電網工程設計管理系統設計及實現

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摘要:在設計企業中，參與設計項目的生產及管理部門較多，設計專業分工細化，跨部門、跨專業協調花費很多的時間、空間成本，采用信息化系統進行工程項目管理成為一種重要手段。筆者以中國能源建設集團廣西電力設計研究院有限公司電網工程設計管理為例，介紹通過對原有設計管理系統軟硬件的統一規劃，進行流程整合，從而達到利用信息化手段以更好地滿足電網工程設計管理需要的目的。

關鍵詞:電網;工程設計;管理;分布式系統

0引言

中國能源建設集團廣西電力設計研究院有限公司是一個知識密集型大型企業。為確保產品的技術優勢及質量，公司原本已建立有細致的專業分工和規范的“三標”管理體系，并對設計過程中重要的項目計劃、提資、校審、出版等流程建立了信息化系統。而隨著工程規模的增大，參與專業數量增多，系統承載工程數量的增加，系統復雜性與便利性矛盾日益突出，造成三標執行效率不高，影響產品的質量，所以需要對舊系統的服務器資源消耗進行分析，對系統架構部署進行優化，才能更好滿足業務需求。下面以電網工程設計管理為例進行說明。

1預期目的

項目預期:對原有的電網工程設計流程及產生的數據進行梳理分析，橫向整合，以業務流為主線打通系統原有功能模塊，完善主流程支撐系統建設，并開發基于主流程數據的上層應用。

1．1系統能實現的目標

1)流程管理:以業務流為主線，涵蓋電網工程設計全過程所有業務活動的信息流轉，包括項目投標、任務下達、設總任命、項目計劃編制、專業及人員安排、互提資料、成果校審、成品出版、成品歸檔、設計變更等，并實現生成流程各個環節的ISO9001質量記錄表單文件。2)中間文件管理:電網工程設計過程中涉及到的會議通知、出差信息、廠家資料、來往函件、工代信息、會議紀要、批復文件等所有文檔統一管理。3)成品管理:設計成品按工程類別、工程名稱、設計階段存放，可快速查閱分析。

1．2輔助系統的預期功能

為更好實現以上目標，配套建設的輔助系統、分析系統包括以下功能:1)電子簽名系統:設計成果走完校審流程之后系統自動把人員電子簽名帶入設計成果簽署欄，當圖檔被他人再次編輯后簽名自動失效，以確保圖檔責任及歸屬。2)文件加密系統:對過程文件、設計成果進行加密處理，防止非法拷貝，更有效保護公司知識產權。3)標準文件庫:匯總各類投標模板、各個設計階段項目計劃模板、專業計劃模板、卷冊目錄模板、計算書模板，供后續工程參照和引用。4)專業知識庫:建立各個專業規程規范、技術標準有效清單，并推送給各專業設計人員行業新技術、新動態。5)質量分析系統:對設計校審過程中常見問題、設計變更原因進行統計分析，關注行業質量事故產生的原因和解決途徑。6)工日統計系統:結合電力工程專業設計額定工日，對設計人員工作量進行統計匯總。7)決策系統:監控工程項目關鍵信息指標，生成分析報表，輔助決策，預防潛在風險。

2分布式系統的設計與應用

2．1系統設計原則

核心業務系統設計采用自頂而下、逐層分解的方法，以實際應用需求為出發點并兼顧未來發展方向，系統原型設計、框架設計、數據庫設計等整個過程采用標準建模語言UML進行描述。其中框架設計根據需求采用面向對象經典設計模式，使得程序更加強勁、整潔;數據庫設計遵循范式理論，把握集中控制、統一審核的原則，保證數據庫結構緊湊、分布平衡、定位迅速。前端界面設計采用異步更新等技術提升用戶體驗，減少用戶操作等待時間。核心業務系統與輔助業務系統間信息交互采用Web服務接口標準實現了SOA面向服務架構，采用SOAP(SimpleObjectAccessProtocol)使系統間通過消息機制實現數據通信協調，保證了松耦合系統在數據、流程和應用上可以無縫集成，消除了信息孤島。同時系統采用磁盤陣列、數據庫讀寫分離等方法增強數據穩定性，提高訪問效率。當業務系統產生新需求時，會根據新需求和本系統的耦合性來判斷是模塊級還是系統級靈活處置;當舊業務系統的重要程度下降、訪問量減少，會對該業務做降級處理，縮小成模塊整合到其他系統里面，使得系統擴展性大大提高。

2．2分布式應用

整個體系采用以下分布式技術，實現跨硬件資源管理，以及在現有硬件基礎之上系統的高效穩定運行。

2．2．1分布式數據庫

為了避免數據庫服務器宕機造成整個系統無法運行的情況，核心業務系統與輔助業務數據庫分別部署在不同的主機上，數據運行保持相對獨立，這就對不同數據庫的數據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數據庫，使校審—歸檔—出版流程繼續走下去，又要更新檔案管理系統數據庫，確保歸檔操作成功，才符合貫標要求。為了保證不同分布數據庫的一致性，根據實際情況采用了分布式事務或者消息機制，提高了故障發生時數據的安全性，又使得系統能以較小的代價使數據庫完全適應新業務擴展要求。

2．2．2分布式文件系統

系統業務流轉會產生大量用戶數據，從安全性考慮，各個系統均采用服務程序與用戶數據存儲分離的策略，而主系統中僅廠家資料、設計成品產生的數據量就達到TB級別，在多用戶同時讀取大文件的時候存儲服務器成為系統瓶頸，導致整個系統可靠性下降。針對以上問題，新系統采用分布式網絡存儲，通過在Hadoop分布式文件系統HDFS組件基礎上進行改造和擴展，將用戶數據分散存儲到多臺獨立設備上，各個存儲服務器節點統一管理，利用位置服務器定位存儲信息，提高了服務器端數據傳輸速率，增強了系統可靠性。

2．2．3分布式計算

送電線路選址選線經常采用航片等全數字攝影測量技術，后期需要做圖形格式轉換、紋理分割等影像處理任務來滿足設計需要，這其中有大量圖片渲染工作;另外，在變電三維設計后期為了增強三維設計成品表現力也需要大量圖像渲染工作。由于渲染工作需要密集計算，算法復雜而且數據量大，傳統的處理模式在單機性能約束下經常需要幾天或者幾周才能完成，中間還會出現系統假死無響應等情況，基于Spark/MapReduce的計算框架采用分布式渲染方案，由管理服務器把整個作業進行拆分，交給作業服務器執行，作業服務器可以一邊執行，一邊向管理服務器匯報各個子任務執行狀態，來幫助管理服務器了解執行情況、分配新任務，如果單個任務服務器執行失敗，管理服務器會重新分配任務，不會造成整個任務退出，最后每個作業服務器執行完畢則由管理服務器統一收回渲染結果，從而實現主從協同，提高系統吞吐率的效果.

3結果

整個系統的穩定運行為工作流程線上運行提供了堅實的基礎，截至目前已經有數百個工程完成了全流程信息化管理。新系統的應用大大提高了中國能建廣西院的溝通與協調效率。項目投標、任務下達、設總任命、設計計劃編制等任務通過同一個系統快速轉到相關人員工作桌面，并即時提醒到信息接收者，提高了信息傳遞效率，拓展了辦公的時間、空間范圍。線上業務流程的標準化、規范化也使傳統紙質流程發生了革命性變化，比如:工程領域傳統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圖，對于出版部門來說，整個作業鏈長，曬圖環節還涉及有毒作業;對于檔案部門來說，如果該圖紙因某工程出版用到而被借出，下一個工程再用到該圖紙出版時就要排隊等候;對于生產部門來說從透明圖產生到真正歸檔過程中也會發生設計人員未經校審刮改透明圖的現象。而出版流程的線上流轉、文件傳輸存儲全過程的電子數據化省去透明圖過程而直接出藍圖，采用了更可靠的手段加強了圖紙檔案唯一性、持久性，同時又避免了透明圖出版環節存在的弊端，使圖紙的歸檔、出版過程更加可靠、便捷。

4結論

從優化管理流程，提高管理水平和設計效率、質量的目標出發，針對中國能建廣西院電網業務設計和管理的要求開發的涵蓋市場開發管理、項目計劃管理、設計流程管理、成果管理等于一體的設計全過程管理系統，系統地解決了傳統信息管理模式存在的問題，提高了中國能建廣西院電網工程設計管理水平，分布式系統的應用為可擴展的多樣化業務流程提供了堅實的保障，也為后續移動APP應用、數據價值開發、虛擬化等工作開展打下良好基礎。

參考文獻:

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作者:邢哲 鄭世超 單位:中國能源建設集團廣西電力設計研究院有限公司