船舶企業(yè)電子圖檔管理系統(tǒng)研究

續(xù)愛民，王曉鏑，徐建榮

（1.上海船舶工藝研究所，上海 200032；2.上海船廠船舶有限公司，上海 200082）

0 引 言

隨著國內(nèi)船舶企業(yè)信息化建設(shè)的逐步推進(jìn)，許多船舶企業(yè)已建立或正準(zhǔn)備建立企業(yè)的電子圖檔管理系統(tǒng)，傳統(tǒng)紙質(zhì)文件正逐漸被電子文件所取代。但受生產(chǎn)條件的限制，紙質(zhì)圖紙在船舶生產(chǎn)中，特別是生產(chǎn)現(xiàn)場，仍舊是產(chǎn)品設(shè)計和技術(shù)信息傳遞的主要手段，并且這種狀況還將持續(xù)較長時間。

因此，研究船舶企業(yè)圖紙管理的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，構(gòu)建符合目前設(shè)計、生產(chǎn)和管理實(shí)際需要的電子圖檔管理系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

目前船舶企業(yè)圖紙管理的特點(diǎn)[2,3]：

1)圖紙量大。船舶是一類龐大且復(fù)雜的產(chǎn)品，建造過程包括許多環(huán)節(jié)且分布在若干部門或分廠，因此需要的圖紙量很大，一艘萬噸級船舶的總圖紙量達(dá)數(shù)萬張。以某中等規(guī)模船廠為例，2008年共交船12艘，紙質(zhì)圖紙總出圖量為780萬張，平均每天需要出2萬多張圖紙。

2)圖紙版本多。由于船舶產(chǎn)品包括船體、管系、設(shè)備等不同專業(yè)的內(nèi)容，在船舶設(shè)計和建造過程中，不同專業(yè)的內(nèi)容常會發(fā)生干涉或變更，這也導(dǎo)致同一份圖紙具有多個版本。對圖紙版本的有效管理和標(biāo)識也是船舶行業(yè)圖紙管理的特點(diǎn)。

3)圖紙發(fā)放涉及部門多。對于船舶生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的眾多生產(chǎn)部門，需要給他們提供相應(yīng)的圖紙以便進(jìn)行生產(chǎn)。發(fā)放部門只有采用快速的圖紙交接方式，并且交接記錄易于查詢，才能更好地分清職責(zé)，避免不必要的糾紛。

4)圖紙流轉(zhuǎn)跟蹤和回收困難。對于某些重要產(chǎn)品或軍品的圖紙流轉(zhuǎn)過程需要進(jìn)行跟蹤，并且在圖紙使用完后需要回收。但是由于缺乏有效的跟蹤手段，在車間各道工序間的流轉(zhuǎn)過程無法監(jiān)控，進(jìn)而導(dǎo)致圖紙回收困難。

基于以上這些特點(diǎn)，本文介紹了一種基于條形碼技術(shù)的船舶企業(yè)電子圖檔管理系統(tǒng)，通過在每張圖紙上附加唯一的條碼信息，進(jìn)而對圖紙的打印、分發(fā)與交接、流轉(zhuǎn)、回收以及銷毀等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格管理，有效解決了圖紙版本問題。

1 系統(tǒng)總體框架

船舶企業(yè)電子圖檔管理系統(tǒng)采用 3層體系架構(gòu)，能夠方便地使客戶端、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫分布在不同的硬件服務(wù)器上，隨著用戶數(shù)目的增加，不斷擴(kuò)充應(yīng)用服務(wù)器以平衡負(fù)荷，提高用戶訪問速度[4]（如圖1所示）。

1)系統(tǒng)應(yīng)用層設(shè)計全面采用Ajax技術(shù)，借助HTML+Javascript+XML，使得用戶界面豐富強(qiáng)大，易于操作，并且能夠滿足船舶企業(yè)業(yè)務(wù)不斷優(yōu)化和調(diào)整完善的需要。

2)系統(tǒng)服務(wù)層采用WEB應(yīng)用系統(tǒng)和組件模型的集成技術(shù)SOAP/Web Service，系統(tǒng)服務(wù)層中間件包括工作流引擎、即時通訊平臺等內(nèi)容，服務(wù)層還包括與通用數(shù)據(jù)庫的接口組件。

圖1 船舶企業(yè)電子圖檔管理系統(tǒng)采用的3層框架設(shè)計

3)系統(tǒng)數(shù)據(jù)層支持SQL Server2000/2005/2008以及Oracle格式數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)層同時支持文件對象的管理；通過XML進(jìn)行與其他系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交流和溝通，通過FTP或其他方式實(shí)現(xiàn)文件數(shù)據(jù)的管理。

該電子圖檔管理系統(tǒng)基于.NET 2.0環(huán)境。系統(tǒng)前臺采用Ajax技術(shù)開發(fā)，系統(tǒng)后臺采用C#開發(fā)。

2 系統(tǒng)功能和實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。主要包括圖紙打印申請、打印申請審批、圖紙發(fā)放與回收、打印統(tǒng)計與查詢、系統(tǒng)設(shè)置與維護(hù)等功能模塊組成。

2.1 圖紙附加條形碼及條碼讀取設(shè)備

2.1.1 條形碼選擇和設(shè)置

條形碼是將線條與空白按照一定的編碼規(guī)則組合起來的符號，用以代表一定的字母、數(shù)字等資料[5]。通過使用條形碼閱讀機(jī)掃描條碼進(jìn)行辨識，經(jīng)處理和解碼后還原為相應(yīng)的文數(shù)字。目前常見的條形碼有一維條碼和二維條碼，基于首讀率、誤差率以及操作簡易程度考慮，該系統(tǒng)選擇一維條形碼。

一維條形碼按照一定的規(guī)則編碼，規(guī)定每個字母(可能是文字或數(shù)字或文數(shù)字)是由幾個線條(Bar)及幾個空白(Space)組成，以及字母的排列。該船舶電子圖檔管理系統(tǒng)采用條碼表示的內(nèi)容為 9位數(shù)字，可表示的圖紙張數(shù)為 10億，滿足一般企業(yè)圖紙打印管理的需要（如圖3所示）。

2.1.2 條形碼讀取輸入設(shè)備

常見條形碼讀取輸入設(shè)備有光筆條形碼掃描器、手持式槍型條形碼掃描器和臺式條形碼自動掃描器等。該船舶電子圖檔管理系統(tǒng)選用手持式槍型條形碼掃描器。這種條形碼掃描器使用非常方便，內(nèi)部裝有控制掃描光束的自動掃描裝置。閱讀條形碼時不需與條碼符號接觸，對條形碼標(biāo)簽沒有損傷，掃描景深適中（掃描頭與條形碼區(qū)域的最短距離在20mm左右，而最長可達(dá)到500mm左右）。槍型條形碼掃描器具有掃描光點(diǎn)勻速掃描、掃描速度快等優(yōu)點(diǎn)，閱讀效果比光筆掃描器要好。

圖2 船舶企業(yè)電子圖檔管理系統(tǒng)功能

2.2 圖紙打印控制

2.2.1 傳統(tǒng)圖紙曬印方式

按照傳統(tǒng)圖紙曬印方式，首先將底圖在曬圖機(jī)上曬圖，相同內(nèi)容的圖紙按需要曬印多份；然后進(jìn)行抽圖，將曬印好的圖紙按張頁順序整理成套；最后再將成套的圖紙裝訂成冊。這種圖紙曬印方式環(huán)節(jié)較多、勞動強(qiáng)度大，誤差率難以控制。

圖3 附加條形碼的圖紙打印

2.2.2 成套打印與自動裝訂

圖4 帶條碼圖紙打印處理流程

該船舶電子圖檔管理系統(tǒng)采用打印附加條碼的白圖完全取代傳統(tǒng)圖紙曬印方式。系統(tǒng)按照圖紙發(fā)放要求通過識別圖紙的幅面、張頁順序等操作從而實(shí)現(xiàn)成套打印圖紙，同時生成和打印帶有條形碼的圖紙交接單，A3和A4幅面圖紙打印完成后可實(shí)現(xiàn)混合自動裝訂（如圖 4所示）。這種出圖方式取消了打印底圖、曬圖、抽圖等環(huán)節(jié)，降低了勞動強(qiáng)度和誤差率。

2.2.3 斷點(diǎn)續(xù)打

一般情況下每套圖紙含有數(shù)十頁或者數(shù)百頁圖紙，在成套打印的過程中如因停電、故障等意外情況打印中斷，在系統(tǒng)恢復(fù)后，只需掃描已打圖紙最后一張的條碼信息即可實(shí)現(xiàn)從打印中斷處繼續(xù)打印。

2.3 圖紙交接處理

成套打印的圖紙在圖紙打印完成后，系統(tǒng)自動生成和打印帶有條形碼的《技術(shù)資料交接單》，該交接單內(nèi)容包括本套圖紙的內(nèi)容、張頁、數(shù)量、發(fā)放部門、圖紙接收人員姓名等信息。在圖紙交接時，通過掃描領(lǐng)圖員的工號條碼牌和交接單上的條碼實(shí)現(xiàn)交接記錄，該交接記錄可方便地被查詢，確保圖紙發(fā)放準(zhǔn)確、交接清晰。

2.4 圖紙狀態(tài)跟蹤與回收管理

按照圖紙打印輸出的執(zhí)行進(jìn)程，其狀態(tài)可分為待審批、已審批、待輸出、輸出中、已輸出、已發(fā)放、已投圖、已回收、已銷毀等狀態(tài)，對于圖紙在不同車間或同一車間流轉(zhuǎn)，用戶可增加自定義圖紙狀態(tài)。系統(tǒng)對這些狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)識，并提供每個圖檔輸出任務(wù)的狀態(tài)查詢，以便對圖紙狀態(tài)跟蹤。在編制發(fā)放單位時，也可以查詢該圖紙以往發(fā)放的記錄和已輸出圖紙的狀態(tài)。

生產(chǎn)環(huán)節(jié)圖紙狀態(tài)跟蹤和回收的困難在于對圖紙狀態(tài)信息的精確采集。該系統(tǒng)輸出的圖紙通過條碼信息可方便實(shí)現(xiàn)圖紙狀態(tài)跟蹤。圖紙在流轉(zhuǎn)進(jìn)入和離開各加工車間時分別掃描圖紙條碼即可方便采集圖紙狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)跟蹤。

圖紙流轉(zhuǎn)過程有了清晰的記錄、圖紙狀態(tài)方便可查，為準(zhǔn)確回收圖紙?zhí)峁┝藯l件，使圖紙回收和作廢管理成為可行。

3 應(yīng)用實(shí)例

上海船廠從2008年9月開始實(shí)施到2010年6月，系統(tǒng)已經(jīng)接收設(shè)計電子歸檔圖紙 40萬多張、掃描入庫圖紙超過30萬頁、打印輸出圖紙超過700萬張，在輸出的每一頁圖紙上都打印有唯一條形碼。這些圖紙的發(fā)放全部采用帶條形碼的交接單實(shí)現(xiàn)交接，每一次交接在系統(tǒng)內(nèi)都有詳細(xì)的記錄。全面解決了浦西、崇明圖紙異地打印、發(fā)放和檔案資源安全共享利用等問題（如圖5所示）。

圖5 上海船廠實(shí)施系統(tǒng)中的打印統(tǒng)計分析柱狀圖

廣州文沖船廠也已實(shí)施該系統(tǒng)，完全摒棄了傳統(tǒng)的打印底圖的歸檔方式，實(shí)現(xiàn)了圖紙文件的電子歸檔和檔案資源的高效利用（根據(jù)授權(quán)實(shí)現(xiàn)打印、瀏覽或下載）。通過附加條形碼來控制圖紙打印、發(fā)放、傳遞、回收和銷毀等環(huán)節(jié)，對生產(chǎn)活動中的圖紙進(jìn)行高效、可控的管理。

4 結(jié) 語

基于條形碼技術(shù)的船舶企業(yè)電子圖檔管理系統(tǒng)能夠根據(jù)船舶企業(yè)的圖檔管理具有的圖紙量大、圖紙變更頻繁版本多、圖紙跟蹤和回收困難等特點(diǎn)，通過在圖紙上附加條碼信息，使每張圖紙具有唯一的標(biāo)識，進(jìn)而對圖紙的打印、分發(fā)與交接、車間使用流轉(zhuǎn)、回收以及銷毀等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格管理，有效解決了圖紙版本問題。在上海船廠、廣州文沖船廠等多家企業(yè)實(shí)際應(yīng)用后，取得的良好效果進(jìn)一步證明了該系統(tǒng)的有效性和可操作性。

[1] 謝子明，續(xù)愛民.對研發(fā)與創(chuàng)新具有自主知識產(chǎn)權(quán)的造船軟件的思考[J].上海造船,2009, (2): 39-41.

[2] 孟 輝，主編.現(xiàn)代造船工程[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，1998.

[3] 現(xiàn)代造船模式的應(yīng)用研究專題研究報告[M].上海船舶工藝研究所，2007.

[4] Visual Studio與SQL Server開發(fā)指南:最優(yōu)架構(gòu)與實(shí)例[M].沈 潔，楊 華.北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[5] 韋元華，舟 子.條形碼技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：中國紡織出版社，2004.