基于移动互联网的设备监造现场管理平台实现与应用

特高压主设备的监造工作是控制设备质量的重要过程，设备监造现场的人员管理、设备监造工作管理是设备监造管理的重点工作。在当前特高压输电工程主设备的监造工作中，存在驻厂组作业内容报送滞后、监造过程故障问题难追溯、监造经验难分享的情况。近年来，随着移动互联网技术的发展，其在电力信息实时填报、资源共享方面的应用日益增多。
国网经济技术研究院有限公司、北京洛斯达数字遥感技术有限公司的研究人员文卫兵、石岩、李明、王赞、颜静，在2020年第7期《电气技术》杂志上撰文，提出构建设备监造现场管理平台，利用移动互联网等技术，将驻厂组考勤、监造工作流程、设备台账、典型质量问题等进行统一的信息化管理，从而促进监造工作流程的规范化，促进监造经验跨厂家、跨工程的共享。
设备监造是电力工程建设品控的重要手段之一，尤其是特高压工程的主设备监造，由于其造价贵、周期长、运输难等特点，在生产制造期间，加大对主设备的监造管理及人员管理的力度，对提高设备制造质量和工程建设水平意义重大。
2019年国家电网有限公司提出了“三型两网、世界一流”的战略目标，提出建设电力物联网，要充分挖掘和利用好内部大数据，把这些数据作为一个富矿挖掘出来，与客户和社会共享，充分发挥好电网枢纽平台的作用。特高压设备监造数据作为电网数据的重要组成部分，其完备性、关联性和共享性也尤为重要。
在当前特高压输电工程主设备的监造工作中，存在驻厂组作业内容报送滞后、监造过程故障问题难追溯和监造经验难分享的情况。
近年来国外对制造过程管理的信息化出现了商业智能（business intelligence, BI）系统，其平台化、集成化和组件化的解决方案深受企业欢迎。国内行业市场上也有较多设备制造过程管理的信息化软件，如企业资源计划（enterprise resource planning, ERP）、供应链管理（supply chain management, SCM）等。
随着移动互联网技术的发展，其在电力信息实时填报、资源共享方面的应用日益增多，如在电力施工、电力巡检、运行监测等方面的应用，方便了现场填报及数据的实时回传与数据共享。
目前国内针对电力设备监造的信息化软件的研究几乎没有。为了加强监造现场人员管理、加强监造业务流程标准化管理、加强监造业务各环节的协同和加强监造成果共享，本文提出建设基于移动互联网的监造现场管理平台，具体如下：采用B/S+移动端的系统架构，实现对监造现场人员考勤管理、监造日志管理、监造台账管理、紧急事件报送、案例库管理、远程会议等功能。
1  业务需求分析
根据监造中心驻厂监造对人员和监造工作的管理需求，平台需具备以下功能：
1）完善的驻厂组人员管理和统计功能，实现人员监管实时化和智能自动化。
2）信息通告功能，实现在本部与各驻厂组之间重要布置决策下达和意见反馈的自动化，提高监造业务执行效率和管控力度。
3）监造业务开展各类信息填报在线化、实时化，实现各类设备质量信息及时上传，自动归类整理查询功能。
4）紧急事件处理功能，针对设备出现的重大故障，实现现场信息可实时录影录像保存，并及时提醒逐级跟进处理，直至事故解决闭环。
5）远程会议功能，实现通过平台各手持终端随时召集各驻地业务人员进行远程实时现场会议，提高监造现场事件处理能力。
6）建立自有设备质量数据库，包括但不限于各类质量案例、标准等，在积累大批量各类设备质量数据信息后，实现根据现场事故状况实时反向查询质量信息库，获取类似故障分析解决处理咨询意见。
2  平台架构设计
2.1  平台整体框架设计
图1所示为平台总体框架设计图。
图1  平台整体框架
本平台采用B/S+移动端的系统架构。平台后台采用国网公司的国网统一应用平台（state grid unified application platform, SG-UAP）开发，移动端基于企信（国网公司移动门户）开发。平台整体架构分为5层：软硬件支撑层、数据层、技术支撑层、服务层和用户层。
1）软硬件支撑层。提供平台部署运行的基础环境及平台软件，硬件包括数据库服务器、应用服务器、移动端设备、PC等，软件支持平台主要是SG- RDB数据库和Tomcat中间件。
2）数据层。实现对数据的组织与管理，按业务应用分为4个逻辑库：考勤数据库、现场管理数据库、资料管理数据库和系统管理数据库。
3）服务层。服务层包括移动端和网页端。移动端主要实现考勤管理、现场管理，网页端主要实现考勤管理、现场管理、资料管理和系统管理。
4）用户层。本平台面向的用户包括驻厂组人员、监造处人员、监造中心管理员和领导层。其中主要的填报用户为驻厂组人员和监造处专责。
2.2  平台部署设计
本平台采用内外网部署，如图2所示。其中数据库及Web端应用服务器部署在信息内网，移动端服务器部署在信息外网。信息内外网之间通过逻辑强隔离的隔离装置实现数据交互。外网移动交互平台一端部署在互联网，一端部署在信息外网。移动端设备可以通过外网移动交互平台实现对应用服务器的访问。
图2  平台部署拓扑图
3  平台功能设计
平台终端包括Web终端和移动终端。主要实现的功能包括考勤管理、现场管理、资料管理和系统管理。
3.1  考勤管理
考勤管理用来辅助落实监造人员到岗到位情况，同时通过对差假表单的管理，为人员薪资发放提供支撑。主要的功能包括打卡、差假表单管理和统计分析功能。
1）打卡。驻厂组人员每日通过移动端打卡进行签到/签退，平台通过定位系统获取用户位置与厂家位置匹配，确定用户是否到岗。
2）差假表单管理。驻厂组人员在移动端可以填写出差、请假、调休、加班等的申请；管理人员可以在移动端审批申请。在Web端可以对差假等申请单进行汇总、导出等，方便薪资核算。
3）考勤统计分析。管理者在移动端和Web端都可以查看考勤日统计及月统计情况。
3.2  现场管理
1）监造台账管理。从设计冻结会流程开始，整合每台设备在各个监造结点的工作情况（进度、质量等方面的工作情况）及资料（图片、文档、视频等），形成监造台账，方便对设备台账进行查询浏览，并支持按照一定报表格式导出设备台账的资料供浏览。
2）近期质量问题。即监控监造过程中出现的质量问题，预先提供处理流程，在每个流程节点设置通知机制，流程进行到相关节点后立即推送消息到负责人进行问题处理至闭环，质量问题处理完成后，系统自动把相关解决方案更新到设备质量数据库。
3）紧急事件处理。即针对设备出现的重大故障，实现现场信息可实时录影录像保存，并及时提醒逐级跟进处理，直至事故解决闭环，并最终将紧急事故处理过程作为案例归档至案例库作为后续工作的指导，为后续工作遇到的紧急事件提供案例参考及解决方案。
4）工作日报。主要是进行工作日报填报和查看用户的日报信息及所有的日报明细，也可根据不同的检索条件查询相对应的日报信息。
5）信息通告。主要实现在本部与各驻厂组之间重要布置决策下达和意见反馈的自动化，提高监造业务执行效率和管控力度。
6）远程会议。实现通过平台移动端随时召集驻厂人员进行远程实时现场语音会议，提高监造现场事件处理能力。
3.3  资料管理
1）案例库管理。通过以往工程的故障案例的积累，为后续工程提供经验参考。实现工程完工时典型案例的一键归档。支持案例的查询、统计分析等功能。
2）标准著作管理。建立自有资料库，即标准、著作等文档，提供用户查阅，用以指导工作。
3）会议纪要管理。支持会议的添加、编辑、删除等功能，同时可根据不同检索条件查找对应会议信息。
3.4  系统管理
系统管理为了支持业务应用，实现基础数据管理、用户管理、权限管理、系统设置、组织机构管理等功能。
4  关键技术研究
4.1  安全防护技术
依据国网公司对信息软件系统的安全防护要求，重点从边界安全、应用安全、数据安全、终端安全等方面对平台进行安全防护。
1）边界安全。互联网边界、信息内网边界按照公司相关要求，沿用本单位现有边界安全防护设备进行防护，配置访问控制、日志记录、入侵检测等安全策略。信息内外网边界采用安全隔离装置隔离进行防护。
2）应用安全。应用安全主要采用身份鉴别、授权、输入输出验证、会话管理、配置管理、数据加密、日志管理等安全防护。
3）数据安全。数据安全主要采用对数据的传输、存储等过程进行加密防护。另外，从存储位置上，保密数据只在服务器端数据库存储，不在服务器端其他区域和客户端存储。
4）终端安全。平台的监造中心办公室用户使用现有信息内网办公计算机访问平台。为保证移动终端上安装的业务应用客户端正常运行，并避免由移动终端导致移动业务应用出现安全问题，移动端统一从企信平台应用商店下载，采用代码混淆等手段进行代码加固。并将设备与人员绑定、系统与设备绑定，保障了数据的可靠性与真实性。
4.2  移动互联网技术
移动互联网（mobile internet, MI）是一种通过智能移动终端，采用移动无线通信方式获取业务和服务的新兴业态，包含终端、软件和应用3个层面。驻厂监造工作的特性，决定了工作需要实时采集现场照片、记录监造结果和上报质量问题，借助移动端驻厂组能够快速采集现场数据并上传，减少数据中间整理过程，提高作业效率。本研究借助移动互联网技术，在移动端实现了考勤打卡、日报填报、紧急事件上班、台账上报、远程会议等功能。
5  平台的实现与应用
5.1  平台实现
应用服务开发采用JavaEE技术规范，前端页面采用HTML、JavaScript、JSP等开发，移动端采用HTML5和JavaScript开发。实现的平台界面如图3和图4所示。
图3  Web端系统界面
图4  移动端系统界面
5.2  平台的应用
本平台已于2018年11月在监造中心投入试用。
在本平台使用前，考勤多采用纸质签到的方式，容易后补，记录不易鉴定真假。平台使用后，考勤范围覆盖了监造一处衡变组、保变组、常变组等驻厂组及监造二处许继组、南瑞组、普瑞组等组，形成打卡记录300多天。考勤记录记录了打卡人员的位置、时间，若有补卡情况需填报补卡原因，系统自动汇总统计，有效地提高了考勤效率并保障了考勤真实性。
在本平台使用前，现场日志多采用Excel/Word方式记录，不方便管理者统一查看。平台使用后，驻厂组在监造过程中，实时拍照填写工作日志，形成了日志2000余篇，减少了整理誊抄工作量，方便管理者查看。
平台使用前，工程监造台账采用文件存储方式管理，不方便查询统计及报告编制。平台使用后现场实时上传监造资料，系统自动形成台账成果，目前已形成了张北柔直工程、渝鄂背靠背工程、昌吉古泉工程等多个工程的换流变、换流阀、交流变和断路器的监造台账，并记录质量问题200余条，支持一键导出生成监造报告，减轻了现场汇总编制工作量。
6  结论
在本平台建设前，在监造中心设备监造工作中，存在驻厂组考勤统计繁琐、作业内容报送滞后、监造过程故障问题难追溯和监造经验难分享的情况。通过本平台的建设与应用，方便了驻厂组考勤工作管理；规范了监造作业流程；减少了监造资料的整理工作；实现了监造经验多工程、多厂家分享；提高了监造质量问题的可追溯性；提升了监造数据的价值。
当前平台中重点管理了大型设备的监造过程，小型设备多采用关键点见证方式来监造，小设备的监造过程也是监造工作的重要组成部分，也是本平台后续研究的重点。
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