一种管片生产信息化管理优化系统及其优化方法与流程

1.本发明属于建筑信息化管理技术领域，特别涉及一种管片生产信息化管理优化系统及其优化方法。


背景技术：

2.现如今隧道施工已经成为了施工建设的重要组成部分，而城市隧道施工则因为施工地点的特殊性被赋予了更为特殊的含义。而管片生产作为隧道建设的重要组成部分，为提升整体施工质量，在需要提升产品质量与工作效率的同时，也需要对产品生产信息化管理平台进行升级与优化。由于企业生产的业务数据量巨大，数据处理、汇总、审核压力以及数据实时性要求也随之增大，而现有的管片信息化管理系统，其数据采集准确率和数据安全性都较低，为了确保数据采集的便携性与准确性，避免数据丢失，需要对现有的管片信息化管理系统进行系统优化，以满足系统建设的性能需要，进而提升管片生产的管理水平。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种管片生产信息化管理优化系统及其优化方法，以解决现阶段管片生产信息化管理的数据采集准确率较低和安全性较差的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种管片生产信息化管理优化系统，包括：客户端、云端服务器和路由器，路由器分别与客户端和云端服务器通讯连接，其中云端服务器包括独立设置的私有云服务器和公有云服务器，公有云服务器通过网络与私有云服务器进行异地数据交互，其中私有云服务器通过云端部署有管片生产信息化管理平台，并存储有管片生产信息化管理平台的系统数据，公有云服务器的内部存储有管片生产信息化管理平台的备份数据，私有云服务器还包括应用服务器、数据服务器和文件服务器，应用服务器用于存储管片生产信息化管理平台的业务逻辑应用程序，数据服务器用于存储用户访问数据以及管片的生产数据和过程数据，文件服务器用于存储上传或下载的管片生产相关文件。
5.根据本发明的一个具体实施例，数据服务器还包括本地历史数据库、本地生产管理mes数据库和云端历史数据库，本地生产管理mes数据库分别与本地历史数据库和云端历史数据库通讯连接。
6.根据本发明的一个具体实施例，客户端包括信息化管理一体机、触控设备和手持终端，信息化管理一体机用于访问管片生产信息化管理平台和打印标签，触控设备用于访问和管理管片生产信息化管理平台，手持终端用于识别标签以及与管片生产信息化管理优化系统进行数据交互。
7.根据本发明的一个具体实施例，系统采用ajax应用程序引擎创建局部自动更新的交互式动态网页，ajax应用程序引擎包括多个应用程序逻辑代码，多个应用程序逻辑代码运行于客户机。
8.根据本发明的一个具体实施例，系统在前端搭建有cache服务器， cache服务器用
于将静态资源文件缓存到操作系统内存中进行读操作。
9.根据本发明的一个具体实施例，管片生产信息化管理平台包括数据采集模块、人员管理模块、生产流程管理模块、质量管控模块、安全管理模块和定时器模块，各模块独立部署并通过数据接口进行数据传输。
10.根据本发明的一个具体实施例，数据采集模块还包括数据采集层和数据处理层，数据采集层用于对管片生产过程中的拌合站、地磅、蒸养窑、管片流水线和振动台的生产信息数据和生产工序数据进行自动化采集，数据处理层用于对采集的生产信息数据和生产工序数据进行完整性校验和标准化处理。
11.一种管片生产信息化管理优化系统的优化方法，包括：对管片生产全过程的生产数据和过程数据进行实时采集，得到管片生产的原始数据，其中管片生产全过程的生产数据和过程数据包括管片生产过程中的拌合站、地磅、蒸养窑、管片流水线和振动台的生产信息数据和生产工序数据；对原始数据进行预处理，得到原始数据的标准化数据；通过调度服务器将标准化数据抓取到临时存储区进行缓存，分别发送至云端历史数据库和本地历史数据库；通过本地生产管理mes数据库分别与云端历史数据库和本地历史数据库进行数据异地交叉镜像备份；采用事务优先等级算法对系统业务处理顺序进行优先级排序，得到业务处理顺序，并根据业务处理顺序对采集的生产数据和过程数据进行分布部署；根据客户端的访问权限从本地历史数据库和本地生产管理mes数据库中获取管片的生产数据和过程数据。
12.根据本发明的一个具体实施例，对原始数据进行预处理，得到原始数据的标准化数据包括：对原始数据进行完整性校验，并对完整性校验后的原始数据进行标准化处理，得到管片生产的标准化数据， 其中对原始数据进行完整性校验包括自动去除原始数据的重复数据，以及自动补全原始数据的缺失数据。
13.根据本发明的一个具体实施例，采用事务优先等级算法对系统业务处理顺序进行优先级排序，得到业务处理顺序，并根据业务处理顺序对采集的生产数据和过程数据进行分布部署包括：根据事务处理的重要性对系统业务处理顺序进行优先级排序，得到业务处理顺序，并根据业务处理顺序将采集的生产数据和过程数据按照人员管理模块、生产流程管理模块、质量管控模块、安全管理模块和定时器模块单独部署。
14.与现有技术相比，本发明提供的一种管片生产信息化管理优化系统及其优化方法，该系统将独立的数字化机房作为整个系统运行的硬件基础，通过配置相应的应用服务器、数据服务器、文件服务器为私有云提供硬件基础，同时配置独立的公有云服务器来进行异地备份存储，可避免数据丢失并提升数据安全性，通过设置的数据采集模块将采集的原始数据进行完整性校验和标准化处理，提升了数据采集准确率，本发明的系统平台软件部署在项目部的自建私有云上，通过云端部署，提高了系统访问的便捷性，降低终端客户软件维护的压力，另外通过云端部署方便后期对系统进行功能的快速迭代更新，在功能模块有
版本更新的情况下，可以快速推送到终端用户，提高软件的推广应用效率。
附图说明
15.图1是根据本发明一实施例提供的管片生产信息化管理优化系统的结构框图。
16.图2是根据本发明一实施例提供的私有云服务器的结构框图。
17.图3是根据本发明一实施例提供的数据服务器的结构框图。
18.图4是根据本发明一实施例提供的管片生产信息化管理优化系统的优化方法流程图。
19.附图标记：100-私有云服务器；200-公有云服务器；300-路由器；400-客户端；110-应用服务器；120-数据服务器；130-文件服务器；121-本地历史数据库；122-本地生产管理mes数据库；123-云端历史数据库；410-信息化管理一体机；420-触控设备；430-手持终端。
具体实施方式
20.为了使本领域技术人员更加清楚地理解本发明的概念和思想，以下结合具体实施例详细描述本发明。应理解，本文给出的实施例都只是本发明可能具有的所有实施例的一部分。本领域技术人员在阅读本技术的说明书以后，有能力对下述实施例的部分或整体作出改进、改造、或替换，这些改进、改造、或替换也都包含在本发明要求保护的范围内。
21.在本文中，术语“第一”、“第二”和其它类似词语并不意在暗示任何顺序、数量和重要性，而是仅仅用于对不同的元件进行区分。在本文中，术语“一”、“一个”和其它类似词语并不意在表示只存在一个事物，而是表示有关描述仅仅针对事物中的一个，事物可能具有一个或多个。在本文中，术语“包含”、“包括”和其它类似词语意在表示逻辑上的相互关系，而不能视作表示空间结构上的关系。例如，“a包括b”意在表示在逻辑上b属于a，而不表示在空间上b位于a的内部。另外，术语“包含”、“包括”和其它类似词语的含义应视为开放性的，而非封闭性的。例如，“a包括b”意在表示b属于a，但是b不一定构成a的全部，a还可能包括c、d、e等其它元素。
22.在本文中，术语“实施例”、“本实施例”、“一实施例”、“一个实施例”并不表示有关描述仅仅适用于一个特定的实施例，而是表示这些描述还可能适用于另外一个或多个实施例中。本领域技术人员应理解，在本文中，任何针对某一个实施例所做的描述都可以与另外一个或多个实施例中的有关描述进行替代、组合、或者以其它方式结合，替代、组合、或者以其它方式结合所产生的新实施例是本领域技术人员能够容易想到的，属于本发明的保护范围。
23.实施例1本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。
24.结合图1-图3，本发明实施例提供的一种管片生产信息化管理优化系统，包括：客户端400、云端服务器和路由器300，路由器300分别与客户端400和云端服务器通讯连接，其中云端服务器包括独立设置的私有云服务器100和公有云服务器200，公有云
服务器200通过网络与私有云服务器100进行异地数据交互，以避免数据丢失并提升数据安全性，其中私有云服务器100通过云端部署有管片生产信息化管理平台，并存储有管片生产信息化管理平台的系统数据，公有云服务器200的内部存储有管片生产信息化管理平台的备份数据，私有云服务器100还包括应用服务器110、数据服务器120和文件服务器130，应用服务器110用于存储管片生产信息化管理平台的业务逻辑应用程序，数据服务器120用于存储用户访问数据以及管片的生产数据和过程数据，文件服务器130用于存储上传或下载的管片生产相关文件。数据服务器120还包括本地历史数据库121、本地生产管理mes数据库122和云端历史数据库123，本地生产管理mes数据库122分别与本地历史数据库121和云端历史数据库123通讯连接，此外，为了满足项目服务解析的需求，本发明实施例还配置有独立的服务解析资源。
25.具体的，客户端400包括信息化管理一体机410、触控设备420、监控设备和手持终端430，信息化管理一体机410、监控设备、触控设备420、手持终端430、私有云服务器100和路由器300等硬件设备通过光纤和网线组成一个大局域网，设备在局域网内相互串联。其中信息化管理一体机410用于访问管片生产信息化管理平台和打印标签，触控设备420用于访问和管理管片生产信息化管理平台，手持终端430用于识别标签以及与管片生产信息化管理优化系统进行数据交互，监控设备用于对现场监控区域进行视频录像及存储，路由器300用于对局域网网络进行管理和配置。
26.具体的，管片生产信息化管理平台包括数据采集模块、人员管理模块、生产流程管理模块、质量管控模块、安全管理模块和定时器模块，各模块独立部署并通过数据接口进行数据传输。在服务器上，每个功能模块单独部署，使各个功能模块保持功能独立性，单服务不影响整个系统。其中数据采集模块还包括数据采集层和数据处理层，数据采集层用于对管片生产过程中的拌合站、地磅、蒸养窑、管片流水线和振动台的生产信息数据和生产工序数据进行自动化采集，数据处理层用于对采集的生产信息数据和生产工序数据进行完整性校验和标准化处理。数据采集层利用数据采集设备、串口通讯、传感器等技术手段对管片生产过程中的拌合站、地磅、蒸养窑、管片流水线和振动台等设备的生产信息数据和生产工序数据进行自动化采集，针对生产过程中的生产工序数据，通过pda设备、岗位自助一体机等终端进行工序确认，在工序确认过程中完成工序数据的采集。在数据采集层面，无需额外人员进行数据输入上报和汇总工作，采集工作均由软件平台自动完成。通过采集地磅、能耗、拌站等设备的生产数据与项目执行过程中的过程数据来确保数据采集的便捷性与准确性。数据处理层用于对采集的生产信息数据和生产工序数据进行完整性校验和标准化处理。针对数据采集层采集上报的原始数据，需要在数据处理层进行综合加工处理，软件平台根据数据调度任务，对原始数据进行完整性校验，自动去除重复的数据，并自动补全缺失的数据，在完成数据完整性校验环节之后，对原始数据进行标准化加工，达到数据库存储的标准格式，从而完成原始数据的预处理工作。与传统的数据采集模块相比，本发明实施例的数据采集模块将采集的数据通过网络采集后存储到信息化系统中，通过信息化系统将数据和各个功能模块进行串联对接，最终在各业务板块内使用而无需重复采集。本发明实施例通过可扩展的弹性数据采集架构，对管片的生产数据和过程数据进行实时采集和处理，并采用充足的冗余设计，确保平台数据采集的实时性、可靠性和准确性。
27.具体的，在系统架构设计方面，本发明实施例分别从页面刷新、数据入库与检索和
系统处理能力三方面对进行优化，其中在页面刷新优化方面，该系统采用ajax应用程序引擎创建局部自动更新的交互式动态网页，ajax应用程序引擎包括多个应用程序逻辑代码，多个应用程序逻辑代码运行于客户机。采用ajax技术能够减少页面与数据库的交互进而提高系统性能，采用ajax技术使得用户不用手动刷新页面，重新读取数据库中该页面所有的数据元素，而是由系统自动刷新页面上的某个元素或某个区域，只对必须刷新的数据进行读取，从而最大程度的避免数据库压力。ajax应用程序引擎运行在客户机（虚拟机）而不是在服务器上，并且在最初加载页面时进行下载。ajax 应用程序引擎只是一个文件，它是可以使用代理缓存的。在大型的单位内部网中，只要有人曾经下载过某个特定版本的应用程序的 ajax 引擎，其他任何人都可以从内部网网关上上获取一个缓存过的拷贝。因此它具有显著的可伸缩性优势。ajax应用程序引擎包含大量应用程序逻辑，该应用程序逻辑通常以 javascript 代码实现。由于应用程序逻辑和状态都在浏览器上驻留并执行，因此ajax应用程序与服务器的交互就与传统 web 应用程序的方式有很大的不同。ajax应用程序不需要获取混合的内容页面，只需要获取业务数据即可。ajax应用程序引擎还可以轻松处理服务器的故障。传统有状态服务器端，web应用程序通常会在服务器上保存大量的用户会话状态。如果服务器发生了故障，会话状态就丢失了，那么用户体验较差，例如自动返回主页或购物车中的东西消失等。在采用有状态客户机和无状态服务的 ajax 应用程序中，服务器崩溃/重新启动对于用户来说都是完全透明的，服务器崩溃不会影响会话状态，这些都保存在用户的浏览器中；对于无状态服务的行为是幂等的，可以由用户请求的内容来单独确定。在数据入库与检索优化和系统处理能力优化方面，本发明实施例在线数据库使用了多数据库同时处理，提升了在线数据库的性能。系统将数据库读写操作次数减少到最低，避免重复的数据库访问。对数据的检索查询条件使用索引中的键值，避免了由于无索引的条件导致的全表搜索。索引被分配在不同的表空间，使用不同的硬盘，减少对磁盘操作的竞争，提高数据的读写性能。
28.具体的，系统在前端搭建有cache服务器， cache服务器用于将静态资源文件缓存到操作系统内存中进行读操作。由于很多web应用具有大量的静态内容，这些静态内容主要是一些小文件，并且会被频繁的读，通常采用apache以及nginx作为web服务器。在web访问量不大的时候，这两个http服务器可以快速高效的处理数据，当负载量很大的时候，本发明实施例通过在前端搭建cache服务器，将服务器中的静态资源文件缓存到操作系统内存中直接进行读操作，相比于从硬盘读取数据，本发明实施例直接从内存读取数据的速度有了大大提升。
29.具体的，通过云端部署管片生产信息化管理平台，提高了系统访问的便捷性，无需在pc电脑终端安装客户端软件，通过pc电脑终端的浏览器或者微信应用即可访问管理软件服务，降低终端客户软件维护的压力。另外通过云端部署可以方便后期进行功能的快速迭代更新，在各功能模块有版本更新的情况下，可以快速推送到终端用户，提高软件的推广应用效率。
30.具体的，由于企业生产的业务数据量大，数据处理、汇总、审核压力大，导致服务器访问压力增大，数据实时性要求高，系统配置也需同步提高，相关系统参数需同步调整。为满足系统建设的性能需要，本发明实施例系统配置采用双机集群进行负载均衡。将数据集中放在存储设备上，可以对数据进行有效的管理，统一分配系统存储资源。双机集群方案采
用两台服务器，使用共享的存储设备，在工作过程中，两台服务器将以一个虚拟的外网地址对外提供服务，根据工作方式的不同，将服务请求发送给其中一台服务器承担。同时，服务器通过心跳线侦测另一台服务器的工作状况，当一台服务器出现故障时，另一台服务器根据心跳侦测的情况做出判断，并进行切换，接管服务。由于使用共享的存储设备，两台服务器使用的实际上是一样的数据，由双机集群软件对其进行管理。双机集群方案基于共享方式，数据库放在共享存储设备上，当一台服务器提供服务时，直接在存储设备上进行读写，当系统切换后另一台服务器也同样读取存储设备上的数据，它可以在无人值守的情况下提供快速的切换，通常数据不易丢失。
31.实施例2结合图4，本发明实施例还提供一种管片生产信息化管理优化系统的优化方法，包括：s1：对管片生产全过程的生产数据和过程数据进行实时采集，得到管片生产的原始数据，其中管片生产全过程的生产数据和过程数据包括管片生产过程中的拌合站、地磅、蒸养窑、管片流水线和振动台的生产信息数据和生产工序数据。
32.通过采集管片生产全过程的拌合站、地磅、蒸养窑、管片流水线和振动台等生产数据与项目执行过程中的过程数据来确保数据采集的便捷性与准确性。采集过程无需额外人员进行数据输入上报和汇总工作，采集工作均由软件平台自动完成。
33.s2：对原始数据进行预处理，得到原始数据的标准化数据，进一步包括：对原始数据进行完整性校验，并对完整性校验后的原始数据进行标准化处理，得到管片生产的标准化数据，其中对原始数据进行完整性校验包括自动去除原始数据的重复数据，以及自动补全原始数据的缺失数据。
34.针对采集上报的原始数据，需要在该步骤进行综合加工处理，软件平台根据数据调度任务，对原始数据进行完整性校验，自动去除重复的数据，并自动补全缺失的数据，在完成数据完整性校验环节之后，对原始数据进行标准化加工，达到数据库存储的标准格式，从而完成原始数据的加工预处理工作。
35.s3：通过调度服务器将标准化数据抓取到临时存储区进行缓存，分别发送至云端历史数据库123和本地历史数据库121。
36.s4：通过本地生产管理mes数据库122分别与云端历史数据库123和本地历史数据库121进行数据异地交叉镜像备份。
37.步骤s3和步骤s4针对标准化加工的数据，采用不同等级的存储方式，数据在由调度服务器抓取到临时存储区进行缓存，分别发送到云端历史数据库123与本地历史数据库121，本地生产管理mes数据库122与云端和本地历史数据实现异地交叉镜像备份，在数据存储机制上实现高度的存储安全性，确保管片生产过程各种数据的完整性、正确性和及时性，避免意外事故造成管片关键数据的丢失，进而保障数据与软件平台的安全性，并确保系统安全性与稳定性。
38.s5：采用事务优先等级算法对系统业务处理顺序进行优先级排序，得到业务处理顺序，并根据业务处理顺序对采集的生产数据和过程数据进行分布部署，进一步包括：根据事务处理的重要性对系统业务处理顺序进行优先级排序，得到业务处理顺序，并根据业务处理顺序将采集的生产数据和过程数据按照人员管理模块、生产流程管理
模块、质量管控模块、安全管理模块和定时器模块单独部署。
39.将系统中涉及数据操作的各项事务进行统一梳理，按实际操作的重要性进行优先级排序，系统根据优先级以及事务按照相应的逻辑进行计算，最终得到事务的处理顺序。系统根据业务处理顺序将采集的生产数据和过程数据按人员、生产流程、质量管控、安全管理、定时器等功能模块单独部署，每个功能模块相互独立，各功能模块之间通过数据接口进行数据传输，在服务器上，通过对每个功能模块单独部署，使各个功能模块保持功能独立性，单独部署的功能模块的问题不影响整个系统。
40.s6：根据客户端400的访问权限从本地历史数据库121和本地生产管理mes数据库122中获取管片的生产数据和过程数据。
41.对于拌站、地磅、燃气等数据采集设备，可以在数据采集设备的辅助下，通过4g移动网络或者互联网上传到管理平台，由于本发明实施例的系统平台软件部署在私有云服务器100上，需要在项目范围内授权访问，各部门根据自己的权限访问业务范围内的数据和软件。管理层可以通过多种访问方式进行过生产分析和决策。各部门可以使用pc电脑或者手机，通过互联网访问软件平台，对于手机端用户可采用微信小程序进行辅助终端访问，可通过小程序查看关键指标汇总、处理事项、消息通知与视频监控，也可通过小程序访问进厂向导对进厂人员进行管控。通过多种工具组合应用，满足在各种场景下的管理决策。
42.综上所述，本发明提供的一种管片生产信息化管理优化系统及其优化方法，该系统将独立的数字化机房作为整个系统运行的硬件基础，通过配置相应的应用服务器110、数据服务器120、文件服务器130为私有云提供硬件基础，同时配置独立的公有云服务器200来进行异地备份存储，可避免数据丢失并提升数据安全性，通过设置的数据采集模块将采集的原始数据进行完整性校验和标准化处理，提升了数据采集准确率，本发明的系统平台软件部署在项目部的自建私有云上，通过云端部署，提高了系统访问的便捷性，降低终端客户软件维护的压力，另外通过云端部署方便后期对系统进行功能的快速迭代更新，在功能模块有版本更新的情况下，可以快速推送到终端用户，提高软件的推广应用效率。
43.以上结合具体实施方式（包括实施例和实例）详细描述了本发明的概念、原理和思想。本领域技术人员应理解，本发明的实施方式不止上文给出的这几种形式，本领域技术人员在阅读本技术文件以后，可以对上述实施方式中的步骤、方法、装置、部件做出任何可能的改进、替换和等同形式，这些改进、替换和等同形式应视为落入在本发明的范围内。本发明的保护范围仅以权利要求书为准。