船舶重工软件系统开发：架构设计与功能实现方案

船舶重工行业涉及船舶设计、建造、维修、管理等复杂流程，软件系统需满足全生命周期管理、跨部门协同、数据精准追溯和合规性管控四大核心目标，针对船舶重工的行业特性，如项目周期长、供应链复杂、安全标准高，软件系统需覆盖设计、生产、物资、质量、安全等全流程，同时支持多终端协同与数据可视化决策，系统架构功能模块及实施要点：

一、系统核心架构设计（分层级协同）

船舶重工软件系统需采用微服务架构，实现各业务模块解耦与灵活扩展，同时确保数据流转的一致性，整体架构分为5层，从底层数据到上层应用形成完整闭环，架构层级核心作用关键技术组件。

数据层：统一数据存储与管理、设计数据、生产数据等、关系型数据库MySQL、时序数据库、文件存储。

服务层：封装核心业务逻辑，提供标准化接口、微服务框架、消息队列。

应用层：各业务模块应用、设计、生产、物资等、前端框架、移动端框架。

集成层：对接外部系统、CAD、ERP、MES等、接口网关、ETL工具。

决策层：数据可视化与智能分析、BI工具、数据挖掘算法。

二、核心功能模块设计（覆盖全流程）

1. 船舶设计管理模块

实现从初步设计到详细设计的全流程数字化管理，确保设计数据与生产环节无缝衔接。

（1）设计数据管理

图纸管理：CAD图纸版本控制、在线预览、支持 DWG、DXF格式）、审批流程、设计员→审核员→标准化专员。

BOM管理：生成设计物料清单，支持多层级结构展示，与生产BOM、MBOM、关联。

变更管理：设计变更申请影响范围分析，如“修改某部件对船体结构的影响、变更追溯记录。

（2）协同设计平台

多团队实时协作：设计人员、工艺人员、质检人员在线批注图纸，标记问题点。

标准规范库：内置船舶行业设计标准、如IMO、CCS规范设计时自动校验合规性。

三维模型集成：对接等船舶专用设计软件，导入三维模型进行轻量化展示。

2. 生产制造执行模块

聚焦船舶建造过程的进度、资源、质量管控，实现“设计数据→生产指令→完工反馈”的闭环。

（1）生产计划与排程

分段制造计划：将船舶分解为若干分段，制定每个分段的生产计划、切割→焊接→涂装。

资源调度：自动分配设备、如焊接机器人、数控切割机、人员、场地，避免冲突。

进度跟踪：甘特图展示各工序进度，延迟预警、如：某分段焊接进度滞后2天。

（2）车间执行管理

工序报工：工人通过移动端扫码上报工序完成情况，自动关联质检任务。

物料领用：根据生产生成领料单，与物资管理模块联动，确保物料准时到位。

设备监控：实时采集关键设备、如龙门吊、卷板机的运行数据，预测性维护提醒。

3. 物资供应链管理模块

针对船舶建造所需的海量物资、钢材、设备、配件等，实现从采购到库存的全流程管控。

（1）采购管理

需求汇总：根据设计BOM和生产计划，自动生成采购需求支持手动调整。

供应商管理：供应商资质审核、绩效评估、按时交货率、质量合格率、分级分类。

合同管理：采购合同在线审批、履约跟踪、付款提醒，关联发票信息。

（2）库存管理

仓库分区：按物资类型、钢材、电器件、舾装件、设置仓库分区，支持库位精确查询。

出入库管理：扫码出入库，自动更新库存，低库存预警、某型号电缆剩余 50 米。

物资追溯：记录每批物资的采购来源、检验报告、使用位置、某钢板用于3号分段。

4. 质量与安全管理模块

满足船舶行业严格的质量标准和安全规范，确保建造过程合规可控：

（1）质量管理

检验计划：根据船舶建造阶段、下料、焊接、总装、自动生成检验项、如：焊缝无损检测。

不合格品处理：记录不合格项、原因分析、整改措施、复检结果，形成闭环。

证书管理：船舶检验证书、如CCS证书的申请、更新、到期提醒，关联对应检测报告。

（2）安全管理

危险源识别：识别各工序潜在风险、如高空作业、动火作业，制定防控措施。

安全培训：记录员工安全培训情况，如，焊工持证上岗有效期到期提醒。

事故管理：安全事故上报、调查、处理记录，统计分析事故类型与趋势。

5. 项目管理与决策模块

整合各环节数据，为管理层提供项目全景视图与决策支持。

（1）项目进度监控

多项目看板：同时展示在建船舶的整体进度，如“某散货船完成75%”、关键节点、龙骨铺设、下水、交付。

成本跟踪：实时统计设计、材料、人工成本，与预算对比，超支预警。

里程碑管理：关键节点（如“船体合拢”）的验收流程、文档归档。

（2）数据可视化分析

生产效率分析：各车间/班组的人均产值、设备利用率、工序合格率趋势图。

供应链分析：供应商交货及时率、物料库存周转率、采购成本分析。

自定义报表：支持管理层自定义报表（如 “月度建造进度报告”“季度成本分析”）。

三、技术实现要点（保障系统稳定性）

1. 架构与性能

微服务拆分：按业务域拆分服务、设计服务、生产服务、物资服务等，通过API网关统一入口。

分布式事务：采用跨服务数据一致性，如：采购入库与生产领料的库存同步。

高可用设计：核心服务集群部署，数据库主从复制，避免单点故障。

2. 数据集成与接口

CAD接口：开发与接口实现图纸自动导入与提取。

设备接口：通过OPC UA协议采集生产设备数据，边缘计算网关预处理实时数据。

第三方系统对接：与财务系统（用友/金蝶）、HR系统对接，同步成本与人员数据。

3. 移动端与现场应用

功能精简：移动端聚焦现场操作、报工、质检、领料，减少输入项支持离线操作。

条码/应用：物资、分段、设备贴码，扫码快速关联数据。

AR辅助：复杂装配工序提供AR指引、管道对接位置可视化，降低操作难度。

四、实施与部署要点

分阶段实施策略：

第一阶段：上线设计管理、物资管理模块，解决图纸与物料基础数据问题。

第二阶段：部署生产执行、质量管理模块，实现生产过程数字化。

第三阶段：上线决策分析模块，完成全流程数据贯通与优化。

数据迁移与标准化：

历史图纸、BOM 数据清洗与标准化（如统一物料编码规则）。

制定数据录入规范（如分段编码规则、工序命名标准），确保数据一致性。

用户培训与推广：

分层培训：设计人员侧重图纸管理，车间工人侧重移动端报工操作。

试点先行：选择 1-2 个船舶项目试点运行，收集反馈后全面推广。

系统运维与迭代：

建立 7×24 小时运维团队，保障生产高峰期系统稳定。

每季度收集业务需求，迭代优化功能（如新增特殊船舶类型的生产模板）。