基于Android平臺的安全工器具全壽命周期管理系統(tǒng)研究

張軒　司超　孫玉楊

摘? 要：目前，在電力系統(tǒng)中安全工器具種類比較多，對工器具各環(huán)節(jié)管理，主要利用傳統(tǒng)的人工記錄和查詢，工作較為繁瑣且效率不高，而工器具是否規(guī)范準(zhǔn)確管理，影響工作人員的人身安全，與安全生產(chǎn)息息相關(guān)。本文利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)、WebService技術(shù)、XML解析技術(shù)及二維條碼掃描技術(shù)等最前沿的先進(jìn)技術(shù)，研究一種基于Android平臺安全工器具全壽命周期管理系統(tǒng)，簡化了安全工器具的管理方式，降低了工作的繁瑣程度，提高了運維檢修班組的工作效率，減少生產(chǎn)中非必要的錯誤，降低了安全隱患，實現(xiàn)田灣核電站電廠對于安全工器具進(jìn)行全方位的管理。

關(guān)鍵詞：安全工器具? 全壽命周期管理系統(tǒng)? Android? 二維條碼掃描

中圖分類號：TM507 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2021）06（c）-0103-05

Research on Life Cycle Management System of Safety Tools Based on Android Platform

Abstract： At present， there are many kinds of safety tools and instruments in the power system. The traditional manual records and queries are mainly used for the management of various links of tools and instruments， which is cumbersome and inefficient. Whether the tools and instruments are managed standardized and accurately affects the personal safety of staff， which is closely related to safety production. Using the most advanced technologies such as network technology， wireless communication technology， WebService technology， XML parsing technology and two-dimensional bar code scanning technology， this paper studies a life cycle management system of safety tools and instruments based on Android platform， which simplifies the management mode of safety tools and instruments， reduces the complexity of work， and improves the work efficiency of operation and maintenance team， Reduce unnecessary errors in production， reduce potential safety hazards， and realize the all-round management of safety tools and instruments in Tianwan nuclear power plant.

Key Words： Safety tools; Life cycle management system; Android; Two-dimensional bar code

目前，在電廠生產(chǎn)班組工作中，安全工器具是設(shè)備運行、檢修、搶修、維護(hù)等工作中最基本和必不可少的基礎(chǔ)保障，其不僅關(guān)系到電廠的設(shè)備安全和生產(chǎn)班組人身安全，也是日常管理的關(guān)鍵。在電廠生產(chǎn)、檢修等工作中，安全工器具計劃、采購、驗收、試驗、使用、檢查、保管、報廢等環(huán)節(jié)管理，主要依靠傳統(tǒng)的人工記錄方式進(jìn)行管理。

傳統(tǒng)的安全工器具管理模式存在著一系列的弊端，具體如下。

（1）管理落后、工作效率低、安全性差。業(yè)務(wù)流程中完全依靠人工，基礎(chǔ)資料和數(shù)據(jù)手工記錄、流程環(huán)節(jié)參與的人多、工程施工因工作量大的問題易出錯，且因無法及時掌握工器具性能，甚至危及作業(yè)安全。

（2）缺乏工器具的全生命周期管理。目前工器具管理采用“人工+紙質(zhì)”相結(jié)合的方式記錄工器具的動態(tài)，無法實時掌握安全工器具計劃、采購、驗收、試驗、使用、檢查、保管、報廢的全生命周期管理的數(shù)據(jù)分析能力。

（3）現(xiàn)有傳統(tǒng)人工登記模式數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率低。作業(yè)及培訓(xùn)過程中，需大批量借用，歸還帶電作業(yè)工具，手續(xù)繁瑣、效率低;現(xiàn)有出入庫管理模式不能實現(xiàn)工具借還，領(lǐng)用批量化，可靠性低，漏記、錯記率高。

根據(jù)上述問題，本研究擬利用無線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、WebService技術(shù)、XML解析技術(shù)及二維條碼掃描技術(shù)等最前沿的先進(jìn)技術(shù)，提出一種基于Android平臺安全工器具全壽命周期管理方法，解決目前電廠傳統(tǒng)安全工器具管理模式存在的不足，以提高工器具管理質(zhì)量和效率。

1? Android平臺基礎(chǔ)理論及技術(shù)

Android的系統(tǒng)架構(gòu)采用了分層的思想，與其操作系統(tǒng)架構(gòu)非常相似，Android系統(tǒng)架構(gòu)可分為4個部分，即Linux內(nèi)核層、Android運行時庫和其他庫層、應(yīng)用框架層、應(yīng)用程序?qū)覽1-2]。基于Android平臺安全工器具全壽命周期管理系統(tǒng)由下拉主要技術(shù)組成如下。

1.1 WebService通信技術(shù)

WebService通信技術(shù)是一種可以接收從Internet或者Intranet上的其他系統(tǒng)中傳遞過來的請求，輕量級的獨立的通信技術(shù)?；贏ndroid開發(fā)調(diào)用WebService需要用到第三方類庫，通過調(diào)研找到WebService客戶端的類庫KSOAP2，這個是比較常用的一個手機客戶端WebService類庫，可移植性較強。

1.2 XML解析技術(shù)

XML是一種通用的數(shù)據(jù)交換格式，它的平臺無關(guān)性、語言無關(guān)性、系統(tǒng)無關(guān)性，給數(shù)據(jù)集成與交互帶來了極大的方便。例如，在電廠安全工器具全壽命周期管理系統(tǒng)中人機交互和服務(wù)器的無線網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用，XML在網(wǎng)絡(luò)通信中扮演著承載數(shù)據(jù)的一個重要角色。

2.3 SQLite數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

SQLite是輕量級嵌入式數(shù)據(jù)庫引擎，它支持SQL語言，并且只利用很少內(nèi)存就有很好的性能。Android集成了SQLite數(shù)據(jù)庫，每個Android應(yīng)用程序都可以使用SQLite數(shù)據(jù)庫。并提供新的API來進(jìn)行SQLite的相關(guān)操作，這樣就不用考慮因為使用JDBC而消耗系統(tǒng)資源和占用手機內(nèi)存的問題[3]。

1.4 二維掃描技術(shù)

在Android平臺手機開發(fā)中用到的二維掃描技術(shù)，用的是Google提供的ZXing開源項目，它提供二維條碼和條形碼的兩種掃描。二維條碼掃描技術(shù)起到了關(guān)鍵性的作用，并且二維碼相對于條形碼有很大的優(yōu)勢：數(shù)據(jù)容量更大，超越了字母數(shù)字的限制，條形碼相對尺寸更小，具有抗損毀能力[4-7]。在實現(xiàn)電廠安全工器具全壽命周期管理系統(tǒng)中，二維條碼為每一個安全工器具進(jìn)行身份認(rèn)證，將與之相關(guān)的信息進(jìn)行錄入，并且依據(jù)器具的不同特點對于錄入的信息進(jìn)行分類[8-9]。

2? 系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于Android平臺進(jìn)行開發(fā)的電廠安全工器具全壽命周期管理系統(tǒng)，如系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D1所示，總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為電廠信息內(nèi)網(wǎng)的Web服務(wù)器主站端和具備4G網(wǎng)絡(luò)的作業(yè)現(xiàn)場移動終端。

在電廠信息內(nèi)網(wǎng)的Web服務(wù)器主站端自動制定任務(wù)計劃，具備4G網(wǎng)絡(luò)的作業(yè)現(xiàn)場移動終端利用WebService和無線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)下載，并將智能手機中的二維條碼掃描技術(shù)集成到移動終端中，利用SQLite數(shù)據(jù)庫進(jìn)行底層數(shù)據(jù)的儲存，并利用移動終端在現(xiàn)場采集工器具出入庫、檢查、保管等數(shù)據(jù)，借助無線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)上送至工器具管理主站端，進(jìn)而對工器具全壽命周期流程進(jìn)行管理。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流由Web服務(wù)器主站端數(shù)據(jù)庫、移動終端數(shù)據(jù)庫組成，整個數(shù)據(jù)流如圖2所示。

3? 電廠安全工器具全壽命周期管理系統(tǒng)

本方案中的工器具全壽命周期管理思路按照《國家電網(wǎng)公司電力安全工器具管理規(guī)定》要求，實行“歸口管理、分級實施”的模式，遵循“誰主管、誰負(fù)責(zé)”“誰使用、誰負(fù)責(zé)”的原則，落實資產(chǎn)全壽命周期管理要求，嚴(yán)格計劃、采購、驗收、試驗、使用、檢查、保管、報廢全過程管理，做到安全可靠、合格有效[10-12]。

根據(jù)上述管理規(guī)定要求和詳細(xì)業(yè)務(wù)分析，對安全工器具全壽命周期管理系統(tǒng)各個模塊的頁面進(jìn)行設(shè)計，總體頁面結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4? 主菜單頁面

主菜單模塊，作為移動安全工具器人機交互界面的首頁，包含了主功能模塊入口區(qū)和待辦任務(wù)提示信息展示區(qū)。主功能模塊入口區(qū)為采購計劃模塊、倉庫管理模塊、工具器管理模塊、信息查詢模塊、數(shù)據(jù)同步模塊的提供圖標(biāo)鏈接入口。

5? 采購計劃模塊

采購計劃模塊包含庫存告警、計劃管理、驗收管理、試驗管理4個功能部分。

5.1 庫存告警

根據(jù)目前庫存中，工器具庫存可用數(shù)量低于最小閾值時告警提示，告警值可通過人工設(shè)置最大閾值和最小閾值，通過庫存告警為采購計劃提供數(shù)據(jù)支撐。

5.2 計劃管理

根據(jù)庫存告警數(shù)據(jù)自動生成采購計劃，計劃生成后可通過待辦任務(wù)將采購計劃發(fā)送到領(lǐng)導(dǎo)審核。

5.3 驗收管理

安全工器具按采購計劃采購到貨后需要對工器具的安全性進(jìn)行驗收，安全工器具在進(jìn)行驗收時嚴(yán)格按物資驗收手續(xù)執(zhí)行，驗收任務(wù)可通過采購計劃生成，相關(guān)部門登記驗收結(jié)果。

5.4 試驗管理

工器具驗收合格后需要對工具器進(jìn)行防御性驗收，試驗任務(wù)可通過采購計劃生成，相關(guān)部門登記驗收結(jié)果。

6? 倉庫管理模塊

倉庫管理模塊包含倉庫管理和貨架管理作為工器具的存放位置，貨架管理頁面中包含了貨架層數(shù)和每次位置劃分，系統(tǒng)分別為倉庫、貨架、層數(shù)、位置生成編號。根據(jù)倉庫-貨架-層數(shù)-位置的存放規(guī)則，自動生成工器具位置編碼，如“KF01-HJ01-C01-NO01”表示01庫房-01貨架-第一層-第一個位置。

7? 工器具管理模塊

功能包含檢測管理、報廢管理、告警提示、二維碼掃描、入庫管理、借出管理、歸還管理等功能。

7.1 入庫管理

管理提供工器具入庫操作，工器具采購、驗收、試驗結(jié)束后，登記入庫。通過信息化手段，為每一個安全工器具生成唯一身份認(rèn)證，即二維碼。并且將與之相關(guān)的信息進(jìn)行錄入，依據(jù)工器具的不同特點對于錄入的信息進(jìn)行分類。工器具參數(shù)包括工器具類型、工器具編號、標(biāo)準(zhǔn)分類、存放位置、廠家、型號、檢測周期和最新檢測時間等字段。

7.2 借出管理

工器具入庫后，班組使用移動終端掃描工器具上二維碼借出，并記錄借出時間、借出原因、借出人員、歸還時間和借出備注。根據(jù)填寫歸還時間，工器具到期未還時生成超期未還告警記錄。

7.3 歸還管理

工器具使用完畢后，班組通過掃描二維碼歸還，記錄歸還人、歸還時間、工器具狀態(tài)和使用詳情。

7.4 檢測管理

工器具的質(zhì)量與安全對于生產(chǎn)工作具有重要的意義，需將定期或不定期的保養(yǎng)與維修工作。班組通過掃描二維碼記錄送檢信息，記錄檢驗人、檢驗時間、檢驗類別、檢驗結(jié)果和檢驗詳情，工器具的檢測類別分為強制檢驗、自行檢驗、集中檢驗。根據(jù)臺賬檢測周期和最新檢測時間信息，工器具到期未檢測時生成檢驗超期告警記錄。

7.5 報廢管理

在實際的生產(chǎn)工作存在設(shè)備的損耗，經(jīng)過檢測不合格的，應(yīng)及時將工器具報廢處理，并標(biāo)記不合格。班組通過掃描二維碼對設(shè)備進(jìn)行報廢處理，記錄報廢人、報廢時間、報廢原因和報廢詳情。

7.6 告警提示

告警提示包含工器具超期未還告警和定檢超期告警。

7.7 二維碼掃描

掃描二維碼，通過二維碼掃描技術(shù)識別臺賬，獲取臺賬基本信息、歷史記錄信息、告警信息和當(dāng)前待辦信息。

8? 信息查詢模塊

信息查詢模塊包括工器具記錄、借出歸還記錄、檢測記錄、報廢記錄、倉庫記錄等。

9? 數(shù)據(jù)同步模塊

數(shù)據(jù)同步模塊即移動終端數(shù)據(jù)庫與服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步，包括了移動終端數(shù)據(jù)庫向服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)上傳和數(shù)據(jù)下載兩個功能。數(shù)據(jù)同步頁面提供用戶提示信息功能，數(shù)據(jù)同步成功或數(shù)據(jù)同步失敗時，提示信息會展示詳細(xì)的同步結(jié)果和原因。

10? 待辦信息模塊

待辦信息界面展示當(dāng)前用戶待處理的任務(wù)信息，任務(wù)信息包括了未處理任務(wù)和已處理未完成的任務(wù)信息，根據(jù)任務(wù)的緊急程度對任務(wù)優(yōu)先級進(jìn)行告警提示區(qū)分。

11? 應(yīng)用效果

目前，基于Android平臺安全工器具全壽命周期管理系統(tǒng)已在田灣核電站電廠使用，總體應(yīng)用效果如下。

11.1 提高了管理效率

利用無線通信技術(shù)的優(yōu)勢，將工器具信息實時準(zhǔn)確傳輸。簡化了安全工器具的管理方式，降低了工作的繁瑣程度，提高了運維檢修班組的工作效率，減少生產(chǎn)中非必要的錯誤，降低了安全隱患，實現(xiàn)田灣核電站電廠對于安全工器具進(jìn)行全方位的管理。

11.2 節(jié)約了資源成本

采用了二維碼掃描技術(shù)，現(xiàn)場通過手持終端二維碼掃描快速瀏覽電力安全工器具信息，并實時記錄當(dāng)前核查信息。通過手持終端圖形化界面為班組提供了友好且直觀的人機交互方式，減少對于紙張資源和人力資源的使用，實現(xiàn)田灣核電站電廠人力成本的降低。

12.3 采用了預(yù)警機制

采用了有效的告警機制，對設(shè)備在庫存數(shù)量、超期歸還、檢測周期等環(huán)節(jié)做到實時監(jiān)控，提高了田灣核電站電廠管理的效率和水平，也避免相互交織環(huán)節(jié)漏洞的出現(xiàn)。

13? 結(jié)語

本文從電力系統(tǒng)中安全工器具傳統(tǒng)管理現(xiàn)狀出發(fā)，設(shè)計了一種基于Android平臺安全工器具全壽命周期管理系統(tǒng)。依托于二維碼掃描技術(shù)將Android智能手持終端作為系統(tǒng)的前端載體，開發(fā)出用于在現(xiàn)場出入庫、檢查、保管等工作的人機交互界面。本系統(tǒng)通過規(guī)范化、高效化、合理化的管理方式，增加系統(tǒng)的實用性和完整性，有效提升了企業(yè)對工器具智能化和信息化的管理水平。

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