基于Django框架的特種設(shè)備使用過程監(jiān)管軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

蘇明 王海英 李忠科 陳凱

摘 要：特種設(shè)備是企業(yè)開展生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的重要生產(chǎn)資料，因其具有高危險(xiǎn)性和事故易發(fā)性，所以對其使用過程加強(qiáng)監(jiān)管非常重要。文章分析了企業(yè)特種設(shè)備管理工作中存在的問題，提出了應(yīng)對措施，并基于Django開發(fā)框架設(shè)計(jì)出特種設(shè)備使用過程監(jiān)管軟件，使各管理環(huán)節(jié)時(shí)刻處于可控狀態(tài)，以利于特種設(shè)備全過程監(jiān)管目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞： 特種設(shè)備；使用過程監(jiān)管；Django；軟件；設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-4437（2018）02-0035-05

特種設(shè)備具有高危險(xiǎn)性和事故易發(fā)性，如果使用監(jiān)管不善，一旦發(fā)生事故，極易造成群死群傷和重大財(cái)產(chǎn)損失。本文設(shè)計(jì)了基于開源Django框架的特種設(shè)備使用過程監(jiān)管軟件，將以前較為零散的片段管理形成體系化、流程化，使各管理環(huán)節(jié)時(shí)刻處于可控狀態(tài)，有利于實(shí)現(xiàn)特種設(shè)備的全過程監(jiān)管目標(biāo)。

1 特種設(shè)備管理現(xiàn)狀

根據(jù)《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》有關(guān)規(guī)定，特種設(shè)備是指對人身和財(cái)產(chǎn)安全有較大危險(xiǎn)性的鍋爐、壓力容器（含氣瓶）、壓力管道、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施、場（廠）內(nèi)專用機(jī)動(dòng)車輛。一般工業(yè)企業(yè)使用的特種設(shè)備主要有鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯和物流特種作業(yè)車輛等五類。

目前大部分企業(yè)都很重視特種設(shè)備使用的過程監(jiān)管，但往往要求提的多，實(shí)際工作措施少。很多管理工作或流于形式，或工作方式粗獷，主要有以下幾個(gè)方面的問題。

1.1 特種設(shè)備安全技術(shù)資料不完整

企業(yè)特種設(shè)備采購、日常管理和使用歸屬于內(nèi)部不同部門，沒有形成有效的安全技術(shù)資料管理機(jī)制。采購部門采購、安裝、調(diào)試設(shè)備后沒有將技術(shù)資料進(jìn)行歸檔，常出現(xiàn)資料保管不善丟失的情況，導(dǎo)致一些特種設(shè)備安全技術(shù)資料僅存有設(shè)備臺(tái)賬和定期檢驗(yàn)檢測記錄，其它如設(shè)備的設(shè)計(jì)文件、產(chǎn)品質(zhì)量合格證明、使用維護(hù)說明等缺失。

1.2 設(shè)備大修、改造過程記錄不完整

一般企業(yè)都會(huì)有設(shè)備管理ERP系統(tǒng)，可以利用其進(jìn)行設(shè)備的日常維修、保養(yǎng)、點(diǎn)巡檢等業(yè)務(wù)處理。但針對特種設(shè)備，其大修、局部改造的過程資料非常重要，但此部分一般以獨(dú)立的招標(biāo)采購項(xiàng)目的形式開展，過程資料保存在實(shí)施項(xiàng)目的管理部門，沒有做到“一機(jī)一檔”、統(tǒng)一歸檔。

1.3 檢驗(yàn)檢測周期管理方式原始

不同種類的特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測周期不同，某些設(shè)備還有具體要求，如鍋爐每年進(jìn)行一次外部檢測，每兩年進(jìn)行一次內(nèi)部檢測，當(dāng)年做過內(nèi)部檢測的不用進(jìn)行外部檢測。這些信息僅由企業(yè)負(fù)責(zé)特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測的具體人員通過EXCEL表格進(jìn)行管理，易造成遺忘而延遲檢驗(yàn)的狀況。

1.4 應(yīng)急演練過程記錄零散

安全應(yīng)急演練工作一般由企業(yè)安全保衛(wèi)部門指導(dǎo)，各使用部門定期自行開展。相關(guān)演練過程的方案、實(shí)施記錄和圖片資料等由各部門保存，資料零散，未進(jìn)行統(tǒng)一歸檔。

1.5 特種設(shè)備維修過程缺少管控

特種設(shè)備出現(xiàn)故障后，一般企業(yè)都會(huì)有一套相應(yīng)的報(bào)修、維修流程。但在維修工作中，維修的內(nèi)容、維修費(fèi)用使用、維修進(jìn)展情況、維修效果等方面卻缺少過程管控，缺少閉環(huán)管理，針對某臺(tái)設(shè)備的維修記錄更是無法完整統(tǒng)計(jì)。

1.6 報(bào)廢處置過程監(jiān)管薄弱

特種設(shè)備的報(bào)廢與普通設(shè)備不同，報(bào)廢時(shí)須向特種設(shè)備監(jiān)督管理部門提出停用申請，處置過程也有相應(yīng)的流程，這些工作的過程監(jiān)管較為薄弱。

2 軟件總體設(shè)計(jì)

2.1 功能模塊設(shè)計(jì)

軟件功能模塊設(shè)計(jì)為系統(tǒng)管理、法律法規(guī)管理、臺(tái)賬管理、安全技術(shù)資料管理、特種設(shè)備檢驗(yàn)管理、特種設(shè)備大修、改造管理、特種設(shè)備日常維修管理、應(yīng)急演練管理等。軟件功能模塊如圖1所示。

2.1.1系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理模塊包括用戶管理、角色管理和授權(quán)管理以及系統(tǒng)注銷和退出等。

用戶管理：通過此模塊新增、修改和刪除用戶。

角色管理：通過此模塊建立使用軟件的用戶角色。根據(jù)不同的業(yè)務(wù)內(nèi)容、不同的管理層次分為多個(gè)角色，每個(gè)角色具有不同的使用權(quán)限。

授權(quán)管理：通過此模塊給每個(gè)用戶授予不同的角色權(quán)限。

2.1.2 法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、制度管理

此模塊分成三個(gè)層級的內(nèi)容，可以上傳并保存國家、行業(yè)、企業(yè)針對特種設(shè)備管理所發(fā)布的法律法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、管理制度、技術(shù)規(guī)范等文檔資料，便于對用戶日常使用、保養(yǎng)、管理等業(yè)務(wù)進(jìn)行指導(dǎo)。

2.1.3 臺(tái)賬管理

對特種設(shè)備臺(tái)賬進(jìn)行分類管理，分為鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯、特種車輛以及附屬的安全閥等，具備設(shè)備臺(tái)賬的新增、修改、刪除和查詢等功能。

2.1.4 安全技術(shù)資料管理

此模塊上傳并保存各種特種設(shè)備的安全技術(shù)資料文件，包括設(shè)備的設(shè)計(jì)文件、產(chǎn)品質(zhì)量合格證明、安裝及使用維護(hù)保養(yǎng)說明、監(jiān)督檢驗(yàn)證明等相關(guān)技術(shù)資料和文件；設(shè)備的定期檢驗(yàn)和定期自行檢查記錄；特種設(shè)備的日常使用狀況記錄；特種設(shè)備及其附屬儀器儀表的維護(hù)保養(yǎng)記錄；特種設(shè)備的運(yùn)行故障和事故記錄等。設(shè)備安全技術(shù)資料與臺(tái)賬信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，形成“一機(jī)一檔”資料。

2.1.5 特種設(shè)備檢驗(yàn)管理

根據(jù)不同的設(shè)備類型，設(shè)置檢驗(yàn)周期。每次檢驗(yàn)檢測結(jié)束后，將檢驗(yàn)記錄掃描作為檢驗(yàn)附件進(jìn)行保存，記錄檢驗(yàn)時(shí)間，軟件可根據(jù)檢驗(yàn)周期自動(dòng)安排下次檢驗(yàn)時(shí)間，并能夠在到期前進(jìn)行提醒。

2.1.6 特種設(shè)備大修、改造管理

在特種設(shè)備進(jìn)行大修、改造時(shí)收集項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容，并在項(xiàng)目驗(yàn)收后將相關(guān)資料進(jìn)行歸檔，與臺(tái)賬信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，完善“一機(jī)一檔”資料。

2.1.7 特種設(shè)備日常維修管理

特種設(shè)備發(fā)生故障需要維修時(shí)，使用者通過軟件提報(bào)維修申請，經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)審批后，單據(jù)流轉(zhuǎn)到設(shè)備管理部門，由設(shè)備管理部門特種設(shè)備管理員聯(lián)系維保單位進(jìn)行維修。在維修過程中，特種設(shè)備管理員實(shí)時(shí)跟蹤維修進(jìn)度，維修完成后填報(bào)維修費(fèi)用，進(jìn)行流程閉環(huán)。

2.1.8 應(yīng)急演練管理

實(shí)現(xiàn)對演練方案、演練記錄、演練成效的全過程管理。

2.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

以特種設(shè)備檢驗(yàn)?zāi)K為例，每臺(tái)設(shè)備都有唯一的設(shè)備編碼，并屬于某一種設(shè)備類型。每一種設(shè)備類型都有一個(gè)檢驗(yàn)周期的設(shè)定，每次設(shè)備檢驗(yàn)后都進(jìn)行檢驗(yàn)記錄的登記歸檔，ER圖如圖2所示。

2.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對目前特種設(shè)備使用過程中普遍存在的管理問題，本文設(shè)計(jì)特種設(shè)備使用過程監(jiān)管軟件，實(shí)現(xiàn)對特種設(shè)備使用過程的監(jiān)督和管理工作。軟件開發(fā)采用Python語言，開發(fā)框架使用成熟的Django開源開發(fā)框架。

Django是基于Python語言實(shí)現(xiàn)的Web應(yīng)用開發(fā)框架，采用MTV（模型M、模板T和視圖V）設(shè)計(jì)模式，利用URL匹配模塊、內(nèi)建模板語言和緩存系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)模塊拆分和快速部署。同時(shí)，它采用ORM（模型對象關(guān)系映射）技術(shù)，將關(guān)系型數(shù)據(jù)庫表抽象成面向?qū)ο蟮腜ython類，將表操作轉(zhuǎn)換成類操作，避免了復(fù)雜的SQL語句編寫。

軟件將各功能模塊分別定義為獨(dú)立的服務(wù)，為表示層提供可調(diào)用的views接口，業(yè)務(wù)邏輯層通過其中的單個(gè)服務(wù)或多個(gè)服務(wù)構(gòu)成的服務(wù)組形成業(yè)務(wù)流程。用戶通過瀏覽器提出數(shù)據(jù)請求時(shí)，由業(yè)務(wù)邏輯層進(jìn)行處理，通過模板形式向用戶展示獲取到的數(shù)據(jù)。軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

Django處理應(yīng)用請求的具體程序流程如圖4所示。當(dāng)用戶對其需要的服務(wù)進(jìn)行檢索訪問時(shí)，從客戶端瀏覽器發(fā)出的HTTP 請求被轉(zhuǎn)化成HttpRequest對象，該對象被傳遞給 Request 中間件處理，如果該中間件返回了Response，則直接傳遞給 Response 中間件做處理。否則Request 中間件將訪問 URL 配置，確定由哪個(gè) view 來處理，在執(zhí)行該 view 前，系統(tǒng)把 request 傳遞給 view 中間件處理器進(jìn)行處理，如果該中間件返回了Response，那么該 Response 直接被傳遞給 Response 中間件進(jìn)行后續(xù)處理，否則將執(zhí)行確定的 view 函數(shù)處理并返回Response。

3 軟件實(shí)現(xiàn)

3.1 軟件環(huán)境部署

3.1.1框架環(huán)境：Python3.6和Django2.0

3.1.2開發(fā)工具：Pycharm2017.3

3.1.3前端框架：Bootstrap3.3

3.1.4后端數(shù)據(jù)庫：Mysql5.7

安裝Python后，在Django文件夾中執(zhí)行命令行python setup.py install，即完成主要開發(fā)環(huán)境的搭建。隨后安裝Mysql數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.2 后臺(tái)管理開發(fā)

3.2.1 創(chuàng)建項(xiàng)目

本軟件所建項(xiàng)目名為mycode，所使用命令行為：

django-admin startproject mycode

3.2.2 創(chuàng)建應(yīng)用

每個(gè)項(xiàng)目中可包含多個(gè)應(yīng)用，本軟件的應(yīng)用名為tzsb，所使用命令行為：

python manage.py startapp tzsb

3.2.3 修改配置文件

在settings.py配置文件中將應(yīng)用名加入INSTALLED_APPS中，并修改數(shù)據(jù)庫連接配置。具體內(nèi)容根據(jù)數(shù)據(jù)庫類型的不同而有所差異。

3.2.4 定義數(shù)據(jù)模578B

以特種設(shè)備臺(tái)賬為例，編輯models.py文件內(nèi)容，其中Ylgd_sbinfo為數(shù)據(jù)表名：

from django.db import models

class Ylgd_sbinfo（models.Model）：

sb_name = models.CharField（verbose_name='管道名稱'， max_length=100）

sb_num = models.CharField（verbose_name='管道編號(hào)'， max_length=50）

sb_syz = models.CharField（verbose_name='管道使用證'， max_length=50）

sb_jb = models.CharField（verbose_name='管道級別'， max_length=50）

sb_length= models.IntegerField（verbose_name

='管道長度（M）'）

sb_ylwd = models.CharField（verbose_name

='工作壓力/溫度'， max_length=50）

sb_fsfs = models.CharField（verbose_name

='敷設(shè)方式'， max_length=10）

sb_memo = models.CharField（verbose_name

='備注'， max_length=50）

sb_signer = models.CharField（verbose_name

='登記人'， max_length=50， default='system'）

def __str__（self）：

return self.sb_name

3.2.5 同步數(shù)據(jù)庫，生成數(shù)據(jù)表

通過以下兩條語句實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫表的創(chuàng)建：

python manage.py makemigrations tzsb

python manage.py migrate

3.2.6 生成admin的超級管理用戶

python manage.py createsuperuser

3.2.7 啟動(dòng)服務(wù)，進(jìn)入后臺(tái)管理

在admin.py中注冊數(shù)據(jù)表后，運(yùn)行python manage.py runserver命令即可啟動(dòng)服務(wù)。在瀏覽器中通過地址127.0.0.1：8000/admin登錄后臺(tái)管理。Django框架最大的優(yōu)點(diǎn)是自帶強(qiáng)大的后臺(tái)管理功能，可以省去很多后臺(tái)開發(fā)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)對所有數(shù)據(jù)表的增刪改查操作，操作界面如圖5所示。

3.3 前端界面開發(fā)

3.3.1 配置URL

在urls.py文件中進(jìn)行配置，相應(yīng)的url對應(yīng)相應(yīng)的view函數(shù)。前段頁面開發(fā)采用BootStrap前端框架，使用Django的模板語言進(jìn)行前端頁面的開發(fā)。

3.3.2 定義view

在views.py文件中定義視圖。當(dāng)請求一個(gè)頁面時(shí)，Django 創(chuàng)建一個(gè)包含有關(guān)請求數(shù)據(jù)的 HttpRequest 對象，并將它傳給視圖函數(shù)，視圖函數(shù)處理完相應(yīng)邏輯后返回一個(gè)HttpResponse 對象，隨后Django轉(zhuǎn)換HttpResponse為一個(gè)適合的HTTP Response，以Web Page顯示出來。

3.3.3 運(yùn)行效果

軟件運(yùn)行效果如圖6所示，實(shí)現(xiàn)了特種設(shè)備整個(gè)使用過程的監(jiān)管業(yè)務(wù)，達(dá)到了良好的應(yīng)用效果。

4 結(jié)論

加強(qiáng)特種設(shè)備使用過程的監(jiān)督管理，對于保證安全生產(chǎn)，保障國家財(cái)產(chǎn)和職工生命的安全具有特別重要的意義。本文以特種設(shè)備管理的整個(gè)過程為研究對象，分析生產(chǎn)運(yùn)營過程中遇到的實(shí)際問題，設(shè)計(jì)特種設(shè)備使用過程監(jiān)管軟件，能夠提高企業(yè)特種設(shè)備管理工作水平。通過研究，也可以提高基層管理人員利用信息化手段分析和解決問題的能力。

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