檢維修信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

張茜，李志猛，鄭永濤

(中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司 濰坊輸油處，山東 濰坊 261021)

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檢維修信息管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

張茜，李志猛，鄭永濤

(中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司 濰坊輸油處，山東 濰坊 261021)

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)解決輸油生產(chǎn)常見(jiàn)問(wèn)題成為原油長(zhǎng)輸管道行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。然而在設(shè)備檢維修管理領(lǐng)域，許多主要輸油設(shè)備的運(yùn)行管理和維修維護(hù)管理，仍然停留在以前的老舊管理模式，特別是針對(duì)大型機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、維修維護(hù)信息和零配件信息的日常管理，主要還是由人工完成，各種信息的采集、保存等環(huán)節(jié)仍停留在紙質(zhì)資料的層面。因此，提升檢維修信息化管理水平是原油管道向信息化、數(shù)字化發(fā)展的必然要求。

1業(yè)務(wù)流程調(diào)查

在原油輸送管道行業(yè)，輸油設(shè)備一般由輸油站進(jìn)行巡回檢查和運(yùn)行監(jiān)護(hù)等管理，搶維修部門主要負(fù)責(zé)完成設(shè)備的定期維護(hù)保養(yǎng)、故障維修等。企業(yè)的設(shè)備管理部門主要負(fù)責(zé)設(shè)備的工程改造，保養(yǎng)計(jì)劃制訂、配件采購(gòu)與存放并下達(dá)搶修維修任務(wù)等。設(shè)備管理流程如圖1所示。

這種傳統(tǒng)管理方式的缺點(diǎn)是信息化水平不高，數(shù)據(jù)不能共享。參與設(shè)備管理的三個(gè)單位之間的相互協(xié)作、工作流程安排通常以電話通知、紙質(zhì)文件傳達(dá)方式為主。輸油站將設(shè)備運(yùn)行狀況和故障現(xiàn)象直接匯報(bào)給設(shè)備主管部門和搶維修部門，不對(duì)設(shè)備運(yùn)行信息進(jìn)行有效的整理分析。設(shè)備搶維修部門雖然有搶維修工作單作為痕跡管理，但是沒(méi)有行之有效的方法對(duì)這些工單進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和總結(jié)，既不利于設(shè)備故障原因分析，也不利于傳承設(shè)備維修中的豐富的經(jīng)驗(yàn)和良好的方法。

因此，急需建立一個(gè)綜合設(shè)備運(yùn)行、維修管理，配件管理以及維修信息專家?guī)斓榷鄬用娴脑O(shè)備檢維修信息管理系統(tǒng)來(lái)提升設(shè)備管理水平。改進(jìn)后的設(shè)備維修管理業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

2系統(tǒng)功能要求

2.1設(shè)備基本信息錄入和查詢

輸油站設(shè)備管理技術(shù)人員負(fù)責(zé)把設(shè)備的基本信息輸入到系統(tǒng)的設(shè)備表中，再根據(jù)設(shè)備類型和常規(guī)維修時(shí)更換的部件進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，可以把設(shè)備部件信息輸入到系統(tǒng)的設(shè)備部位表中。例如對(duì)于輸油泵，應(yīng)該按照泵端瓦、泵端部密封、泵腰閥等部位進(jìn)行分解，用戶就可以通過(guò)系統(tǒng)查詢到該部件目前使用的具體型號(hào)。設(shè)備維修部門更換的配件信息要輸入到系統(tǒng)的部件表中。同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)該向下列的用戶提供設(shè)備基本信息和設(shè)備部件信息的查詢功能，如圖3所示。

圖1　設(shè)備管理流程示意

圖2　改進(jìn)后設(shè)備維修管理業(yè)務(wù)流程示意

2.2設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的錄入和查詢分析

每個(gè)輸油站要把本站所轄設(shè)備運(yùn)行的各種工藝參數(shù)(如各部位的溫度、振動(dòng)，電壓、電流、進(jìn)出口壓力等)及設(shè)備的操作記錄(如設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、操作次數(shù))等信息輸入到系統(tǒng)中。

依靠人工輸入設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，無(wú)論是數(shù)量、質(zhì)量以及詳實(shí)程度都不能滿足設(shè)備運(yùn)行分析的要求，必須依靠現(xiàn)有SCADA系統(tǒng)中的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)應(yīng)該具備從SCADA系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的功能。系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備操作記錄來(lái)計(jì)算設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)也能分別對(duì)該設(shè)備各部位上的部件進(jìn)行運(yùn)行時(shí)間的統(tǒng)計(jì)。系統(tǒng)同時(shí)可以統(tǒng)計(jì)記錄一些易損部位的運(yùn)行時(shí)間，如泵的軸瓦、軸承和機(jī)械密封等。此外，系統(tǒng)

具備設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)查詢功能，包括趨勢(shì)分析、數(shù)據(jù)表顯示，有利于設(shè)備的維修保養(yǎng)和故障分析，如圖4所示。

圖3　設(shè)備基本信息錄入和查詢流程示意

圖4　設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)錄入和查詢流程示意

2.3維修信息的錄入和查詢分析

設(shè)備維修部門要詳細(xì)記錄每一次故障處理的全過(guò)程，包括維修時(shí)間、設(shè)備名稱、故障現(xiàn)象，故障分析及處理結(jié)果等信息輸入到系統(tǒng)中。一方面用戶可以對(duì)其進(jìn)行查詢、分析和統(tǒng)計(jì)；另一方面，根據(jù)設(shè)備維修信息，建立設(shè)備維修“跟蹤病例”，可以協(xié)助設(shè)備管理人員采取預(yù)防性維修措施，科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)備管理，有效提高設(shè)備完好率。

在維修信息輸入時(shí)，應(yīng)該考慮用戶輸入信息的簡(jiǎn)便性，對(duì)于一些系統(tǒng)中的固定信息，應(yīng)采用下拉框或者選中操作的方式來(lái)進(jìn)行。設(shè)備維修信息查詢流程如圖5所示。

圖5　設(shè)備維修信息查詢流程示意

2.4設(shè)備配件信息的錄入和查詢分析

將設(shè)備需要的配件類型、存放地點(diǎn)、數(shù)量和價(jià)格等信息輸入到系統(tǒng)中，方便用戶查詢需要的配件信息，有利于提高配件利用率，減少重復(fù)采購(gòu)，降低維修物資成本。同時(shí)，可以根據(jù)配件的更換情況和配件價(jià)格，記錄該類型配件的使用壽命，對(duì)某一種類的配件進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，從而找出性價(jià)比最佳的配件種類。配件管理流程如圖6所示。

圖6　配件管理流程示意

2.5用戶權(quán)限控制

系統(tǒng)用戶分為以下五類：

1) 輸油站設(shè)備操作人員。負(fù)責(zé)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、操作記錄及運(yùn)行時(shí)間的錄入；可以查詢?cè)撦斢驼驹O(shè)備的基本信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)、操作記錄以及維修保養(yǎng)記錄。

2) 輸油站設(shè)備技術(shù)人員。具備輸油站設(shè)備操作人員的權(quán)限，同時(shí)負(fù)責(zé)設(shè)備基本信息和設(shè)備部件更換信息的維護(hù)。

3) 維修部門。可以查詢?cè)搯挝凰爟?nèi)輸油站的設(shè)備基本信息、部件信息、運(yùn)行信息、設(shè)備運(yùn)行趨勢(shì)分析和維修信息，負(fù)責(zé)設(shè)備維修信息的編輯。

4) 設(shè)備管理部門。可以查詢、分析所有輸油設(shè)備的全部數(shù)據(jù)信息。

5) 系統(tǒng)管理員。可以在系統(tǒng)內(nèi)添加上述各種用戶，同時(shí)具備上述用戶的所有權(quán)限。

3系統(tǒng)性能需求

3.1系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性

要充分考慮系統(tǒng)當(dāng)前和今后承受的工作量，系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和處理效率需滿足輸油生產(chǎn)設(shè)備管理的要求。系統(tǒng)在處理設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)趨勢(shì)分析，一旦設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)多，采集頻率高(可能達(dá)到1次/s)，就會(huì)造成系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量非常大，因而在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)階段一定要考慮數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和處理效率，采取效率高的算法來(lái)處理運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.2系統(tǒng)的安全性和可靠性

作為指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)行、管理和維修的一個(gè)信息系統(tǒng)，里面的數(shù)據(jù)信息非常重要，必須要保證其可靠性，建立多種途徑進(jìn)行數(shù)據(jù)備份；另外，這些數(shù)據(jù)反映了輸油單位的輸油生產(chǎn)情況，要嚴(yán)格保密，謹(jǐn)防數(shù)據(jù)外泄，保證數(shù)據(jù)安全。加強(qiáng)系統(tǒng)的日常管理，提供便捷的手段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份和還原，方便在系統(tǒng)崩潰時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。

3.3系統(tǒng)可操作性和易維護(hù)性

系統(tǒng)是直接面向使用人員的，但某些人員對(duì)計(jì)算機(jī)不是非常熟悉，因而要求系統(tǒng)可以提供良好的用戶接口，采取友好的人機(jī)交互界面，應(yīng)盡量使用用戶熟悉的、符合輸油生產(chǎn)實(shí)際的術(shù)語(yǔ)和中文信息界面。

3.4數(shù)據(jù)錄入及處理準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性

數(shù)據(jù)的輸入準(zhǔn)確是系統(tǒng)正確處理分析數(shù)據(jù)的前提，錯(cuò)誤的輸入會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的輸出不正確和不可用，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。手工輸入數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)界面上要有排錯(cuò)性的功能。另外，也要保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，在完成某一階段性任務(wù)后，一定要及時(shí)地輸入數(shù)據(jù)，否則系統(tǒng)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

4系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

檢維修信息管理系統(tǒng)基于客戶端/服務(wù)器架構(gòu)運(yùn)行。輸入輸出處理及邏輯處理在客戶端進(jìn)行，數(shù)據(jù)則放到數(shù)據(jù)庫(kù)中，運(yùn)行在公司內(nèi)部辦公網(wǎng)上并且通過(guò)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)采集所需要的數(shù)據(jù)。

目前，所有的輸油站、設(shè)備管理部門以及維修部門都已經(jīng)開(kāi)通辦公網(wǎng)絡(luò)，不僅便于進(jìn)行信息傳遞和共享，提高數(shù)據(jù)利用效率，還可以節(jié)省投資。要訪問(wèn)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，必須采取有效的措施來(lái)保障生產(chǎn)網(wǎng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的安全性和可靠性，嚴(yán)禁設(shè)備管理系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)及連接生產(chǎn)網(wǎng)內(nèi)各種生產(chǎn)控制系統(tǒng)產(chǎn)生非法訪問(wèn)、惡意攻擊、數(shù)據(jù)量過(guò)載等行為。系統(tǒng)架構(gòu)如圖7所示。

圖7　設(shè)備維修信息系統(tǒng)架構(gòu)示意

在生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)中，安裝1臺(tái)“設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)服務(wù)器”，負(fù)責(zé)從SCADA系統(tǒng)讀取設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)設(shè)置一層企業(yè)級(jí)防火墻來(lái)隔離生產(chǎn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)，以保障生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)安全。設(shè)備管理系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)鏈路讀取“設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)服務(wù)器”的數(shù)據(jù)，以避免海量的數(shù)據(jù)傳遞對(duì)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和SCADA系統(tǒng)的影響。

4.2軟件組件設(shè)計(jì)

軟件組件設(shè)計(jì)是在需求分析和系統(tǒng)架構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，把系統(tǒng)按照功能進(jìn)一步地分成相對(duì)簡(jiǎn)單、具體的模塊，進(jìn)一步降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，方便模塊的編程實(shí)現(xiàn)。

5總結(jié)

通過(guò)對(duì)輸油管道行業(yè)設(shè)備運(yùn)行管理、維修維護(hù)以及配件管理進(jìn)行較為深入的研究，提出開(kāi)發(fā)檢維修信息管理系統(tǒng)來(lái)提升設(shè)備管理水平的觀點(diǎn)。同時(shí)利用軟件工程的方法對(duì)該系統(tǒng)展開(kāi)需求分析和總體設(shè)計(jì)，詳細(xì)分析了系統(tǒng)的功能、性能和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，明確系統(tǒng)架構(gòu)和模塊功能分解，用標(biāo)準(zhǔn)化的成果如數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和模塊分解圖等建立了系統(tǒng)的邏輯模型，為信息系統(tǒng)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

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魏德米勒參加2015北京國(guó)際工業(yè)智能及自動(dòng)化展覽會(huì)

將在5月召開(kāi)。魏德米勒會(huì)攜旗下諸多新品及焦點(diǎn)明星產(chǎn)品亮相2015北京國(guó)際工業(yè)智能及自動(dòng)化展覽會(huì)。產(chǎn)品陣容包括： u-remote遠(yuǎn)程I/O，PRO-max，PRO-eco系列電源、D系列繼電器、安全繼電器、IE工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、信號(hào)隔離器、電涌保護(hù)器、接口板系列產(chǎn)品、重載接插件、SAKDU系列接線端子、各類工具和標(biāo)記號(hào)產(chǎn)品以及OMNIMATE裝置聯(lián)接件： 包括最新的信號(hào)/電源接插件和接線端子、電子外殼等。隨著產(chǎn)品線的不斷擴(kuò)充及技術(shù)的日益革新，魏德米勒無(wú)疑將為廣大的客戶提供更多更好的產(chǎn)品應(yīng)用解決方案。(魏德米勒電聯(lián)接(上海)有限公司)

摘要：通過(guò)對(duì)原油輸送企業(yè)設(shè)備檢維修管理現(xiàn)狀的調(diào)研，提出以信息化手段促進(jìn)檢維修科學(xué)管理的思路。詳細(xì)介紹了開(kāi)發(fā)設(shè)備檢維修信息管理系統(tǒng)的方法、步驟和邏輯分析手段。該系統(tǒng)功能完善，人機(jī)操作界面友好，投入運(yùn)行后有效地提升了檢維修信息化管理水平，對(duì)智能化原油長(zhǎng)輸管道建設(shè)起到一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：信息化業(yè)務(wù)流程數(shù)據(jù)流客戶端/服務(wù)器

Development on Information Management System of Equipment Maintenance and OverhaulZhang Qian, Li Zhimeng, Zheng Yongtao

(SINOPEC PSTC Weifang Department, Weifang, 261021, China)

Abstracts： Through investigation for status of equipment overhaul and maintenance management of oil transportation enterprise， ideas of promoting scientific equipment overhaul and maintenance management by information means are put forward. The methods, steps and logic analysis measures of developing information management system of equipment maintenance and overhaul are introduced in detail. The system has perfect functions and friendly man-machine interface. Maintenance and overhaul information management has been improved effectively after system running. It’s referential to intelligent construction for long distance crude oil pipeline.

Key words：informatization; business process; data stream; client/server

中圖分類號(hào)：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1007-7324(2015)03-0049-04

作者簡(jiǎn)介：張茜，女，2003年畢業(yè)于西安石油大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)就職于中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司濰坊輸油處搶維修中心，任工程師。

稿件收到日期： 2015-02-13，修改稿收到日期： 2015-04-12。