢复设计方面，采用逻辑备份，从数据库优化自由结构、充分利用系统全局区域SGA、合理设计和管理表、索引Index的优化设计、充分利用数据的后台处理方案减少网络流量等方面实施数据库优化设计。在数据库建模方面，采用PowerDesinger软件，以对管理信息系统进行分析设计，包括数据库模型设计、制作数据流程图、概念数据模型、物理数据模型等。

3.3 数据交互模块设计

数据交互模块是实现舰艇综合平台管理系统与随船备件管理信息系统数据共享的纽带，其作用包括导入全舰初始备件信息、更新备件使用与消耗信息，进而实现各信息系统之间装备保障资源信息的共享。本平台结合自身特殊性，设计了专用数据交互模块，数据交互流程如图6所示。

图6 数据交互关系

4 结语

基于舰艇综合平台的备件管理信息系统作为装备综合保障的基础功能模块，通过引入GM码识别技术，以满足军用标准的成熟商用产品为基础，重构了随船备件管理业务模式，改变了以往舰员在随船备件管理工作中数据录入、修改操作繁琐、初始化工作不足导致的管理问题，提升了信息化管理工作效率。但同时也应该看到，要实现舰艇随船备件全资可视化管理目标，备件编码体系建设、备件数据采集等基础性工作是必要前提。因此，应根据舰艇随船备件信息化管理需求，尽快制定舰船行业编码标准，编制舰船备品备件品种标识代码。同时，面向备件管理各环节开展自动识别技术应用，进一步规范条码和射频标签的标识符及数据格式，重点规范和完善新型舰艇备品备件属性数据，为实现舰船器材保障全寿命管理提供技术支撑。