設備監造是電力工程建設品控的重要手段之一,尤其是特高壓工程的主設備監造,由于其造價貴、周期長、運輸難等特點,在生產制造期間,加大對主設備的監造管理及人員管理的力度,對提高設備制造質量和工程建設水平意義重大。
2019年國家電網有限公司提出了“三型兩網、世界一流”的戰略目標,提出建設電力物聯網,要充分挖掘和利用好內部大數據,把這些數據作為一個富礦挖掘出來,與客戶和社會共享,充分發揮好電網樞紐平臺的作用。特高壓設備監造數據作為電網數據的重要組成部分,其完備性、關聯性和共享性也尤為重要。
在當前特高壓輸電工程主設備的監造工作中,存在駐廠組作業內容報送滯后、監造過程故障問題難追溯和監造經驗難分享的情況。
近年來國外對制造過程管理的信息化出現了商業智能(business intelligence, BI)系統,其平臺化、集成化和組件化的解決方案深受企業歡迎。國內行業市場上也有較多設備制造過程管理的信息化軟件,如企業資源計劃(enterprise resource planning, ERP)、供應鏈管理(supply chain management, SCM)等。
隨著移動互聯網技術的發展,其在電力信息實時填報、資源共享方面的應用日益增多,如在電力施工、電力巡檢、運行監測等方面的應用,方便了現場填報及數據的實時回傳與數據共享。
目前國內針對電力設備監造的信息化軟件的研究幾乎沒有。為了加強監造現場人員管理、加強監造業務流程標準化管理、加強監造業務各環節的協同和加強監造成果共享,本文提出建設基于移動互聯網的監造現場管理平臺,具體如下:采用B/S+移動端的系統架構,實現對監造現場人員考勤管理、監造日志管理、監造臺賬管理、緊急事件報送、案例庫管理、遠程會議等功能。
根據監造中心駐廠監造對人員和監造工作的管理需求,平臺需具備以下功能:
1)完善的駐廠組人員管理和統計功能,實現人員監管實時化和智能自動化。
2)信息通告功能,實現在本部與各駐廠組之間重要布置決策下達和意見反饋的自動化,提高監造業務執行效率和管控力度。
3)監造業務開展各類信息填報在線化、實時化,實現各類設備質量信息及時上傳,自動歸類整理查詢功能。
4)緊急事件處理功能,針對設備出現的重大故障,實現現場信息可實時錄影錄像保存,并及時提醒逐級跟進處理,直至事故解決閉環。
5)遠程會議功能,實現通過平臺各手持終端隨時召集各駐地業務人員進行遠程實時現場會議,提高監造現場事件處理能力。
6)建立自有設備質量數據庫,包括但不限于各類質量案例、標準等,在積累大批量各類設備質量數據信息后,實現根據現場事故狀況實時反向查詢質量信息庫,獲取類似故障分析解決處理咨詢意見。
2.1 平臺整體框架設計
圖1所示為平臺總體框架設計圖。
圖1 平臺整體框架
本平臺采用B/S+移動端的系統架構。平臺后臺采用國網公司的國網統一應用平臺(state grid unified application platform, SG-UAP)開發,移動端基于企信(國網公司移動門戶)開發。平臺整體架構分為5層:軟硬件支撐層、數據層、技術支撐層、服務層和用戶層。
1)軟硬件支撐層。提供平臺部署運行的基礎環境及平臺軟件,硬件包括數據庫服務器、應用服務器、移動端設備、PC等,軟件支持平臺主要是SG- RDB數據庫和Tomcat中間件。
2)數據層。實現對數據的組織與管理,按業務應用分為4個邏輯庫:考勤數據庫、現場管理數據庫、資料管理數據庫和系統管理數據庫。
3)服務層。服務層包括移動端和網頁端。移動端主要實現考勤管理、現場管理,網頁端主要實現考勤管理、現場管理、資料管理和系統管理。
4)用戶層。本平臺面向的用戶包括駐廠組人員、監造處人員、監造中心管理員和領導層。其中主要的填報用戶為駐廠組人員和監造處專責。
2.2 平臺部署設計
本平臺采用內外網部署,如圖2所示。其中數據庫及Web端應用服務器部署在信息內網,移動端服務器部署在信息外網。信息內外網之間通過邏輯強隔離的隔離裝置實現數據交互。外網移動交互平臺一端部署在互聯網,一端部署在信息外網。移動端設備可以通過外網移動交互平臺實現對應用服務器的訪問。
圖2 平臺部署拓撲圖
平臺終端包括Web終端和移動終端。主要實現的功能包括考勤管理、現場管理、資料管理和系統管理。
3.1 考勤管理
考勤管理用來輔助落實監造人員到崗到位情況,同時通過對差假表單的管理,為人員薪資發放提供支撐。主要的功能包括打卡、差假表單管理和統計分析功能。
1)打卡。駐廠組人員每日通過移動端打卡進行簽到/簽退,平臺通過定位系統獲取用戶位置與廠家位置匹配,確定用戶是否到崗。
2)差假表單管理。駐廠組人員在移動端可以填寫出差、請假、調休、加班等的申請;管理人員可以在移動端審批申請。在Web端可以對差假等申請單進行匯總、導出等,方便薪資核算。
3)考勤統計分析。管理者在移動端和Web端都可以查看考勤日統計及月統計情況。
3.2 現場管理
1)監造臺賬管理。從設計凍結會流程開始,整合每臺設備在各個監造結點的工作情況(進度、質量等方面的工作情況)及資料(圖片、文檔、視頻等),形成監造臺賬,方便對設備臺賬進行查詢瀏覽,并支持按照一定報表格式導出設備臺賬的資料供瀏覽。
2)近期質量問題。即監控監造過程中出現的質量問題,預先提供處理流程,在每個流程節點設置通知機制,流程進行到相關節點后立即推送消息到負責人進行問題處理至閉環,質量問題處理完成后,系統自動把相關解決方案更新到設備質量數據庫。
3)緊急事件處理。即針對設備出現的重大故障,實現現場信息可實時錄影錄像保存,并及時提醒逐級跟進處理,直至事故解決閉環,并最終將緊急事故處理過程作為案例歸檔至案例庫作為后續工作的指導,為后續工作遇到的緊急事件提供案例參考及解決方案。
4)工作日報。主要是進行工作日報填報和查看用戶的日報信息及所有的日報明細,也可根據不同的檢索條件查詢相對應的日報信息。
5)信息通告。主要實現在本部與各駐廠組之間重要布置決策下達和意見反饋的自動化,提高監造業務執行效率和管控力度。
6)遠程會議。實現通過平臺移動端隨時召集駐廠人員進行遠程實時現場語音會議,提高監造現場事件處理能力。
3.3 資料管理
1)案例庫管理。通過以往工程的故障案例的積累,為后續工程提供經驗參考。實現工程完工時典型案例的一鍵歸檔。支持案例的查詢、統計分析等功能。
2)標準著作管理。建立自有資料庫,即標準、著作等文檔,提供用戶查閱,用以指導工作。
3)會議紀要管理。支持會議的添加、編輯、刪除等功能,同時可根據不同檢索條件查找對應會議信息。
3.4 系統管理
系統管理為了支持業務應用,實現基礎數據管理、用戶管理、權限管理、系統設置、組織機構管理等功能。
4.1 安全防護技術
依據國網公司對信息軟件系統的安全防護要求,重點從邊界安全、應用安全、數據安全、終端安全等方面對平臺進行安全防護。
1)邊界安全?;ヂ摼W邊界、信息內網邊界按照公司相關要求,沿用本單位現有邊界安全防護設備進行防護,配置訪問控制、日志記錄、入侵檢測等安全策略。信息內外網邊界采用安全隔離裝置隔離進行防護。
2)應用安全。應用安全主要采用身份鑒別、授權、輸入輸出驗證、會話管理、配置管理、數據加密、日志管理等安全防護。
3)數據安全。數據安全主要采用對數據的傳輸、存儲等過程進行加密防護。另外,從存儲位置上,保密數據只在服務器端數據庫存儲,不在服務器端其他區域和客戶端存儲。
4)終端安全。平臺的監造中心辦公室用戶使用現有信息內網辦公計算機訪問平臺。為保證移動終端上安裝的業務應用客戶端正常運行,并避免由移動終端導致移動業務應用出現安全問題,移動端統一從企信平臺應用商店下載,采用代碼混淆等手段進行代碼加固。并將設備與人員綁定、系統與設備綁定,保障了數據的可靠性與真實性。
4.2 移動互聯網技術
移動互聯網(mobile internet, MI)是一種通過智能移動終端,采用移動無線通信方式獲取業務和服務的新興業態,包含終端、軟件和應用3個層面。駐廠監造工作的特性,決定了工作需要實時采集現場照片、記錄監造結果和上報質量問題,借助移動端駐廠組能夠快速采集現場數據并上傳,減少數據中間整理過程,提高作業效率。本研究借助移動互聯網技術,在移動端實現了考勤打卡、日報填報、緊急事件上班、臺賬上報、遠程會議等功能。
5.1 平臺實現
應用服務開發采用JavaEE技術規范,前端頁面采用HTML、JavaScript、JSP等開發,移動端采用HTML5和JavaScript開發。實現的平臺界面如圖3和圖4所示。
圖3 Web端系統界面
圖4 移動端系統界面
5.2 平臺的應用
本平臺已于2018年11月在監造中心投入試用。
在本平臺使用前,考勤多采用紙質簽到的方式,容易后補,記錄不易鑒定真假。平臺使用后,考勤范圍覆蓋了監造一處衡變組、保變組、常變組等駐廠組及監造二處許繼組、南瑞組、普瑞組等組,形成打卡記錄300多天??记谟涗浻涗浟舜蚩ㄈ藛T的位置、時間,若有補卡情況需填報補卡原因,系統自動匯總統計,有效地提高了考勤效率并保障了考勤真實性。
在本平臺使用前,現場日志多采用Excel/Word方式記錄,不方便管理者統一查看。平臺使用后,駐廠組在監造過程中,實時拍照填寫工作日志,形成了日志2000余篇,減少了整理謄抄工作量,方便管理者查看。
平臺使用前,工程監造臺賬采用文件存儲方式管理,不方便查詢統計及報告編制。平臺使用后現場實時上傳監造資料,系統自動形成臺賬成果,目前已形成了張北柔直工程、渝鄂背靠背工程、昌吉古泉工程等多個工程的換流變、換流閥、交流變和斷路器的監造臺賬,并記錄質量問題200余條,支持一鍵導出生成監造報告,減輕了現場匯總編制工作量。
在本平臺建設前,在監造中心設備監造工作中,存在駐廠組考勤統計繁瑣、作業內容報送滯后、監造過程故障問題難追溯和監造經驗難分享的情況。通過本平臺的建設與應用,方便了駐廠組考勤工作管理;規范了監造作業流程;減少了監造資料的整理工作;實現了監造經驗多工程、多廠家分享;提高了監造質量問題的可追溯性;提升了監造數據的價值。
當前平臺中重點管理了大型設備的監造過程,小型設備多采用關鍵點見證方式來監造,小設備的監造過程也是監造工作的重要組成部分,也是本平臺后續研究的重點。