通用设计：企业数据共享平台——联动、规范、高效

背景

随着互联网的“开放、共享、合作”思维引入各行业，进行技术改造与创新，提高整个行业信息化与智能化水平成为了B端客户的主流需求之一。建设可扩展的开放式工业互联网，形成面向各种场景和可复用的应用开发生态系统，提高企业硬件、服务、数据的使用效率和共享范围，实现企业业务与资源的智能管理及运营优化，并驱动一系列面向行业产业链的创新应用。

数据共享平台作为工业互联网数据源的一部分，是支撑工业互联网相关应用开发的重要基础。通过建设企业数据共享平台，打通企业生命周期各阶段之间的数据链条，更好地发挥数字化、信息化技术对企业信息化系统及业务的支撑作用。

企业痛点

数据孤岛存在严重，数据之间的交互不通畅，企业设计过程与生产过程脱节。

企业全寿期过程中，数据来源复杂，数据管理混乱。

现有数据质量过低，不能满足上层应用的需求。

设计目标

建设工程设计数据与企业运行数据的共享平台，满足企业生产与设计间数据的无缝衔接，互联互通，实现数据快速，高效，便捷的查询与应用，同时为后续大数据应用、智慧应用等提供数据支撑。

总体技术要求

数据共享管理平台是用于承载、管理和移交工程建设阶段的结构化与非结构化数据（包括三维数据模型、图纸和清单等相关技术文件和资料以及其他备种物项对应数据表等）以及企业运行数据的综合数据集成管理平台。平台应支持多种工程设计软件的数据集成并兼容多种格式文件的导入和导出，提供工程和运行数据的存储、访问和变更服务，实现对企业设备设施数据资产的统一管理和数据共享。并将制定的数据移交标准和规范体现在平台中，确保平台数据与标准规范的统一与深度融合。

平台以SSC数据结构为核心，将梳理出的结构化、非结构化和三维模型之间以物项编码、功能位置码等方式建立物项对象数据之间可以互访的关联关系。以轻量化三维模型为载体进行数据、文件的展现，可通过三维模型快速访问物项对象关联的数据和文件。为数据和文件（含文件内容）建立索引，实现数据和文件快速、有效、便捷的全文可视化检索。检索结果的展示应根据业务应用需要，对检索结果进行信息分类展示，对检索结果的排序可进行定制化权重配置。

平台开发采用B/S架构设计，可通过浏览器直接访问，客户端无须安装任何插件；满足跨平台需求，不受终端类型、操作系统限制，系统设计应采用国际上成熟的技术框架；可方便的将场景发布到各种平台，如PC机、平板电脑、手机等移动终端设备；可运行在Windows、安卓、苹果等主流操作系统上，也可以使用便携式设备作为载体用于在企业现场的设备检维修、事故现场指挥等提供指导和决策；覆盖主流浏览器，可随时随地快速可视化查询企业数据信息。

数据共享平台通过数据接口实现对工程数据的采集。工程数据根据不同来源、内容形式分为结构化数据（数据库，可解析的Excel或XML模版）和非结构化（文件、多媒体、图片、三维模型等）数据。在系统中构建以企业数据分解结构（SSC）为核心的数据模型，实现各类工程业务数据与SSC的挂接。对于非结构化文件，实现文件索引信息（包括文件描述信息，状态，元数据等）与SSC的挂接。

平台能够实现三维模型、结构化数据和非结构化数据的多种展示（列表、二维表、树形）形式；提供数据的快速可视化定位和查询，查询具有过滤功能，实现基于物项编码、功能位置码等类型的精准查询、模糊查询和关联查询以及关联展示。例如：根据位号查询设备，并将设备相关的文档、物资、PID图、三维图等信息进行关联展示。

平台可根据企业的下游目标信息系统（如ERP、ECM系统）需求实现根据不同系统的数据导出功能。同时系统提供与目标系统的在线导入程序的集成，实现数据的推送。

平台提供模型定义功能，能够结合管理和数据需要，灵活的定义系统申的数据模型（业务对象、属性、值列表、编码等）以及数据模型的约束规则（例如：字段约束规则，对象关联规则等），并根据数据模型的约束规则进行数据的校验和处理。系统提供编码器功能，灵活定义各种模式的编码规则（例如：流水码，分段码，分类码等），并提供编码的合法校验、编码的生成、编码的解析等功能。

平台提供数据移交过程的编排和策略定义功能。根据不同的数据类型（例如：设备数据）定义数据的流向，入口方式和地址、出口方式和地址，数据出入时间要求等。系统提供数据质量报表功能，定期根据数据校验结果形成数据报告。

数据共享平台架构

功能性要求

非功能性要求

数据共享平台除满足上述业务和功能需求，还要考虑到平台的性能、容量和可维护性，可扩展性、易用性、安全性、可靠性和整体架构的要求。具体要求如下：

1. 运行环境要求

支持ORACLE、SQL SERVER 等主流数据库。支持集群、负载均衡等技术，保证系统的高可用性。支持主流浏览器（如IE、Chrome、Firefox等）的访问，能够在主流配置计算机上流畅运行，支持用户现场的软硬件环境。

在软硬件系统运行正常的情况下，保证系统浏览的响应时间（平均）满足正常工作需要（例如信息查询不大于3秒、目录树导航不大于8秒、三维模型加载浏览流畅，没有超时现象）

2. 扩展性和开放性要求

1）扩展性要求

平台支持二次开发和系统扩展，包括服务器性能扩展、功能扩展和与其它IT系统的集成扩展。

• 数据库可扩展数据库中含有静态数据和动态数据，在数据库设计初期，充分考虑上述各类数据的扩展，实现后期数据直接纳入到系统数据库中，实现对新增数据的管理。
• 业务功能可扩展，未来业务的扩展只须在现有机制的基础上，增加新的应用与服务模块，当新的技术和产品出现进行升级时，系统能够平滑过渡而不影响用户的使用，产品有新的功能增加时，轻松实现业务的扩展。
• 模型数据可扩展当现场的实体对象数据发生变更后，三维模型进行相应的调整，平台应建立良好的模型更新机制，支持模型的方便、快捷更新。
• 平台应能支持ISO14721，ISO15926，ISO10303等国际通用数据标准。支持XML等国际通用文件标准。

2）开放性要求

软件产品在系统架构设计上具有开放性，平台采用的是前后端分离技术，开放的接口标准支持和对外服务引擎，包括但不限于：

• 集成API 接口，如Web Service、RCF、MQ 或供应商标准API 等；
• 对常用通讯协议的支持，如HTTP、FTP、XML、TCP/IP、MQ、OPC、SOAP 等协议；
• 其他的接口实现方式及通讯协议；
• 模型轻量化与活化，实现对原设计三维模型进行轻量化处理及信息联动；
• 可实现在网页端、客户端或移动端进行三维场景的展示，并轻松实现三维场景操作。

3. 集成性需求

系统能实现对多种来源、格式的信息兼容，如DWG、DGN、Word、Excel、PDF、JPG 等，支持WebService 接口，预留供外部调用系统数据的标准接口，主要是为与现有企业生产系统结合。

4. 客户定制需求

平台能够提供企业所在行业先进的案例和平台配置模版。可以根据不同项目的技术路线和用户不同的数据需求，提供灵活的参数配置和数据范围，以及友好的界面

5. 信息安全要求

1）软件需求及设计需求

需求分析阶段，应充分考虑安全需求，包括框架安全、输入验证、业务安全、会话管理、认证和密码管理、授权与访问控制、异常处理、日志审计、数据保护、数据库安全、文件安全、合规性等安全因素。在方案设计和详细设计阶段，应对制定好的安全需求进行软件安全设计。

2）软件安全开发管理要求

遵守《代码安全编写规范》指引，在系统开发时融入相关的要求规范，如数据输入处理、文件系统接口、数据库接口、错误异常处理、抛出特定异常、精确处理异常、数据返回、密码与私密信息、用户认证口令等因素。

开发过程中针对代码进行审查，组织代码走查工作，关键代码交叉检查，形成代码走查记录。

3）测试安全要求

平台上线前，需遵循行业信息安全标准的要求，对软件系统进行安全性检查，包括程序安全、密码安全、安全策略设置等内容。

4）其它安全要求

实现平台数据库的分布式部署，提高系统执行的效率。能够集成主流的LDAP服务器，支持LDAP认证。支持多组织数据、功能的权限分隔，以确保未来推广复制实施的可靠性。平台为独立和封闭系统，可管可控、可与外部互联网隔绝，防止无形资产流失，保障系统安全性问题

6. 界面及语言要求

平台开发语言为主流开发语言，平台操作易于学习和掌握、简单易用，符合数据移交行业标准和IT技术标准，符合用户应用习惯，以减少用户培训和熟悉的时间。

软件产品至少支持中文、英文两种语种，产品软件菜单、功能界面、帮助文档必须有简体中文版本。界面设计美观大方，布局合理，逻辑清晰，风格统一，色彩协调，菜单简洁，同一页面中菜单项一般不超过四级。

提供联机帮助功能，指导用户正确使用此软件。能够提示错误信息，并自动提示正确操作的方法

7. 其它要求

1）角色和权限控制

系统可以提供给数据管理员系统使用权限角色分配和管理功能，实现对数据的维护工作，根据不同的职能部分，分配不同的功能应用，如有的角色只能浏览、有的具有编辑功能，即平台具有角色管理的能力，能够根据不同的角色定义访问不同的数据和信息。

• 按照人员角色进行平台权限管控，查看、下载、复制等分别受控；
• 能够提供主要的操作日志记录，包括系统登录用户与时间、功能模块使用用户与时间、用户具体操作与时间、资源访问、权限操作（授予、回收、修改）、操作终端IP 地址等级别日志的自动记录，保证数据的可追溯性；
• 制定数据备份方案，同时考虑可靠性和备份效率，能与备份系统、灾备
• 系统集成，实现数据安全管理。

2）性能要求

经过完善的设计和充分的测试运行，具备在7*24H连续无故障流畅运行能力，并应具备有效的容错、数据恢复功能。

3）代码要求

平台代码编写规范，满足可读性、可理解性、可追溯性、可识别性和可复用性及模块化部署要求；具有良好的封装性、逻辑性、完整性、稳定性，投入正式运行后，系统能进行局部维护和修改。

总结

对数据的合理应用必须建立在数据合理的采集、整理、保存的基础上，这符合DIKW（Data-Information-Knowledge-Wisdom）的发展原则。利用本文提供的思路进行合理增补能基本确定一个企业数据共享平台的设计需求。

本文作者 @大阳

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