工艺系统所管理数字化实践
摘要
本文介绍了上海核工程设计研究院在数字化转型方面的实践，包括业务数字化和管理数字化两个方面。业务数字化方面，该院通过开发小工具改进工作流程。管理数字化方面，该院采用零代码平台集中管理管道力学信息相关模型和数据，并与公司级设计质量管理平台对接，同时开发接口解决输入相关数据和调用相关工具进行分析的问题。
应用效果和平台价值方面，明道云平台实现信息集中存储和管理、在线提取工作、跨部门数据传递等功能，提高了数字化效能。
最后，文章提出一些建议和分享一些技巧，如提供结构树、文件预览、三维可视化和 RPA 集成等功能，以扩展明道云的应用场景和能力，并认为明道云具有很大的功能扩展优势，有着无限光明的前景。
一、公司简介
上海核工程设计研究院简称728，成立于1970年2月8日，是国内领先的核电研究设计院。具备全导设计能力，是核电总体设计院，目前有3800多名员工，其中研发人员约1000名。
我们建成了中国第一座商用的秦山核电站，还有中国第一座出口核电站巴基斯坦恰希玛核电，同时，也研发了二代和二代加相关的核能站。目前，我们正在承担重大专项相关的使命，研发第三代核电。
对于公司来说，目前正在推进数字化转型，主要涉及业务数字化和管理数字化两个方面。公司级数字化规划整体框架由数字化工程所确定，具体业务实施按相关步骤进行。
二、部门需求
工艺系统所主要从事核蒸气工艺系统的设计，涵盖工艺系统、工艺布置、管道力学及步伐设备四个专业。我们共有5个专业室、13个专业组，我所在的综合室负责部门的总体技术设计及数字化体系的建设。
工艺系统所目前运行的项目数量较多，每年约有300家，其中最大项目涉及两三百亿，时间持续五六年，而最小项目仅有几万。项目的运行方式包括IED管理和活动项的管理，项目是弱矩阵的管理模式，而部门采用强矩阵管理。为应对这一复杂的管理模式，部门提出了管理优化的需求，希望控制管理成本，协调质量与进度。
为满足这一需求，我们考虑采用数字化手段进行改进，并开发了一些小工具，如非平台任务跟踪工具、班组任务统计及工时统计等。这些应用相对零散，技术路线和操作习惯存在差异，因此我们进行了进一步改进。
以阀门EP库为例，该应用基于网页原生开发，于2019年推出，目的是解决阀门采购流阻、重量、重心的信息录入和偏差管理问题，涵盖信息输入、有效性校验、存储、查询及展示等功能。该应用耗费了4人月，虽已上线并运行，但经过评估，我们发现这种模式成本太大，并不能持续。
经过大量调研，我们发现“方便”是基层员工对数字化的最大需求，能够方便开发、方便应用。市面上的产品主要分为低代码和零代码两类。低代码主要适合研发人员，而零代码适合业务人员。根据我们的评估，零代码平台最符合我们部门的需求。
三、典型案例
1.管道力学信息管理应用
对于我们工艺系统所来说，要解决的核心业务是核电厂的全厂三维模型的建模和仿真。整个核电厂由许多部件组成，规模体量非常大，建设需要持续5到10年。它有一个特别重要的要求，那就是进行抗震分析。核电厂对于安全要求非常高，需要在极端地震下保证结构完整和功能完整。因此，对于所有我们分析的模型，都要经过严格的力学校验。
这个流程特别冗长，共包括三个专业，涉及到14个环节，包括串行的和并行的。同时专业之间存在大量模型接口。每个环节的数据和模型都是分散管理的。目前来说，我们的项目运行数量比较多，项目并行对于整个模型的管理提出了迫切的需求。
对于刚才提到的 14 个环节，其模型非常分散，因此我们需要开发一个统一的平台来集中管理所有管道力学信息的相关模型和数据。零代码平台作为一个核心平台，我们在其中开发了一些相关接口。
首先，我们与公司级别的设计质量管理平台进行了接口对接。通过零代码平台，每天可以定时从质量平台中获取相关信息，主要包括质量管理方面的设计输入相关流转信息和签字信息。获取这些信息后，再将其同步更新到零代码平台。
同时，我们也开发了相关接口来解决输入相关数据的问题。输入端包括二维模型、三维模型以及相关的中间数据库和文件夹的存储。这些都是由专业工具产生的结果，通过中间数据库，我们开发了一个服务程序，通过零代码平台能够自动将相关的分析输入进行集中打包。
输入问题解决后，我们通过零代码平台调用相关工具进行分析，分析完成后会得到一些输出结果。这些输出结果存储在一个名为“载荷数据库”的输出数据库中，该数据库可以供上下游专业使用。
对于核电机组来说，相关的一些体量还是比较大的，单个核电机组管道包 600 个，管道4000 多个，管道支架和埋件各2 万多个，那么这样一个体量来说是要持续地进行分析和迭代，整个的完成一轮迭代，需要的人员数是在 30 人左右，成本投入是非常高的。在完成管道分析后，我们还需要对上下游专业（如电缆桥架和风管支架）进行相关分析和管理。
与其他行业不同，核电研发特别注重设计分析软件的开发。这些软件共有 11 个，开发语言各不相同，分别由不同的供应商提供，有的是商业软件，有的是自研，还有的是二次开发，开发路线也不太一样。我们需要将这 11 款软件全部打通并串联起来，以完成计算分析工作流。
在开发过程中，我们主要针对一些不带接口的程序进行了包装，开发了一些服务程序和 API 接口，并通过工作流来进行驱动。目前，我们的应用具有相关的数据查询功能，比如管道包的提资信息，包括管道包的状态，是谁提资的、什么时候提资的等信息，都可以进行实时查询。
同时，对于管道包计算的一些数据，如设备的支架载荷、埋件载荷等也可以进行查询。此外，我们还可以对数据进行操作，对于设计人员来说，他在应用中打开后有一个按钮，点击按钮就会自动调用后台程序，生成分析软件所需的输入，极大地简化了用户操作，用户只需要点击一个按钮就可以进行相关的提取，并驱动后台分析软件的执行。完成软件开发后，我们可以根据分析结果提取相关的载荷，同时可以对缺失的数据进行补录。数据集成的服务包括数据库的直连、数据同步以及外部接口，通过这些功能极大地扩展了应用的应用面。
该应用的主要架构基于零代码和 Web混合架构，应用的界面中有一些是零代码原生的表单，也嵌入了一些其他Web平台的服务程序，通过这种模式，我们能够实现零代码平台提供基础架构、展示页面、流程引擎相关的功能，Web 服务提供业务功能的实现和数据库操作，各取所长。
我们也开发了相关的工作表和事件。对工作流而言，我们的应用工作流使用非常频繁。应用刚上线时，我们一周的峰值就达到了 80 万次，目前仅上线了一部分，随着应用全面上线，这个峰值可能会达到数百万次，一周的执行量非常大。
我们还开发了相关的 API 接口，这些 API 都是我们针对不同的应用程序进行封装的，通过 API 方式，原来的单体程序可以和明道云进行交互。
- 应用效果
软件上线后首先避免了信息孤岛，我们可以根据分析结果提取相关的载荷，同时还能对缺失的数据进行补录数，数据集成的服务包括了数据库的直连、数据同步以及外部接口。通过这些功能，极大地扩展了应用的应用面。
应用上线后，取得了一些不错的效果。首先，避免了信息孤岛的问题，因为以前设计人员非常多，他们每天处理的项目和使用的软件都不太一样，通过明道云平台，相关信息被集中存储在一个平台中，包括管道信息、支架信息、埋板信息等。
其次，设计人员可以在线完成提取工作，这在以前是无法想象的，因为以前都是单体程序，需要线下操作。
第三，上下游专业可以通过这个应用快速获取输入信息，极大地提升了数字化效能。例如，对于设备板块可以获取接管载荷信息，对于下游专业可以获取埋板信息并提供给其他专业。通过这样一个应用将公司跨部门的数据传递做到了很好的承接。
- 平台价值
在核电厂大宗物项的力学信息管理方面具有普遍适用性，少量修改即可用于风管支吊架、桥架支吊架力学信息管理。采用零代码平台+WEB服务混合架构，通过嵌入具有不同功能的WEB服务模块即可像“搭积木”一样快速编排应用功能，从而保证平台在深度和广度上具有拓展性。此外，这个平台也充分体现了零代码平台快速响应应用需求的特点。
2.其他应用场景
其他应用包括部门内部的技术决策清单、部门方案评审、成果评审、科研课题管理、外协、支付计划管理、服务合同管理、合同金额管理以及重点任务管理等，都是基于常规功能开发的。
四、建议与分享
1.建议
在使用过程中，我们发现工业软件通常在左侧提供结构树，这是工业软件的特点，因为对象数量特别多，需要通过结构树来表示父子关系。如果明道云能提供这样的功能，那就非常好了。
第二是文件预览功能，目前对于常用的 office 功能，明道云的预览是 可以的，但对于一些特殊格式的工业软件，如果能做到在线预览，会更方便设计人员使用。
第三是三维可视化，因为整个工厂的模型体量非常大，三维效果可以很直观地呈现，也方便不同专业的人员查看，甚至包括安装施工人员。
最后是 RPA 的集成，通过集成 RPA 工具可以扩展明道云零代码平台的应用场景。
2.分享
我们在明道云中嵌入了Everything软件，主要用于企业级文件搜索。目前，Everything 可以发布成网页服务，嵌入明道云后，目前可以实现共享网盘内超过 3700 万份文件的大规模搜索，搜索速度非常快，体验非常好。
第二是将零代码与 Metabase 集成，Metabase 是一个开源的 BI 平台。明道云之前没有数据集成功能时，我们使用了一个间接功能：通过Metabase 和大量数据建立接口，然后制作一个表单。这个表单可以通过 BI 表单嵌入明道云，数据质量有问题会标红色，这样可以方便我们进行查询和处理。
第三是将零代码与Quicker结合，实现流程自动化机器人。主要解决了 零代码作为网页版，无法操作本地数据的问题。通过 RPA 的 API 与之集成，明道云的表单和 RPA 本地可以互动，极大地扩展了明道云在数据处理方面的能力。
这三个技巧，一个是扩展了文件相关的能力，第二个是扩展了数据的能力，第三个是扩展了工具的能力。由此可见，明道云在功能扩展方面具有非常大的优势。最后借用我们集团公司的 slogan：“风光无限，国家电投”，我认为零代码也是潜力无限，有着无限光明的前景。