白鶴灘水電站物資調(diào)度與流向管理系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

黃明輝，林 鵬，汪志林，魏鵬程，高向友

（1.中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司，北京 100038；2.清華大學(xué) 水利系，北京 100084；3.上海高千軟件科技有限公司，上海 201612）

1 研究背景

2000年以來(lái)，水利、房建、交通等基礎(chǔ)建設(shè)工程項(xiàng)目作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要支柱產(chǎn)業(yè)，得到了大力發(fā)展。在項(xiàng)目建設(shè)中，主要工程物資的質(zhì)量控制、供應(yīng)保障、采購(gòu)成本等，對(duì)工程項(xiàng)目質(zhì)量控制、建設(shè)進(jìn)度、投資控制起著極為關(guān)鍵的作用。由于工程項(xiàng)目建設(shè)中所需的工程物資占工程總投資的比例較大（40%左右），一個(gè)企業(yè)的物資管理水平直接影響著企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)提高企業(yè)現(xiàn)代化管理水平、提升企業(yè)管理理念有著非常重要的作用。

我國(guó)工程物資管理的發(fā)展，總體可分為3個(gè)階段[1-7]：（1）計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下的工程物資管理。計(jì)劃經(jīng)濟(jì)背景下，絕大多數(shù)的工程項(xiàng)目尤其是大型水電工程項(xiàng)目都由國(guó)家投資建設(shè)的，對(duì)于工程建設(shè)所需的主要物資（水泥、鋼筋等）供應(yīng)均由國(guó)家統(tǒng)一配給。物資供應(yīng)時(shí)，首先由工程建設(shè)單位向國(guó)家申報(bào)所需物資計(jì)劃總量，再由國(guó)家統(tǒng)一指定各種物資的生產(chǎn)單位或供應(yīng)商，按照國(guó)家或地方物資指導(dǎo)價(jià)格調(diào)撥給工程建設(shè)單位。（2）傳統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系下的工程物資管理。隨著中國(guó)推行改革開(kāi)放政策，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，工程建設(shè)單位與物資供應(yīng)商之間已經(jīng)是純粹意義上的買(mǎi)賣(mài)合同關(guān)系。在傳統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)性管理理念下，無(wú)論是買(mǎi)方還是賣(mài)方，均希望從物流上游或下游企業(yè)獲得更多利益，雖然也有處于長(zhǎng)期合作的考慮，但是與相關(guān)企業(yè)的關(guān)系主要是競(jìng)爭(zhēng)性關(guān)系。（3）基于供應(yīng)鏈管理理念的工程物資管理。物資供應(yīng)鏈管理是一種新的面向企業(yè)上下游相互聯(lián)系的以集成業(yè)務(wù)模型為紐帶的經(jīng)營(yíng)管理業(yè)務(wù)模式和決策模式。與傳統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)性管理方式不同，供應(yīng)鏈管理致力于建立供應(yīng)鏈成員間的合作關(guān)系，對(duì)用戶(hù)、運(yùn)輸商、生產(chǎn)企業(yè)、供應(yīng)商以及分包商同等重視，以核心企業(yè)為紐帶，通過(guò)對(duì)整個(gè)供應(yīng)鏈系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、運(yùn)作、控制、調(diào)整、優(yōu)化，按照合同規(guī)定的時(shí)間、數(shù)量、質(zhì)量，將用戶(hù)所需產(chǎn)品送到指定的地點(diǎn)。

為確保大宗工程物資質(zhì)量合格、供應(yīng)可靠、降低材料價(jià)差風(fēng)險(xiǎn)對(duì)工程建設(shè)的影響，我國(guó)流域水電工程開(kāi)發(fā)建設(shè)管理中，普遍采用業(yè)主統(tǒng)供物資管理模式。但是，大型水電工程施工現(xiàn)場(chǎng)往往處于高山峽谷等復(fù)雜地形中，具有建設(shè)規(guī)模大，施工強(qiáng)度高，施工周期長(zhǎng)，交叉作業(yè)復(fù)雜，業(yè)主、施工、監(jiān)理各方作業(yè)人數(shù)眾多，特別是人、機(jī)械、環(huán)境等動(dòng)態(tài)變化等特點(diǎn)，導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)物資調(diào)配管理異常復(fù)雜。在保證生產(chǎn)成本最優(yōu)、施工效率最高的前提下，保質(zhì)、保量并按時(shí)地完成施工作業(yè)，仍然是水電工程物資供應(yīng)管理的難點(diǎn)與重點(diǎn)。

目前水電工程物資調(diào)度與管理主要存在以下問(wèn)題：（1）各單位信息化應(yīng)用水平不一，部分施工協(xié)作單位仍使用手工記錄與存檔的方式，存在著保管不便、數(shù)據(jù)失真和難以有效利用等問(wèn)題。（2）已有信息管理系統(tǒng)應(yīng)用效果較差，水電工程現(xiàn)場(chǎng)物資調(diào)配管理已有的信息管理系統(tǒng)，往往基于傳統(tǒng)PC模式，在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件下使用不便。手機(jī)上的一系列APP，存在著適配機(jī)型困難，版本管理復(fù)雜，用戶(hù)培訓(xùn)任務(wù)重，使用操作不便等一系列問(wèn)題。

針對(duì)以上問(wèn)題與目前水電工程的發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)三峽集團(tuán)白鶴灘水電站對(duì)大宗工程物資供應(yīng)采用業(yè)主統(tǒng)供模式，自主開(kāi)發(fā)了基于微信的水電工程物資調(diào)度與流向管理系統(tǒng)[8]。本文對(duì)其提出的理念，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)邏輯以及應(yīng)用效果進(jìn)行論述，并以白鶴灘工程為例，物資調(diào)度與流向管理系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

2 微物資調(diào)度與流向管理概念

2.1 概念

大型水電工程施工現(xiàn)場(chǎng)物資調(diào)配和流向管理的工作要求在交互、扁平化管理應(yīng)用方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。自2011年以來(lái)微信平臺(tái)得到了廣大用戶(hù)的認(rèn)同和使用。微信是一個(gè)裝機(jī)量大，使用非常頻繁的移動(dòng)應(yīng)用。用戶(hù)對(duì)該軟件已十分熟悉，習(xí)慣于在平時(shí)用語(yǔ)音，文字，圖片和短視頻進(jìn)行日常生活交流，也有的單位建立了一些工作用微信群或QQ群，提供了一個(gè)方便快捷的交流平臺(tái)。目前基于微信在水電工程的安全隱患管理也有很好的應(yīng)用[9]。隨著云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)的興起，特別是互聯(lián)網(wǎng)+工程建設(shè)進(jìn)一步的深化，有必要采用新型的管理方法，搭建新型的交互扁平化平臺(tái)，為此，提出交互軟件定義物資調(diào)配和流向管理平臺(tái)這一設(shè)想。

2.2 管理機(jī)制

軟件定義物資調(diào)配和流向管理平臺(tái)是指從施工現(xiàn)場(chǎng)原有的傳統(tǒng)訂貨管理模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)系統(tǒng)平臺(tái)下達(dá)日常調(diào)度計(jì)劃，供應(yīng)商根據(jù)系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃，安排供應(yīng)車(chē)輛組織供應(yīng)，車(chē)輛隨車(chē)攜帶貨物信息通過(guò)物資檢查站核對(duì)后檢入，并根據(jù)調(diào)度信息到達(dá)指定卸貨點(diǎn)等待施工單位接卸，車(chē)輛駕駛員在卸貨點(diǎn)卸貨過(guò)程中，通過(guò)系統(tǒng)實(shí)時(shí)打卡考勤并拍照上傳，物資卸貨后經(jīng)施工單位、業(yè)主物資管理部門(mén)完成交驗(yàn)手續(xù)后，通過(guò)物資檢查站檢出離場(chǎng)，完成調(diào)度流程（如圖1所示）。

圖1 微信物資流向與調(diào)度管理流程圖

系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳形式，將物資流向的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行逐一記錄，并封存數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)對(duì)于物資實(shí)時(shí)調(diào)度、流向監(jiān)控方面起到了積極的作用，大大降低了物資流失風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)實(shí)現(xiàn)從計(jì)劃下達(dá)、廠家發(fā)貨、過(guò)程運(yùn)輸、檢查入場(chǎng)、卸貨計(jì)量、檢查出場(chǎng)等一系列信息化功能，能有效監(jiān)控物資在途狀況、到貨接卸等情況，提高物資調(diào)度效率，在保障工程建設(shè)主要物資能夠銜接有序、保質(zhì)保量供應(yīng)的同時(shí)，規(guī)避物資交驗(yàn)過(guò)程中的廉潔風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)綜合分析和監(jiān)控供應(yīng)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)執(zhí)行情況，及早發(fā)現(xiàn)和處理供應(yīng)商履約風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物資供應(yīng)全程的主動(dòng)監(jiān)控預(yù)警。

3 系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

企業(yè)服務(wù)總線(xiàn)（Enterprise Service Bus，ESB）的概念是從面向服務(wù)體系架構(gòu)(Service Oriented Architecture，SOA)發(fā)展而來(lái)的。SOA描述了一種IT基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用集成模型；其中的軟構(gòu)件集是以一種定義清晰的層次化結(jié)構(gòu)相互耦合。一個(gè)ESB是一個(gè)預(yù)先組裝的SOA實(shí)現(xiàn)，它包含了實(shí)現(xiàn)SOA分層目標(biāo)所必需的基礎(chǔ)功能部件。

在企業(yè)計(jì)算領(lǐng)域，企業(yè)服務(wù)總線(xiàn)是指由中間件基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品技術(shù)實(shí)現(xiàn)的、通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)和基于XML消息引擎，為更復(fù)雜的面向服務(wù)的架構(gòu)提供的軟件架構(gòu)的構(gòu)造物。企業(yè)服務(wù)總線(xiàn)提供可靠消息傳輸，服務(wù)接入，協(xié)議轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，基于內(nèi)容的路由等功能，屏蔽了服務(wù)的物理位置，協(xié)議和數(shù)據(jù)格式（如圖2所示）。

圖2 應(yīng)用架構(gòu)示意圖

基于微信的大型工程物資調(diào)配和流向管理系統(tǒng)，包含人機(jī)交互接口和后端云服務(wù)系統(tǒng)，人機(jī)交互接口提供使用者和系統(tǒng)使用的界面，后端云服務(wù)系統(tǒng)為人機(jī)交互接口提供系統(tǒng)服務(wù)。

后端云服務(wù)系統(tǒng)包括調(diào)度發(fā)起模塊，利用微信向供貨商發(fā)送訂單信息；供貨商供貨模塊，對(duì)接收到的訂單請(qǐng)求信息進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，識(shí)別數(shù)據(jù)類(lèi)型及來(lái)源，將解析后的數(shù)據(jù)根據(jù)庫(kù)存安排物流，包括司機(jī)和貨物，發(fā)送到數(shù)據(jù)處理中心；物流處理模塊，監(jiān)控物流過(guò)程中的各類(lèi)信息，包括位置信息，可能導(dǎo)致延誤的各個(gè)因素；物資檢查模塊，管理物流進(jìn)入工地后的檢查，包括車(chē)輛，人員尤其是貨物的批號(hào)，品類(lèi)是否與訂單相符；云推送模塊，將數(shù)據(jù)處理中心需要推送的信息分門(mén)別類(lèi)的進(jìn)行推送，提供個(gè)性化服務(wù)；數(shù)據(jù)分析和挖掘模塊，基于空間位置信息進(jìn)行數(shù)據(jù)之間、空間位置信息及屬性數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)分析與條件查詢(xún)。對(duì)物流調(diào)度全過(guò)程的責(zé)任進(jìn)行跟蹤識(shí)別和認(rèn)定，達(dá)到量化管理的目的；計(jì)量模塊，基于手工或自動(dòng)的計(jì)量，計(jì)算貨物的皮重和毛重，以及物品個(gè)（包）數(shù)；調(diào)配模塊，在現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)卸貨點(diǎn)和使用單位之間按照生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行安排。鑒權(quán)和審計(jì)模塊，確保只有授權(quán)的用戶(hù)和應(yīng)用才能使用相應(yīng)的功能；物資檢測(cè)服務(wù)模塊,在現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)中心對(duì)需要檢測(cè)的物資進(jìn)行檢測(cè)并反饋檢測(cè)結(jié)果。

人機(jī)交互部分為系統(tǒng)使用者和運(yùn)行在智能手機(jī)上的微信軟件，使用者包括業(yè)主單位，監(jiān)理單位，施工單位，供貨單位，物流組織的人員。根據(jù)物流過(guò)程中的不同角色，將應(yīng)用分為不同的版本。包括如下客戶(hù)端：調(diào)度平臺(tái)、供應(yīng)商平臺(tái)、司機(jī)平臺(tái)、計(jì)量平臺(tái)、檢查站平臺(tái)、領(lǐng)導(dǎo)分析和決策以及檢測(cè)中心客戶(hù)端。

3.2 系統(tǒng)界面與特征

系統(tǒng)分為三個(gè)主菜單（如圖3所示），“我的調(diào)度”，“處理中心”和“工具”，其中“我的調(diào)度”分為兩個(gè)二級(jí)選項(xiàng)，第一個(gè)選項(xiàng)是“當(dāng)前訂單”，用于查詢(xún)和顯示當(dāng)前的訂單（如果已有），第二個(gè)選項(xiàng)是“車(chē)輛情況”，用于展示當(dāng)前所有所屬在途的物流車(chē)輛的情況。按照前述原則，此部分為平時(shí)最常用的操作。特別是只調(diào)用一次菜單即可獲取最關(guān)心的信息。

圖3 系統(tǒng)主要界面及功能模塊

其中“處理中心”，用于集中展現(xiàn)系統(tǒng)較全面的功能，包含進(jìn)行中調(diào)度列表、已閉合調(diào)度列表、消息群發(fā)等；“工具”，用于調(diào)用常用工具單元，包含掃一掃、地圖等功能。

3.3 應(yīng)用實(shí)例分析

白鶴灘水電站建設(shè)工期長(zhǎng)，施工區(qū)周邊環(huán)境復(fù)雜，參建單位較多，物資運(yùn)輸、校驗(yàn)難以管理。自2016年10月微信調(diào)度與流向管理平臺(tái)上線(xiàn)以來(lái)，錄入人數(shù)多達(dá)1 779，參建單位達(dá)54家，上報(bào)調(diào)度達(dá)4 173余條，閉合調(diào)度2 909條，閉合完成率69%，發(fā)出車(chē)次19 000輛，運(yùn)輸各類(lèi)物資總量127萬(wàn)t。圖4為現(xiàn)場(chǎng)每天實(shí)際調(diào)度占比統(tǒng)計(jì)分析。

表1為常規(guī)物資管理對(duì)比微信平臺(tái)管理、效果評(píng)估。從調(diào)度執(zhí)行計(jì)劃、進(jìn)出廠管理、現(xiàn)場(chǎng)卸貨管理、物資供應(yīng)質(zhì)量管理等方面進(jìn)行對(duì)比分析，可知應(yīng)用該信息系統(tǒng)后，物資調(diào)度、在途、檢查和流向等管理效率大大提高，物資調(diào)度和流向過(guò)程實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)扁平化管理，有效控制了大型水電工程中物資管理漏洞，極大的簡(jiǎn)化了管理流程、節(jié)省了各方人力成本。

圖4 某工程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度占比統(tǒng)計(jì)分析

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)基于微信的大型水電物資調(diào)度與流向管理系統(tǒng)平臺(tái)研發(fā)與應(yīng)用的分析與評(píng)價(jià)，主要結(jié)論如下：

（1）物資調(diào)度與流向管理企業(yè)級(jí)移動(dòng)平臺(tái)的核心是企業(yè)級(jí)消息管理，充分發(fā)揮移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)、隨地辦公的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)消息將各個(gè)物資調(diào)度節(jié)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)時(shí)用戶(hù)交互，真正實(shí)現(xiàn)了客戶(hù)端零部署。

（2）物資供應(yīng)與核銷(xiāo)是保證施工進(jìn)度、質(zhì)量以及成本管理的關(guān)鍵，通過(guò)采用移動(dòng)互聯(lián)、研發(fā)物資調(diào)度與流向管理微信平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了物資在途運(yùn)輸和到貨驗(yàn)收全過(guò)程的信息化管控，達(dá)到了優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)配置、提高物資運(yùn)轉(zhuǎn)效率、降低物資流失風(fēng)險(xiǎn)的目的。

（3）微信在途調(diào)度平臺(tái)針對(duì)調(diào)度運(yùn)輸環(huán)節(jié)，基于物料需求計(jì)劃（MRP），采用移動(dòng)互聯(lián)和社交媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物資計(jì)劃、調(diào)度發(fā)運(yùn)及運(yùn)輸車(chē)輛信息的在線(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度和交互管理。

表1 常規(guī)物資管理對(duì)比微信平臺(tái)管理、效果評(píng)估

（4）實(shí)踐表明，本文提出的物資調(diào)度與流向管理方法及系統(tǒng)平臺(tái)可以較好地解決大型水電工程物資調(diào)配管理難、物資監(jiān)控主體責(zé)任不落實(shí)、質(zhì)量反饋機(jī)制不到位的情況，物資調(diào)度效率提高約50%。