設備維修與巡檢PDA終端研制分析

鄭娟 羅昌俊 王小飛 馬永 高虎

[摘 要]風洞動力保障系統(tǒng)為完成風洞試驗任務提供所需的水電氣等資源。雖然已經(jīng)初步建立B/S模式的配套信息化系統(tǒng)，但是風洞動力保障系統(tǒng)地理位置分散，工作環(huán)境為戶外，現(xiàn)場無WiFi網(wǎng)絡覆蓋，使維修/巡檢工作的數(shù)據(jù)采集仍以手工采集為主，技術資料獲取困難，無法享受信息系統(tǒng)建立帶來的便利。基于此，本文提出面向設備維修與巡檢PDA終端的技術方案，解決網(wǎng)絡斷續(xù)連接情況下的數(shù)據(jù)安全利用問題，實現(xiàn)現(xiàn)有信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成運用以及現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集、及時入庫等功能。

[關鍵詞]PDA;IETM;信息化保障;移動數(shù)據(jù)庫

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.20.031

[中圖分類號]F270.7;TP311.52[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2020）20-00-04

0? ? ?引 言

風洞動力保障系統(tǒng)是實行風洞試驗任務的重要輔助設備，主要包括供配電系統(tǒng)、純凈水系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、氧氣系統(tǒng)等八大類動力資源系統(tǒng)。為了提高風洞動力保障系統(tǒng)的綜合效能，相關機構已經(jīng)建立Web版交互式電子技術手冊IETM、狀態(tài)感知與監(jiān)測系統(tǒng)、設備健康管理與維修、設備信息管理系統(tǒng)等信息化系統(tǒng)，基本實現(xiàn)了風洞動力保障系統(tǒng)技術資料數(shù)字化，系統(tǒng)總體態(tài)勢和設備關鍵參數(shù)集中監(jiān)測以及設備統(tǒng)一調(diào)度管理。風洞動力保障系統(tǒng)具有種類多、地理位置分散等特點，使巡檢/維修人員現(xiàn)場查閱、瀏覽資料十分困難，而且巡檢/維修任務執(zhí)行情況也只能采用紙質(zhì)表格記錄、手工錄入的模式，效率比較低。因此，為便捷高效地開展風洞動力保障系統(tǒng)維修/巡檢活動，擬建立便攜式任務執(zhí)行PDA終端，實現(xiàn)保障現(xiàn)場對交互式電子手冊IETM的快速查詢使用、維修/巡檢任務快速獲取、設備履歷信息的現(xiàn)場查詢、故障輔助診斷、設備特征及故障現(xiàn)象錄入/上傳等功能。

1? ? ?PDA終端系統(tǒng)總體設計

PDA終端的主要作用是為現(xiàn)場開展風洞動力保障系統(tǒng)維修保養(yǎng)、巡檢等活動提供服務。該終端支持用戶及時獲取個人的維修/巡檢任務，并完成任務執(zhí)行與反饋工作;通過設備ID自動匹配推送對應設備IETM數(shù)據(jù)以及狀態(tài)信息、故障信息等履歷信息;同時還提供基于關鍵字、故障編碼、數(shù)據(jù)編碼等多種IETM數(shù)據(jù)搜索功能;提供基于IETM的交互式動力設備故障輔助診斷等功能;提供文字錄入、音視頻采集等功能以及工作日志、運行記錄、維護記錄、故障記錄等通用模板，支持現(xiàn)場錄入相關維護/巡檢數(shù)據(jù);提供基于二維碼掃描備件出入庫管理、人員身份認證以及數(shù)據(jù)的導入與導出等功能。

此外，PDA終端還通過增配OTG網(wǎng)卡的方式，在不與單位內(nèi)網(wǎng)計算機直接連接的同時實現(xiàn)其對單位內(nèi)網(wǎng)的接入和訪問，如圖1所示。在線運行時，PDA終端完成數(shù)據(jù)的下載與上傳功能，即執(zhí)行任務前，PDA終端根據(jù)執(zhí)行任務涉及的設備ID、人員，自動從設備健康管理系統(tǒng)、設備信息管理系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)、IETM發(fā)布平臺、人員與組織權威數(shù)據(jù)庫中同步設備維修/巡檢功能、設備歷史履歷信息、維修器材庫申請單、人員身份等信息，實現(xiàn)信息自動匯總;執(zhí)行任務后，自動將采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)以及任務執(zhí)行情況等設備履歷信息同步到服務器中。在執(zhí)行任務時，PDA終端離線運行，支持IETM數(shù)據(jù)的瀏覽與查詢、基于IETM的故障識別/隔離、設備拆卸/安裝、部件維修、更換等工作，并以文本/圖像/視頻等形式，實時記錄設備特征、故障現(xiàn)象、任務執(zhí)行過程與結(jié)果等數(shù)據(jù)。PDA終端采用7～9寸電容式觸摸屏幕的手持式設備，滿足EXib llc T6防爆等級要求，能夠有效防震、防水、防塵。

2? ? ?PDA終端主要功能設計與實現(xiàn)

2.1? ?安卓版IETM

“一次生成，多次使用”是IETM的重要設計理念。在Web版風洞動力保障IETM系統(tǒng)研制過程中，設計師以最小故障定位單位為分解粒度，按照任務剖面，將相關技術信息分解為一個個具有高度可重用性的數(shù)據(jù)模塊，并以中性XML文檔形式存儲在公共源數(shù)據(jù)庫CSDB中。因此，PDA終端IETM模塊根據(jù)巡檢/維修活動的實際業(yè)務需要，直接重用現(xiàn)有的Web版IETM系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)模塊，利用萬禾數(shù)字科技有限公司自主研發(fā)的IETM創(chuàng)編平臺轉(zhuǎn)化和整合現(xiàn)有數(shù)據(jù)模塊，校驗相關業(yè)務規(guī)則，生成支持安卓移動終端版IETM的中性數(shù)據(jù)包，并結(jié)合用戶定義的顯示樣式，最終生成可在PDA終端上離線瀏覽的IETM產(chǎn)品。

2.2? ?維修保養(yǎng)

維修保養(yǎng)任務由風洞動力保障設備健康管理系統(tǒng)根據(jù)不同的維修需求創(chuàng)建，由維修保養(yǎng)崗位人員完成，主要包括兩類任務：一種是狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)/人工故障報告觸發(fā)的應急維修工單;另一種是根據(jù)設備三級維護保養(yǎng)規(guī)定創(chuàng)建的計劃性保養(yǎng)工單。維修保養(yǎng)人員登錄PDA終端后，可以通過“我的任務”模塊從服務器上查看同步分配給自己的維修保養(yǎng)任務、查看任務列表、查看任務詳情、查看相關輔助信息，并進入任務將任務執(zhí)行結(jié)果提交至服務器，具體維修保養(yǎng)界面如圖2所示。

任務列表展示授權用戶承擔的所有任務，包括新任務、暫停、取消、進行中和已完成等幾種狀態(tài)。其中，新任務按照任務緊急程度和下達時間進行排序，并以不同顏色區(qū)分任務的緊急程度等。未完成的緊急任務，PDA終端將定時彈出對話框進行提醒。維修保養(yǎng)人員可以通過工單詳情模塊查看任務詳情，并評估任務風險與預計工時是否準確。針對應急維修任務，維修人員還需現(xiàn)場確定故障是否存在。若為系統(tǒng)誤判，則結(jié)束該任務，否則與設備運維人員進行設備移交并完成電子簽名后，進入維修保養(yǎng)流程。維修保養(yǎng)任務完成后，記錄并提交維修保養(yǎng)時間、維修保養(yǎng)項目、處理過程、結(jié)論、故障原因、故障控制措施以及試機情況記錄等信息，其中，試機情況由設備運維人員填寫。

2.3? ?巡檢任務

巡檢任務由風洞動力保障設備信息系統(tǒng)根據(jù)其運維規(guī)范創(chuàng)建，由設備運維人員完成，主要包括3類任務：開機前檢查（A類）、設備運行定時巡視（B類）、設備停機檢查（C類）。與維修保養(yǎng)任務類似，設備運維人員可以通過“我的任務”模塊同步任務、查看所需信息。

每次的巡檢任務都涉及多個設備，每個設備有不同的巡檢步驟，因此，現(xiàn)場執(zhí)行巡檢任務時，設備運維人員需要按照預制的巡檢順序進行巡檢。為避免巡檢步驟遺漏，PDA終端分設備并按巡檢順序進行受控顯示，如圖3所示。針對特定巡檢步驟，其前置步驟未完成時，該項巡檢任務為灰色，無法操作。前置任務完成后，自動激活。巡檢過程中發(fā)現(xiàn)問題后，若設備運維人員可以直接解決，則排除故障并填寫巡檢報告;若需停機維修，則記錄故障設備、故障現(xiàn)象等信息，結(jié)束巡檢任務。聯(lián)網(wǎng)上傳數(shù)據(jù)時，發(fā)起維修申請單。

2.4? ?輔助信息集成

PDA終端的設備履歷信息管理模塊將風洞動力保障設備信息管理系統(tǒng)中的設備信息及履歷信息同步到PDA終端并進行存儲，同時向PDA終端系統(tǒng)中的其他功能模塊提供數(shù)據(jù)查詢接口。需要說明的是，數(shù)據(jù)同步時，服務器只推送授權用戶權限范圍內(nèi)的設備履歷信息。為了便于用戶在現(xiàn)場查看、查閱相關技術信息，PDA終端會根據(jù)特定工單中描述的設備信息自動從設備履歷信息管理模塊中抽取該設備的履歷信息;根據(jù)工單中涉及的設備信息、故障信息（故障代碼、故障描述），自動從IETM模塊中抓取設備描述、圖解零部件、拆卸安裝程序、故障隔離程序等信息，生成輔助信息卡，為各類用戶完成任務提供技術支持。其中，輔助信息界面如圖4所示。

2.5? ?備件管理

PDA終端的備品備件管理模塊對用戶執(zhí)行維修/巡檢任務所需的備件、工具、耗材進行管理，提供離線/在線待申領備件填報、在線備件申領/出庫、在線備件歸還/入庫等功能。用戶接受維修任務后，可以根據(jù)故障代碼自動匹配IETM數(shù)據(jù)模塊中該故障的隔離/維修程序，并參考此故障隔離/維修程序中的“準備信息”填報所需專用備件、工具、耗材等信息，生成備件申領單。在線申領成功后，將自動生成申領單二維碼，該二維碼包含申領單號和備件識別碼與數(shù)量。任務執(zhí)行完成后，用戶可以離線填報備件使用信息，生成歸還單。在倉庫現(xiàn)場執(zhí)行備品備件申領或歸還任務時，PDA系統(tǒng)通過在線掃描二維碼信息，同倉庫系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。其中，備件管理界面如圖5所示。

2.6? ?數(shù)據(jù)管理

PDA終端使用環(huán)境具有設備終端多、斷開/連接網(wǎng)絡頻繁、使用地域分散等特點，而且PDA終端的存儲容量有限。為了確保在網(wǎng)絡斷續(xù)連接的情況下，PDA終端用戶能夠高效填報、修改、查詢、訪問數(shù)據(jù)，PDA終端使用嵌入式移動數(shù)據(jù)庫SQ Lite存儲數(shù)據(jù)，并規(guī)定PDA終端與服務器之間的數(shù)據(jù)操作規(guī)則，依此建立基于Web Service的數(shù)據(jù)同步服務。此外，PDA終端在采用審計控制、基于角色用戶訪問控制的基礎上，還采用基于AES加密算法的數(shù)據(jù)加密存儲/傳輸和防復制粘貼等方法，確保數(shù)據(jù)的安全訪問。

3? ? ?結(jié) 語

風洞動力保障系統(tǒng)的設備種類多、地理位置分散、現(xiàn)場無網(wǎng)絡覆蓋，執(zhí)行維修/巡檢任務過程中獲取技術資料困難，數(shù)據(jù)采集以手工為主，工作量大，效率低。為了解決上述問題，本文引入移動數(shù)據(jù)庫技術、Web Service技術、二維碼掃描等技術，研究并提出一個切實可行的便攜式任務執(zhí)行PDA終端解決方案，不僅實現(xiàn)了IETM、設備履歷信息、人員與組織等現(xiàn)有信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集成利用，還提高了風洞動力保障系統(tǒng)的維修/巡檢工作的信息化和自動化程度，能有效提高系統(tǒng)的工作效率和質(zhì)量。

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[收稿日期]2020-09-03