煤矿机电设备管理系统技术方案设计

关岭山煤矿机电设备管理系统技术方案

煤炭科学研究总院

2014.06

目录

1背景概述 (2)

2总体设计 .............................................................................. 错误！未定义书签。3功能设计 . (2)

3.1设备台账管理......................................................... 错误！未定义书签。

3.2设备使用计划管理................................................. 错误！未定义书签。

3.3设备调拨管理......................................................... 错误！未定义书签。

3.4设备技术管理 (6)

3.5设备库存管理 (7)

3.6设备维修管理 (7)

3.7设备报废管理 (8)

3.8设备配件管理......................................................... 错误！未定义书签。

3.9设备预警监控管理 (8)

3.10查询统计与领导决策管理 (8)

3.11权限管理 (9)

3.12队组管理 (9)

4项目实施与售后服务 .......................................................... 错误！未定义书签。5系统报价 .............................................................................. 错误！未定义书签。

1背景概述

关岭山煤矿目前机电设备管理采取手工模式，单据报表都由人手工处理，不具备井下巡检点检系统，由于不能对设备进行全面跟踪记录，因此经常出现修理成本比重新购置的成本还高的现象，从而造成浪费，不利于节约开支。

领导查询时也不能方便、快速、全面的了解设备的情况，难以对设备进行全面跟踪管理。矿上从领料开始，受到单子尺寸的限制，再加上对于使用者而言，几十个设备都记录上编号，确实麻烦，所以单子上经常是只有种类和数量，没有具体的编号，等到设备经历了上井、验收、派工、维修、入库，设备由于没有编号的记录，设备不可避免的无意的或是人为的张冠李戴，给设备管理带来了很大的混乱。而且，设备在整个物流过程中，缺少各种信息的记录，到需要查找时，很难从一推单子中找到需要的信息，更无法进行统计分析。从而使机电科长无法总体上把握整个机电设备的情况，给领导的决策带来了很多不便。

在这种背景下，我单位根据多年来在煤炭行业信息化建设方面积累的经验，研发出这套“机电设备管理系统”，从整体上解决了上述问题和一些潜在隐患。

2机电设备管理系统方案

2.1系统结构设计

煤矿机电设备管理系统软件部分实现业务流程数字化，开辟设备信息传递的新领域。整个软件由设备台账管理、设备使用计划管理、设备调拨管理、设备技术管理、设备库存管理、设备维修管理、设备报废管理、设备配件管理、设备预警监控管理、查询统计与领导决策、权限管理、队组管理等模块组成。其功能结构图如下图所示：

2.2业务流程设计

煤矿机电设备管理系统是一套软硬件结合的，根据煤矿井上井下设备从采购、使用、维修、报废整个生命周期过程中所发生各类成本、费用及消耗情况等投入进行分析，得到各类设备在一定时期内的成本变动数据，结合设备管理人员根据生产的实际需要合理做出采购数据，实现设备所创造价值的综合分析，为企业管理人员提供全方位设备综合评价提供依据。

煤矿生产是一个有机系统，煤矿机电设备管理就是使这一系统中的各个要素达到高度的协调，使煤矿生产这个有机系统正常的运行。影响煤矿生产成本，主要是设备在运行使用过程中发生的各项费用及消耗情况（主要包括设备的折旧额、维修金额）。机电设备管理系统还提供了自动报警功能，设置库存报警条件并根据报警条件进行自动报警。

本系统基于Java语言开发，采用最现今最主流的B/S三层应用结构，数据库服务器和商业逻辑服务器可放在矿上的信息中心，由专人负责。

在功能上，涵盖了机电设备管理工作的各个方面，同时提供了多重报表输出来辅助领导决策与分析，是一套集成度很高的软件。

2.3系统功能设计

2.3.1手持终端巡检点检

2.3.1.1巡检点检管理

巡检点检管理中可定义井下巡检规程与巡检路线，定义巡检路径时，选取需要巡检的设备，将几个设备组合在一起即形成了一个巡检路径。巡持点检设备进行井下巡检时可按照预定义的巡检路径进行巡检。

2.3.1.2井下巡检点检

井下巡检点检子系统分为可下井防爆手机与手持设备两种。持点检设备下井后，可按照系统中设定的巡检路径进行井下巡检。巡检时，使用点检设备扫描设备的条码会自动显示出设备详细，包括设备入库时间、下井时间、历次检查情况、设备检查规程、设备具体参数等等信息。巡检人员可以这些信息作为参考对设备进行检查。

除此以外，点检设备还具有自动检测温度、氧气、一氧化碳、甲烷气体浓度功能，持手持终端下井后可，点检设备屏幕中会实时显示这些环境信息，供巡检人员参考。

在井下网络畅通的情况下，点检设备的检查结果会自动上传到服务器上，作为一次设备巡检记录存储到系统中。

2.3.1.3点检设备详细信息

巡检点检管理中可定义井下巡检规程与巡检路线，定义巡检路径时，选取需要巡检的设备，将几个设备组合在一起即形成了一个巡检路径。巡持点检设备进行井下巡检时可按照预定义的巡检路径进行巡检。

2.3.1.4点检设备维修记录

在点检设备中可直接扫描设备条码即可查看到点检设备的详细信息，包括：设备入库时间、设备图片，设备技术参数、设备操作规程等信息。这些信息来源于设备

2.3.1.5信息上传

在网络畅通的情况下点检设备会自动将检查结果上传到服务器上，如果网络不畅，点检设备会将信息暂存，待上井后将信息全部上传至服务器。

2.3.2机电设备信息后台管理

2.3.2.1机电设备台账

设备台账管理中以分类形式展现设备的明细信息，包括：设备名称、型号、制造商、技术参数、运行状况、使用履历等。在该模块中，可对设备进行分类，并将不同设备归集于不同类别下。可通过RFID唯一识别码直接检索一个设备，浏览该设备的详细信息和使用情况等。设备台账界面入下图所示：

2.3.2.2设备技术管理

设备技术管理模块用于查询和学习与机电设备相关的资料，包括六个子模块：操作规程、规章制度、岗位责任制、技术参数、生产厂家、图纸资料。可在其中上传相应的技术资料，以供了解和学习，在设备实施时起指导作用。

2.3.2.3设备出入库存管理

该模块包三个子模块：库存盘点管理、出库管理、入库管理。

库存盘点管理

展示各类设备当前库存数量、是否到达库存预警值。可按时间统计各类设备库存变化情况，以分析各类设备需求情况。

入库管理

设备入库时，由仓库管理员进行登记，登记时为设备粘贴RFID标签，同时登记入库时间等明细信息，完成入库操作。

出库管理

在使用审批通过后，可在此处登记设备出库，登记时需要为设备粘贴RFID 标签，扫描标签后填写领用人、领用时间、用途等明细信息后即完成出库操作。

设备入库时使用激光打码器对设备进行编码，也可以贴放二维码对设备进行编码。编码的设备可通过点检设备或手机客户端扫描设备编码以进行识别。

2.3.2.4设备维修管理

该模块包含三个子模块：事故管理、设备维修台账、检修周期管理。

事故管理

当设备出现事故时，进行事故登记，注明事故日期、事故级别、伤亡人数、事故原因、整改措施。事故管理模块用于对设备事故备案，以便查询和防止事故的出现。

设备维修台账

设备维修台账记录了设备历次维修的详细情况，包括：维修时间、维修地点、维修原因、维修进度等。设备维修台账用于跟踪设备的维修情况。

检修周期管理

检修周期管理用于为每种设备制定一个合理的检修周期，可在此处调整设备的检修周期，并可查看哪些设备已经超过检修周期而仍处于工作状态中；哪些设备即将到达检修周期。

2.3.2.5设备报废管理

设备报废后，在此处填写报废申请，在领导审批通过后该设备状态自动设置为报废状态。报废设备要登记处理方式，可选的处理方式包括遗弃、回收、变卖等。系统可以根据该设备的生命周期与报废时间进行预警分析，对于未达到生命周期而提前报废的设备进行预警，同时可以统计一段时间内各类设备报废率。

2.3.2.6设备预警监控管理

该模块包含两个子模块：设备移动预警监控、设备运行状态监测监控。

设备移动预警监控

当设备发生移动时，可以图形界面展示设备移动轨迹，对于处于合理的移动，可以设置取消监控；对于可能发生偷盗的设备，跟踪移动路径，当设备移动至矿区大门时系统发出报警，同时可以设置以手机短信形式发送通知给相关负责人。

设备运行状态监控

对于正在工作中的机电设备，系统可以根据该设备的维修期限给出预警，对于超过维护期限而尚未维护的设备，系统进行报警提示，同时以图形界面直接定位到该设备所在位置；对于即将到达维护期限的设备，系统以短信方式通知相关责任人，通知其尽快进行维护与保养。

2.3.2.7查询统计与领导决策管理

该模块为通过各种统计方式、图形、图标，来展现对设备管理各方面信息的统计分析情况，主要包括：设备完好率统计、设备使用率统计、设备待修率统计、设备报废回收回报率、设备状态情况年报、设备状态情况月报等。

对于库存方面的统计包括设备出库率、设备需求情况统计分析等。

对于设备预警监控方面的统计包括设备偷盗情况统计、设备维护与保养情况统计、因未及时维护与保养而导致设备发生故障的统计分析等。

该模块提供查询功能，可根据类别、名称、入库时间、RFID标签等相关信息查询设备，并查看设备详细信息等。

2.3.2.8权限管理

可为相关人员分配权限或授予角色，具有一定权限或属于某一角色的用户可以操作该权限范围内的功能。例如具有入库管理权限的用户可以执行入库管理操作，具有查询统计与领导决策权限的用户可以查看各类统计报表。

2.3.2.9队组管理

可在本模块中定义队组，为队组分配相关工作人员。设备在领用时需要填写领用队组以及用途，队组负责人对领用的设备负责，在设备出现故障时应首先向机电科报告故障情况，同时申请维修。

2.4系统技术特点

?基于Web的技术框架

完全基于浏览器技术下的煤机电设备管理系统，用户只要有上网经验就能方便使用，并且用户访问系统时不受时间、地理因素的限制；

系统不需下载和维护客户端，升级由管理员在后台实现不需用户干预，简化使用操作的培训和系统维护的复杂性；

不同业务、不同层面的管理人员可在线进行协同互动交流，避免用户在系统和手工间不停切换；

?灵活的组织及权限设置机制

系统可根据业务需要，将机电管理人员，机构信息合理规划，不同职能的管理人所拥有的系统权限也各不相同，针对不同层级和不同管理需要

的权限控制要求，来设置用户和用户组权限，实现在自身岗位上各司其

职；

?量身定制的动态查询报表

实现报表数据的动态化：数据筛选条件灵活设置，即可以根据自身的需求设置各报表数据查询条件；系统还将报表用户划分等级，赋予不同的

权限，根据不同的用户权限显示出相应的数据；

报表的布局设置：通过报表系统内对代码的配置调整，用户可以对某些报表的表头内容或显示顺序等进行重新配置；

动态报表主要优点：满足用户多样化需求，实现交互报表，减少系统复杂度；

?支持Excel、PDF、WORD格式的数据导出。

2.5运行环境

2.5.1硬件环境

本系统基于有线网络平台，矿区需要部署有WEB应用服务器和数据库应用服务器，它们分别存放应用系统和数据。

2.5.2软件环境

根据目前软件开发技术的发展，并考虑程序结构化、模块化、执行效率等因素，本系统的设计采用B/S（浏览器/服务器），根据数据库的安全性和数据量的大小，后台数据库采用SQL SERVER 2005。

考虑到应用系统的可扩展性及程序的可移植性、兼容性，本系统开发采用J2EE平台技术和Eclipse开发工具进行开发。系统结构图如下：

服务器

操作系统：Windows Server 2003中文标准版本

数据库： SQL Server 2005中文标准版

开发语言：采用Eclipse开发工具，采用B/S模式开发。

2.5.3开发与设计方法

为确保本系统项目按计划、保进度、高质量的完成，在本系统的开发过程中，严格进行项目管理，并在开发方法、设计工具上则采用目前先进及规范的方法及工具，其中：

开发方法：采用RUP（Rational Unified Process）软件开发过程方法，并在设计中用UML（Unified Modeling Language）去支持面向对象设计；

设计工具：采用 UML中支持团队开发的 Rational Rose2000e、SyBase PowerDesigner 可视化的模块工具，编译和集成环境和设计工具。

2.5.4系统安全处理

为确保本系统项目系统安全等级的需要，在本系统的开发过程中及后期的系统部署采用以下数据安全性的设置，其中：

登录过程：登录过程采用用户名、密码、验证码的三种确认原则；

登录以后：登录以后过程采用在操作过程中超时则自动回退重新登录；

通过权限配置来限制用户对某些资源的访问；

系统还设有留痕机制，可以查源追溯影响数据安全性的登录用户。

3开发及现场实施方案

3.1项目组织

本院将完成整个系统的安装、集成、测试和人员培训。为此，煤炭科学研究总院将选派强大的实施队伍，与公司密切配合，共同完成这一信息化应用系统工程。

为了确保该工程能按时投入使用，必须有一套协调的组织机构，来指导和部署整个系统的安装。

◆人员结构

系统研发组：负责软件系统前期调研、研发、内部测试及后期的培训；

设备采购组：负责我方设备的采购、产品具体资料的索取、验收；

布线工程组：负责此项工程的布线施工；

系统集成组：负责主机和系统软件的安装、调试和联接；

系统测试组：负责整个系统的单元测试，集成测试和稳定性性测试；

文档组：负责整个项目各种文档的整理。

我们采取以组为单位，层层负责的原则。由领导主管总负责；安排有着多年系统集成经验的高级项目经理负责此项目，协调各个小组关系，并把具体工作落实到相关各组，总工程师积极配合项目经理的工作，并对质量和技术进行管理。

3.2系统开发与实施计划

煤炭科学研究总院将制订一个详细可行的实施进度计划表，以确保机电设备管理系统的实施能顺利完成。合同签定后，煤炭科学研究总院将在指定时间内依照合同完成软件系统的前期调研、开发、设备采购等工作，并在硬件设备运抵后对设备进行安装调试。

整个系统要求网络系统稳定，安全性高。系统的设计和实施具有先进、完整、功能强、涉及点广的特点，所有这些特点，都需要良好的项目管理和进度控制协调整个项目的各个部分以保证整个项目圆满完成。

◆软件系统开发计划

前期调研：

由于各矿的实际业务流程及处理环节可能会略有不同。为了能够满足本系统的正常使用，仍然需要对井东煤矿做更详细的调研，并根据调研情况生成《机电设备管理系统调研报告》，作为日后系统技术开发的依据。

系统开发与测试：

在开发过程中我方力求保证遵照原有业务及技术方案执行，若遇到变更需与井东煤矿说明并签订技术变更协议。在系统开发完成之后进行内部的封闭测试，测试系统中可能会出现的问题及数据的准确性及系统的稳定性。通过测试的软件方可交付试用。

系统测试包括如下内容：

单元测试：测试各个单元点的功能与数据交互性；

模块测试：测试各个功能模块是否依照需求满足各项功能；

集成测试：测试与外部设备的交互性，以及与其他系统的接口；

功能测试：测试各项监控审核功能是否满足要求；

系统测试：测试整个系统平台的可操作性和稳定性；

安全性测试：测试系统在网络环境下是否安全，数据是否有丢失现象；

性能和强度测试：测试系统能否满足整个集团的数据流量；

验收测试：对照合同与技术协议测试系统是否满足验收条件；

◆工程实施步骤

外围硬件设备的稳定性是支撑管控系统正常工作的关键，为此我们将组织一个高效率的实施队伍，在要求的时间内完成各点的配置实施工作。

外围支撑硬件设备安装调试

在设备抵达现场后，则进入了机电设备管理系统的实施阶段。外围设备的安装及调试，将作为该阶段的第一步，此工作由网络集成小组负责。

在安装之前，网络集成组组长应对机电设备管理系统工程有一个全面的了解，并根据现场的要求结合多年积累的工作经验，以制订工作计划，安排组员开展工作。在完成安装调试后，系统测试小组在网络集成组的配合下进行网络设备的测试，建立性能测试报告，测试合格后由系统测试小组组长签字，交给文档组存档。 服务器的安装调试

本系统选用的服务器为IBM系列，服务器的安装调试工作主要由系统集成组负责。由于服务器的安装调试关系到整个系统的可靠性、安全性、扩展性，因此服务器的安装调试分别由软、硬两位有着丰富经验的技术工程师负责，其中该

集成小组组长负责服务器的安装调试。此项工作完成后，系统测试小组对服务器进行初步的测试验收，并把测试验收报告交给文档组存档。

3.3质量保证体系

在整个项目中，质量是第一位的，使整个工程成败的关键。因此，我们将制定一套完善的质量保证体系。

首先，在人员上成立一个独立的质量监督小组(建议由矿方和煤炭科学研究总院人员共同组成)。质量监督小组独立于工程各项目组之外，全程对工程实时实地进行监督。

其次，在项目实施的各个环节上，我们又制定了详细的质量保证步骤：

◆设备采购环节

对供应商的资质进行严格审查，挑选出信誉好、实力强的供应商供货；

与供应商按照工程要求制订售后服务承诺，确保供应商提供相应的技术支持；

重要设备要求供应商技术人员上门调试，确保设备运行正常；

设备到达现场后，由相关人员仔细核对并签字备案；

对设备合格证进行审查，坚决杜绝假货、水货、翻新货；

◆验收环节

工程实施完工后，由使用方组织进行验收，验收合格后双方签字备案。煤炭科学研究总院将全部资料呈交使用方，包括《设备验货报告》、《工程设计方案》、《项目施工方案》、《布线图纸》、《系统测试计划书》、《系统测试验收报告》、各种设备的使用说明及资料、客户障碍记录等，并对使用方进行相关培训。

3.4系统验收

系统安装调试完成后，用户应在1周内对煤炭科学研究总院供货的设备和负责安装、调试的设备进行验收。

验收内容：

设备数量、型号、配置是否与合同相符。

布线系统是否符合设计要求，各信息点是否畅通。

煤炭科学研究总院所供设备性能是否达到该设备技术指标要求。

工程项目是否达到设计要求。

3.5培训及售后服务

◆人员培训

煤炭科学研究总院免费为用户在相关设备使用,整体网络系统运行及管理相关设备简单维护,网络系统维护及故障判断等方面进行培训,培训时间为一个月,煤炭科学研究总院内一名硬件工程师和一名系统工程师驻场。

◆售后服务

提供完善的售后服务和技术支持，质保期一年。后期维护分为电话支持、现场维护、应急处理、改进升级四部份。一般性使用问题我们提供及时的电话支持；硬件系统故障及系统问题我们排专人进行现场维护；对于突发情况及紧急事件，我们承诺24小时应急处理反应；对于现场业务变更、设备升级或提出的合理修改意见，我们会对系统进行相应的改进升级处理。

◆产品升级

随着产品和技术的不断发展和用户使用要求的不断提高，产品的升级服务是售后服务中另一重要内容。当现行系统不能充分适应用户应用的需要时，煤炭科学研究总院会及时建议用户对软件系统和硬件产品进行扩充或升级。