熱門論文
最新論文
露天煤礦大型設備維修信息管 理平臺的設計與實現
發布時間：2023-07-18 09:37
目錄
1緒論 1
1.1項目背景 1
1.2國內外研究現狀 3
1.3研究內容 3
1.4研究目標 5
1.5技術路線 6
2關鍵技術及理論 7
2.1現代化管理信息系統架構設計及研發技術 7
2.2露天煤礦大型設備維修核心技術體系 12
2.3露天煤礦大型設備維修現代化管理方法 26
3系統分析 35
3.1系統概述 35
3.2需求陳述 35
3.3組織機構 48
3.4定義活動者 49
3.5Use Case 圖 52
3.6Use Case 交互圖 60
4系統設計 67
4.1系統架構設計 67
4.2系統功能模塊設計 72
4.3數據庫設計 74
4.4關鍵業務流程設計 81
4.5業務邏輯對象類設計 87
5設備維修管理信息系統的實現 94
5.1神華寶日希勒露天礦設備維修管理現狀 94
5.2設備維修管理信息系統的實現 94
5.3系統測試 98
5.4開發環境的選擇 100
5.5系統運行環境 102
6研究結論與建議 103
6.1結論 103
6.2建議 104
1緒論
1.1項目背景
1.1.1企業簡介
1980年，寶日希勒露天煤礦正式開發，建設方是神華寶日希勒能源有限公司。2005 年， 神華集團公司全資收購神華寶日希勒能源有限公司大部分資產，自此，日希勒露天煤礦便成 為國有控股的煤炭開采項目。截至2014年6月末，公司有在崗員工2502人，總資產65億 元。下設14個機關部門和9個二級單位。
寶日希勒露天煤礦目前已開采23 億噸，現已投產的一號礦點，核定產能為每年3500 萬 噸，而在籌建的二號礦點，設計產能為1000 萬噸每年。在生產系統的配套上，日希勒露天 煤礦共有兩條生產線，其額定破碎能力達到5000 噸/小時，自備鐵路運輸專線實現了與國鐵 濱州線的并軌運輸，年運輸能力超過3000 萬噸。
近年來，日希勒露天煤礦的產銷規模實現了快速增長，神寶能源公司的綜合實力和在全 國同行業的排名不斷向好，企業先后獲得了“全國煤炭工業優秀企業”等榮譽稱號。2013 年， 在全國煤炭行業發展下行的不利環境中，神寶能源公司完成產銷3136 萬噸原煤的好成績， 有效的促進了整個行業的整體向好。
神寶能源公司在抓產能的同時，還注重環境保護的投入，樹立了“環境友好型”企業的 奮斗目標，致力于實現更高的思想站位、更好的資金保障、更強的措施落實，全方位、全系 統的抓好企業生產提升的全過程，創出更好、更強的礦山建設模式。截止至2013 年12 月， 神寶能源公司累計投入資金超過 2.6 億元，對工業廠區和排土場實現了整理，共植樹造林 60000余棵，有效回填腐殖土 300多萬立方米，建設防風抑塵網4200m,積極踐行了環境保 護的社會責任， 成為煤礦行業的先進企業之一。
作為神華集團在我國北疆地區重要的煤炭生產企業，神寶能源公司多年來一直以建設世 界一流的數字化綠色生態露天煤礦為發展目標， 主產的一號露天煤礦開采工藝技術設備領 先， 生產規模大，機械自動化程度高， 是國內典型的高效機械現代化露天煤礦。自并入神華 集團公司，神寶能源公司在信息化建設方面成果顯著，公司先后在露天煤礦生產環節采用了 SMCAD系統、移動GIS外業數據采集系統、卡車智能調度管理系統、卡車防碰撞系統、智 能監控系統等多套數字礦山系統，并計劃在管理環節采用神華集團的ERP系統，這些行業軟 件和管理信息系統的應用為“數字神寶”的建設打下了良好的基礎，為企業進一步利用信息 技術改造傳統行業，加快轉變生產經營方式，提高可持續發展能力提供不竭的動力，更為成 為實現神華集團“建設世界一流煤炭綜合能源企業”宗旨的主力軍創造了條件。
1.1.2項目背景
設備 是 社會 生 產 力 的重要 組 成 部分，是 國 民經濟 的重要的 物質 基礎 ，也 是 企業的 主 要 生 產手段［1］。露天煤礦開采成本費用高昂，而其中設備成本占幵采總成本的 20%以上。 資金密 集型企業對企業資產管理的狀況，直接關系到企業在市場上的核心競爭力［2］。
當前，神寶能源公司整體信息化建設的主要發展方向主要集中在進一步完善數字礦山建 設布局和進一步推動信息技術與傳統業務、管理的融合兩個方面。
設備維修中心作為神寶能源公司的二級單位，在公司整體數字化建設進程中行動速度略 顯滯后，現階段迫切需要通過科研項目的研究契機和科研團隊的持續支持改變這種局面，因 此在 2015 年度提出了“露天煤礦車輛檢修信息化技術研究”的項目需求。該需求包含三個 層面的內容，第一個層面是：以車輛為點，以露天煤礦大型設備為面，以維修管理信息系統 為平臺，全面推進設備維修中心的數字化建設進程；第二個層面是：以維修核心技術為基礎， 以設備故障診斷方法為工具，全面推進學習型設備維修中心建設進程；第三個層面是：以現 代化管理模式為目標，全面推進信息技術與設備維修業務、管理的融合，加速形成具有神寶 特色的維修管理模式。
從今年開始，設備維修中心的主要維護設備由大型礦用自卸卡車逐漸涵蓋到電鏟、破碎 機等其他露天煤礦大型設備。由于露天開采普遍具有工作環境惡劣、工況條件苛刻、工作時 間長等特點，因此隨著服務年限的增加，各種大型設備的故障次數逐年增多，受現有設備維 修方式和安全技術管理水平的制約，這種因設備因素產生的露天煤礦生產系統的動態性變化 并未得到有效的管理和控制，致使大型設備維修費用一直居高不下，設備在生產過程中表現 的狀態不夠穩定，帶來了一定的安全生產隱患，成為了構建本質安全型企業的薄弱環節。
隨著寶日希勒礦區開采情況的變化和主要大型設備運行時間的推移，露天煤礦開采工藝 系統在可靠性方面對各種大型工程設備的使用與維護提出了更高的要求，設備的健康運行狀 態成為了煤炭年產量計劃指標落實工作的關鍵環節。當前在大型設備的合理使用和科學維護 方面還存在著一些問題，制約著露天煤礦生產能力的充分發揮，突出表現在以下幾個方面：
（1） 大型設備維修信息管理相對落后，手工填寫設備維修記錄、存檔，效率低、查詢 不便利。
（2） 大型設備運行狀態監測數據和故障統計數據利用不充分，缺乏大型設備故障隱患 的動態識別方法和故障規律的揭示手段。
（3） 大型設備維修管理體系建設相對滯后， 缺少對“基于現有狀態的維護”等新式維 修理論的研究實踐。
（4） 大型設備維修信息在公司各部門間流轉不暢，設備進廠后等修一類的信息不能及 時傳遞至調度指揮中心， 易造成設備因為非故障因素停產。
綜上所述， 無論是為了“數字神寶”建設的布局還是設備維修中心今后生產業務水平的 提高， 都迫切需要以信息技術項目來改造和提升現有狀況， 開展大型設備的維修管理信息化 技術研究勢在必行。
1.2國內外研究現狀
在煤礦大型設備維修方面， 很多專家進行了研究與發展， 北京天地科技有限公司的王建 工程師提出了基于現代維修思想的煤礦設備維修模式，對煤礦設備故障特點和應對措施現狀 進行了介紹，提出了基于現代維修思想的維修方式的選擇，為進行技術改造的煤礦的設備維 修提供新的方法。 遼寧工程大學的王志田對大型露天煤礦的設備維修模式進行了研究， 并開 發了相應的管理平臺。中國礦業大學的朱慶春對大陽煤礦礦山管理方面進行了探索和研究并 設計了針對該礦的綜合管理系統［3］。
目前有多家國外公司研發計算機維修管理系統，推出了兩百多種相關產品。如美國PSDI 公司開發的MAXIMO設備維修管理系統，Datastream公司開發的MP2 Enterprise設備維修管 理系統，以及英國ENGICAGONGSIDE公司開發的設備維護管理軟件包Q4W等⑷。
但這些系統在國內的應用往往達不到理想的效果， 主要原因是這些系統考慮了通用性, 但是忽略了不同行業具有的特有需求， 缺乏針對性， 同時， 國外系統主要考慮了市場經濟下 運作的國外企業的業務流程、 組織機構、 管理方法等屬性， 我國大型國有企業的市場經濟制 度還不夠完善， 改革也需要循序漸進的推進， 人員的觀念也需要時間來改變， 所以需要對現 有國外維修管理信息進行改進， 才能適用于國內的企業， 否則， 會產生適得其反的后果。
1.3研究內容
結合神寶能源公司在信息化建設方面的戰略布局和設備維修中心本項目的實際需求我 們提出了“露天煤礦大型設備維修管理平臺技術解決方案”，該方案的主要研究內容包括以 下三部分， 第一部分：露天煤礦大型設備維修管理平臺的研發；第二部分：以“預、 控技術” 為核心的露天煤礦大型設備維修技術體系研究；第三部分：以“維修管理數字化和維修決策 科學化”為代表的露天煤礦大型設備維修現代化管理體系研究。
1.3.1露天煤礦大型設備維修管理平臺研發
露天煤礦大型設備維修管理平臺是管理信息系統的延伸，是可視化、系統化、自動化分 析與管理露天煤礦各種大型設備運行狀態信息和故障統計信息的綜合信息平臺，主要功能包 括基礎信息管理、故障管理、統計分析、系統管理等功能模塊和一個用于信息發布的門戶網 站。
1.3.2露天煤礦大型設備維修核心技術體系研究
露天煤礦大型設備維修核心技術體系主要包括大型設備故障預測技術和維修過程控制 技術兩大部分，重點解決大型設備的故障隱患識別、故障規律揭示、維修策略制定、維修過 程管理體系建設等問題，其技術體系的形成主要包括以下內容：
（1） 大型設備故障預測技術體系研究
①大型設備狀態數據采集、轉換、存取技術研究，對大型設備實時運行數據進行非故障 定期匯總。
②大型設備典型故障規律研究，分析典型故障特征，確定監測數據預警臨界值，分析故 障發生與作業環境和操作方式的聯系， 確定大型設備故障隨運行時間變化的發展趨勢。
③大型設備典型故障概率分布研究， 基于隨機過程的方法對大型設備年度典型故障發生 次數進行預測。
（2） 大型設備維修過程控制技術體系研究
①以“工單”為核心的維修過程控制方法研究。
②以“項目”為核心的工程任務分解方法研究。
③以“計劃”為核心的預防性維護方案制定技術研究。
④以“維修方案”為核心的經驗式維修控制模式。
1.3.3露天煤礦大型設備維修現代化管理體系研究
管理的目的是為了實現某種目標，在各種思想的指導下，運用理論知識， 做好人財物等 資源的合理調度， 以期運用最小的投入獲得更大的產出，進而有效完成既定的產出目標，實 現利益的最大化［5］。
露天煤礦大型設備維修現代化管理體系建設就是在管理理念的指導下綜合運用管理方 法實現基于信息的管理決策， 其研究內容主要包括：（1）人員管理模型研究；（2）財務管 理模型研究；（3）物料管理模型研究；（4）安全管理模型研究；（5）企業精神管理模型 研究。
1.4研究目標
“露天煤礦大型設備維修管理平臺技術解決方案”以大型設備基礎信息數據、 故障統計 數據為基礎， 以設備故障隱患識別技術、 設備維修過程信息化管理技術為支撐， 以設計研發 的露天煤礦大型設備維修管理平臺為基礎，實現露天煤礦大型設備維修數據的管理、 分析、 利用、 共享一體化， 形成以“預、 控技術”為代表的露天煤礦大型設備維修核心技術體系和 “具有神寶特色的”現代化維修管理模式，在數字化露天煤礦建設的過程中實現大型設備維 修的“管理數字化和決策科學化”。 具體研究目標可概況為：
（1） 數據管理的數字化。實現露天煤礦大型設備基礎資料、 維修資料數字化管理。
（2） 任務安排的自動化。 根據設備故障類型，實現維修任務分解、定額標準、 派工、 派件和危險源辨識的自動化安排。
（3） 計劃保養的科學化。 根據設備運行狀態， 制定單臺設備的個性化保養方案。
（4） 本安管理細節化。 細化本安管理流程，實現安全“正能量”的及時宣傳發布和“安 全隱患”的跟蹤排查。
（5） 統計分析可視化。實現單臺設備典型故障歷史數據和同類設備典型故障歷史數據 可視化分析、 統計、 查詢。
（6） 報表提交規范化。實現月度工時報表、 配件消耗報表、 維修過程統計報表、 費用 消耗報表的自動化生成、 規范化管理。
（7） 知識管理流程化。 以維修方案為載體建立設備維修知識管理流程， 以圖文方式記 錄員工在維修過程中所積累的維修經驗和知識。
（8） 過程控制優良化。 整合設備維修過程管理流程，用信息技術推動維修業務流程重 組， 優化維修過程管理。
圖 1.1 項目研究技術路線
Fig.1.1 Technical route of project research
2關鍵技術及理論
2.1現代化管理信息系統架構設計及研發技術
在軟件系統的設計中， 首要環節是做好系統藍圖的繪制， 它對軟件系統的組織架構進行 了詳細描述， 旨在按照結構元素特征情況， 做好接口和協作組合的架設， 藍圖設計是否合理， 將會直接決定系統項目的功能性。 本設計中，在體系架構環節采用的是多層架構， 使用的設 計是領域驅動設計。
2.1.1領域驅動設計
領域驅動設計指的是在運用面向對象的分析基礎上，運用分層規劃手段， 按照策略的不 同和類型的不同，對系統的組成類進行合理劃分， 其核心在于領域驅動。 領域驅動設計的業 務邏輯主要集中在各類領域的對象上， 而不是集中在幾個大類上， 這些類都是一個個具備獨 立性的個體， 各自的狀態和行為都不受干擾， 與現實領域的業務之間存在一定的映射關系。 領域模型就是由這些小類組成。 與其他驅動模式相比， 領域驅動的設計的拓展性更強、復用 性更廣、操作的維護難度更低， 處理復雜業務的能力也更強［6］。
（1） 領域驅動設計的特征
①復用：根據上述分析，領域驅動的核心在于對象，這些對象都是一個個完整的內聚描 述， 可以實現直接復用。 此外， 領域驅動設計主要作用于每個領域對象上， 而不是數據庫整 體， 因此， 領域驅動本身能較好的實現復用效果。
②分層架構與責任的劃分：領域驅動設計能夠較好的實現關注點分離原則，在實現分層 架構的基礎上明確了領域對象的責任和策略。 致力于在領域對象和現實世界間形成良好的映 射，實現領域專家和工程師之間的直接對話和交流。
③使用場景：領域驅動設計主要適用于業務邏輯負責的系統中，能夠較好的實現軟件的 維護度的提升和擴展性的增強。 領域驅動設計的高成本、嚴要求， 不適用于簡單業務類型， 如普通添加和修改業務等。
（2） 領域驅動設計的分層架構和構成要素 領域驅動設計對應的項目架構共分為四層， 具體描述如圖 2.1 所示：
展現層 應用層 領域層 基礎設施層
圖 2.1 領域驅動設計的分層架構圖
Fig.1.2 Layered architecture for domain-driven design flowchart
其核心是領域層(Domain),所有的業務邏輯均在在領域層實現，具體描述如下:
表 2.1 領域驅動設計分層描述
Tab.2.1 Domain driven design layered description table
分層類型 描述
展現層 接收用戶信息輸入，將系統處理后的結果輸出給用戶，并及 時反饋信息。
應用層 協調應用程序的活動。
領域層 將業務對象和其狀態的持久化委托給了基礎設施層， 是系統 的核心所在。
基礎設施層 實現對業務對象的持久化。
領域驅動設計對每個對象的責任和策略進行了有效劃分， 較好的實現了系統的分層架構 效果。
服務(Services)：能夠實現領域對象的調度，完成領域對象的封裝等多種服務，是上下 層建筑對接操作的窗口。工廠(Factories):作用在于創建實體，實踐中，一般配合IOC容 器來完成相關工作。值對象(Value objects):按照對象屬性描述生成，在這個過程中，值對 像的屬性的 ID 具有多變性， 而不是唯一不變的。在設計過程中， 值對像承擔的參數的傳遞 載體作用，是內存中的非固定對象。倉庫(Repositories):能夠有效實現管理實體的封裝操 作，是設計環節的管理實體。實體(Entities):具有唯一 ID且能實現穩定的持久化，是一 種有效的業務邏輯， 與具體的業務對象相對應。
2.1.2多層架構體系結構
為了實現神華寶日希勒能源有限公司露天煤礦大型設備維修管理平臺良好的穩定性， 擴 展性，快速靈活的部署以及豐富的用戶體驗， 本系統運用了許多先進的開發技術， 應用領域
驅動設計思想設計的多層架構體系結構如圖2.2所示：
Fig.2.2 Design reference of multi-layer architecture architecture chart
2.1.2.1展現層
展現層是由UI和相關邏輯構成,這些邏輯是由UI控制的。UI指的是客戶端的用戶界面, 承載的是接收外界指令，對數據做出相應處理， 并將命令傳遞到業務層中，實現處理效果， 并將所處理的效果有效呈現出來反饋給用戶［7］。在本系統的設計的中采用的是 B/S 模式結構 進行開發，結構所能實現的用戶操作界面是HTML頁面。而UI控制的邏輯則承擔的是業務 與 UI 之間的連接載體，能夠較好的實現數據驗證和格式化，能夠有效控制 UI 間的流程情況， 它是由事件函數所定義和闡述的如PageLoad事件函數、ButonClick事件函數。為了實現業務 層不依賴表示層， 本系統在 U1 控制邏輯層構建一個 DTo(Data Transfer Objec) ， 當處理輸 入時，我們將從表示層用戶控件中獲取的數據存入DTO；當處理輸出時，業務層將數據以 DTO 的形式返回給表示層， 通過用戶控件呈現給用戶。 這樣做可有效的減少業務邏輯層與表 示層之間的耦合度。
2.1.2.2領域層
領域層是系統的核心所在， 旨在完成數據驗證、 事物處理等功能， 它的主要認為是對實 際任務邏輯進行封裝和運輸。 因此，系統設計的必要環節是完成反映實際業務需求的領域層， 主要操作任務在于將業務分解為業務數據和業務操作。業務數據的核心是業務邏輯， 即為 DTO 角色， 并將以固定形式存留在內存中， 完成系統層次間的有效傳輸。在設計中，業務數 據的表達可以通過兩種方式實現，分別為 Table Model 與 Domain Model。 本系統領域層的業 務數據表達方式選擇的是 Domain Model， 它在實現業務數據與業務操作相連接的基礎上實現 了封裝，業務實體在為表示層服務的過程中完成了 DTO 的傳輸。 因為，系統中每個業務實 體都是獨立存在和運作的， 這也為組件的復用提供了良好的物質基礎。
2.1.2.3數據訪問層
該系統的數據訪問層分為兩個部分，系統服務層和 DAO(Data Aces Object) 層。 DAO 層為系統提供一般性的通用數據訪問服務，能夠實現最基本的數據訪問功能。 而系統服務層 和 DAO 層都處于相同層次的位置。
2.1.2.4持久化層
數據層的目的在于連接外部客戶的訪問與內部對象服務的實現， 本系統采用的是抽象數 據訪問接口的方法， 它是一種不能提供數據源的抽象數據訪問模式， 通過不同 DataProvider 來訪問數據源的各個數據層，進而有效實現數據源的移植和連接。為了實現可移植與良好操 作性，在數據層構建兩種不同的對外接口，一種是用于處理自定義的業務實體(DTO),另 一種是可以手動的構建SQL語句，為數據訪問層提供了靈活的數據訪問方式。
2.1.3其他軟件開發技術
2.1.3.1Ajax 技術
Ajax 即 Asynchronous JavaScript and XML，顧名思義，Ajax 指的是一種與 JavaScript 和
XML的技術，它是一種交互式網頁運用技術，能夠完成基于網頁系統的應用開發。傳統WEB 技術主要采用的原理是，用戶向界面發出HTTP請求，由服務器對請求進行處理，例如刪除 數據、修改數據等，完成處理操作后，服務器再向客戶反饋一個HTML頁面。WEB技術的 開發簡單，運用范圍較廣， 但是這種技術處理流程較長， 耗時較長， 給用戶帶來的體驗較差： 客戶的每一次指令都需要花費很長時間等待。與之相反，Ajax的操作核心在Ajax引擎，Ajax 引擎能夠有效鑒別數據類型， 并接收和交換必要數據， 而自動過濾了冗余信息， 因此， 它是 一種反應靈敏，操作流暢自然的技術手段，客戶的操作體驗更好。與WEB技術不一樣，Ajax 無需以瀏覽器插件為支撐，而是僅需要調用JavaScript在瀏覽器上的執行權限。因此，Ajax 應用程序在上市前，為了保證程序的可執行，需要經過不同類型的瀏覽器和平臺上進行測驗。 隨著互聯網技術的不斷發展，Ajax技術也越來越穩定，市場上推出了更利于學習和設計的簡 化Ajax數據庫。此外，一些輔助程序設計技術也相繼問世，進一步降低了 Ajax的應用門檻。 本系統主要在用戶登陸、用戶提示等場景使用了 Ajax的技術。為了使用戶能夠體驗到一種 新的登陸方式，改善用戶的使用體驗，Ajax是相對較好的選擇。傳統數據的更新，需要向服 務器發出一個常規的頁面請求， 服務器處理完成數據后， 再將它以頁面的形式反回至客戶端， 這樣的往返過程之間傳送了部分重復的信息， 增加了所需要響應的時間。 這種場合采用 Ajax 技術， 可很大程度的加速數據呈現的進程。在文本框等其他輸入表單中給予一定的輸入提示， 或自動完成， 可以很大程度的改善用戶體驗， 尤其是自動完成的數據可能來自于服務器端的 場合，Ajax可以說是最好的選擇。Ajax技術的一個缺點就是，每當出現網絡延遲或者頁面 的變化沒有刷新重載， 那么明顯會使用戶感到一定的延遲， 這是用戶不想看到的， 也是他們 不能理解的。 本系統的解決方案是，采用一個可視化的組件提示用戶系統正在進行后臺操作 且正在讀取數據和內 容。
2.1.3.2自定義查詢服務器控件
在ASPNET2.0中，在程序中執行邏輯運行的主要為Web服務器控件，它可以各種情形 下實現用戶交流， 包括用戶界面形式和非用戶界面形式。在服務器控件中包含很多成員對象， 開發人員能夠隨時獲取和調用這些控件。Web服務器控件是一種抽象控件，而不必與HTML 服務器控件嚴格對應。與實際控件不同，Web服務器的抽象控件與實際標記和編程中所使用 的模型具有很大差異。 Web 服務器控件不僅包括傳統按鈕等控件， 還包括能夠實現常規功能 的空間， 如顯示數據等窗口控件。
露天煤礦大型設備維修管理平臺根據用戶的實際查詢需求，建立一個界面簡化， 功能強 大的查詢接口。 但由于現有 Web 服務器控件均不符合應用的要求，對于這種情況， 本系統通 過從基類派生的方式來創建自定義查詢服務器控件。該控件具有操作簡單， 單項查詢，多項 復合查詢， 模糊查詢以及查詢記憶功能， 而且該控件可以作為一組通用的組件應用到其它系 統。
2.2露天煤礦大型設備維修核心技術體系 露天煤礦大型設備維修核心技術體系主要包括露天煤礦大型設備故障預測技術和維修 過程控制技術兩大部分［8］。
2.2.1設備的故障理論
2.2.1.1設備的故障率 設備運行中的故障指的是，在某些因素的作用下，設備存在一定的安全威脅， 甚至出現 既定功能的喪失［9］。
在數學中，設備的故障率可以被定義成：設備在(0， t) 時間內不發生故障的基礎上， 故障可能出現的次數與時間的商即為故障的概率九(t)，具體公式表述如下。
九(t )= lim 卩{t £ t +Dt|Dt > t}
Dt®0 Dt (2.1)
上式中，九(t)表示了設備的故障率。
在預防維修過程中， 故障率變化情況就是故障率曲線。在工程學中， 最經典的故障率曲 線模式即為浴盆曲線， 它反映了一般設備在經歷了長時間的運轉后，設備的故障率不但攀升。 該曲線的變化情況可以分為早期故障期、 偶發故障期和磨損故障期三個階段［10］， 具體情況如 圖 2.3 所示。
圖 2.3 設備故障率曲線
Fig.2.3 Equipment failure rate curve flowchart
（1）早期故障期
根據圖 2.3可知，在第 1階段，設備的故障率會不斷下降， 其故障來源主要為設備在設 計和制造過程中造成的， 是一種質量問題， 此外，設備在安裝、 調試等過程中， 也會出現一 些人為因素如操作不正確、 操作順序不對造成的［11］， 這些故障都被歸于第一階段故障。 當設 備質量問題操作的故障被解決后，設備就可以實現正常工作了，設備的失效率不斷下降， 并 最終趨于穩定，穩定的時刻就被標記為t0
O
（2）偶然故障期
在圖 2.3中， 偶然故障期即為第2階段，在該階段，設備故障率處于相對平滑狀態， 故 障率保持相對恒定狀態， 故障率可以看做常數。在該階段， 故障的原因主要為操作問題或者 工藝問題，工藝存在缺陷或者超過承載量都會帶來設備故障， 這些因素基本可以歸類為偶然 事件， 因此，該階段又被成為偶然故障前。 此外， 這個階段處于設備的有效運行時間， 被計 入到設備的有效壽命中。
（3） 耗損故障期
在圖 2.3 中， 第 3 階段即為耗損故障期。在一段時間的連續工作后，設備的各個零件已 經在不同程度上出現了老化，設備損耗加大，發生故障的概率也在不斷上升， 這時已經度過 了偶然故障期。如圖所示，在這個階段，設備的故障率會隨著時間的推移而不斷上升， 即圖 中的上揚曲線所示。
綜上， 可以看出， 浴盆曲線的提出， 形象的展示了設備故障的發展情況， 縱觀設備的整 個生命時間， 早期故障期、 偶然故障期和耗損故障期的劃分，分別顯示了設備故障的主體原 因所在：早期設備的可靠性主要受到設備品質的影響； 中期的設備可靠性主要受到設備偶然 故障性， 后期的設備主要受到損耗的影響。
2.2.1.2設備故障率的基本模式
浴盆曲線是具有代表性的故障率曲線， 但是不是所有設備故障故障率曲線都遵循浴盆曲 線， 根據威布爾分布的故障率曲線， 可以獲得另外 5 種基本模式的故障率曲線。
m-1
2.2)
式中：m一形狀參數，n 一尺寸參數，8 一位置參數。
當 m>2 時，設備故障率曲線為 A 型曲線； 當 m=2 時，設備故障率曲線為 B 型曲線； 當 1<m<2 時，設備故障率曲線為 C 型曲線； 當 m=1 時，設備故障率曲線為 D 型曲線； 當 m<1 時，設備故障率曲線為 E 型曲線。 各類故障率曲線如圖 2.4 所示。
九(t)
B型故障率曲線
l (t)
D型故障率曲線
圖 2.4 各類故障率曲線
Fig.2.4 Various failure rate curves flowchart
2.2.3露天煤礦大型設備故障預測技術
2.2.3.1概述
故障預測指在理解與掌握系統的運行狀態以及變化規律的基礎上， 根據一定的預測方 法， 預測其狀態未來的變化趨勢， 預估故障的發展與系統性能劣化的趨勢， 是進行事故的預 防、實現提前維修和健康管理的一種重要手段［12］。
2.2.3.2常用的設備故障預測方法
常用的設備故障預測方法包括三種： 系統可靠性預測法、驅動和統計預測法和失效物理 模型預測法［13］。
第一類， 基于系統可靠性理論的預測方法。 這類方法不需要工程模型、識別故障類型和 傳感器，需要失效歷史信息， 是工程應用范圍最廣泛、資金投入最低， 但是預測精度較低的 預測方法。 主要包括壽命分布模型和故障樹分析。
第二類， 基于數據驅動和統計的預測方法。 這類方法不需要失效歷史、過去的工作狀態、 維修歷史和模型，需要傳感器，工程應用范圍相對廣泛， 資金投入相比第一類多一些， 預測 精司度要高一些。 主要包括以下四種： （1）人工神經網絡；（2）濾波器；（3）隱馬爾可 夫和隱半馬爾可夫模型；（4）回歸分析。
第三類， 基于失效物理模型的預測方法。 這類方法需要傳感器、模型、失效歷史、維修 歷史、過去的工作狀態、當前的工作狀態等信息，工程應用不廣泛， 資金投入相對較多， 但 是也是預測精度最高的預測方法。
具體各種方法所需要的模型和信息匯總見下表：
表 2.2 常用的設備故障預測方法模型
Tab.2.2 Common equipment fault prediction method model table
模型或信息 預測精度： 低到高
基于失效物理模型
的預測方法 基于數據驅動&統
計的預測方法 基于系統可靠性理
論的預測方法
維修歷史 最好 不需要 最好
當前的狀態 需要 需要 最好
過去的工作狀 需要 不需要 最好
態
工程模型 需要 最好 不需要
失效歷史 最好 不需要 需要
識別故障模型 需要 需要 不需要
總計 需要傳感器、需要 需要傳感器、不需 不需要傳感器、模
模型 要模型 型
在實踐中，按照被檢測的危險度的差異，預測方法的選擇也不相同，主要依據的預測方 法選擇依據是數據和模型差異，此外，歷史信息也會對預測方法的選擇帶來很大程度的影響。
2.2.3.3基于數據驅動的預測方法
基于數據驅動的故障預測方法能夠完成數據趨勢的預測，進而為后續的數據采集、數據
提取提供支持，在目前實踐中運用的最為廣泛，其主要操作流程如圖 2.5 所示：
圖 2.5 基于數據驅動的故障預測方法過程
Fig.2.5 The process of fault prediction based on driven method
2.2.3.2.1基于數據驅動的故障預測的步驟
（1） 預測樣本數據的準備與模型訓練。根據設備檢測情況，提取設備特征信息，并基 于以前的歷史數據，加大數據和仿真數據的分析力度，通過故障檢測的訓練樣本開展預測訓 練，不斷提升預測的準確性和科學性。
（2） 趨勢的預測。根據預測環節所掌握的想你想，對設備的未來故障情況進行預測， 最終得到預測趨勢圖。
（3） 潛在故障的識別。基于預測情況，對設備的使用壽命和情況進行分析。
2.2.3.3.2基于數據驅動的故障預測的典型方法 基于數據驅動故障預測的典型方法包括時間序列分析、支持向量機預測等。常用的有時 間序列分析、人工神經網絡預測［14］。
（1）時間序列預測方法 時間序列是按時間次序排列的隨機變量序列。時間序列預測就是根據時間序列所反映出
來的發展過程、方向和趨勢，進行類推或延伸，借以預測下一段時間或以后若干時間內可以 達到的水平。常用的時間序列模型有AR模型、MA模型和ARMA模型等線性平穩模型。
①回歸模型（AR）
自回歸模型，指的是運用自回歸法預測系統時間序列情況進行預測，只有相關性現在的 時間序列才能運用自回歸法。 因此，構建自回歸模型的首要步驟就是，對時間序列的相關性 情況進行分析。
在完成相關性檢驗后，才可以進一步完成回歸預測模型的構建。 按照線性差異情況，自 回歸模型可以分為線性自回歸模型和非線性回歸模型。一階線性自回歸預測模型就是其中一 個常見的模型，具體公式表述為：兒=% +申必-+ j ；二階線性自回歸預測模型：
yt =申0 +卩yt-1 +申2yt-2 + 5 ； k階線性自回歸預測模型：yt =申0 +烏yt-1 + • + kyt - k + e t ；其中, 9（i = 0,1,l k）為帶估計的參數值，可以通過最小二乘估計得到。
運用自回歸模型（AR）進行預測的步驟主要包括：
1）求解時間系列觀測值的一階自相關系數々和二階自相關系數2等；
設有必’,…兒共計"個觀測值，將前后相鄰兩個觀測值一一組成對得到"-1數據,
2.8）
亍,yt+1表示{yt},{yt+1}的均值，同理將時間序列中的觀測值每隔一個組成對，則得到n-2 對數據，計算得到二階自相關系數：
②回歸滑動均勻(ARMA)模型
在目前的實踐中， ARMA 模型是一種成熟模型， 主要由自回歸模型與滑動平均模型構成。 在建立模型的時候， 時間序列必須是隨機的、平穩的， 且需要大量的數據，需編寫計算機程 序進行模型的辨識，該模型的數學公式為：
pq
yt = E jiyt-i + s-Yq 盧 t-
i=1 j=1 (2.10)
其中p，g分別為自回歸和滑動平均的階數，簡記為ARMA (p, q)。實數q』稱為滑動 平均系數實數，j,稱為自回歸系數。特殊地，若p=0,此模型為MA模型；q=0,模型為AR 模型。運用回歸滑動均勻(ARMA)模型進行預測的步驟主要包括：
1)對時間序列進行差分， 可得到平穩的隨機序列， 再 0-1 均值化序列；
2)計算差分后序列的偏相關系數和自相關系數， 選擇最合理的 ARMA 模型；
3)用最小二乘法分析 ARMA 模型，計算這個模型的參數值；
4)針對估計的模型進行適應性的檢驗，重新改進其模型， 直至得最優的模型；
5)預測應用。
2.2.4露天煤礦大型設備維修過程控制技術
隨著科學技術的不斷進步， 露天煤礦的建設正朝著大型化、技術化、信息化的方向發展， 大型高技術含量的設備逐漸投入到露天煤礦的生產作業中， 使露天煤礦大型設備維修存在獨 有的特點， 具體表現在以下幾個方面：
(1)設備修理的復雜性。現代化露天煤礦的生產設備種類繁多， 以采用半連續開采工 藝的露天煤礦舉例， 涉及的設備就包括破碎機、電鏟、輸送機、礦用自卸卡車、推土機等， 這些設備中包含著機械、機電、液壓等多樣技術，維修時所需要的專業技術知識多樣， 因此， 設備維修的復雜性很高。
(2)設備維修的綜合性。 露天煤礦采用的設備比較先進， 所涉及技術想對廣泛。 隨著 計算機互聯網技術的發展， 露天煤礦普遍普及信息化，設備維修的管理也相應的綜合了工程 技術、管理等相關知識。 因此，設備維修管理必須從全局出發， 結合相關的技術， 體現出設 備維修管理的整體性和綜合性。
(3)設備維修管理不確定性。現如今，大型露天煤礦多處于位置偏遠、環境惡劣的地 區， 例如內蒙古、新疆等地區， 夏季干旱， 冬季寒冷， 露天煤礦的設備易發生一系列隨機性 的故障， 具有不確定性，對露天煤礦設備維修管理水平具有較大的挑戰性， 露天煤礦設備維 修管理須具備應對突發故障的能力。
（4）全員參與。作為一種生產工具，設備始終需要人對其操作管理。設備維修管理需 要調動每個人的活躍性， 盡可能的發揮每個人的主觀能動性， 確立一種全員參與的維修管理 制度， 以人為本，發展以人為核心的設備維修管理系統， 充分發揮員工的工作效率。
基于上述特點， 露天煤礦設備維修在過程控制上需要有一整套符合企業自 身生產特色的 過程控制技術體系，在“露天煤礦大型設備維修管理平臺”的研發過程中， 通過相關功能的 設置逐漸形成了以“工單”為核心的自主式維修控制模式、以“項目”為核心的外委式維修 控制模式、以“計劃”為核心的預防式維修控制模式， 以“維修方案”為核心的經驗式維修 控制模式， 通過上述模式的組合構成了具有神寶特色的露天煤礦大型設備維修過程控制技術 體系。
2.2.4.1以“工單”為核心的自主式維修控制模式
目前，設備維修中心下設卡修車間、整備車間、 鏟修車間、 工程機械車間四個主要班組， 承擔著整個露天煤礦各種設備的檢修、 維修和保養工作，設備日常出現的各種故障通常均由 設備維修中心自行承擔檢修、 維修任務， 全流程運行平穩、 良好， 但在礦業信息化飛速發展 的今天仍有很大可提升的空間， 主要體現在過程的規范化和管理的細節化。
（ 1）模式含義
以“工單”為核心的自主式維修控制模式，采用規范化的設計思想， 以“工單”作為管 理細節落實的載體，對設備維修中心自行承擔的檢修、 維修任務實行自主式精確化控制、 管 理。
（ 2 ） “ 工 單 ” 的 核 心 含 義
工單是進行日常檢修、 維修、 保養等工作的操作指南和憑證。 以“工單”為核心的自主 式維修控制模式將工單置于核心地位， 通過露天煤礦大型設備維修管理平臺相關功能的設 置， 將傳統工單賦予了更多新的含義， 使它可以更方便的成為管理細節落實的載體。 “新工 單”所的信息主要包括： 工作概覽、 任務概覽、 維修方案、 安全責任落實信息、 物資消耗信 息、 工具消耗信息、 人員工時信息、 驗收質量信息等，工單設計如圖 2.6 所示。
圖2.6工單設計圖
Fig.2.6 The repair order design chart
①工作概覽
工作概覽記錄工單的總體情況， 包括名稱、類型（檢修、 維修、 保養、 項修等）、 計劃 開始和結束時間、 優先級、 執行部門、主管部門、 執行負責人等。工單概覽使執行負責人能 夠快速掌握工作基本信息， 并提高責任意識。
②任務概覽
一個工單可以執行多項同類型任務， 通過任務概覽， 執行負責人能掌握待完成任務的數 量和主要工作描述等信息， 方便整體控制工作進度。
③維修方案
維修方案以工序組的形式呈現一項具體檢修、 維修或保養任務所需經歷的工序過程。 通 過查閱維修方案并對已完成工序進行勾選， 主修工和維修人員可以循序漸進、 按部就班的開 展工作， 防止遺漏，工作過程控制嚴格。
④安全責任落實信息
以往工作中涉及安全信息時，需主修工手工填寫， 即耗時又不夠詳盡。 新工單中將所需 注意的安全事項落實到每道工序， 通過維修方案載入需注意的安全標準點， 并在工序執行前 進行宜讀， 同時以簽字的方式落實安全監管責任， 即提高了工序安全信息量， 又增強了安全 監管人的責任意識，能夠將安全管理落到實處。
⑤物資消耗信息
新工單中詳細記錄了執行每項任務所需的物資計劃數量、 安排數量、 實際使用數量等信 息， 可以追蹤計劃數量和實際使用數量的偏差， 方便維修成本的核算。
⑥工具消耗信息
新工單中同樣詳細記錄了執行每項任務所需的工具計劃數量、 安排數量、 實際使用數量 和實際使用時長的信息， 不僅方便維修成本的核算， 而且便于以使用時長核算的方式對工具 進行基于經濟效益的管理。
⑦人員工時信息
新工單中對實際參與人員的工作情況以工時的方式進行記錄， 方便工單負責人進行現場 管理， 也便于后期對人員進行績效考核。
⑧驗收質量信息
在以“工單”為核心的自主式維修模式中，工單的驗收人員可以以第三方的形式出現， 這樣可將工作過程和結果評判相分離，便于將工作內容做出客觀的評價，提高工作完成質量, 便于形成班組競賽，提高企業活力和凝聚力。
2.2.4.2以“項目”為核心的外委式維修控制模式
（1）模式含義 以“項目”為核心的外委式維修控制模式，采用流程化的設計思想， 以“項目”作為管 理細節落實的載體，對設備維修中心委托第三方進行的檢修、維修及工程等服務實行外委式 過程化控制、管理。
（2）“項目”的核心含義 項目是設備維修中心委托第三方實施檢修、維修、保養及工程等服務的過程記錄和憑證。 以“項目”為核心的外委式維修控制模式將項目置于核心位置， 通過露天煤礦大型設備 維修管理平臺相關功能的設置， 使其成為委托服務管理細節落實的載體。“項目”所包括的 信息主要包括：項目概覽、項目內容、服務完成情況、費用使用情況等， 項目設計如圖 2.7 所示。
神寶能源有限公司設備維修中心工作單
項目信息 項目編號
項目名稱 1 1
計劃開始時間 1計劃結束時間：丨 1項目類型
主管部門 1 1 執行部門：| 1 負責人:|
供應商： 1 1 聯系人:1 1
項目內容
工作內容
質量要求
驗收內容
實際開始時間： 1實際結束時間： 1 驗收人:1 1
驗收報告
驗收結論
人員費用合計 ： ◎ 優秀 ◎完成 ◎ 未 完成
其他費用合計： 物資費用合計：丨 1工具費用合計： 1
其他費用合計： 丨
圖 2.7項目設計圖
Fig.2.7 The project design flowchart
①項目概覽
項目概覽記錄的項目的總體情況， 包括項目名稱、類型、計劃開始和結束時間、執行部 門、主管部門、執行負責人、供應商、聯系人等。項目概覽可以使管理人員快速掌握項目基 礎信息。
②項目內容
項目內容主要記錄了項目的工作內容和質量要求， 方便執行負責人和管理者對設備維修 中心的整體工作布局進行控制。
③服務完成情況
服務完成情況以驗收報告的形式記錄了項目完成的質量、實際開始和結束時間等信息， 可以方便管理者對項目進展及完成情況進行掌控。
④費用使用情況
費用使用情況記錄了項目實際發生的人員費用、 物資費用、 工具費用和其他費用等費用 信息， 便于后期進行核算和制定預算計劃。
2.2.4.3以“計劃”為核心的預防式維修控制模式
（1） 模式含義
以“計劃”為核心的預防式維修控制模式，采用預防性維修的設計思想， 以“計劃”作 為管理細節落實的載體，對設備潛在發生的故障進行提前處理， 將事故扼殺在萌芽期， 使維 修過程化控制、 管理模式由事故型維修向預防性維修和改善性維修過渡。
（2） “計劃”的核心含義
“計劃”指的是預防性維護的計劃， 是依據設備磨損的統計規律和經驗， 事先定制的檢 查、 維修和保養任務的實施時間。按觸發類型可以劃分為：基于時間的維護計劃、基于計數 的維護計劃、基于現有狀態的維護計劃。以“計劃”作為核心的預防性維修控制模式將計劃 作為預防性維修的實施載體， 通過露天煤礦大型設備維修信息管理平臺相關功能的設置， 形 成維修模式的整體升級。
“計劃”所包括的信息主要包括：基礎信息、 設備信息、 時間信息等。
2.2.4.4以“維修方案”為核心的經驗式維修控制模式
（1） 模式含義
以“維修方案”為核心的經驗式維修控制模式，采用方案化的設計思想， 以“維修方案” 作為管理細節落實的載體， 將長期積累的維修經驗固化成知識，對具體維修、 保養工作細節 實行經驗式知識化控制、 管理。
（2） “維修方案”的核心含義
維修方案是針對設備某一類型的故障、 某一形式的保養所形成的已被維修人員認可的標 準一作業程序，維修方案由若干工序組成、 每一工序包含操作內 容、 安全注意事項、 工種及 人員數量要求、使用物資要求、使用工具要求等。以“維修方案”為核心的經驗式維修控制 模式將維修方案作為員工經驗和知識的載體， 通過露天煤礦大型設備維修管理平臺相關功能 的設置， 使其成為匯集多年、 多人操作心得的實際工作方法指南。“維修方案”所包括的信 息主要包括：
基礎信息、 工序組信息等，維修方案構成如圖 2.8 所示：
圖 2.8維修方案構成圖
Fig.2.8 Maintenance plan composition chart
①基礎信息
基礎信息記錄維修方案的總體情況，包括名稱、維修方案類型（檢修、維修、保養、項 修等）、子類型等。
②工序組信息
工序是利用工作中的實踐經驗將日常的檢查、維修、保養等任務進行標準化的處理，形 成相對固定的單步操作指南。維修方案由若干前后關聯的工序組成，每道工序均包含危險源 辨識、安全注意事項、工種及工時安排、使用物資的種類及數量、使用工具的種類及數量和 驗收質量標準，并以各類計劃的方式呈現，使維修方案能以知識的形式進行固化，方便積累 和查閱。
2.3露天煤礦大型設備維修現代化管理方法
2.3.1設備維修理論
設備是保證企業高效生產的決定性因素，設備維修和日常維護工作對充分發揮設備的生 產效率至關重要，合理的設備維修管理，既可以降低設備的故障發生率，提高設備的生產效 率，還可延長設備的壽命、降低設備的維修成本［15］。對設備已產生的故障采用統計分析，從 其中總結故障發生發展的內在規律，對設備改進和維修工作提供了依據，只有找出設備故障 產生的原因和規律，才能從根本上了解故障處理和設備維修，減少和預防故障的發生，讓企 業的生產安全、正常的進行。
2.3.2立體化維修管理模式
合理組合維修模式， 高效實施維修管理是設備維修中心日常工作得以順利實施的保障。 為了使不同層級的管理者在實施管理的過程中上下一心， 將戰略決策、 統籌規劃、 執行落實 有機結合起來形成管理合力， 我們在研究中提出了以“大型設備維修管理平臺”為核心的立 體化維修管理模式。該模式以前沿的軟件設計思想、獨特的維修行業業務模型和科學的管理 思想為基礎， 以“臺賬”為主線， 通過信息層次的管理手段使管理思想“落地”， 通過業務 流程優化再造形成流程管理模型， 通過有序的內部控制落實管理方法， 通過持續的過程改進 機制提高工作效率、 提升凝聚力、 增強執行力， 使企業充滿活力。立體化維修管理模式的邏 輯構成如圖 2.9 所示。
圖 2.9 立體化維修管理模式邏輯構成
Fig.2.9 Three-dimensional maintenance management mode logic composition
2.3.2.1人員管理模型
人是管理對象中最為活躍的因素， 因此管理無定式［16］。在“立體化維修管理模式”中， 采用現代管理軟件的設計思想， 將業務流程中的人員管理模型抽象成如下形式， 如圖 2.10 所 示。
Fig.2.10 People management model
其中在實施管理的過程中需要控制的人員管理元素主要包括： 人員的基本信息，崗位分 工情況，對應的職權情況，在日常生產、工作中的績效考核情況，創新意識及能力，在團隊 中的貢獻情況等。為了落實管理方法，所采用的管理組件包括： 臺賬（人事臺賬、工單等）、 制度（崗位職責、部門職責、工作標準等）、獎懲（勞動獎懲、創新獎懲、團隊獎懲等）。
借助大型設備維修管理平臺實施的管理手段包括： 人員的管理、工單的管理、統計分析、門
戶網站。
具體措施如下：
（1）以人事臺賬為載體，使用設備維修信息管理平臺提供的人員管理的功能，對人員 基本情況實行管理；
（2）以制定的崗位的職責、部門的職責、工作的標準為依據，利用設備維修管理平臺 門戶網站的信息發布功能對相關信息進行發布，讓全體員工了解自己的崗位分工和相應的職 責權利；
（3）以工單為載體，利用設備維修管理平臺提供的工單管理功能，對檢修、維修、保 養等各個工作環節中各類人員的參與和表現情況進行考核，通過相應的勞動獎懲制度，獎勵 業績優秀的員工，幫助存在不足的員工進行工作改進，提高員工工作積極性和主動性。
2.3.2.2財務管理模型
設備維修中心屬于神寶能源有限公司的二級單位，其財務管理模型中核心管理對象被抽 象為資產、 維修成本和預算。在“立體化維修管理模式”中，采用現代管理軟件的設計思想， 將業務流程中的財務管理模型抽象成如下形式， 如圖2.11所示。
1
1
1
1
1
1
1 基本信息 維修成本 預算 1
1
1
1
1
1
1 管理元素
1
1
1
1
1
1 1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 物資臺賬 工單核算 1
1
1
1
1
1
1
1 1 1
工具臺賬 項目核算 計劃臺賬 1
1
1
1
1
1
1 管理組件
人事臺賬 核算制度
: 物資管理 工單管理 !
! 計劃型維 !
i工具管理 項目管理 丨軟件對象
I —:——報表管理 I
丨人員管理 統計分析 丨
I I 1 I
I 1 J \
圖 2.11 財務管理模型
Fig.2.11 Financial management model
其中財務管理的基本管理元素主要包括：資產的基本信息、 維修成本的核算情況、 預算 的編制情況等。為了落實管理方法， 所采用的管理組件包括：臺賬（物資臺賬、 工具臺賬、 人事臺賬、 計劃臺賬等）、 制度（物資消耗成本核算制度、 工具使用成本核算制度、 人工工 時標準核算制度等）。借助大型設備維修管理平臺實施的管理手段包括：物料的管理、 工具 的管理、 人員的管理、 計劃型維修的管理、 統計分析、 報表的管理。
具體措施如下：
（1） 以物資臺賬、 工具臺賬、 人員臺賬為載體， 利用設備維修管理平臺提供的物資管 理、 工具管理和人員管理功能， 確定各類核算標準；
（2） 以工單、 項目兩種核算方式為載體（工單由多個任務組成、 任務由多道工序組成， 工序是核算的基本單位， 每道工序費用由物資消耗費用、 工具使用費用和人員工時費用組成； 項目是單獨核算單位， 核算費用由物資費用、 工具費用、 人員費用和其他費用組成）， 利用 設備維修管理平臺提供的工單管理、 項目管理和統計分析功能，對工單和項目實施過程中產 生的費用進行實時跟蹤和歷史回放。
（3）以計劃臺賬為載體，利用設備維修管理平臺提供的計劃型維修管理和報表管理功 能，以單臺設備為基本單位，進行預算制定。單臺設備預算由維修預算和保養預算組成，其 中維修預算通過設備各種主要類型故障發生次數的估計和平均維修費用的估計確定；保養費 用通過維修或保養計劃次數和維修方案產生的單次平均費用確定。
2.3.2.3物料管理模型
設備維修中心物料管理模型中的核心管理對象被抽象為物資和工具。在“立體化維修管 理模式”中，采用現代管理軟件的設計思想，將業務流程中的物料管理模型抽象成如下形式， 如圖 2.12 所示。
— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —
1 1 1 1 1
基礎信息 使用歷史 需求計劃 1
1
1
1
1
1 管理元素
1
1
1
1
1
1
物資臺賬 1
1
1
1
1
1
1
1
1
歷史工單 計劃臺賬 1
1
1
1
1
1 管理組件
工具臺賬 1
1
1
1
1
1
1
1
~1
物資管理 計劃型維 1
1
1
1
1
1
工具管理 統計分析 統計分析 報表管理 1
1
1
1
1
1
1 軟件對象
1
1
圖 2.12 物料管理模型
Fig.2.12 Material management model
其中物料管理的基本管理元素主要包括：物資和工具的基本信息、生產消耗、使用情況 和需求計劃的編制情況。為了落實管理方法，所采用的管理組件包括：臺賬（物資臺賬、工 具臺賬、計劃臺賬、工單等）。借助大型設備維修管理平臺實施的管理手段包括：物資管理、 工具管理、計劃型維修管理、統計分析、報表管理。
具體措施如下：
（1） 以物資臺賬、工具臺賬為載體，利用設備維修管理平臺提供的物資管理和工具管 理功能，對物料名稱、成本分類、規格型號等基本信息進行管理；
（2） 以工單、項目兩種核算方式為載體（工單由多個任務組成、任務由多道工序組成， 工序是核算的基本單位，每道工序費用由物資消耗費用、工具使用費用和人員工時費用組成；
項目是單獨核算單位，核算費用由物資費用、工具費用、人員費用和其他費用組成），利用 設備維修管理平臺提供的工單管理、 項目管理和統計分析功能，對工單和項目實施過程中產 生的費用進行實時跟蹤和歷史回放。
（3） 以計劃臺賬為載體， 利用設備維修管理平臺提供的計劃型維修管理和報表管理功 能，對物料的月度、 年度需求計劃進行制定。
2.3.2.4安全管理模型
安全是日常生產管理過程中最為重要的對象。“立體化維修管理模式”將安全管理的核 心對象抽象為安全標準點， 通過對動態生產過程中人的約束與激勵實現全過程、 全人員、 全 方位的安全管理。在“立體化維修管理模式”中，采用現代管理軟件的設計思想， 將業務流 程中的安全管理模型抽象成如下形式如圖 2.13 所示。
I基礎信息
I I
I I
I
I 經驗
Fig.2.13 Safety management model flowchart
其中安全管理的基本管理元素主要包括：安全標準點的基本信息情況、 安全標準制定、 安。全經驗（安全操作和安全預案） 積累、 安全隱患排查、 安全細則執行落實情況等。為了 落實管理方法， 所采用的管理組件包括：臺賬（安全臺賬、 維修方案、 隱患臺賬、 工單、 安 全預案等） ， 制度（安全管理制度、 安全責任制度、 安全操作規程等） 、 獎懲（團隊獎懲） 。 借助大型設備維修管理平臺實施的管理手段包括：安全管理、維修管理、工單管理、門戶網 站、統計分析。
具體措施如下：
（1） 以安全臺賬、維修方案為載體，利用設備維修管理平臺提供的安全管理和故障管 理功能，建立生產過程安全標準點（安全點名稱、適用對象、風險類開闊型、危險源辨識、 事故類型、風險后果描述、安全措施、管理對象、管理標準、主要責任人、直接管理人、監 管部門、監管人員、管理措施、可能性、損失、風險值、風險等級）控制體系，將安全標準 點落實到每道工序的操作細節，形成安全操作規程，建立安全操作約束，確保人的行為安全。
（2） 以安全管理制度、安全責任制度為載體，建立層級安全負責制和安全標準體系， 通過設備維修管理平臺的門戶網站對外展示，方便隨時查閱。
（3） 以隱患臺賬和安全預案為載體，發動全員進行安全隱患排查，及時記錄、上報安 全隱患，并落實解除跟蹤制度和對外發布制度，實現安全管理無死角；對常見安全事故建立 預案機制，通過演練提高應急能力，通過網站發布安全應急預案，提高普及度。
（4） 以工單為載體，通過工序的安全標準點執行驗收制度，落實安全管理細則，通過 工單的統計分析，持續完善安全操作規程。
2.3.2.5企業精神管理模型
企業精神是企業員工所應具有的共同態度、理想追求、思想的境界。企業精神管理是一 個很大的范疇，在“ 立體化維修管理模式”中將企業精神管理的核心對象抽象為“兩境兩型”， 其中“兩境”指工作中追求的兩種境界，即精益求精的境界和榮辱與共的境界；“兩型”指 企業發展目標的兩種類型，即發展成為“學習型”和“創新型”的企業［17］。在“立體化維修 管理模式”中，采用現代管理軟件的設計思想，將業務流程中的企業精神管理模型抽象成如 下形式如圖 2.14 所示。
精益求精 榮辱與共 學習型企 創新型企業 1
1
1
1
1
1
1 管理元
維修方案 比武計劃 學習獎懲 創新獎勵 1
1
1
1
1
1
1
工單 活動計劃 課程臺賬 科技臺賬 1
\管理組
1
1
維修評價 團隊獎懲 培訓制度 創新制度 1
1
1
1
1
1
1
故障管理 門戶網站 課程管理 門戶網站 1
1
1
1
1
1 軟件對
統計分析
工單管理
圖 2.14 企業精神管理模型
Fig.2.14 Enterprise spirit management model
其中企業精神管理的基本管理元素主要包括：“精益求精”、“榮辱與共”工作境界的 構成，“學習型”、“創新型”企業發展目標的構成。為了落實管理方法，所采用的管理組 件包括：臺賬（維修方案、工單、課程臺賬、科技臺賬、活動計劃等），制度（員工培訓制 度、科技創新制度等）、獎懲（團隊獎懲、學習獎懲、創新獎懲）。借助大型設備維修管理 平臺實施的管理手段包括：安全管理、維修管理、工單管理、門戶網站、統計分析。
具體措施如下：
（1） 以維修方案為載體，利用設備維修管理平臺提供的故障管理功能，詳細制定維修 方案，并通過日常工作持續改進，形成精益求精的維修方法體系；以工單為載體，利用設備 維修管理平臺提供的工單管理功能，對維修過程進行控制，形成精益求精的維修過程控制體 系，通過相應的維修效果評價機制和獎勵機制，鼓勵員工鉆研技術，形成“工匠”心態；
（2） 以集體生產性比武和非生產性活動為載體，通過團隊技能比賽和文體活動激發員 工集體榮譽感，提高員工團隊合作意識，利用設備維修管理平臺的門戶網站及時發布活動照 片，逐步形成“廠榮我榮，廠辱我辱”的工作心態和“榮辱與共”的工作境界。
（3）以課程臺賬和培訓制度為載體，利用設備維修管理平臺提供的課程管理功能，構 建自主課程體系，有計劃的進行員工技能培訓，輔以相應的學習獎懲措施，形成技術人才梯 隊， 并逐步形成生產企業的學習氛圍。
（4） 以科技臺賬和創新制度為載體， 利用設備維修管理平臺提供的信息管理功能，進 一步梳理和優化業務與管理流程， 將信息技術、 業務、 管理等工作相結合， 從技術創新、 制 度創新、 組織創新、 管理創新等 4個方面構建設備維修中心的創新氛圍， 通過科技臺賬歸納 創新的成果；通過創新制度探索基于“產學研合作”的核心崗位人員按任務、 按效益、 按成 果定酬的分配制度；通過創新獎勵激發群眾參與科技創新活動的熱情和創造性。
3系統分 析
3.1系統概述
“露天煤礦大型設備維修信息管理平臺”是基于露天煤礦大型設備的基本信息、 故障出 現信息、 物資信息和工具信息等， 致力于運用科技手段， 完成對煤礦的更好管理， 將設備的 維修信息進行述職處理，實現對維修全過程的良好管控， 簡化維修程序，提高維修效率， 保 障 設備的 正 常運營。
為了適應神寶能源有限公司設備維修中心的現行業務， 以及未來的業務發展， “露天煤 礦大型設備維修信息管理平臺”主體提供系統管理等8 個核心功能模塊和一個用于信息發布 和共享的門戶網站。
3.2需求陳述
3.2.1基礎信息管理 基礎信息管理以露天煤礦運營的各種大型機械設備和設備維修中心的人、 財、 物等數據 為基礎， 凝練成設備、 人員、 物資、 工具四大板塊進行統一管理， 主要功能包括設備管理、 人員管理、 物資管理和工具管理。
3.2.1.1設備管理
（1） 功能描述 設備管理主要實現對露天煤礦各種大型設備的資產信息、 臺賬信息、 狀態信息的錄入、 修改、 刪除、 查詢；設備類別和規格型號的錄入、 修改、 刪除和查詢。
具體如下：通過對操作人員權限的設置，提供設備類別、 規格型號的信息和設備基礎信 息的錄入、 和修改的功能， 并能根據設備名稱、 廠內編號、 設備類別和規格型號等條件對設 備進行分類查詢。
（2） 設備管理信息內容
設備管理的設備信息主要包括設備的原系統編號、 原廠編號，設備歸屬類別、 規格型號、 生產日期、 啟用儀器、 原值、 目 前所處裝等。
設備管理的設備類別信息主要包括：設備規格型號編號、 設備規格型號名稱。
3.2.1.2物資管理
（1） 功能描述
物資管理主要實現對設備維修中心生產過程中所使用的各種物資信息的系統化管理，主 要包括物資基礎信息的錄入、修改、刪除、查詢和物資庫存信息的更新等功能。
具體如下：通過對操作人員權限的設置，提供物資基礎信息的錄入和修改的功能，并能 根據物資成本分類、規格型號、適用設備的類別和適用設備的規格型號等條件對物資進行分 類查詢；通過對操作人員權限的設置，提供每月物資庫存數量和進貨價格的更新。
（2）物資管理信息內容 物資管理的物資信息主要包括：物料的編號、物料系統編號、生產商、數量、使用位置、 所適用的設備類別、適用規格型號、照片、狀態、當前價格（物資進貨價格）、歷史價格1 （物資進貨價格的歷史數據）、歷史價格 2、歷史價格 3；
3.2.1.3工具管理
（1）功能描述 工具管理的主要作用在于，通過運用設備維修實現更好的系統化管理，致力于完成工具 基礎信息的錄入、刪除和修改等功能。具體如下：通過對操作人員權限的設置，提供工具基 礎信息的錄入、修改功能，并能根據工具類型、規格型號等條件對工具進行分類查詢；通過 對操作人員權限的設置，提供每月工具庫存數量和每小時使用價格的更新。
（2）工具管理信息內容 工具管理的工具信息主要包括：工具編號、工具名稱、物資系統編號、工具類型、規格 型號、單位、技術參數、產地、生產商、庫位、廠內數量、所屬部門編號、狀態、照片、當 前價格（工具每小時使用價格）、歷史價格 1（工具每小時使用價格的歷史數據）、歷史價 格 2 、 歷史 價 格 3 ；
3.2.1.4人員管理
（1）功能描述 人員的管理主要是對設備維修中心人員的基本信息、崗位信息、工種的類別及技術等級 的管理，主要包括人員信息的錄入、修改、刪除、查詢、工種類別及技術等級的設立、修改 等功能。
具體如下：通過對操作人員權限的設置，提供人員基礎信息、崗位信息的錄入、修改功 能，并能根據所屬部門、崗位類型、職務等條件對人員進行分類查詢；通過對操作人員權限 的設置，提供維修工種類別及技術等級新增、修改。
（2）人員管理信息內容
人員管理的相關信息主要包括：人員的編號、姓名、性別、學歷、職稱、職業、工種的 編號、 技術等級的編號、入廠的時間、 離廠的時間、 臺賬狀態（在職、 離職、 退休）、 移動 電話、 家庭電話、 照片、 狀態（請假、 工作、 待工）、 工種編號、 技術等級編號。
人員管理的工種及技術等級信息主要包括： 工種編號、 工種名稱、 技術等級編號、 技術 等級名稱等。
3.2.2安全管理
安全管理以安全生產規范為標準，對各項維修、 保養工作中的安全注意事項和安全責任 的落實、 安全隱的患排查情況進行管理和控制，主要功能包括安全標準管理和安全隱患管理。
3.2.2.1安全標準管理
（1）功能描述
安全標準管理是對集團風險預控技術體系和本安管理規范的具體落實，是以“安全標準 點”的形式系統化管理設備維修中心各項生產活動中所需注意的安全問題，通過細化危險源 辨識、 安全措施、 管理對象、 管理標準、 直接管理人、主要負責人等安全標準點內容落實安 全管理細節，主要功能包括： 安全標準點信息的錄入、 修改、 刪除、 查詢等。
具體如下： 通過對操作人員權限的設置，提供安全標準點信息的錄入、 修改功能，并能 根據適用對象、 風險類型、 監管部門、 風險等級等條件對安全標準點進行分類查詢。
（2）安全標準管理信息內容
安全標準管理的安全標準化信息主要包括相應安全點的編號、 安全點的名稱、 適用對象 （通用、 200 自卸車、 TR100 自卸車等）、 對應風險的類型、 危險源辨識、 事故的類型、 風 險后果描述、 安全措施、 管理對象、 管理的標準、主要責任人、 直接負責人、 監管部門、 監 管的人員、 管理的措施、 可能性、 可能造成損失、 風險指數、 風險等級。
3.2.2.2安全隱患管理
（1）功能描述 安全隱患管理實現對日常生產和設備維修過程中產生的各種安全隱患信息進行記錄、 處 理，主要功能包括： 安全隱患信息的錄入、 修改、 刪除、 查詢和處理功能。
具體如下： 通過對操作人員權限的設置，提供安全隱患信息的錄入、 修改功能，并能根 據安全隱患發現時間、 處理部門等條件對安全隱患信息進行分類查詢。
（2）安全隱患管理信息內容 安全隱患管理的安全隱患信息主要包括安全隱患編號、 安全隱患名稱、 安全隱患描述、 發現人編號、 發現方式、 發現時間、 處理部門編號、 處理意見、 處理人、主管部門編號、 狀
態、照片。
3.2.3 故障管理
故障管理以“故障知識”和“維修方案”作為各種大型機械設備發生故障詳細信息和相 應維修方法的系統凝練進行統一管理，主要功能包括維修方案管理和故障知識管理。
3.2.3.1維修方案管理
（1）功能描述
“維修方案”是針對設備某一類型的故障或某一種類的保養所形成的已被維修人員認可 的標準作業程序，維修方案由若干道工序組成、每一道工序包含操作內容、安全注意事項、 工種及人員數量要求、使用物資要求、使用工具要求（分別以安全計劃、人員計劃、物資計 劃、工具計劃描述）等。維修方案管理以工序組為載體，實現維修方案信息的錄入、修改、 刪除和查詢等功能。
具體如下：通過對操作人員權限的設置，提供維修方案基礎信息的錄入、修改功能，在 此基礎上可以新增、修改、刪除組成維修方案的各道工序，主要包括工序基礎信息、安全計 劃、人員計劃、物資計劃和工具計劃；同時可以根據維修方案的類型等條件對方案的詳細內 容進行查詢。
（2）維修方案管理信息內容
維修方案管理的方案信息主要包括：維修方案編號、維修方案名稱、維修方案類型、建 立人、建立時間、適用設備類別、適用設備規格型號等。
（3）工序信息
①工序描述
維修方案的基本單元在于工序，它是由長期的工作實踐形成的、對常見維修環節所作的 操作流程，具體包括：所需配件的種類及數量、所需工具的種類、數量及時長和相應的驗收 標準等，工序以各類計劃的方式呈現上述信息，讓維修程序固化，以方便后期查閱。具體來 說，工序主要包括：工序基礎信息、安全計劃、人員計劃、物資計劃、工具計劃。
②工序組成
1）工序基礎信息：包括維修方案的編號、工序的編號、工序名稱、工作描述、工序用 時、質量檢驗標準等；
2）安全的計劃：包括維修方案編號、工序的編號、安全點編號；
3）人員的計劃：包括維修方案的編號、工序的編號、工種編號、技術等級編號、計劃 數量；
4）物資的計劃：包括維修方案的編號、工序的編號、物資編號、計劃數量；
5）工具的計劃：包括維修方案的編號、工序的編號、工具的編號、計劃的數量、使用 時長。
3.2.3.2故障知識管理
（1）功能描述 故障知識管理實現對各大型設備所發生的故障相關信息的詳細記錄，功能主要包括：故 障信息的錄入、修改、刪除、查詢。
具體如下：通過對操作人員權限的設置，提供故障詳細信息的錄入、修改功能，并能根 據故障類型、故障等級、發生設備等條件對故障信息進行分類查詢。
（2）故障知識管理信息內容 故障知識管理的故障信息主要包括：故障編號、故障名稱、出現故障的部件（發動機、 變速箱等）、故障的現象、故障類型、故障的等級、故障的機理、故障的原因、、適用設備 類型、適用設備規格型號、狀態、照片等。
3.2.4維修管理 維修管理以“計劃型維修”和“非計劃型維修”作為兩種基本維修、保養模式的系統凝 練，對日常工作過程進行規范化管理，主要功能包括計劃型維修管理和非計劃型維修管理。
3.2.4.1計劃型維修管理
（1）功能描述 計劃型維修是指按照預先制定的保養、檢修計劃進行的維修或保養工作。計劃型維修管 理主要實現預防性維護計劃（預防性維護計劃是指根據設備的磨損規律、潤滑規律、經驗等 制定出的定期執行的維修、保養工作任務規劃，主要包括檢修計劃、保養計劃、潤滑計劃等） 的制定和審核功能。
具體如下：通過對操作人員權限的設置，提供計劃制定功能，實現根據設備磨損規律、 潤滑規律、經驗等對預防性維護計劃進行制定、修改和提交功能；通過對操作人員權限的設 置，提供計劃審核功能，對提交的預防性維護計劃申請做出通過審核、修改再審等決定。不 同權限操作人員可以在此基礎上通過時間范圍、具體設備等條件對計劃制定和計劃審核情況 進行查詢。
（2）計劃制定管理信息內容
計劃制定管理的預防性維護計劃信息主要包括： 計劃的編號、 計劃的名稱、 計劃的類型 （缺陷、 大修、 小修）、 工作的描述、 制定人的編號、 制定的時間、主管部門的編號、 設備 的編號（適用于單臺設備）、 觸發的類型（基于時間、基于計數器、基于狀態、 人工指定， 其他）、開始的時間、 循環的周期、 循環的次數、 工單編號、 狀態等。
（3）計劃審核管理信息內容
計劃審核管理的主要信息包括： 審核記錄編號、 審核決定（通過審核、 修改再審）、 審 核意見、 審核人編號、 審核時間、 報修編號、 狀態等。
3.2.4.2非計劃型維修管理
（1）功能描述
非計劃型維修是指對設備在工作中突然發生的故障進行的檢修、 維修或維護工作。非計 劃型維修管理主要實現對設備的突發故障進行檢修、 維修的過程管理，主要功能包括設備報 修和報修審核。
具體如下： 通過對操作人員權限的設置，提供設備報修功能，對設備突發故障信息的登 記，實現突發故障設備基礎信息的錄入、 修改功能，并通過提交操作，申請下一步的檢修或 維修工作；通過對操作人員權限的設置，提供報修審核功能，對提交的設備檢修、 維修申請 做出原地等待、入廠待檢、 原地待檢、 立即維修等決定。不同權限操作人員可以在此基礎上 通過時間范圍、具體設備等條件對故障報修和報修審核情況進行查詢。
（2） 設備報修管理信息內容
設備報修管理的主要信息包括： 報修的編號、 報修的類型、 登記的時間、 登記人的編號、 設備的編號、 設備所在位置、主管部門的編號、 故障發現方式（維修人員、 運行人員、點檢 員、 監測系統、其他）、 關于故障的描述、 狀態等。
（3） 報修審核管理信息內容
報修審核管理的主要信息包括： 審核記錄編號、 審核決定（原地等待、入廠待檢、 原地 待檢、 立即維修）、 審核意見、 審核人編號、 審核時間、 報修編號、 狀態等。
3.2.5工單管理
工單管理以“工單”作為各種維修、 保養工作過程的系統凝練，對各類維修、 保養工作 過程進行系統化、 規范化的管理，主要功能包括工單制定、 工單審核、 工單執行和工單驗收。
3.2.5.1工單制定
（1）功能描述
工單是設備維修中心進行日常的檢查、維修、保養等工作的操作憑證和指南。單個工單 內可以包含多個工單任務，每個工單任務執行的是一項特定的檢查、 維修、 維護工作，在具 體執行時，工單任務需指定維修方案。工單制定實現工單基礎信息、 工單任務信息和相應維 修方案信息的錄入、 修改、 刪除和查詢。
具體如下：通過對操作人員權限的設置，提供工單新增、 修改功能，根據產生的檢修、 維修或保養任務需求制定相應工單，完善基礎信息、 添加工單任務、 選擇維修方案，并依次 添加執行該方案所需的安全計劃項、 人員計劃項、 物資計劃項、 工具計劃項和驗收計劃項。 不同權限操作人員可以在此基礎上通過時間范圍、具體設備、 工單類型等條件對已制定的工 單詳細信息進行查詢。
（2）工單制定管理信息內容
工單制定管理的工單主要信息包括：
①工單基礎信息：工單的編號、工單的名稱、工單的類型（檢查、維修、保養）、計劃 開始的時間、 計劃結束的時間、 作業所在位置、 執行部門、主管部門、 作用設備、 狀態等；
②工單任務： 工單編號、 維修方案編號、 任務描述、是否驗收、 狀態等；
③工單任務工序安全計劃項： 工單編號、 維修方案編號、 工序編號、 安全點編號、是否 確認；
④工單任務工序人員計劃項： 工單編號、 維修方案編號、 工序編號、 人員編號、 計劃工 時、 實際工時、 工時價格；
⑤工單任務工序物資計劃項： 工單編號、 維修方案編號、 工序編號、 物資編號、 安排數 量、 實際數量、 單價；
⑤工單任務工序工具計劃項： 工單編號、 維修方案編號、 工序編號、 物資編號、 安排數
量、 實際數量、使用時長、 每小時價格；
3.2.5.2工單審核
（ 1 ） 功 能 描述
工單審核實現對制定完成并提交的工單進行審核。
具體如下： 通過對操作人員權限的設置，對制定完成并提交的工單進行啟動審核，做出 同意啟動或修改再審等決定，同時指定工單優先級；通過對操作人員權限的設置，對驗收完 成并提交的工單進行關閉審核，做出同意關閉或修改再審的決定；不同權限操作人員可以在 此基礎上通過時間范圍、 工單類型、主管部門等條件對工單審核情況進行分類查詢。
（ 2） 工單審核管理信息內容
工單審核管理的工單信息主要包括： 審核記錄的編號、 審核決定、 審核的意見、 審核人 的編號、 審核的時間、 工單編號、 項目優先級（0-立即處理，1-8小時內處理，2-24 小時內 處理，3-批準后處理，4-申請調度批準，5-小修處理，6-大修處理）等。
3.2.5.3工單執行
（1）功能描述
工單執行實現對通過審核的工單進行執行的功能。
具體如下： 通過對操作人員權限的設置，由工單執行負責人查看工單詳細內容，填寫實 際開始時間和執行負責人，并打印工單，按照工單規程進行執行，不同權限操作人員可以在 此基礎上通過時間范圍、 工單類型、 執行部門等條件對工單信息進行查詢。
（2）工單執行管理信息內容 工單執行管理的工單信息主要包括： 實際開始時間、 執行負責人。
3.2.5.4工單驗收
（1）功能描述
工單驗收管理實現對執行完成的工單進行檢修、 維修、 保養任務完成質量，物資、 工具 消耗使用情況，人員操作實際工時等內容驗收的功能。
具體如下： 通過對操作人員權限的設置，對執行完成的工單進行驗收，對照現場填寫的 驗收單，記錄、 修改工單整體完成情況，各工單任務按維修方案的執行情況，安全計劃、 人 員計劃、 物資計劃、 工具計劃、 驗收計劃的落實情況等；不同權限操作人員可以在此基礎上 通過時間范圍、 項目類型、主管部門等條件對工單驗收細節進行查詢。
（2）工單驗收管理信息內容
工單驗收管理的工單信息主要包括： 實際結束時間、 驗收報告、 驗收結論、 驗收人、 驗 收時間；安全負責人是否簽字；維修人員實際開始的時間、 實際結束的時間；物料實際的使 用數量；工具實際使用數量、 實際使用時長等。
3.2.6項目管理
項目管理以“項目”作為設備維修中心外委服務和一次性工程服務的系統凝煉，對整體 結算或由第三方單位承擔的工程任務、 服務進行過程管理和質量控制，主要功能包括項目制 定、 項目審核和項目驗收。
3.2.6.1項目制定
（1）功能描述
項目制定以“項目”作為外委服務和一次性工程服務的服務憑證，實現系統化、規范化 記錄，主要功能包括：項目信息的錄入、修改、刪除、查詢。
具體如下：通過對操作人員權限的設置，提供項目詳細信息的錄入、修改功能，并能根 據項目類型、起止時間、主管部門等條件對項目信息進行分類查詢。
（2）項目制定管理信息內容
項目制定管理的信息主要包括：項目的編號、項目的名稱、項目的類型（故障維修、改 善性維修、大修、項修、小修、保養、潤滑等）、維修情況的要求、工作內容、計劃開始的 時間、計劃結束的時間、主管部門的編號、執行部門的編號、制定人的編號、制定時間、供 應商的編號、聯系人、狀態等。
3.2.6.2項目審核
（1）功能描述
項目審核實現對制定完成并提交的項目進行審核。
具體如下：通過對操作人員權限的設置，對制定完成并提交的項目進行啟動審核，做出 同意啟動或修改再審等決定，同時指定主管負責人和項目負責人；通過對操作人員權限的設 置，對驗收完成并提交的項目進行關閉審核，做出同意關閉或修改再審等決定；不同權限操 作人員可以在此基礎上通過時間范圍、項目類型、主管部門等條件對項目審核情況進行分類 查詢。
（2）項目審核管理信息內容 項目審核管理的項目信息主要包括：審核記錄編號、審核決定、審核意見、審核員編號、 審核的時間、項目的編號、項目狀態、主管人、項目負責人等。
3.2.6.3項目驗收
（1）功能描述 項目驗收實現對執行完成的項目進行完成質量、經濟指標等內容的驗收功能。
具體如下：通過對操作人員權限的設置，對執行完成的項目進行驗收，對項目完成情況 進行記錄、修改、刪除和查詢；不同權限操作人員可以在此基礎上通過時間范圍、項目類型、 主管部門等條件對項目驗收情況進行分類查詢。
（2）項目驗收管理信息內容 項目驗收管理的項目信息主要包括：實際開始時間、實際結束時間、驗收報告、人員費 用、物資費用、工具費用、其他費用、驗收結論、驗收人、驗收時間等。
3.2.7統計分析
統計分析功能以“報表”為系統凝練，對露天煤礦大型設備維修管理平臺采集的設備維 修中心的人、 財、 物等基本信息和檢修、 維修、 保養工作的中產生的生產數據進行分類、 分 時的統計分析；對設備維修中心內部流轉、二級單位間流轉及匯報至公司的各類報表進行結 構制定、 內容填報、 文件生成及格式轉換等工作。 主要功能包括： 物資使用統計、 工具使用 統計、 人員工作統計、 維修成本統計、 設備故障的統計、 物資計劃的報表、 調度報表等。
3.2.7.1物資使用統計
（ 1 ） 功 能 描述
物資使用統計實現按時間劃分的（日、 周、 月、 季、 年）各類物資的基本信息和在生產 中的實際使用情況的統計分析。
（ 2） 物資使用統計報表特征
表 3.1 物資使用統計報表特征
Tab.3.1 Statistical characteristics of material use table
報表名稱 統計時間 構成項 分組方式 流轉類型
物資使用 月、年、指 物資基礎信息（簡）、使 成本分類、 內部、公司
表 定區間 用信息（ 實際/計劃比、 參 規格型號
與工單次數等）
物資信息 月 、 年、指 物資基礎信息、庫存信息 成本分類、 內部、 公司
表 定區間 規格型號
3.2.7.2工具使用統計
（ 1 ） 功 能 描述
工具使用統計實現按時間劃分的（日、 周、 月、 季、 年）各類工具的基本信息和在生產 中的實際使用情況的統計分析。
（ 2） 工具使用統計報表特征
表 3.2 工具使用統計報表特征
Tab.3.2 Tools use statistical characteristics table
報表名稱 統計時間 構成項 分組方式 流轉類型
工具使用
表 月、年、指
定區間 工具基礎信息（簡）、使
用信息（實際/計劃比、參 成本分類、
規格型號 內部、公司
與工單次數等）
物資信息 月、年、指 工具基礎信息、庫存信息 成本分類、 內部、公司
表 定區間 規格型號
3.2.7.3人員工作統計
（1） 功能描述
人員使用統計實現按時間劃分（日、周、月、季、年） ，按單位（個人、班組、車間
中心） 劃分的人員的基本信息和在生產中的實際參與情況的統計分析。
（2） 人員工作統計報表特征
表 3.3 人員工作統計報表特征
Tab.3.3 Statistical characteristics of personnel work table
報表名稱 統計時間 構成項 分組方式 流轉類型
人員績效 月、年、指 人員基礎信息（簡）、工 姓名、部門 內部
表 定區間 作統計信息（ 累計工時
數、參與工單次數等）
人員信息 月 、 年、指 人員基礎信息 姓名、 部門 內部、 公司
表 定區間
3.2.7.4維修費用統計
（1） 功能描述
維修費用統計實現按時間劃分（日、周、月、季、年） ，按單位（個人、班組、車間
中心） 劃分的維修和保養工作實際產生的費用情況的統計分析。
（2） 維修費用統計報表特征
表 3.4 維修費用統計報表特征
Tab.3.4 Statistical characteristics of maintenance cost table
報表名稱 統計時間 構成項 分組方式 流轉類型
維修記錄表 月、年、指定 維修工單信息（ 簡） 設備類型、設備 內部、公司
區間 編號、 部門
保養記錄表 月 、 年、 指定 保養工單信息（ 簡） 設備類型、 設備 內部、 公司
區間 編號、 部門
維修成本表 月、年、指定 維修工單成本信息 設備類型、設備 內部、公司
區間 編號、 部門
保養成本表 月、 年、指定 保養工單成本信息 設備類型、 設備 內部、 公司
區間 編號、部門
3.2.7.5設備故障統計
（ 1 ） 功 能 描述
設備故障統計實現按時間劃分（日、 周、 月、 季、 年） 設備基本信息和故障實際產生情 況的統計分析。
（ 2） 設備故障統計報表特征
表 3.5 設備故障統計報表特征
Tab.3.5 Statistical characteristics of equipment failure table
報表名稱 統計時間 構成項 分組方式 流轉類型
設備信息表 月、年、指定 設備基礎信息 設備類型、規格型 內部、 公司
區間 號
故障統計表 月 、 年、 指定 故障記錄 設備類型、 設備編 內部
區間 號、 部門
3.2.7.6 物資計劃報表
（ 1 ） 功 能 描述
物資計劃報表實現按時間劃分的（日、 周、 月、 季、 年）各類物資的計劃使用數量的呈 報。
（2） 物資計劃報表特征
表 3.6 物資計劃報表特征
Tab.3.6 Material planning features table
報表名稱 統計時間 構成項 分組方式 流轉類型
物資集采計 月、年、指定 物資基礎信息 成本分類、規格型 內部、 公司
劃表 區間 （ 簡） 、 計劃數量 號
物資非集采 月 、 年、 指定 物資基礎信息 成本分類、 規格型 內部、 公司
計劃表 區間 （簡）、計劃數量 號
3.2.7.7調度報表
（ 1 ） 功 能 描述
調度報表實現按時間劃分的（日、周、月、季、年）各種設備的檢修、維修、保養情況 的呈報。
（ 2） 調度報表特征
表 3.7 調度報表特征
Tab.3.7 Scheduling characteristics table
報表名稱 統計時間 構成項 分組方式 流轉類型
調度報表 月、年 設備運行信息 成本分類、規格型號 內部、二級單位間、 公司
3.2.8 系統管理
系統管理負責的是整個系統的用戶注冊、 用戶授權、 用戶信息管理、 系統安全的驗證共 四個核心任務。主要功能包括用戶注冊、 用戶授權、 系統安全的驗證、 部門管理、基礎數據 管理。
3.2.8.1用戶注冊
（ 1 ） 功 能 描述 用戶注冊的主要目的是將用戶信息有效的錄入系統中，以系統能夠在客戶下次登錄時， 驗證身份后直接登錄而無需再行注冊。
3.2.8.2用戶授權
（ 1 ） 功 能 描述 用戶授權的主要功能涉及刪除工作和授權工作，具體包括錄入信息功能、 修改信息功能、 審核信息功能、 查詢信息功能和刪除信息功能。具體來說，系統可以根據用戶的職責，靈活 的設置用戶功能。系統可以在感覺用戶擁有的權利威脅到系統或者其他用戶的安全情況，可 以刪除該用戶。
3.2.8.3系統安全驗證
（ 1 ） 功 能 描述 系統安全驗證指的值系統根據用戶注冊留存的信息，對用戶的身份進行甄姬，進而保證 用戶系統和個人信息的安全。
3.2.8.4部門管理
（ 1 ） 功 能 描述 部門管理實現部門有關信息的錄入，修改、 查詢。
3.2.8.5基礎數據管理
基礎數據管理主要設備類型及規格型號、 維修保養類型、 工種及技術等級等基礎信息的 錄入，修改和查詢。
3.2.9 門戶網站
3.2.9.1內容設計概述
設備維修中心門戶網站設置的欄目包括：新聞中心、 組織機構、 工作動態、本安信息、 維護知識、 通知公告、 用戶登錄，各欄目主要內容如下：
①新聞中心：發布設備維修中心生產、生活中的各類新聞；
②組織機構： 展示設備維修中心各部門領導及員工形象；
③工作動態： 發布各車間、 各工位檢修、 維修保養等工作進展情況；
④本安信息： 圍繞人、 機、 環、 管四項內容匯總并展示各種本安管理文件、本安建設成 果（ 極端天氣生產管理預案、應急演練、 安全手冊等），對安全問題進行通報；
⑤維護知識： 展示典型設備、 典型故障維護方案內 容；
⑥通知公告： 發布設備維修中心各類生產、 生活中的通知和公告；
⑦用戶登錄： 登錄進入“神寶公司露天煤礦大型設備維修管理平臺”。
3.3組織機構
設備維修中心下設有生產技術部、 安全管理部、 綜合管理部、 鏟修車間、 卡修車間、 機
各部門對大型設備維修管理平臺的功能需求如下：
表 3.8 各部門對大型設備維修管理平臺的功能需求
Tab.3.8 Functional requirements of the department for the platform table
部門名稱 功能需求
生產技術部 基礎信息管理、故障管理、維修管理、項目管理、統計分
析
綜合部 基礎信息管理、 故障管理、 維修管理、 統計分析、 項目 管
理、 系統管理、 門戶網站
安全管理部 安全管理、 門戶網站、 故障管理、 維修管理、 統計分析
鏟修車間 工單管理、 故障管理、 維修管理、 統計分析
卡修車間 工單管理、 故障管理、 維修管理、 統計分析
機修車間 工單管理、 故障管理、 維修管理、 統計分析
工程機械車間 工單管理、 故障管理、 維修管理、 統計分析
運行班 工單管理、項目管理、維修管理、統計分析、門戶網站
3.4定義活動者
3.4.1系統管理
根據系統管理模塊的需求定義 9 個活動者，即用戶、 系統管理員普通、 用戶、基礎信息 管理模塊、 安全管理模塊、 故障管理模塊、 維修管理模塊、 工單管理模塊、 項目管理模塊。
3.4.2基礎信息管理
3.4.2.1設備管理
根據設備管理模塊的需求可以確定 2 個活動者，即設備管理者和操作者。 設備管理者擁有對設備信息操作的完全權限，包括錄入、 修改，刪除、 查詢，統計等功 能。
操作者可以對人員信息進行查詢、 統計，但不具有對信息的錄入、 刪除和修改功能。
3.4.2.2人員管理
根據人員管理模塊的需求可以確定 2 個活動者，即人員管理者和操作者。 人員管理者擁有對人員信息操作的完全權限，包括錄入、 修改，刪除、 查詢，統計等功 能。
操作者可以對人員信息進行查詢、 統計，但不具有對信息的錄入、 刪除和修改功能。
3.4.2.3物資管理
根據物資管理模塊的需求可以確定2個活動者，即物資管理者和操作者。 物資管理者擁有對物資信息操作的完全權限，包括錄入、 修改，刪除、 查詢，庫存變更、 統計等功能。操作者可以對工具信息進行查詢，統計，但不具有對信息的錄入、 刪除、 修改 庫存變更功能。
3.4.2.4工具管理 根據工具管理模塊的需求可以確定2個活動者，即工具管理者和操作者。 工具管理者擁有對工具信息操作的完全權限，包括錄入、 修改，刪除、 查詢，庫存變更、
統計等功能。操作者可以對工具信息進行查詢，統計，但不具有對信息的錄入、 刪除、 修改 和庫存變更功能。
3.4.3安全管理
3.4.3.1安全標準管理 根據安全標準管理模塊的需求可以確定2個活動者，即安全標準管理者和操作者。 安全標準管理者擁有對安全標準信息操作的完全權限，包括錄入、 修改，刪除、 查詢等；
能。操作者可以對安全標準信息進行選擇、 查詢，但不具有對安全標準信息的錄入、 刪除和 修改功能。
3.4.3.2安全隱患管理 根據安全隱患管理模塊的需求可以確定3個活動者，即上報者、 管理者和操作者。 安全隱患上報者可以將發現的安全隱患登記至系統，擁有對安全隱患信息的錄入、 修改，
刪除、 查詢、 提交等功能。管理者可以指派安全隱患消除負責人，擁有對安全隱患信息的查 詢、指派等功能。操作者可以采取具體措施消除安全隱患，并提交隱患消除報告，擁有對安 全隱患信息的查詢、 提交消除報告等功能。
3.4.4故障管理
3.4.4.1維修方案管理 根據維修方案管理模塊的需求可以確定2個活動者，即管理者和操作者。 維修方案管理者可以根據維修經驗制定某一檢修、 維修或保養任務的具體操作方案，擁 有對維修方案操作的完全權限，包括錄入、 修改，刪除、 查詢等功能。操作者可以使用相應 的維修方案，執行對維修方案的選擇、 查詢等功能，但不具有對維修方案的錄入、 刪除和修 改功能。
3.4.3.2故障知識管理
根據故障知識管理模塊的需求可以確定 2 個活動者，即管理者和操作者。 故障知識管理者擁有對故障知識信息操作的完全權限，包括錄入、 修改，刪除、 查詢等 功能。操作者可以對故障知識進行選擇、 查詢，但不具有對故障知識的錄入、 刪除和修改功 能。
3.4.5維修管理
3.4.5.1計劃型維修管理
根據計劃型維修管理模塊的需求可以確定 2 個活動者，即制定者和審核者。
計劃型維修制定者可以根據需要制定某一檢修、 維修或保養任務的工作計劃，擁有對工 作計劃操作的完全權限，包括錄入、 修改，刪除、 提交、 查詢等功能。審核者可以對相應的 工作計劃安排情況進行審核，擁有審核、 查詢等功能，但不具有對工作計劃的錄入、 刪除和 修改功能。
3.4.5.2非計劃型維修管理
根據非計劃型維修管理模塊的需求可以確定 2 個活動者，即登記者和審核者。 登記者可以對突發故障的設備進行故障報修登記，擁有對報修登記操作的完全權限，包 括錄入、 修改，刪除、 提交、 查詢等功能。審核者可以對相應的報修登記進行審核，擁有審 核、 查詢等功能，但不具有對報修登記的錄入、 刪除和修改功能。
3.4.6工單管理
3.4.6.1工單制定
根據工單制定的需求可以確定 1 個活動者，即制定者。 工單制定者可以根據計劃型任務或非計劃型任務制定某一檢修、 維修或保養工作的工 單，擁有對工單操作的完全權限，包括錄入、 修改，刪除、 提交、 查詢等。
3.4.6.2工單審核
根據工單審核的需求可以確定 1 個活動者，即審核者。 工單審核者可以即將開始的工單或執行完畢的工單進行啟動審核或關閉審核，擁有對工 單操作的審核權限，包括選擇、 查詢等。
3.4.6.3工單執行
根據工單執行的需求可以確定 1 個活動者，即執行者。 工單執行者可以執行通過啟動審核的工單，擁有對工單操作的執行權限，包括選擇、 修 改、 查詢等。
3.4.6.4工單驗收
根據工單驗收的需求可以確定1 個活動者，即驗收者。 工單驗收者可以對執行完成的工單進行驗收，擁有對工單操作的驗收權限，包括選擇、 修改、查詢等。
3.4.7項目管理
3.4.7.1項目制定
根據項目制定的需求可以確定1 個活動者，即制定者。
項目制定者可以以項目的形式記錄某一檢修、維修或保養工作，擁有對項目操作的完全 權限，包括錄入、修改，刪除、提交、查詢等。
3.4.7.2項目審核
根據項目審核的需求可以確定1 個活動者，即審核者。
項目審核者可以即將開始的項目或執行完畢的項目進行啟動審核或關閉審核，擁有對項 目操作的審核權限，包括選擇、查詢等。
3.4.7.3項目驗收
根據項目驗收的需求可以確定 1 個活動者，即驗收者。
項目驗收者可以對執行完成的項目進行驗收，擁有對項目操作的驗收權限，包括選擇、 修改、查詢等。
3.5Use Case 圖
3.5.1系統管理
圖 3.2 系統管理
Fig.3.2 System management flowchart
3.5.2基礎信息管理
圖 3.3 設備管理
Fig.3.3 Equipment management flowchart
圖 3.4 人員管理
Fig.3.4 Personnel management flowchart
Fig.3.5 Material management flowchart
3.5.3 安全管理
圖 3.7 安全 標準 管理
Fig.3.7 Safety standard management flowchart
Fig.3.8 Safety risk management flowchart
3.5.4 故障管理
Fig.3.9 Maintenance plan management flowchart
圖 3.10 故障知識管理
圖 3.11 計劃型維修管理
Fig.3.11 Planned maintenance management flowchart
圖 3.12 非計劃型維修管理 Fig.3.12 Unplanned maintenance management flowchart
3.5.6工單管理
圖 3.13 工單管理
Fig.3.13 Work order management flowchart
3.5.7 項目管理
圖 3.14 項目管理
Fig.3.14 The project management flowchart
3.6Use Case 交互圖
3.6.1系統管理
普通用戶
I I
I I
: 錄入個人信息 1
H
I
I
保存 ：
管理基礎數據
［權限二falae］返回登錄接口
節［權限=true］管理基礎信
保存
圖 3.15 普通用戶與系統管理的 交互圖
Fig.3.15 Interaction diagram of ordinary user and system administration
3.6.2基礎信息管理
管理人員
I
錄入 修改
查詢
統計
數據錄入 ： I
In i
數畔改 -
: m
: :
I >
: 數據查詢 ：
數據統計
>b
I
I
圖 3.17 管理者與基礎信息管理的交互圖
Fig.3.17 Interaction diagram of manager and basic information management
操作人員
! 數據查詢
I
! 數據統計
圖 3.18 操作者與基礎信息管理的 交互圖
Fig.3.18 Interaction diagram of operator with basic information management
3.6.3安全管理
管理人員
I
安全標準管理
安全隱患管理
創建安全標準管理
維護安全標準管理
查詢安全標準管理
hu-:hu::D:.
> > >
創建安全隱患管理
維護安全標準管理
杏諭停仝棕準答珅
圖 3.19 管理者與安全管理的交互圖
Fig.3.19 Interaction diagram of manager and security management
圖 3.20 管理 者與故障管理的 交互圖
Fig.3.13 Interaction diagram of the manager and failure management
創建非計劃性維修管理
維護非計劃性維修管理
查詢非計劃性維修管理
圖 3.21 管理者與故障管理的交互圖
Fig.3.21 Interaction diagram of the manager and failure management
4系統設計
4.1系統架構設計
4.1.1系統總體架構設計
根據軟件架構設計原則和信息系統需求分析，露天煤礦大型設備維修管理平臺采用 B/S 服務模式，頂層架構采用分層設計思想，整個系統共分為 4 層，包括用戶界面層，業務邏輯 層、數據訪問層和數據層。系統架構圖如圖 4.1 所示：
業務邏輯層
系統管理模型
項目管理模型
統計模型
報表管理模型
圖 4.1 系統架構圖
Fig.4.1 System architecture chart
（1）用戶界面層
用戶界面層的職責[18]:
①與用戶交互，接收關于用戶的各種輸入和輸出各種提示信息、處理的結果。
②對于輸入數據可進行數據校驗以過濾非法數據。
③向業務處理對象發送處理請求。
用戶界面層包圖如下:
用戶界面 A
輸入，輸出
數據效驗
圖 4.2 用戶界面包圖
Fig.4.1 User interface Package diagram 用戶界層的類關系如下：
圖 4.3 用戶界面 層類 關 系圖
Fig.4.1 User interface layer class diagram chart
（2）業務邏輯層 業務邏輯層的職責:
①實現各種業務處理邏輯和處理算法.
②驗證請求者的權限。
③可向數據訪問對象發送關于數據持久化操作的請求。 ④可向用戶界面層返回關于處理的結果。
業務邏輯層包圖如下:
實現各種業務處理邏輯或處理算法。 驗證請求者的權限。
向數據訪問對象發送數據持久化操作在請求 向用戶界面層返回處理結果。
圖 4.4 業務邏輯 包 圖
Fig.4.4 Business logic package diagram 業務邏輯層與界面層類關系如下：
權限管理
業務邏輯類 -操作員對
+數據訪問對 > +身份驗證
+業務處理（） （）
+授權（）
圖 4.5 業務邏輯類關系圖
Fig.4.5 Business logic class relationships chart
（3）數據訪問層 數據訪問層的職責:
①實現數據的持久化操作。
②實現事務處理。
數據訪問層包圖如下:
圖 4.6 數據訪問包圖
Fig.4.6 Data access package diagram
數據訪問層的類關系如下：
數據操作類
數據訪問類 -數據庫連接
-數據操作對象 +開始事務
（） +查詢（） +插入（） +修改（） +結束事務
（）
+回滾事務
（）
+讀取（）
+寫入（）
圖 4.7 數據 訪問 層類 關 系圖
Fig.4.1 Data access layer class relationships chart
（4）數據層
數據層的職責：
①存儲和管理數據
②實現多個異構數據庫的互操作 分層的思想，定義層與層之間的接口，使得層與層之間的耦合度降低，增強了模塊的服務性 可擴展性和可維護性。同時，分層也有益模塊功能的劃分以及任務的分配。
4.1.2系統總體架構類圖
圖 4.8 系統總 體架構類圖
Fig.4.8 Overall system architecture chart
4.1.3系統總體架構類交互圖 系統總體架構類的工作流程［19］：
（1） 用戶將信息發送給用戶界面后，業務對象根據用戶的信息請求做出相應的反應。
（2） 業務邏輯對象接收到請求后， 向權限管理對象發送驗證權限請求。
（3） 權限管理對象在權限驗證后將驗證的結果反饋給業務的邏輯對象。
（4） 業務邏輯對象可根據驗證的結果執行以下處理：針對不滿足權限的請求， 返回提示信 息；針對滿足權限的請求， 則將其請求轉發給業務邏輯對象進行相應的處理。
（ 5） 業務邏輯對象可根據請求執行業務處理， 數據操作結果則返回業務邏輯對象。
（6） 業務對象將處理結果信息返回給用戶界面。
系統總體架構類的交互圖如圖 4.9 所示：
圖 4.9 系統 總 體架構類交互圖
Fig.4.9 System overall architecture class interaction
4.2系統功能模塊設計
露天煤礦大型設備維修管理平臺主要功能模塊共包含9 個，分別是基礎信息管理、安全 管理、故障管理、維修管理、工單管理、項目管理、統計分析、系統管理和門戶網站。整體 功能結構圖和詳細功能結構圖分別如圖4.10 和圖4.11 所示。
圖 4.10 整體功能結構圖
Fig.4.10 Overall functional structure chart
露天礦大型設備維修管理平臺
新 組 工 本 維 通 用
聞 織 作 安 修 知 戶
中 機 動 信 知 公 登
心 構 態 息 識 告 錄
圖 4.11 詳細功能結構圖
Fig.4.11 Detailed functional structure flowchart
4.3數據庫設計
4.3.1 數據庫邏輯總表
露天煤礦設備維修信息管理系統的數據庫軟件采用 SQL Server 2008，SQL Server 2008 作為一個全面的數據庫平臺，可以組織管理任何數據。可以將各種數據存儲到數據庫中去。 可以對數據進行搜索、查詢、同步、分析等操作。在建立數據庫時，各個功能模塊所對應的 數據表在關系數據庫中具有邏輯關聯性，數據庫邏輯總表如圖 4.12 所示。
圖 4.12 數據庫邏輯總表
Fig.4.12 Database logic table
4.3.2 數據庫各子表設計
露天煤礦設備維修管理信息系統的數據庫的設計必須遵循規范化原則，數據庫中的所有 關系都應該遵循一定的約束條件。在構造關系數據庫時，一定要按照相關的規則進行數據庫 的構造，這些規則成為范式，關系數據庫中的第一范式、第二范式、第三范式等，范式的等 級代表著約束條件的高低［20］。本系統開發主要以第三范式為規則，第三范式的關系 必須具 有以下三個條件：
( 1 )必 須 確 保每 一 個 屬 性 的唯一 性 ， 不 能 含 有重 復 的 含 義
（2）要求實體的屬性完全依賴于主關鍵字
（ 3 ） 任 何 非 主 屬 性 不 得 傳 遞 依賴 于 主 屬 性 通過對數據的分析，確定記錄不同字符的長度、類型等。根據露天煤礦設備維修的實 際特點和數據的特點，結合露天煤礦實際生產的情況，建立用來儲存人員信息、設備信息、 物資信息、工具信息、安全信息等多張表，存于 SQL Server 2008 數據庫內，形成數據信息 庫，對這些數據信息的查詢可以全部通過視圖完成。
設備是設備維修信息管理平臺的核心對象，維修信息管理的一切活動最終都與設備相關 所以通過設備表對設備的基本信息進行管理。設備表是用于對記錄設備的基本信息進行記錄 和維護，如設備編號、設備名稱、設備類別、設備狀態、購置日期等。詳細說明見表4.1 所 示。
表 4.1 設備表
Tab.4.1 Equipment table
列名 數據類型
設備編號 nvarchar(20)
設備名稱 nvarchar(50)
設備類別 nvarchar(50)
廠內 編號 nvarchar(20)
簡稱 nvarchar(50)
規格型號 nvarchar(50)
照片 ntext
單位 nvarchar(50)
所在地點 nvarchar(50)
所屬單位 nvarchar(50)
狀態 nvarchar(50)
維護狀態 nvarchar(50)
生產廠家 nvarchar(50)
供應商 nvarchar(50)
主要參數 nvarchar(500)
固定資產卡片號 nvarchar(50)
購置日期 datetime
啟用日期 datetime
資產原值 money
規定使用年限 float
已使用年限 float
剩余使用年限 float
預計使用年限 float
人員表是用于人員信息的管理和創建，如姓名、人員編號、性別、出生日期等，詳細信 息見表 4.2。
表 4.2 人員表
Table.4.2 Personnel table
列名 數據類型
人員編號 nvarchar(20)
姓名 nvarchar(20)
性別 nvarchar(10)
出生日期 datetime
文化程度 nvarchar(50)
畢業院校 nvarchar(50)
家庭住址 nvarchar(50)
崗位類型 nvarchar(50)
職務 nvarchar(20)
職稱 nvarchar(20)
入廠時間 datetime
離廠時間 datetime
臺賬狀態 int
移動電話 nvarchar(20)
工作電話 nvarchar(20)
家庭電話 nvarchar(20)
電子郵件 nvarchar(50)
部門編號 nvarchar(20)
工種編號 nvarchar(20)
技術等級編號 nvarchar(20)
照片 ntext
狀態 int
物資表是用于物資信息的創建與管理，如物資編號、物資名稱、物資系統編號、成本分 類、規格型號、單位、技術參數等，詳細信息見表 4.3。
表 4.3 物資表
Table.4.3 Materials table
列名 數據類型
物資編號 nvarchar(20)
物資名稱 nvarchar(50)
物資系統編號 nvarchar(20)
成本分類 nvarchar(20)
規格型號 nvarchar(50)
單位 nvarchar(20)
技術參數 nvarchar(500)
產地 nvarchar(20)
生產商 nvarchar(50)
物料組 nvarchar(50)
庫位 nvarchar(50)
廠內 數量 int
使用部位 nvarchar(50)
適用設備類型 nvarchar(50)
適用規格型號 nvarchar(50)
狀態 int
照片 ntext
當前單價 decimal(8,4)
歷史單價1 decimal(8,4)
歷史單價2 decimal(8,4)
歷史單價3 decimal(8,4)
工具表是用于工具信息的管理與創建，如工具編號、工具名稱、成本分類、規格型號、 計量單位、數量等，詳細信息見表 4.4。
表 4.4 工具表
Table.4.4 Tool table
列名 數據類型
工具編號 nvarchar(20)
工具名稱 nvarchar(50)
物資系統編號 nvarchar(20)
工具類型 nvarchar(20)
規格型號 nvarchar(50)
單位 nvarchar(20)
技術參數 nvarchar(100)
產地 nvarchar(20)
生產商 nvarchar(50)
廠內數量 int
庫位 nvarchar(50)
所屬部門編號 nvarchar(20)
狀態 int
照片 ntext
當前單價 decimal(8,4)
歷史單價1 decimal(8,4)
歷史單價2 decimal(8,4)
歷史單價3 decimal(8,4)
安全標準表是用于安全標準信息的管理與創建，如安全點名稱、適用對象、安全點編號、
風險類型、安全點編號等，詳細信息見表 4.5。
表 4.5 安全 標準 表
Table.4.5 security standards table
列名 數據類型
安全點編號 nvarchar(20)
安全點名稱 nvarchar(50)
適用對象 nvarchar(50)
風險類型 nvarchar(20)
危險源辨識 nvarchar(500)
事故類型 nvarchar(20)
風險后果描述 nvarchar(500)
安全措施 nvarchar(500)
管理對象 nvarchar(20)
管理標準 nvarchar(500)
主要負責人編號 nvarchar(20)
直接管理人編號 nvarchar(20)
監管部門編號 nvarchar(20)
監管人員編號 nvarchar(20)
管理措施 nvarchar(500)
可能性 nvarchar(20)
損失 nvarchar(20)
風險值 nvarchar(20)
風險等級 nvarchar(20)
故障表是用于故障信息的管理與創建，如故障類型、故障名稱。故障等級、故障編號、 故障機理、狀態等，詳細信息見表 4.6。
表 4.6 故障表
Table.4.6 Fault table
列名 數據類型
故障編號 nvarchar(20)
故障名稱 nvarchar(50)
故障部件 nvarchar(50)
故障類型 nvarchar(50)
故障等級 nvarchar(20)
故障現象 nvarchar(500)
故障原因 nvarchar(500)
故障機理 nvarchar(500)
規格型號編號 nvarchar(20)
設備類型編號 nvarchar(20)
狀態 int
照片 ntext
在該平臺 數據庫 的設計中，因 平臺設計 全 面 性 的需要，除 上述 的 表 之 外 ，還 包 括 工 序 工 具表、預防性維修計劃表工序安全表、工單任務表、工序人員表等共計有 40 個表。
4.4關鍵業務流程設計
露天煤礦大型設備維修管理平臺實現設備維修中心各項檢修、維修、保養工作的數字化 管理，過程控制中所涉及的核心業務流程主要包括：計劃型維修工作流程、非計劃型維修工 作流程、工單流程、項目流程等。
4.4.1 計劃型維修工程流程
計劃型維修工作流程主要包括：計劃制定、計劃審核、工單流程等 3 個關鍵流程步驟， 具體實現過程如圖 4.12 所示。
車間主任 通過
車間主任 通過
工單關閉
結束 ，
4.4.2非計劃型維修工作流程
非計劃型維修工作流程主要包括：設備維修、報修審核、工單流程等2 個關鍵流程步驟 具體實現過程如圖4.13所示
4.4.3 工單流程
工單流程主要包括：工單制定、工單啟動審核、工單執行、工單調整、工單驗收、工單
關閉審核等 6 個關鍵流程步驟，具體實現過程如圖 4.14所示。
通過
圖4.14 工單流程
Fig.4.14 The repair order flowchart
4.4.4 工單執行流程
工單執行流程如圖4.15所示
否
結束
圖 4.15 工單執行流程
Fig.4.15 The repair order execution flowchart
4.4.5 項目管理流程
項目管理流程主要包括：項目制定、項目審核、項目驗收等 3 個關鍵流程步驟，具體實 現過程如圖 4.16 所示
通過
項目驗收
結束
圖4.16 項目管理流程
Fig.4.16 The project management flowchart
4.5業務邏輯對象類設計
4.5.1基礎信息管理
一）設備、人員、物資、工具
Equipment
類
TBusinessObject
口字段
—_ cnbh
•=_ gdsynx
三 gdzckph ggxh
gys
-gzrq
_■ jscs
了 qyrq sbbh
r sblb
—-sbmc
三 sccj
三 sldw
二 ssdw
二 sysynx szdd
tyrq
二 whzt yjsynx ft ysynx
yxtsbbh
‘ yz
SzP
三zt
口屬性
上 AlreadyUseYears
匸 BuyDate
*Department
上 EquipCode
*EquipFactoryCode
*EquipName EquipType Gdzckph
*InitialAssetValue
上 Location
上 Manufacturer
*OriginalCode
*photo
*PlanUseYears
*RemainUseYears
*RequireUse Years 上 Specifications
*State
*StopUseDate
上 Te chP aram ete r
Unit
*UseDate
口方法
0 Equipment
0 GenerateEquipID
Init
RenYuan
類
->BusinessObject
曰字段
—_ bmbh
三 byyx
=< csrq
三 dzyj
二gwlx
gz
__ gzdh
jsdj jtdh s jtzz
Icsj
三rcsj
三 rybh tzzt
-whcd xb
-xm
二 yddh
二 zc
匸zp
flzt
r zw
口屬性
*AdmissionTime
> Born CellPhone
College
*Education
Email
b EmployeeName
*EmployeeNo
P HomeAddress
*HomePhone
Job
JobType
*JobTypeNo
*ParmentCode
*Photo
*ProfessionalTitle Sex
*State TaiZhangState
上 TechnolevelNo
*TimeOfDeparture
*WorkPhone
口方法
0 GeneratePeopleID
Init
0 RenYuan
“Material
類
TBusinessObject
口字段
二一 aetype 二_ astyle
二 eptpname -hprice1
-hprice2
二 hprice3 __ mgroup 一=mid
一-mmanufacture
mname
二-mnum
二=mparameter
二一 mpplace
二 mstyle
二 mtype
-munit
_ picture
二 price
~ sid
_= status
-stylename upositon wid
口屬性
*ApplicableEquipment.
” Applic ableStyle
鼻 Equipm entStyleN ame
*Equipm entStyleN ame 上 HistoryPriceOne
*HistoryPriceThree
*HistoryPriceTwo
*Manufacture
*MaterialGroup
*Materialld
A MaterialName
*MaterialNumber
*MaterialParameter
*MaterialType
*Picture
*Price
*ProductionPlace
上 Status
*Style
>SystemID
>Unit
» UsePostion
上 WarehouseID
口方法
0 GenerateMaterialID
0 GetRecentMaterial
0 = Init
0 Material
Tool 介
類
TBusinessObject
口字段
二 did
—_ dname
二 hprice1
-hprice2
二hprice3
_ picture
_= price
‘ sid
—=status
三tid
二-tmanufacture
tname
二-tnum
二=tparameter
二_ tpplace
三tstyle
=_ ttype
二=tunit
二一 wid
口屬性
*DepartmentID
*D ep artmentNam e
*H istoryPriceOne
上 HistoryPriceThree
*HistoryPriceTwo
*Manufacture
*Picture
A Price
*ProductionPlace
*Status
P Style
>SystemID
A ToolID
*ToolName
“ ToolNumber
*ToolParameter
“ ToolType
>Unit
A WarehouseID
口方法
0 GenerateToolID
8 GetRecentTool
0 _ Init
e Tool
2）設備的類型、設備規格及型號、設備的狀態
4）工種、工種技術等級
肛 噸Si 離
^BitsiftCiaOqpc! ->Buam£3OtijacT
r code szxie
siaum r lEae
o.Wtt □.耐
* Cafe > Cate
> Njme
口方.法 口加去
命 dn 肛 ho^liSiWQn^J：
$ Init 命 In.it
J J
5）課程、工程類型、培訓
course
->f> u«tin 庚 ss Dtij p ct
l\irsonnellvepGiade
->Bu si nessObject 0字段
sa hpricel 二口 hj?ncc2 lipiiceS 二m price
—n Wgid 二口 wgiiarne wt.id vztnanw
生 llistofyPriceQne Hist ory Pri teTtircc
4 L listotfy Pri cerl wo > Piict
Jf[口宇設
—D kebh
三 kclx
=.keme
—ndxs
0屬性] [ C ourseC at.鋁Qiy h C curseCode
*CourseDifIivult^r
*CourseNariie] WnrkerGradero
4 Weaker Grad eName
*Wfirk crTy p eFD
#Work erTyp eNaiiie
也萬法
0 Ir dt
(5 PersantielTy ep G rade
T niintiif ig 奚
-> Busin ess Object
□字設
:: &jll kchh
pxbh
pxdx
二 pxfs
二= pxjsy
—B pxkssj
—- pxlb
—- pxrric
pxnrgH
—=azly
=>■ zrc
zxs
zzdw
㈢屆計
» C ontentPre^7iew
*CostAndFlan f* CourseCode /• Eiid^lraiiiTinie
*Cirigaiiization
>StartTrainTitne
>Teachers ernree
*TotMlHfiius
A TotalNumber TrainCalcgoiy
*Ti-ainCode
*TraitiZMame
E TrainObj ect.
*TrainWay 曰方法
® Init
4.5.2安全管理
1）安全
Safe
類
-vBusi nessObje ct
巳字段
=n aid
=H Hobjcct
玉 atype
=0 dsource
=B hid
s- loss
=» mtneasures
=» mobject
=o mstaiidard
—'Bl possibility
rgi adc
—B rresualt.
=„ rtype
=B lvalue
% sdid
=■ sid
smeaRLi「ee?
f snarne
a. spid
曰屈性
*Acc identTyp e
*A drniri istratorrO
*ApplicableObject
4 DsangcrSoum
>HttsdED
*Loss
*MariagementMea^ures
>Mana^enientOb j ect
f* Management Standai'd
*卩nssibilly
*RiskGrade
>RiskRcsull
*RiskType
A Risk Value
>SateTD
4 SafeAleasures
*SafeName
*Supenri sionDepai'tane..
*Supend sioriPersorilD
0方法
© Gen crat.eS afelD
& GetRecetitSafe
Irtil.
® Safe
4.5.3故障管理
1）故障、經驗、經驗工序
GuZhang 介
類
TBusi nessObject
曰字段
二一 eptpname
二etypeid
三fcause
二_ fcom
二 fid
二一 flevel
—_ fmec
二-fname
二一 fphe
—_ ftype
—_ picture
二一 sid
—status
—_ stylename
曰屬性
*EquipmentStyleName
*EquipmentTypelD
Equipm entT ypeN ame
*FailureMechanism
*FaultCause
*FaultComponent
“ FaultID
“ Faultlevel
“ FaultName
*FaultPhenomenon
A FaultType
*Picture
h Status
> StyleID
曰方法
0 GenerateFaultID
0 GetRecentGuZhang
0 GuZhang
0 - Init
Experience
類
TBusinessObject
曰字段
二一 bddate
二bdperson
三bdpersonId
—_ eptpid
二一 eptpname
三 expid
三 expname
二-exptypeid
—_ exptypename
—_ styleid
—_ stylename
曰屬性
» BuildDate
*BuildPerson BuildPersonId
*EquipmentSytleID
“ EquipmentSytleName
*ExperienceID
*ExperienceName
上 ExperienceID
上 ExperienceName
上 ExperienceType
“ ExperienceTypeID
“ Experi enceTypeNam e
曰方法
0 Experience
0 GenerateExperienceIC
0 GetRecentExperience
0 - Init
ExperienceProcess
類
TBusinessObject
曰字段
—expid
—psdesp
—psid
—psname
—pstimes
二 quastand
曰屬性
*ExperienceID Proces sDe scri pti on
P ProcessID
*ProcessName
*ProcessTimes
*QualityStandard
曰方法
0 ExperienceProcess
® - Init
2）工序、工序安全、
工序人員
Process. 矣
r expid
二 psdssp
f psi d 乞 psname 汽 primes 匸 quastand
□.Bi
A ExpertsticelD
#ftocessDe&aipdon
>BrocessID
*EYocess^tos
Jk EYocessTimes
>QuaE 騎tandard
□方法
® Gen ss. tePtocessID 04 hi t
® Brocess
Prates sPsrsonne I 矣
->BLE4nesObjsrt
口宇段
一_ espid
二一 pnum
二 peid
氣陀id
亠_ ^name
—_ wdd
乞 wtoame
口離
*ExperiarelD
*PlatiNuiiibsr
*Procss sID
*WorkerGradsID
*WorksrGradeNams
> WorksrlApelD
*WofksrTspeName □方法
©. Init
D Proces sPsr sonne 1
3）工序物資、工序工具、經驗類型
ProcessMaterial
-^Busines Object
□訓
—.sspid
三 mlid
?mlnains
—,.mlshfie
nil type
二 mluait
pnutn
冃辰性
p ExperisncelD
*Xfeterialld
4 XSbterialNams
>N'fetemlT^pe
*PUtiNumber
ft ftoeessD
>St^e
>Unit
□施
孔 Init
0 ftcK&ssMktsrial
PrDCft&SToOi
->Bus.ines£ Object
□宇段
expid
r pnum
-psid
二 Hid
云_ tlnattE
二 flunit
二 u se time
*ExpertsncsID A PhnNumb&r fr Phk 曜ID
*SMe
*Toolld
*ToolNairie
> Unit
*UseTim e
□方法
曲..Init
$ Proems sTcol
(1)非計劃型維修、非計劃性維修審核
NonScheduledTask
類
-> BusinessObject
口字段
二-chargedepid
三 date
二-depnamae
二-epid
二epp
一」fdes
二=ffm
二=nst
二」regp
T regpid
二-repp
三reppid
rid
二-rtype
三 status
—- workorderid
口屬性
?ChargeDepartmentId
?DepartmentName
?Equipm entId
*EquiprmentPosition 鼻 F aultDe scri pti on
F aultF indMethod
*Regi sterD ate
*Regi sterPerson
*Regi sterPersonId
?RepairId
?RepairPerson
*RepairPersonId
?RepairType
Status
*WorkO rderId
口方法
GenerateT askID GetRecentTask
Init
0 NonScheduledTask
Non PlanTaskCheck
類
-> BusinessObject
口字段
T checkdecision
三 checki d
二-checkopinion
二一 checkpid
二口 checkpname
二□ checktime
二-epid
T epp
T fdes
T ffm
T nptc
二―repp
三 reppid rid
二-rtype
r status
口屬性
?CheckDecision
?CheckOpinion
鼻 CheckPersonId
鼻 CheckPersonName
鼻 CheckRecordId CheckTime
鼻 Equipm entId
?Equipm entP osi ti on
?F aultDe scri pti on F aultF indMethod
?RepairId
?RepairPerson
?RepairPersonId
?RepairType
“ Status
口方法
GetRecentNShenhe
0 GetRecentUNShenhe Init
0 Non PlanTaskCheck
5設備維修管理信息系統的實現
5.1神華寶日希勒露天礦設備維修管理現狀
神華寶日希勒露天煤礦地處內蒙古高原，氣候干燥，寒冷多風，晝夜溫差較大，設備的 工作環境比較惡劣，設備的故障率和維修根本較髙，因此，給設備的維修和維修管理帶來了 較大困難。目前，神華寶日希勒露天煤礦設備維修模式主要以事故維修為主，事故維修是當 故障發生之后，再對故障進行處理的維修模式，由于沒有檢修計劃和維修準備，無法及時針 對設備故障安排人員、 物資、 工具等維修信息，造成設備停機而影響生產，同時由于缺乏必 要的維修檢測，導致一些小故障發展成重大事故。此模式只適合技術含量較低的生產系統， 可靠性程度較高或有備用設備的生產系統。
設備維修管理還主要是采用較為傳統的手工登帳、 登卡，單數據流的方式以及結合部分 EXCEL 電子表格的功能來實現的，這就導致對各種設備信息、 設備故障信息、 設備維修信息 等信息的收集、 記錄以及查閱等工作速度慢，同時過程較為繁瑣、出錯率高，表現為時效性 和準確性都較差的特點，往往對于維修過程中單個數據的統計都需要花費大量的人力和物力 才能完成同時，設備維修的全局性較差，沒有把維修過程中用到的人員信 息、 物資信息、 工具信息、 安全信息等結合起來，造成維修過程的一盤散沙，維修過程缺乏統一的規范。當 設備發生臨時性故障時，缺乏對應的維修計劃和維修準備，造成設備停機時間較長，影響生 產，而且人工制定預防性維護保養計劃，維護保養工作沒有實現規范性和準確性，造成維修 保養工作混亂，維護保養工作不徹底。這種較為落后的維修管理方式，一方面會影響到日常 生產過程的正常運轉，另一方面還會直接造成企業較大的經濟損失。
5.2設備維修管理信息系統的實現 根據系統功能模塊設計，運用數據庫和頁面編程，系統最終以 B/S 模式的架構展現出來。在 本系統開發過程中，數據庫編程主要通過編寫存儲過程程序來實現，頁面程序則釆用多層架 構模式進行設計。本節對系統的各功能模塊及其實現的功能進行簡單介紹。 本論文中涉及的露天礦設備維修管理信息系統以神華寶日希勒露天煤礦大型設備維 修管理 為研宂對象，該系統的登陸頁面主要包括用戶名輸入欄、 密碼輸入欄和登陸按鈕， 登陸界 面的詳細信息如圖 5.1 所示。用戶可以通過輸入用戶名和密碼登陸露天礦設備維修管理信息 系統，進而進入設備維修管理的操作頁面，進行相關操作。
圖 5.1 登錄界面
Fig.5.1 Login screen 登陸后，則進入設備維修管理的操作界面，操作界面中主菜單中包括首頁、基礎數據、 配件、數據分析、 經營分析、 月報、 配置七大子功能模塊，用戶可以按照不同的需求，點擊 每一子功能模塊，則進入下一級操作，如圖 5.2 所示。
圖 5.2 操作首頁
Fig.5.2 Operating the homepage
維修明細包括設備編號、設備名稱、檢修時間、故障原因、檢修內容、總工時、總金額、檢
修類型、檢修班次、檢修地點共十項，詳細信息如圖5.3所示。
圖 5.3 維修 明細 圖
Fig.5.3 The maintenance subsidiary chart 本次設計確定以“工單”為核心的自主式維修控制模式，因為，圍繞工單包括創建工單與結 工單兩部分，包括設備名稱、檢修內容、檢修時間、檢修原因、入場時間、出廠時間、維修 狀態等多項功能，詳細信息如圖5.4和圖5.5所示。
圖 5.4 創建 工單圖
Fig.5.4 Create a work order chart
圖 5.5 結工單圖
Fig.5.5 End of the repair order chart
5.3系統測試
這個系統完成設計和代碼后，系統最重要的就是測試階段，完成這個任務就是測試系統 設計階段，測試的時候分為2個階段，首先是開發完各個功能點后進行系統的單元測試，其 次是各個單元測試完成后進行的集成測試，在測試過程中完善系統。
5.3.1功能性測試
功能性需求在系統中特別多， 本節進行了以下功能測試， 并且分別使用了用例來詳細介 紹系統功能性相關測試。
表 5.1 發布 故障測試用例
Tab.5.1 Publish failure test cases
名稱 內容
測試用例編號 C001
測試用例名稱 發布故障
測試用例級別 功能測試
測試用例執行時間 2019-03-10
測試流程 用戶登錄后，通過基礎數據發布故障信息
預期結果 1. 數據庫中故障表成功添加一條記錄并且數據保存正確
2. 在故障信息中，顯示剛剛添加的故障
實際結果 1. 故障信息中顯示剛剛添加故障并且故障信息一致
2. 以管理員賬號登錄系統后臺，可以查看剛剛添加的故障且對比信息一致
結論 預期結果與實際結果一致，測試通過
表 5.2創建工單測試用例
Tab.5.2 Create worksheet test cases
名稱 內容
測試用例編號 C002
測試用例名稱 創建工單
測試用例級別 功能測試
測試用例執行時間 2019-03-10
測試流程 用戶登錄后，點擊“開工單”，填寫檢修信息，確認無誤后點擊“創建工單”
預期結果 1.提示生成工單成功，進入工單打印界面
預期結果 2. 數據庫中的工單表中成功添加一條記錄并且數據保存正確
1. 生成工單， 并進入打印界面
實際結果 2. 以管理員賬號登錄系統后臺訂單管理， 輸入生成的工單號可以查看該工單信
息， 比對后信息一致
結論 預期結果與實際結果一致， 測試通過
5.3.2非功能性測試
非功能性測試包括對系統的可靠性、安全性及性能進行測試。
5.3.2.1系統可靠性測試
將平臺連續運行在服務器上，并采用不間斷的方式進行數小時的訪問，動員公司相關人 員登錄訪問，系統始終保持正常性地運行。
表 5.4 是 平臺 通 過 連 續 數 小時 運行 后 ， 相關 人員 訪 問 平臺 測試 用 例 。
表 5.4 平臺通過連續 數 小時運行后可靠性 測 試用 例
Tab.5.4 The platform passes reliability test cases after continuous hours of operation
名稱 內容
測試用例編號 C003
測試用例名稱 網站持續運行時可靠性測試
目的 驗證系統能否長時間正常運行
測試用例級別 可靠性測試
測試用例執行時間 2019-03-12
測試流程 連續運行120 個小時， 30人同一時間訪問該網站
預期結果 網站能夠正常運行
實際結果 從 2019 年 3 月 12 日至 2019 年 3 月 17 日網站保持正常訪問。2019 年 3 月 17 日 30 人同時訪問， 網站可以保證運行。
結論 預期結果與實際結果一致， 測試通過
5.3.2.2系統安全性測試
平臺的安全測試， 其主要目的就是保證信息和資金的安全性，該平臺使用環境的為公司 內網， 同時，該平臺不涉及資金的流動。因此，平臺的安全性無需測試即可得到保證。
5.3.2.3系統性能測試 以平臺首頁進入的訪問速度為例，對平臺進行性能測試， 如表5.5 所示。
表 5.5 訪問平臺首頁的測試用例
Tab.5.5 Visit the test case on the platform home page
名稱 內容
測試用例編號 C004
測試用例名稱 訪問平臺首頁的時間
目的 驗證系統能否在 3 秒鐘完成頁面信息加載
測試用例級別 性能測試
測試用例執行時間 2019-03-20
測試流程 訪問平臺首頁，計時開始，等待3秒鐘看頁面加載情況
預期結果 3 秒鐘內完成信息全部加載
實際結果 訪問平臺首頁后，
他首頁內容 在 3 秒內頁面加載完成，可以顯示菜單欄、最新公告及其
結論 預期結果與實際結果一致，測試通過
5. 4開發環境的選擇
5.4.1 系統開發工具
本系統開發工具采用Visual Studio 2013。Visual Studio是由互聯網巨頭微軟集團開發的， 已經成為目前應用最廣泛的 Windows 平臺應用程序開發環境。 使用 Visual Studio 專業開發人 員可以使用改進后的可視化設計工具、編程語言和代碼編輯器， 享受便捷快速的開發環境， 使用集成的可視化數據庫設計和報告工具在統一的開發環境中開發并調試多層次的服務器 應用程序［21］。 Visual Studio 2013開發環境的特點如下：
（1 ）C#4.0 語言和編譯器
C#4.0通過引進新型產品dynamic來保障關于動態類型后期的綁定工作。使用這個新型 產品能夠完成不少新方案的實施，例如簡化對office自動化API等COMAPI IronPython庫等 動態API和HTML文檔對象模型(DOM)的訪問［22］。當前使用的應用程序能夠通過自有的 類型信息去更換從主互操作程序集的類型信息。 自有的類型信息的應用程序能夠運用操作中 的類型， 不需要單獨運用操作時的程序集。一旦有不同版本的程序集產生， 則自帶的類型信 息硬件能夠運用不同操作版本， 不需要重新對其編譯。 除此之外， C# 4.0 中還包含了協變與 逆變。 根據“協變”能夠使用派生程度比泛型參數規定的類型跟高的產品， 但是通過逆變就 能夠使用派生程度較低的產品。 于是完成了隱式轉換變體接口的工作， 而且使方法簽名的匹 配變得靈活起來。能夠采用不同于以往的 in 和 out 這類語言關鍵詞去新建一個變體接口以及 委托［23］。
( 2) Web 開發
Visual Studio 2013 新添了可以加快代碼編寫的速度、改善 Web 部署方面的功能。 Visual Studio 2013主要有HTML代碼段、ASP.NET控件和Script，可以幫助用戶提高編寫代碼的 速度，用戶能夠插入出自于“代碼段管理器”的代碼段， 也可以直接使用 IntelliSense 提供的 代碼段， IntelliSense 當前以經提高了 2 至 5 倍的分析速度， 因此就算使用的腳本庫規模較 大， 也不會發生處理延遲的問題［24］。 Web 的部署功能， 又叫做 MSDeploy， 他的功能是打包 Web上的應用程序，再講應用程序移動到服務器器Internet Information Services (IIS) Web 上。 如今用戶簡單的操作就可以使用該功能， 把應用程序在服務器上發布。
( 3 ) 并 行 編 程
Visual Studio 2013還具有C運行庫(CRT)以及NET Framework的并行計算庫，是一種 能夠對無需處理的線程以及線程池進行編寫， 并且可以通過不同的處理器上處理工作任務的 并行程序。 NET Framework 4 具有一些支持任務以及數據并行的新型數據庫， 又稱作“并行 語言集成查詢” (PLINQ) , LINQ to Objects實現并行和其他幾種用來同步以及并發的新的 數據類型［25］。 上述的數據庫都在 NET 線程池集成的新計劃程序下運行。
5.4.2 選擇數據庫的管理系統
由Microsoft創造的關系性質的數據庫管理系統叫做SQL Server。該系統的優點有使用方 便、 有良好的伸縮性以及軟件集成的高效性等。 Microsoft SQL Sever 是一個平臺，一個綜合 數據。 它通過運用集成化的商業智能工具向用戶了提供了近企業級的數據管理系統。該數據 庫引擎能夠提供給關系型和結構化數據更加安全的存儲方面的功能， 讓用戶能夠使用性能強 大的應用程序［26］。
Microsoft SQL Server 2008 R2 是一款功能強大而且可靠的數據管理系統， 具有功能豐富， 保護數據， 可改善嵌入式應用程序、網站以及本地數據存儲區的特點。 并且引入了很多的新 功能來幫助不同規模業務的完成以及得到更多有價值的信息。 完善之后的 SQL Server 2008 R2 提高了其開發能力， 加強了使用者對其的管理性，對其商業智能化進行優化， 同時強化了 數據倉庫， 除此之外更新的兩個新產品也適用于數據倉庫以及大規模的數據中心處理［27］。 以 下是其特點：
①體系結構為客戶機或服務器；
②用戶使用界面圖形較為豐富， 簡化了系統和數據庫的管理；
③編程的借口工具增加，用戶可以有多種程序設計的選擇；
④SQL Server與Windows良好適應，可以使用許多Windows的功能，比方說可以發送 消息， 還可以接收消息， 登錄平臺更加安全等；
⑤具有良好的伸縮性，能夠在多個不同的平臺使用；
⑥包含了 Web技術，方便用戶在Web頁面上發布來自數據庫的數據。
5.5系統運行環境
5.5.1 硬件環境
露天煤礦大型設備維修管理平臺采用B/S服務模式，系統運行硬件環境見表5.1。
表 5.1 系統運行硬件平臺
Tab.5.1 The system runs hardware plaform
硬件平臺
中央處理器
內存
主板
硬盤
顯示器 Intel Core i5-2300 (六核/100MHz*28/6MB 共享 L3 緩存) 宇瞻 4GB DDR3-1333
華碩 P8P67 (Intel P67 Chipset)
希捷500GB /7200轉/32M緩存
LG 23 英寸 LED (1920x1080)
5.5.2軟件環境
系統運行軟件環境見表5.2。
表 5.2 系統運行軟件平臺
Tab.5.2 System running software platform
硬件平臺
操作系統
桌面配置
系統運行環境
瀏覽器 數據庫管理系統 Microsoft Windows XP 32bit Professional 以上 1024x728 60HZ
.Net framework 4.5
Microsoft Internet Explorer (IE) 9.0 以上
Microsoft SQL Server 2008 R2
6研究結論與 建議
經過近一年時間的準備、 調研、 論證和開發，神華寶日希勒能源有限公司“露天煤礦大 型設備維修信息化技術研究”項目得以順利實施。神寶能源公司在信息化建設方面成果顯著， 公司先后在露天煤礦生產環節采用了 SMCAD 系統、 移動 GIS 外業數據采集系統、 卡車智能 調度管理系統、 卡車防碰撞系統、 智能監控系統等多套數字礦山系統， 并計劃在管理環節采 用神華集團的 ERP 系統， 這些行業軟件和管理信息系統的應用為“數字神寶” 的建設打下了 良好的基礎。該項目在對設備維修中心業務流程和管理流程進一步梳理和優化的基礎上，采 用先進的軟件設計思想， 以科學的管理模型為支撐， 通過對管理思想的凝煉和管理方法的抽 象，建立了“露天煤礦大型設備維修管理平臺” ，該平臺將信息技術與設備維修中心的日常 業務、 管理工作有機結合，有效解決了管理工作中存在的效率低下、 決策缺乏數據支持、 管 理細節落實不到位等一系列問題。 通過該項目的研究， 形成如下結論與建議。
6.1結論
(1)“露天煤礦大型設備維修管理平臺” 采用了領域驅動設計、面向切面的編程、模 塊化開發、 N 層架構等設計思想， 將整個平臺拆分成多個功能獨立的模塊和基礎框架組件， 對核心業務邏輯進行了封裝；集成了 ASP.NET Identity，實現登錄認證、功能權限授權和驗 證、角色和用戶管理；集成了 Log4Net，實現日志記錄；集成了 AutoMapper，實現Dto類與 實體類的雙向自 動轉換； 采用了 Bootstrap 技術，實現了響應式布局，采用了多種 Jquery 插 件， 豐富了客戶端使用體驗， 從整體架構設計到具體功能實現均體現了新一代 ASP.NET 應用 程序的設計思想。 “平臺” 功能設計完善，能夠滿足企業實際需求。
(2)總結了露天煤礦大型設備常用故障診斷方法， 并針對基于過程神經元的故障特征 信息融合技術和基于貝葉斯網絡的故障決策信息融合方法在露天煤礦大型設備故障診斷中 的應用進行了探討； 總結了基于系統可靠性理論、基于數據驅動和統計、基于失效物理模型 的露天煤礦大型設備常用故障預測方法。 并重點針對基于數據驅動的故障預測技術進行了探 討，分析了采用時間序列和人工神經網絡的方法進行大型設備故障預測的可行性和操作步 驟。
(3)提煉并形成了以“工單”為核心的自主式維修控制模式、以“項目” 為核心的外委式 維修控制模式、以“計劃” 為核心的預防式維修控制模式， 以“維修方案” 為核心的經驗式 維修控制模式， 并通過上述模式的組合構成了具有神寶特色的露天煤礦大型設備維修過程控 制技術體系。
(4)提煉并形成了以“大型設備維修管理平臺” 為核心的立體化維修管理模式。該模 式以“臺賬” 為主線， 通過信息層次的管理手段使管理思想“落地” ， 通過業務流程優化再 造形成流程管理模型， 通過有序的內部控制落實管理方法， 通過持續的過程改進機制提高了 工作效率、 增強了執行力、 提升了凝聚力， 使企業充滿活力。
(5)項目將前沿的軟件技術、獨特的行業業務模型和科學的管理思想與方法有機融合， 研發出了能夠創造客戶價值的管理軟件產品， 并通過該軟件產品的實施對傳統設備維修管理 進行了升級改造，進一步梳理和優化了業務與管理流程， 推動了設備維修中心生產、 安全、 經營、 管理等各個方面建設的信息化進程，為“數字神寶” 建設添加了新的亮點。
6.2建議
本項目一期研究已經在露天煤礦大型設備維修管理平臺研發、 維修核心技術體系和維修 管理模式方面取得了豐富的研究成果，在此基礎上建議繼續開展二期研究，重點在以下幾個 方面上繼續做出突破， 完善并豐富形成的“神寶維修模式” 。
(1)以“臺賬” 為核心，建立全面的設備維修中心數據資料庫：
( 2)以“露天煤礦大型設備維修管理平臺” 為載體， 繼續深入研究立體化維修管理模 式的內涵和管理思想、 管理方法的落實細則；
( 3)擴展“露天煤礦大型設備維修管理平臺” 功能， 增加預算管理、 科技管理、 培訓 管理功能；
(4)擴展門戶網站欄目， 完善相應內容；
(5)研發“露天煤礦大型設備維修管理平臺” 的移動客戶端；
(6)研發“露天煤礦大型設備維修管理平臺” 與大型設備自身控制中心的接口，實現 設備運行狀態數據實時上傳分析；
(7)以“露天煤礦大型設備維修管理平臺” 為載體， 將維修模式全面過渡到“預防性 維修” 。
參考文獻
[1]王巍•科技檔案是企業的重要生產力J].科技情報開發與經濟，2005, 15 (20) : 94-95.
[2]孫艷麗•關于發展勞動勞動密集型產業的理性思考[J].商業現代化，2007, (491)： 245.
[3]曾麗萍•基于精益管理的發電設備計算機化維修管理系統的研究[D].保定，華北電力大 學， 2008
[4]林遠洋，李宏權，闞酉潯.四層體系結構的原理及C0RBA服務器的實現[J].系統建設,2001,
10； 10-12.
[5]黃鵬鵬，張婧•企業資產管理(EAM)及發展趨勢[J].中國管理信息化，2007,10(3): 40-41.
[6]李強•企業資產管理系統(EAM)的設計和實現[D].上海，華東師范大學，2007.
[7]高新才.MAXIMO管理軟件在電廠的應用淺析[J].黑龍江科技信息，2012，35: 46.
[8]王金波•寧波港資產管理若干問題研宄[D].上海，上海海事大學，2006.
[9]曹景•系統備件儲備量設置方法的研宄[D].成都，西南交通大學，2008.
[10]王美新•華北制藥集團愛諾有限公司設備管理研究[D].天津，天津大學，2005.
[11]賀小明，閏秀峰，王俊新•現代火電廠EAIVI系統實施研究[J].電力自動化設備，2004, 24(10)： 16-18.
[18] 馬松•設備集成維護管理模式及優化策略研究[D].西安，西安電子科技大學，2010.
[19]楊文霞•設備預防性維修及其管理信息系統研宄[D].南昌，南昌大學，2005.
[20]王磊.基于可靠性的確定民機維修間隔的模型法研宄[D].南京，南京航空航天大學， 2007.
[23]趙淑舫.基于維修理論基礎上的航材需求預測方法研究[D].南京，南京航空航天大學：
2001.
[24]宋振宇，譚勖，盛沛，費川•設備的三種維修方式比較研宄[J].現代商貿工業,2011, (13)： 257-258.
[25]溫旭輝，楊立洪，曾焱•基于預防維修的多元化維修管理體系[J].華南理工大學學報(自 然科學版)， 2007， (8)： 65-69.
[26]陳輝東•淺談機電設備故障與維護管理[J].中國新技術新產品，2012，(3): 119.
[27]張新國，馮濤，韓杰•設備維修的新模式一設備門診/設備急診模式探討[J].鍛壓裝備與 制造技術， 2011， (6)： 73-76.
[28]林麗•基于預知維修的設備管理信息與決策支持系統的研究[D].大連，大連理工大學：
2004.
[29]葉柏青，周朝東•應用ASP實現領導查詢系統[J].遼寧工程技術大學學報(自然科學版)， 2001， (3) ：358-360.
[30]Pan Jing,Enterprise informatization and enterprise assets management(EAM),
SCI-TECH informa tion developmen t & economy,vol.l4,no.9,pp.246-247,May 2004.
[31]姚奇富，朱一瑋.淺談數據庫應用系統中的中間件技術[J].計算機與現代化，2004, (12): 33-35.
[32]楊丕金，鄭全錄.基于B/S模式的用戶認證系統的設計與實現[J].計算機與現代化,2007,
(12)：70-72.
[33]尉學軍，劉躍•基于Web的B/S結構實時監控系統[J].貴州工業大學學報(自然科學版)， 2002， 31(5) ： 62-63, 67.
[34]Cheng Yuhu,Sun ffei, Wang Xuesong, Management information system applied to coal preparation plant,China mining magazine,vol.9,no.6,pp.57-60,June 2009.
[35]劉剛•基于MiniGUI的嵌入式ffeb瀏覽器的研究與開發[D].武漢，華中科技大學：2004.
相關標簽:
