一種基于Spring-Boot 框架的檢驗(yàn)試驗(yàn)綜合管理系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

宋慶慶

（中國兵器裝備集團(tuán)兵器裝備研究所，北京 102202）

0 引言

隨著特種產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展和社會需求的不斷擴(kuò)大，用戶和生產(chǎn)企業(yè)對產(chǎn)品的質(zhì)量越來越重視，作為檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量的第三方質(zhì)量檢測和認(rèn)證機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)量逐年遞增。第三方質(zhì)量檢測工作的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)較多，主要包括委托申請、核價、被試樣品接收發(fā)放、試驗(yàn)任務(wù)分派、執(zhí)行、數(shù)據(jù)收集、財務(wù)結(jié)算、檢測報告發(fā)放等[1]。長期以來，各類業(yè)務(wù)信息均采用手工方式進(jìn)行整理、記錄和傳遞，不僅工作量大、效率低、容易出差錯，而且無法對寶貴的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的積累和再利用，純手工工作模式已逐漸不能滿足目前業(yè)務(wù)發(fā)展的需求[2]?；谏鲜鲈颍瑫r為了規(guī)范外部委托檢驗(yàn)檢測工作的業(yè)務(wù)流程，滿足CNAS、CMA 等規(guī)范的要求，實(shí)現(xiàn)各個部門之間的業(yè)務(wù)協(xié)同，有必要建設(shè)一套面向外部委托業(yè)務(wù)的檢驗(yàn)試驗(yàn)綜合管理系統(tǒng)[3]。

本系統(tǒng)是基于Spring Boot 框架的對外檢測任務(wù)的內(nèi)部綜合管理平臺和面向委托客戶的客戶服務(wù)平臺。Spring-Boot 一個基于Spring 框架的輕量級Java開發(fā)框架[4]，而Spring-Cloud 基于Spring-Boot，為微服務(wù)體系開發(fā)中的架構(gòu)問題提供了一整套的解決方案——服務(wù)注冊與發(fā)現(xiàn)，服務(wù)消費(fèi)，服務(wù)保護(hù)與熔斷，網(wǎng)關(guān)，分布式調(diào)用追蹤，分布式配置管理等。Spring-Boot 具有四大特性：自動配置、Spring-Boot Starter、Actuator、命令行界面（CLI）。Spring-Boot 快速整合了第三方框架，減少甚至不需要配置文件，解決了以往的Spring 框架下的弊端。

1 系統(tǒng)需求分析

檢驗(yàn)試驗(yàn)綜合管理系統(tǒng)的主要功能包括面向檢測試驗(yàn)中心內(nèi)部的客戶管理、試驗(yàn)?zāi)夸浖皟r格管理、試驗(yàn)任務(wù)管理、試驗(yàn)樣品管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理、檢測報告管理，收付款管理、發(fā)票管理等工作，面向委托客戶的客戶服務(wù)系統(tǒng)，供委托客戶通過網(wǎng)絡(luò)主動發(fā)起檢測預(yù)約，完成付款及樣件發(fā)送，跟蹤了解試驗(yàn)進(jìn)展，及時獲取樣品、報告、發(fā)票等相關(guān)信息。此外，本系統(tǒng)還包括試驗(yàn)中心網(wǎng)站，供潛在用戶了解中心業(yè)務(wù)范圍、業(yè)務(wù)辦理方法和檢索中心所提供的檢測項目的內(nèi)容及價格。為防止暴力破解，本系統(tǒng)的登錄頁面需加入驗(yàn)證碼來進(jìn)行人機(jī)識別。

本系統(tǒng)的使用者包括檢驗(yàn)試驗(yàn)中心工作人員、委托客戶和潛在客戶三類。不同類型的用戶有著不同系統(tǒng)入口和功能權(quán)限。

本系統(tǒng)的客服服務(wù)部分需要客戶能夠從外部訪問，需要部署在互聯(lián)網(wǎng)上。本系統(tǒng)以檢驗(yàn)測試中心網(wǎng)站的方式運(yùn)行，試驗(yàn)中心及委托方均需通過瀏覽器以訪問檢驗(yàn)測試中心域名的方式打開本系統(tǒng)。委托方在試驗(yàn)中心客服人員為其開通（企業(yè)）賬號后，可登錄本系統(tǒng)的客戶服務(wù)模塊，完成提交委托申請、提交匯款信息、提交樣品郵寄信息、查看委托任務(wù)的進(jìn)度、查看發(fā)票進(jìn)度、查看預(yù)付款/應(yīng)付款情況等工作。

試驗(yàn)中心的內(nèi)部功能僅限試驗(yàn)中心內(nèi)部用戶使用，主要涉及客戶服務(wù)人員、試驗(yàn)主持、樣品管理員、財務(wù)人員及其他相關(guān)人員。試驗(yàn)中心相關(guān)電腦需要能夠訪問互聯(lián)網(wǎng)，且根據(jù)規(guī)定不能連接本單位的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。為了便于試驗(yàn)現(xiàn)場的操作，系統(tǒng)需支持安卓、平板等手持終端進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的錄入、審核和樣品收發(fā)，手持終端通過上網(wǎng)卡連接外網(wǎng)服務(wù)器。

2 系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)、硬件分系統(tǒng)和軟件分系統(tǒng)3部分組成。

2.1 網(wǎng)絡(luò)組成

考慮到目前以阿里云、華為云為首的國內(nèi)的云供應(yīng)商的支持能力已較為成熟，能夠提供較好的穩(wěn)定帶寬，能夠較好地保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全和數(shù)據(jù)安全，故本系統(tǒng)采用租用云主機(jī)的方式進(jìn)行部署，這樣既減少系統(tǒng)初期建設(shè)的一次性投入，又可以隨著業(yè)務(wù)擴(kuò)展方便得升級系統(tǒng)的容量，還能夠獲得較好的安全保障和支持。因此，本系統(tǒng)將服務(wù)器部署在云服務(wù)供應(yīng)商的機(jī)房內(nèi)，委托客戶和試驗(yàn)中心工作人員通過互聯(lián)網(wǎng)訪問系統(tǒng)。

2.2 硬件分系統(tǒng)

硬件分系統(tǒng)主要由應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和客戶端計算機(jī)組成，應(yīng)用服務(wù)器主要用于運(yùn)行應(yīng)用服務(wù)器軟件，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要用于運(yùn)行數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)存儲，客戶端計算機(jī)主要用于Web 客戶端軟件運(yùn)行提供平臺。

2.3 軟件分系統(tǒng)

本系統(tǒng)使用Java 開發(fā)，采用基于Spring Boot 的微服務(wù)架構(gòu)和前后端分離的方式，總體技術(shù)架構(gòu)可分為展示交互層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層三層（圖1）。

圖1 基于微服務(wù)的三層軟件架構(gòu)

本架構(gòu)的中間一層為服務(wù)層，該層選用Spring Boot 與Spring Cloud 相結(jié)合的微服務(wù)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)輕量級的SOA 架構(gòu)。在服務(wù)層中，業(yè)務(wù)建模、流程配置、項目管理、任務(wù)管理等業(yè)務(wù)功能被實(shí)現(xiàn)為各自獨(dú)立的微服務(wù)。每個微服務(wù)啟動后都會在微服務(wù)注冊目錄中進(jìn)行登記，當(dāng)前端要訪問某一服務(wù)時，微服務(wù)網(wǎng)關(guān)會在注冊目錄中查詢該服務(wù)，并將請求分派給該服務(wù)。

微服務(wù)網(wǎng)關(guān)不僅實(shí)現(xiàn)了服務(wù)層的靈活部署，還實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用的前后端分離。圖1 中左側(cè)為前端的交互展示層，微服務(wù)網(wǎng)關(guān)對前端暴露統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的REST 接口，以JSON 格式收發(fā)數(shù)據(jù)，前端應(yīng)用界面可以根據(jù)具體的需要選擇各種網(wǎng)頁技術(shù)、移動端技術(shù)或桌面開發(fā)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)的前端頁面采用最新的HTML5 技術(shù)開發(fā)，界面美觀大方、風(fēng)格統(tǒng)一、便于掌握、易于操作。

圖2 中右側(cè)為數(shù)據(jù)層，本系統(tǒng)支持以關(guān)系數(shù)據(jù)庫的方式存儲結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，和以文件系統(tǒng)的方式存儲管理文件數(shù)據(jù)。

此技術(shù)架構(gòu)為系統(tǒng)提供了很好地穩(wěn)定性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。這三層結(jié)構(gòu)可以分別運(yùn)行在不同的電腦上。

（1）數(shù)據(jù)庫層采用主流的關(guān)系數(shù)據(jù)庫。Postgre SQL 或Oracle 數(shù)據(jù)庫具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲和查詢能力，適用于數(shù)據(jù)管理，并具有良好的穩(wěn)定性和擴(kuò)充性。

（2）服務(wù)器層主要包括本系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。

（3）用戶層主要是與用戶交互的可視化工具和操作界面。

3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

外部委托檢測業(yè)務(wù)的核心過程為：委托客戶委托試驗(yàn)中心對指定的被試品進(jìn)行指定的試驗(yàn)，雙方簽訂委托檢測協(xié)議，試驗(yàn)中心在收到被試品后進(jìn)行試驗(yàn)，委托方支付相關(guān)試驗(yàn)費(fèi)用和報告費(fèi)用，試驗(yàn)中心交付相關(guān)的檢測報告。該流程如圖2 所示。

由圖2 可知，外部委托檢測的總體業(yè)務(wù)可分為客戶管理、檢測預(yù)約、樣品管理、試驗(yàn)任務(wù)執(zhí)行、收付款、報告管理、發(fā)票管理等幾個子流程。為了實(shí)現(xiàn)上述業(yè)務(wù)功能和流程，本系統(tǒng)的功能模塊主要包括中心網(wǎng)站（開放訪問）、客戶服務(wù)系統(tǒng)（面向委托客戶）、檢測業(yè)務(wù)系統(tǒng)（面向中心用戶）、財務(wù)管理、系統(tǒng)管理等五個部分，各模塊所包含的功能如圖3 所示。

圖2 業(yè)務(wù)總體流程

圖3 系統(tǒng)功能模塊圖

3.1 中心網(wǎng)站

本模塊面向檢驗(yàn)試驗(yàn)中心的潛在客戶，供其了解本中心的概況、動態(tài)，并提供本中心可認(rèn)證檢測的項目范圍的查詢。本部分內(nèi)容可由公眾訪問，不需要進(jìn)行登錄。

3.2 客戶服務(wù)系統(tǒng)

客戶服務(wù)系統(tǒng)是委托客戶登錄后使用的系統(tǒng)，主要用于完成提交委托申請、提交匯款信息、提交樣品郵寄信息、查看委托任務(wù)的進(jìn)度、查看發(fā)票進(jìn)度、查看預(yù)付款/應(yīng)付款情況等工作。為保證系統(tǒng)安全，委托客戶登錄時，除了需要輸入用戶名/密碼之外，還需要輸入人機(jī)識別驗(yàn)證碼。

委托客戶登錄后，會首先進(jìn)入賬戶一覽界面。顯示該企業(yè)賬戶的最近委托申請/任務(wù)的最新狀態(tài)，以便快捷進(jìn)入。委托客戶也可以選擇功能菜單進(jìn)入相應(yīng)的功能。

3.3 檢測業(yè)務(wù)系統(tǒng)

檢測業(yè)務(wù)管理模塊面向中心內(nèi)部的工作人員，包括客戶服務(wù)人員、試驗(yàn)主持、樣品管理、財務(wù)人員和管理人員。本模塊需要登錄后才能使用，登錄時需要輸入登錄名、密碼和驗(yàn)證碼。必要時，可加入短信驗(yàn)證。為了方便試驗(yàn)現(xiàn)場的工作，試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理及樣品管理功能可使用手持式安卓平板進(jìn)行操作。本模塊包括試驗(yàn)?zāi)夸浖皟r格管理、客戶管理、預(yù)約管理、任務(wù)管理、樣品管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理、檢測報告管理、收付款管理、發(fā)票管理等功能。

3.4 財務(wù)管理

財務(wù)管理是企業(yè)管理中非常重要的一環(huán)，財務(wù)管理能力的大小，直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。本模塊主要包括應(yīng)收款查詢和發(fā)票管理兩個功能。

3.5 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理由系統(tǒng)管理員使用，包括用戶管理、權(quán)限管理、日志管理、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、資訊管理等功能。

4 軟件設(shè)計環(huán)境及功能實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)工具采用Eclipse、Oracle、Tomcat等，基于Web 的應(yīng)用開發(fā)采用J2EE 架構(gòu)，并采用主流程序設(shè)計語言，包括HTML、PL/SQL、SQL、JAVA、JavaScript 等，實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)功能模塊的開發(fā)。

因系統(tǒng)運(yùn)行在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，為保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸安全，系統(tǒng)采用安全傳輸機(jī)制HTTPS 協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。

5 結(jié)論

基于Spring Boot 框架的檢驗(yàn)試驗(yàn)綜合管理系統(tǒng)，不僅實(shí)現(xiàn)了外部委托檢測任務(wù)的全流程管理，而且實(shí)現(xiàn)了任務(wù)、樣品、試驗(yàn)和數(shù)據(jù)的全程跟蹤和可追溯。該系統(tǒng)的成功應(yīng)用，不僅促進(jìn)了部門間的協(xié)同，簡化和規(guī)范了檢驗(yàn)試驗(yàn)中心的日常工作，更高效、準(zhǔn)確地完成委托檢測任務(wù)，而且為委托客戶提供更快捷、及時、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。