| 电力生产现场标准化作业智能管理系统 |
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一、SWIS现场标准化作业检修及试验管理子系统
1．概述
为保证电网的安全、可靠、经济运行，国家电网公司严格按照各项国家标准和行业标准来指导和控制电网的生产、运行。同时，国家电网公司制定了一系列严格的企业标准，规范企业内部各种生产行为和技术指标，确保电网的安全运行，向社会提供优质的服务。2004年，仅现场标准化作业指导书（范本）就涵盖了变电一次设备检修、变电二次设备抢修、高压试验、架空输电线路停电检修、架空线路带电作业检修、电力电缆检修等现场作业。各省电力公司依据国家电网公司提供的现场标准化作业范本，结合本地区实际情况，也在编写适合本地区的现场标准化作业指导书。
2．应用背景
如果能够通过软件系统把现场标准化作业体系从建立到运行的需求实现并加以升华，那么我们有理由相信通过这种高科技的手段所建立起来的管理体系为企业所发挥的作用和功绩是不可估量的。
1、现场标准化作业体系的建立和运行是一项要求严谨、工作量较大的工作。利用传统人工手段很难保证标准化作业的效率和质量，比如在现场作业指导书编制、修订的过程中会面临大量重复、烦琐的工作，而通过智能管理系统可以标准化、智能化编制、修订。
2、现场标准化作业体系的运行和改进是一个循序渐进的过程，不可能一蹴而就。但是在整个标准化体系建立和运行的过程中由于人本身会受到各种因素的干扰，那么就可能不会严格按照标准的要求执行和考核。智能管理系统可以通过在现场使用PDA以及“四卡”（修前准备卡、工序质量卡、危险点卡、工器具材料卡），确保工作人员严格按照标准执行。通过平台化软件系统灵活的设置和调整还能够满足管理创新和持续改进的要求，使体系发挥的作用不会随着时间的延续而衰退，反而会历久弥新。
3、现场标准化作业体系不仅涵盖质量标准化体系三层（质量手册、程序文件、作业指导书）文件的建立和运行，还把环境以及职业健康控制要素纳入到系统中去，作到各种体系兼容和整合。
现场标准化作业智能管理系统（SWIS）系北京合众普瑞科技有限责任公司利用信息工程的理论和方法，按照ISO9000、ISO14000、OHSAS18000贯标思想，结合电力系统生产实际，建立与现有MIS系统一体化的贯标体系的软件框架，包括贯标体系中的质量手册、程序化文件，突出对贯标的第三层文件，即现场作业指导书优化与执行。系统涵盖供电生产工作中所要依据的法律法规、制度和规程，并根据具体设备的作业指导书提炼出现场工作准备卡、工具材料卡、标准作业流程卡、“三措一案”，根据所建立的典型危险点库提练出现场作业的危险点分析及预控卡，利用MIS系统中的有关信息，形成作业报告、试验记录等相关文件。
在生产现场，利用PDA查询作业工艺质量控制卡并进行见证或停工待检；查询危险点及预控措施。通过红外线接口或USB接口，PDA与后台MIS系统形成闭环系统。
 二、SWIS变电站智能巡检子系统
1．概述
电力工业是关系国计民生的基础产业,电力安全是社会公共安全的重要组成部分。电力作为国民经济的基础产业和社会公用事业，既是重要的生产资料，又是人们生活须臾不可离开的生活资料，与国民经济和人民生活息息相关，是实现国民经济持续健康发展和人民生活水平提高的基础和保证。经济要发展，电力须先行。建设小康社会，电力工业必须在确保安全的前提下，更好、更快地发展。
电力设备管理是安全生产的重中之重，高质量的设备巡检工作是设备安全运行的根本保障。可以通过巡视检查来掌握设备运行状况及周围环境的变化，发现设备缺陷安全的隐患，提出具体的检修内容，以便及时消除缺陷，预防事故发生，或将故障限制在最小范围，保证设备的稳定运行。传统的巡检方式要求运行人员的高度自觉，因为很难做到巡检过程的全程监督；普遍采用的是手工纸介质记录的工作方式，该方式存在着人为因素多、管理成本高。为了保证巡检工作顺利进行，减少不必要的经济损失，改革传统落后巡检方式的呼声越来越高。为此，利用先进的自动识别技术进行计算机管理，尽可能杜绝人为因素的影响，使即时、定性、定量、客观地考核巡检人员的工作成为可能，《SWIS变电站智能巡检管理系统》结合电力业务特点与先进的技术路线，有效的解决了此类问题，是电力设备巡检方面很好的解决方案。
2．系统架构
 3．技术特点
■灵活的定制扩展
系统提供定制巡视计划与临时巡视计划相结合的巡视任务管理，提供灵活的配置扩展方法执行巡视任务。支持多PDA、多任务同时运行。
■图形化的分析
对于巡视过程中发现的缺陷可以按照多种条件形成柱状图、折线图、饼状图，直观的显示可以协助管理者比较准确的预测运行情况。
■多层分布式体系结构
采用业界标准的数据库设计模式，先进的VS.NET开发技术，完全基于互联网的运行结构，使企业员工不受时间和地域的限制操作本系统。也可通过链接融合在企业门户网站。
■应用RFID先进技术
采用PDA移动终端结合RFID无线射频技术实现到位监督，记录巡视结果，自动提示缺陷信息，并可采用录音、拍照、录像等辅助记录设备缺陷。
■人性化设计，界面友好
系统基于B/S架构，采用图形化视窗设计，兼容Windows操作风格，运行人员操作简单，使用方便，非常容易掌握。
4．系统功能
■添加和维护巡视点
将变电站按间隔(即设备单元)或设备建立巡视点，巡视点用电子标签进行标识，标示巡视人员现场巡视位置，与巡视点关联的是巡视设备和巡视内容。
■建立和维护变电设备标准缺陷库
为规范巡视人员对缺陷的描述，建立变电设备标准缺陷库，巡视人员在现场巡视发现缺陷时，可以选择标准缺陷库的内容进行填写，有利于检修人员对缺陷的理解和及时处理。
■建立和维护变电站巡视路线
通过设置巡视点的顺序建立巡视路线，规范巡视人员的巡视路线。
■读写电子标签
标识巡视点的电子标签内存巡视点编码，编码通过RFID读写器写入或读取，在现场巡视时读取编码获取关联的设备和巡视内容，同时实现到位监督，记录巡视人员姓名和到位巡视时间。
■记录缺陷
巡视人员现场发现缺陷，通过PDA程序进行记录，记录时可以选择标准缺陷，也可以补充填写缺陷。
■记录巡视值
本系统记录的巡视结果一般有两种类型，一种标示状态：正常或不正常；一种标示数值，如：温度、压力等。
■数据上传/下载
后台编制的数据通过数据连接线下载到PDA上，作业人员才能根据制定的任务现场作业，作业完成后需要将结果上传到后台系统中，才能实现数据的统一存储和查询统计功能。
■显示巡视结果
按变电站、时间显示巡视结果，查看方便直观。
■ 查询统计
按巡视时间、变电站、巡视人员、巡视类型、缺陷等查询汇总显示输出。
■异常提醒
出现漏巡、巡视设备有未消缺陷等异常情况时，PDA语音提醒工作人员注意。
■ 缺陷管理
现场发现的缺陷上传后台系统后，工作负责人或单位负责人对缺陷可以进行查询、汇总，也可以进行处理、流转和上报。
■变电设备管理
对辖区内各变电站及其间隔和设备建立设备库，并对设备进行分类管理，由相关权限的人员进行维护。
■部门人员管理
对单位的各部门及其人员进行维护管理。
■权限管理
对使用系统的人员权限进行维护管理。
5．硬件配置
5.1服务器配置
■系统软件可在Windows2000/2003平台下运行；
■ 高、中、低端品牌服务器均可；
■处理器最好采用双核及以上规格；
■内存2GHz以上；
■ 硬盘160G以上。
5.2 PDA配置
■内置RFID的PDA
采用工业设计的PDA掌上电脑，基于ARM的嵌入式操作系统，程序运行在WIN CE/MOBILE平台上。功能强大、扩充方便。防水、抗震，内置GPS或RFID读写器，超大屏幕全中文提示，提示信息丰富，人机界面友好，支持手写输入，方便对巡检项目进行记录。巡视器对巡视点的签到认证采用先进的RFID无线射频识别技术。
●使用环境温度：-20℃～+60 ℃
●湿度: 5%～95%
●1.2米自由落体耐摔防护
●充电式锂电池（主备方式，主电池3.7V 1950mAH，后续可提升到2200mAH）
●扫描速度：104次/秒±12次/秒
●扫描角度：47o±3 o
●最大的巡视点：不限
●每个巡视点中最大巡视设备数：不限
●每个设备最多可设置的巡视项目：不限
● 连续工作时间：>8小时
●通讯接口：USB、红外、蓝牙、无线网络等多种接口方式
■外置RFID的PDA
采用HP 2790等型号PDA，基于ARM的嵌入式操作系统，程序运行在WIN CE/MOBILE平台上。功能强大、扩充方便。通过CF或SD接口连接GPS或RFID读写器模块，超大屏幕全中文提示，提示信息丰富，人机界面友好。支持手写输入，方便对巡检项目进行记录。巡视器对巡视点的签到认证采用先进的RFID无线射频识别技术。
●处理器：英特尔? PXA270处理器624MHz
●充电式锂电池（主备方式，主电池3.7V 1950mAH，后续可提升到2200mAH）
●内存： 256MB（192MB ROM和64MB SDRAM）
● 操作系统：Windows Mobile 5.0 Software, Premium Edition
●分辨率：240（宽）×320（高）像素
●电池： 可拆卸/可充电1440 mAh锂离子电池（用户可更换）
●最大的巡视点：不限
●每个巡视点中最大巡视设备数：不限
●每个设备最多可设置的巡视项目：不限
●连续工作时间：>8小时
●应用软件：日历、通讯录、信息发送（面向电子邮件的Spell Checker）、任务、录音机、记事本、Word? Mobile（带Spellchecker）、Excel? Mobile、PowerPoint? Mobile、Internet Explorer Mobile、计算器、文件管理器、终端服务客户端、音量控制等
● 通讯接口：USB、红外、蓝牙、无线网络等多种接口方式
5.3 RFID位置识别标签
RFID读写标签（TAG）可以根据需要制作成任意形状或大小，表面贴装在巡视设备上。标签全球唯一不可模仿，非接触读码，安全可靠。
三、SWIS输电巡检子系统
1．总则
输电线路标准化作业工作是电网公司汲取先进安全生产管理理念，构建安全生产长效机制的一项重要举措。其目的是通过规范现场作业程序和作业人员行为，杜绝现场作业的随意性和盲目性，确保作业过程的安全性和提高作业质量，实现对现场作业安全、质量的“可控”、“在控”、“能控”，将安全生产责任制真正细化和落实到每项作业和每一个作业人员，体现安全生产管理由“事后分析”的被动管理模式向“事前管理”和“过程控制”为中心的主动管理模式的转变。
当今的社会正处于科技革命的浪潮阶段，新技术、新设备、新工艺的运用改变了传统的作业方法。随着计算机技术和网络技术的发展及广泛应用，社会进入了信息化时代。信息技术的发展改变了人们传统的管理理念，赋予了当代作业管理全新的内涵。作业管理从分散式管理向集中式管理发展，从静态管理向实时动态管理发展。依托信息技术的当代作业管理具有更强的时效性。原有生产工具成为提高生产效率的主要制约因素，现场作业管理亦需现代科技手段与工具。随着无线网络以及掌上电脑（PDA）等移动技术的发展和成熟应用，已经可以通过移动技术解决传统现场标准化作业工作中的问题，为现场标准化作业工作提供强大的技术支持和后续动力，原先许多无法解决的问题现在已经得到了妥善的解决。
2．系统架构规划
2.1 总体目标
《输电标准化巡检管理系统》以安全生产为目标，以标准化作业为主线，以信息技术为手段，以激励考核、培训与相应制度为保障，提供了对于电力生产企业的标准化巡视作业管理、缺陷管理等基础管理模块，对电力企业标准化作业的实行起到了更加规范化、标准化的技术保障作用。
■系统建设目标：通过现场标准化巡检管理系统，实现作业质量、安全全过程可控/在控
■系统服务对象：涉及输电运行专业巡视作业
■系统特色：
●系统定位简单可靠实用
●系统研发突出面向服务
●系统维护体现软件更新
●系统运行保持软件性能
2.2 物理部署体系
 2.3 硬件配置
■服务器配置标准
系统应用服务器与数据库服务器应不低于以下配置：
处理器：双核处理器
内存：4G
硬盘：500G
操作系统： Windows Server 2003
■巡检终端配置标准
巡检终端（PDA）配置规格需不低于以下配置：
操作系统：Microsoft Windows Mobile 5.0
处理器：520MHz
内存(RAM/ROM)：256MB/256MB
电源：2200mA可充电电池
定位模块制式：内置GPS模块
环境标准：IP64，1.5M防摔
作业温度： -20~50'C
■总体功能框架
系统功能主要包括：输电工作方案管理、输电巡视卡管理、缺陷管理、巡视设置管理、查询统计、PDA现场巡视管理、系统管理、同步对接数据管理，如下图所示：
 3．系统功能
3.1 巡检类型与巡检项目管理
将巡检类型分为正常巡视、特殊巡视、夜间巡视等，不同的巡视类型对应不同的设备巡视项目与标准，系统需满足根据实际需要增加相应的巡检类型的功能。
3.2 巡检工作方案管理
■巡检工作方案编制
巡检工作方案即为每一次巡检任务，输电巡检人员根据工作任务计划编制巡检工作方案，记录工作方案的编制时间、编制人、巡检当天天气情况、巡检类型、巡检设备等信息。
系统满足快捷生成巡检工作方案的功能，可根据历史巡检工作方案生成新的巡检工作方案，并且自动生效，无须进行审批操作。
■巡检工作方案审批
巡检工作方案编制完毕，将工作方案提交审批，经过审批后的工作方案方可设置为可下载状态。
■巡检工作方案执行与反馈
通过USB数据线或者无线局域网络将现场巡检的作业信息以及缺陷数据传送至数据库服务器，并由相应管理人员进行评估本次巡检作业执行情况。
■巡检线路
在Web端可设置本次巡检的杆塔顺序，下载到PDA后，可查看要巡视的杆塔顺序列表，并按照此顺序执行巡检顺序。
3.3 缺陷管理
■标准缺陷管理
为了规范对输电线路杆塔缺陷的描述而建立缺陷标准库,标准的缺陷按设备类型进行分类描述，同种类型的设备具有相同的标准缺陷描述，系统提供标准缺陷库维护功能。
■现场缺陷管理
现场巡检过程中，有超出巡检标准范围值的以及不符合巡视标准情况的均视为缺陷，用PDA记录缺陷到数据库，并且记录缺陷的重要紧急程度。缺陷记录辅助手段：拍照，录音。
巡检定位成功后，系统提示该杆塔未消缺陷。
■现场缺陷反馈
巡检作业完成后，通过USB数据线将现场发现的缺陷上传至数据库服务器。经过缺陷审定后，将缺陷信息同步至生产管理系统，纳入缺陷管理流程。
经生产管理系统缺陷处理流程处理的缺陷数据可动态同步至输电巡检管理系统，形成未消缺陷库，在巡检人员杆塔定位后，可提示当前杆塔未消缺陷。
3.4 作业指导书管理
作业指导书作为现场巡检的指导性文件，由相应具备权限的人员上传至服务器，并可随工作方案一同下载至PDA提供现场巡检人员随时学习、查看。
3.5 设备台帐
本系统所涉及到的输电线路以及杆塔信息均从生产管理系统同步导入。
3.6 统计分析
■巡视记录查询
可按照巡视人、巡视时间、巡视线路查询巡视记录
■缺陷统计分析
生产管理系统处理的缺陷信息同步至输电巡检系统。
按照缺陷发现人、缺陷发现时间、缺陷等级、标准缺陷进行缺陷的查询。分析，查询结果可形成图形显示，如饼状图、柱状图、折线图。
■巡检到位率查询
根据输电线路、巡检时间、工作方案查询杆塔的巡检到位情况，并统计出巡检到位率。
■巡检工作方案查询
按照工作负责人、工作方案名称、时间、巡检班组查询巡检工作方案。
3.7 接口管理
系统与GIS系统实现如下接口：
■设备台帐接口：输电巡检系统需从GIS系统同步设备台帐和杆塔经纬度信息
■部门人员权限接口：输电巡检系统从GIS系统同步部门人员权限信息
■缺陷接口：输电巡检系统同步新发现缺陷至GIS系统
■巡视记录接口：输电巡检系统将现场工作人员的巡检杆塔和巡检记录同步至GIS系统，可在GIS系统中实现显示巡检路线和杆塔的缺陷信息
4．系统特点
■集中统一的数据管理 系统可以通过流程的设置、权限的分配、文件的流转等功能极大的降低企业工作人员的工作强度，而且通过信息化系统能更加规范标准地执行文件体系管理；
■文件流转规范化 对工作方案、作业指导书及其范本的编制、审批等进行规范化管理，文件处于“受控状态”，并通过网络发布，企业人员取用方便；
■全面的作业管理 系统对作业进行全面管理，依据作业类别选择相应的作业指导书、工作方案以及作业报告和缺陷报告；
■现场作业安全、质量全过程可控/在控 系统通过在现场使用PDA使用正确、全面的巡检标准进行巡检作业，确保输电巡检作业标准化；
■先进的数据采集功能 采用GPS杆塔定位的方式，确定要作业的杆塔，同时记录到位时间，记录输电运行数据和缺陷信息，实现到位监督
■系统满足持续改进的要求 企业管理是一个持续改进的过程，本系统不但能够适应企业目前体系管理模式和容量的需要，而且能够通过简单的设置和调整满足企业对管理不断优化的要求，使企业的标准化工作适应新时期的新形势、新要求；
■个性化的功能设置 根据企业特点，系统功能根据人员权限进行设置，同时依据“任务驱动机制”模式让系统更加实用；
■人性化的操作界面 按照以人为本的设计理念，操作方便；
■严格的安全措施 实现多级安全手段：系统帐号管理、权限设置管理、数据库管理、数字签名管理，有效地提高系统的安全性；
■多层分布式体系结构 采用业界标准的数据库设计模式，并采用最为先进的VS.NET技术，完全基于互联网的运行结构，企业员工不受时间和地域的限制。系统本身占用资源极其有限，一般企业的硬件环境完全可以满足系统运行的需要。用户只需安装网络服务器端程序，即可在整个企业内部通过浏览器进行相关的操作。并且可以通过链接融合在企业门户网站中；
■模块化设计 体系的建立和实施是一个分步执行的过程。通过系统模块化分阶段的投入使用，系统会引导企业按照标准的要求，有条不紊的建立自己的体系。
■灵活的接口设计 系统开发的接口可与生产管理系统的缺陷管理实现数据互通，使得现场巡检发现的缺陷及时反馈到生产管理系统，实现不同系统之间的数据整合。
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