電廠設備檢修系統分析與設計
摘 要 提出一種基于．NET平臺的電廠設備檢修系統方案。系統通過企業業務流程重組優化電廠的內部科學管理，將KKS系統、設備管理、設備維護、機組檢修、臺賬管理等業務有機集成在一起。該系統在華能南通電廠的投運顯著提高了電廠設備檢修的工作效率和質量，取得了良好的經濟效益。
一、電廠設備檢修系統簡介
華能南通電廠設備檢修系統，有機集成了設備管理和電廠檢修等業務，通過加強設備的檢修維護管理，提高檢修質量、優化檢修項目和工藝，盡可能降低運行和維修成本、降低檢修費用，最終提高設備的可用性和機組的可用率，延長設備的有效發電時間。
設備檢修系統是建立在整個電廠的總體數據規劃基礎上的一個信息管理系統。該系統主要為電廠檢修提供管理信息支持，包括設備維護管理、機組檢修管理、公用系統及輔機檢修管理、臺賬管理等業務子系統，同時建立的還有工單管理、項目管理、設備樹管理、標準庫管理等子系統。
二、業務流程重組和標準庫建設
管理信息系統的建設，涉及到多學科。在前期規劃、方案設計和項目的實施中，電廠的高級管理人員、電力系統專家、管理學專家等專業人員參與，深入了解電廠的業務流程，在保證安全性和可靠性的前提下，進行物流、資金流、工作流的集成。硬件及軟件平臺在原有的基礎上改進和完善，保護用戶的原有投資。
電廠設備檢修系統中的業務流程重組以電廠檢修工作業務流程為改造對象和中心，對現有的業務流程進行再設計。并將重組后的業務流程標準化，建立一個覆蓋各個業務領域的標準庫，包括維護標準、機組檢修標準項目、公用系統及輔機檢修標準項目、機組檢修周期標準、安全措施標準等。標準庫以現有業務流程、電廠維護規程、電廠檢修規程等為藍本，經各專業工程師、部門經理、系統開發人員研究審核，形成業務模型，并建立邏輯模型，存儲在數據庫中。針對以后流程的不斷調整和優化，建立標準庫維護接口。電廠設備檢修系統根據標準庫的各種數據，生成各種年度生產計劃、月度生產計劃、工作票安全措施等。對于跨專業、跨部門甚至跨企業的檢修項目，實現了相互協作的集成。
KKS為“電廠命名系統”，用來標識任何類型電廠中的系統分類、裝置類型、安裝位置、裝置的各個部分以及各個設備。設備檢修系統以KKS設備樹為主軸，將具體設備融入到各生產管理和計劃中，建立面向具體設備的業務流程。
三、電廠設備檢修系統設計
1．電廠設備檢修系統的功能結構
電廠設備檢修系統的功能結構見圖1。其中設備維護管理包括點檢管理、缺陷管理、機組調停管理；設備更改與變動包括設備更改計劃與執行，設備變動；機組檢修管理包括機組檢修年度計劃的制定、準備與執行；公用系統及輔機檢修管理包括年度計劃制定、月度計劃制定、準備與執行；外包項目管理對各類檢修業務中的外包項目進行管理；工器具管理包括工器具申領、工器具報廢、退庫管理；標準庫管理包括設備清冊、維護標準、工作票標準安全措施、機組檢修周期維護、機組檢修標準項目、公用系統及輔機檢修標準項目、圖紙檔案、工器具定額庫維護；臺賬管理包括設備臺賬、維修策劃臺賬、設備檢修臺賬；工作票維護管理包括工作單管理和工作票管理；系統管理包括口令管理、用戶信息、角色定義；綜合查詢包括設備清冊查詢、點檢查詢、維護規程查詢、重要缺陷查詢、機組檢修項目查詢、設備變動查詢、設備更改查詢、調停項目查詢、工器具查詢；設備樹用XML技術實現顯示，包括KKS覆蓋的所有設備。
圖1 電廠檢修系統功能結構圖
2．電廠設備檢修系統結構
系統采用B/S結構，采用Microsoft的IIS作為Web服務器，采用Oracle數據庫。.NET程序集主要分為四個組件包，其中業務外觀部分提供系統與用戶瀏覽器的交互；業務規則部分封裝了業務邏輯；數據訪問提供業務邏輯和數據庫之間的交互；系統管理則提供應用程序配置、異常處理、日志記錄等功能。
3．電廠設備檢修系統的組件結構（見圖2)
圖2 電廠設備檢修系統組件結構圖
表示層由3種文件組成，其中Web窗體頁由兩部分組成：視覺元素（HTML、服務器控件和靜態文本）和該頁的編程邏輯。這兩個組成部分分別存儲在一個單獨的文件中。程序集資源文件．resx是用于編輯和定義應用程序資源的文件。表示層可以調用邏輯層和綜合管理層的服務。業務邏輯層又細分為兩層：專項業務邏輯層和通用業務邏輯層。專項業務邏輯層包括設備維護管理、檢修管理、設備更改與變動、檢修工器具管理四個模塊，可以調用通用業務邏輯層的服務。通用業務邏輯層包括工作票管理、標準庫管理、臺賬管理、外包項目管理四個模塊。業務邏輯層可以調用綜合管理層及數據鏈路層的服務。綜合管理層包括設備樹和系統管理兩個模塊，前者是整個檢修業務流程的基礎，后者封裝了一些綜合信息服務。綜合管理層可以調用數據鏈路層的服務。數據鏈路層負責提供與數據庫及數據文件的交互，Excel數據交互組件利用COM Interop技術調用COM組件實現了對Excel文件的創建及讀寫，這是因為電廠工作人員普遍熟悉Excel操作，而且Excel文檔可以提供靈活多樣的瀏覽打印等功能。XML數據交互組件提供了對XML文件的創建及讀寫功能，利用XML文件可以方便地實現系統配置及特殊數據存儲功能。
4．設備檢修系統與其他系統的接口
設備檢修系統與其他系統的接口通過XML Web Service技術實現。從表面上看，Web Service就是一個應用程序，它向外界暴露出一個能夠通過Web進行調用的API。可以用編程的方法通過Web調用來實現某個功能的應用程序。從深層次上看，Web Service是一種新的Web應用程序分支，它們是自包含、自描述、模塊化的應用，可以在網絡（通常為Web）中被描述、發布、查找以及通過Web來調用。
設備檢修系統中牽涉到檢修公司之外的流程，如策劃部、檢修部、廠部的各種審批流程，各種臺賬，如設備臺賬、檢修臺賬、策劃臺賬等實現了Web Service接口。其他系統可以方便地利用Web Service訪問設備檢修系統內部實現的功能和服務，實現了松散耦合的應用集成。
四、總結與展望
華能南通電廠設備檢修系統的投運顯著提高了電廠設備檢修的工作效率和質量，取得了良好的經濟效益。針對電廠信息化與自動化的深入，該系統提供了優秀的可擴展性能。由于采用了層次軟件體系結構和面向組件的開發方法，該系統的很多組件可以實現重用和靈活替換。例如，若決定采用SQLSERVER數據庫服務器代替Oracle，那么只需要在數據鏈路層增加一個SQL SERVER數據交互組件，而其他的組件不需要作任何改變。如果要開發一個輸煤管理系統，則可以重用數據鏈路層、綜合管理層，以及部分通用業務邏輯層的組件。
該系統還有需要進一步擴展和完善的地方，主要有向上的決策支持和向下的實時信息處理兩個方向。可以利用設備檢修系統積累的大量各類維護、檢修數據，進行數據抽取，建立數據倉庫，在此基礎上開發決策支持子系統。從實時數據庫中得到實時數據，在某些觸發點，實時、智能、主動地發出檢修要求，是另一個開發方向。