生产设备移动管理系统v51.docx

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生产设备移动管理系统v51

生产设备移动管理系统

解

决

方

案

武钢工程技术集团通信有限责任公司

2015年11月

第1章概述

1.1项目背景

当今许多领域，如钢铁、石油、通讯、电力、铁路、边防等，巡检工作已成为事关人员生命和财产安全的重要保障，客观、准确地记录和考核一线巡检人员的执行情况因而变得极为重要。

巡检工作一般具有地域广、作业面分散、人员众多等特点，其工作落实得好坏、巡检质量的高低在很大程度上取决于巡检人员的工作责任心和各级管理者现场监督的力度，其管理工作更是由于以上特点而难以落实，迫切需要更先进的移动信息化监督管理工具。

目前，企业普遍采用的是人工巡视、手工纸介质或高成本设备记录的工作方式，或者是信息钮巡检，这两种方式存在着人为因素多、管理及设备成本高、无法监督巡检人员工作状态等明显缺陷。

“生产设备巡检系统”就是根据针对巡检工作实际需要，结合RFID、NFC技术、3G/4G无线通信技术和移动智能终端技术，而推出的可以有效监督巡检人员工作状态、提升设备运行安全性、降低管理及设备成本、提高工作效率的成熟技术解决方案。

1.2建设目标

依托移动互联网信息技术以及标准化网络通信技术，通过公司已有的生产设备智能管理平台，根据企业现有的设备管理与设备巡检业务实现设备数据实时传输、点巡检路线制定、点巡检定位跟踪、点巡检事务短信报警、点巡检结果考核等，有效保障生产调度及相关业务管理人员及时掌握真实巡检情况及结果，及时有效指挥生产和分析设备运行情况。

第2章需求分析

2.1业务现状分析

目前设备巡检，由于技术等条件的限制，使得设备巡检环节上存在巡检效率低，难于管理等诸多不足，主要体现在以下几个方面：

1、纸质记录、人工录入导致巡检效率差，错误率高。

传统的设备巡检一般是管理者对巡检员下达书面任务，巡检员到达目的后进行巡检，并以纸介质方式记录巡视情况，然后再人工录入到计算机中。

因此，巡检受过多人为因素的影响，并且人工录入数据量大、数据手工录入过程中容易出错。

2、巡检员到位率难以控制。

对于工作人员是否巡视到位无法进行有效的管理，巡视质量不能得到保障，线路的安全状况亦得不到保证，留下了安全隐患。

3、外力侵害的对抗及应变能力不强。

处在室外的设备，其长期暴露在大自然之中，不仅承受正常机械载荷和电力负荷的作用，而且还经受污秽、雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟害等外力侵害。

基于二维码技术进行设备巡检工作时，常年处在外界的条码标签经常由于标签外部的磨损或污浊而导致无法被识读，因为条码基于光电技术的特点对标签表面印刷的完整性及清洁度的要求都非常高。

因此对于室外设备基于RFID/NFC智能手机的巡检系统很好的克服了上述缺点，将巡检人员定位和现场数据录入完美的结合在一起，同时还能根据NFC标签信息由手持终端导入相应设备的信息，以满足同一单位不同巡检岗位对不同设备或设施信息录入的差异性，使数据录入界面简洁明了，同时也能满足多个巡检人员使用同一个终端，不仅可节省成本，也提高了工作效率。

4、设施、人员无法准确定位。

对于设备部署在较为偏僻的地方，工作人员亲自到现场巡视线路，设施、人员常常无法准确定位，经常导致设备、线路错检、漏检的情况发生，导致巡检效率低、效果不好。

业务功能需求

对于设备移动巡检业务功能，主要有以下需求：

模块分类

功能分类

功能列表

功能性说明

内网手机邮箱

收件箱

接收邮件

接收企业内部邮件

邮件提醒

邮箱收到邮件后及时推送提醒用户

邮件查询

查询邮件箱中的邮件

邮件删除

删除收到的邮件

附件处理

可以查看附件

发件箱

发送邮件查询

显示正在发送的邮件

删除发送邮件

删除发送的邮件

草稿箱

存储邮件草稿

可以保存邮件草稿

编辑邮件草稿

对草稿邮件进行编辑修改

邮件草稿发送

发送草稿邮件

已发送邮件

存储已发生邮件

已经发送邮箱中可以存储已经成功发送的邮件信息

删除、查看已经发送邮件

删除查看已经成功发送邮件

数据同步

数据下载

将任务分配给相关人员，同时将设备变动信息、设备缺陷信息等推送下来

数据上传

完成将已填写的巡检记录内容上传到生产管理系统服务器

设备巡检

RFID、NFC扫描

用手机靠近电子标签，识别出巡视的设备，并以列表形式展现

设备列表

详细信息

记录巡检设备详细信息列表

参数记录

巡检员在手机APP该页面下记录设备所需记录的相关参数（如油温、绕温、气压等）

检测列表

打开设备检查项目列表，并查看缺陷信息

设备管理

历史缺陷

查看该设备最近已消除的缺陷，防止缺陷现场复发

现有缺陷

查看该设备当前未解决的缺陷，以便对缺陷进行跟踪、消除

录入缺陷

巡检的过程中如果发现设备出现缺陷时，巡检人员需要填写设备缺陷信息

视频缺陷定损

对缺陷进行现场视频图像拍摄采集，传到后端服务器，以便更好的对缺陷进行跟踪、消除

电子标签

在电子标签损坏之后，通过提交损坏报告而使巡视工作能够继续进行

查询统计

设备查询

系统可根据设备类型，确定所要查询的设备。

信息统计

根据系统运行的数据，可以实现巡检到位率统计等功能，显示的方式可以是饼状图或直方图的形式

可用性需求

界面表现：

系统的在手机终端的页面表现要美观、简洁，对于用户来说一目了然。

信息表现：

业务系统信息类型较多。

在信息的表现方式要丰富，可以实现表格、图文显示。

操作性：

系统的功能要求操作简单明了。

使用门槛低。

适合大众使用。

定制功能：

随着企业的业务变化，业务系统需要做出调整。

系统可以灵活定制，不必花费大量的工作量进行重新开发和修改。

可靠性需求

要求提供传输加密、权限控制等安全防范机制，以保证数据传输和存储安全；

要求在业务数据输入、生成、提交等环节根据业务情况提供较验功能，以保证数据的正确性；

要求系统具备高度的可用性、最小故障时间、最小数据丢失风险等，保证系统24小时不间断运行。

要求做到系统在运行时稳定可靠，系统必须保证数据的安全与完整。

第3章系统功能设计

3.1系统功能结构

3.2移动功能扩展

内网手机邮箱

内网手机邮箱功能可以通过应用服务器把企业邮件系统中都邮件推送到手机终端。

1）收件箱

收件箱中将应用服务器推送到手机终端的电子邮件存储在这个目录中。

供用户查看邮件。

邮件按照接收邮件时间的降序排列。

邮件列表中显示内容包括：

发件人、发件时间、邮件主题。

打开邮件，邮件内容显示：

发件人、邮件主题、邮件内容、邮件附件。

用户可以点击邮件附件下载附件内容进行附件查看。

用户也可以通过接收邮件功能主动到邮件服务器接收邮件。

2）发件箱

发件箱中存储了正在发送的邮件。

在邮件没有发送完成前，用户可以在这里找到正在发送的邮件。

3）草稿箱

草稿箱中存放了用户编辑的草稿邮件，用户可以打开草稿邮件进行对邮件进行编辑，完成编辑后可以通过发送功能发送邮件。

4）已发送

已发送邮件统一保存在已发送目录中，用户可以在这里查询查看所有发送成功的历史邮件。

移动设备管理

1）设备历史信息

查看该设备最近已消除的缺陷，防止缺陷现场复发

2）现有设备信息

查看该设备当前未解决的缺陷，以便对缺陷进行跟踪、消除

3）缺陷录入

巡检的过程中如果发现设备出现缺陷时，巡检人员需要填写设备缺陷信息。

填报设施缺陷记录，这是巡检系统项目的主要功能，目的就是为了在手机上方便、快速、规范地填写、提交线路、设备当前的运行状况记录、缺陷记录，以供后台系统实时对设备整体的巡检、检修提供第一手数据。

这种填报的意见在于，它是通过移动设备，在实地进行，可以实时提交的。

当有特殊情况发现时，必须对设备停电抢修时，这种实时传送数据将体现出优势：

这时，领导可以不在现场，而在办公室就能获知最新情况从而下达是否对某些设备停电抢修的决定。

另外，通过用手机提交的巡检缺陷记录，将是规范的数据，可以有效地进行分析汇报。

4）视频缺陷定损

对缺陷进行现场视频图像拍摄采集，传到后端服务器，以便对缺陷更详尽、准确的定位，确定消除方案，更好的对缺陷进行跟踪、消除。

3.3设备点巡检

设备巡检模块主要分为：

人员签到、设备列表、设备管理、电子标签几个部分。

人员签到

巡检人员用RFID/NFC智能手机扫描被巡检设备的电子标签、通过手机内置的时钟自动记录巡检时间、标签设备地点，从而确认巡检人员签到信息。

设备列表

1）详细信息

在设备列表中，点击相关设备即可查看该设备的详细信息列表。

2）参数录入

巡检员在该页面下记录设备所需记录的相关参数，例如：

设备温度检查、运行动作记录等。

3）检测列表

打开设备检查项目列表，并可以查看相关设备历史信息。

电子标签巡检

基于RFID/NFC的智能手机巡检系统，巡检系统包括手机检系统和后台管理中心，后台管理中心包括巡检数据处理系统和客户端，手持巡检终端可通过移动互联网与巡检数据处理系统进行实时通信，巡检数据处理系统与客户端通过本地网络实现数据交换；巡检方法为：

巡检人员用智能手机扫描被巡检设备的电子标签、通过手机内置的时钟自动记录巡检时间、设备地点，在手机上直接录入巡检设备状态信息、选择存储或发送状态信息按钮、确认巡检人员信息、通过移动互联网上传数据信息至后台管理中心和巡检数据处理系统对数据进行处理。

基于RFID/NFC的智能手机巡检方法流程图：

查询统计

查询统计是为了提供用户方便对设备巡检情况进行查询登记。

设备查询

 系统可根据设备类型确定所要查询的设备。

信息统计

根据系统运行的数据，可以实现巡检到位率统计等功能，显示的方式可以是饼状图或直方图的形式。

3.4数据采集

数据采集模块主要分为三个部分：

数据上传、数据下载、电子标签数据上传。

设备数据上传

 数据上传功能主要完成已填写的内容向信息管理系统导入的功能，包括现场环境图片，设备图片，设备当前的运行状况记录。

数据上传方式可以通过无线网络或3G/4G，可以根据用户的实际情况选择。

数据下载

巡检人员去设备现场工作之前需要与信息管理系统进行同步，以确定是否有设备发生了变动，同时将以前没有消缺的设备故障下载下来，提醒工作人员继续进行处理。

电子标签数据上传

巡检人员用RFID/NFC智能手机扫描被巡检设备的电子标签、通过手机内置的时钟自动记录巡检时间、设备地点，在手机上直接录入巡检设备状态信息、选择存储或发送状态信息按钮、确认巡检人员信息、通过无线网络上传数据信息至后台管理中心和巡检数据处理系统对数据进行处理。

第4章网络安全方案

4.1网络结构

本系统网络设计拓扑结构如下：

移动终端在任何情况下都不能直接与无线访问控制服务器系统建立直接访问通道，所有移动应用业务全部由网络安全访问控制服务器实现。

移动终端只能与无线访问控制服务器服务器建立连接（通过公共3G/4G/wifi网络），由网络安全访问控制服务器实现移动应用协议转换及数据交换。

整套系统网关是通过标准服务器加管理软件实现，前端的移动应用终端和后台的服务器，构成了一套完整的网络应用安全管理平台。

无线访问控制服务器的功能如下：

（1）提供无线应用安全管理功能，实现3G/4G无线互联网移动终端及内网系统之间的安全受控数据转发。

提供基于移动终端IME唯一硬件标识码的身份识别管理及访问权限控制功能模块，达到硬件标识码识别率为100%；

（2）提供移动终端访问行为审计，日志历史追溯的功能，所有的访问记录均可保留，有效追溯访问行为；

（3）针对智能客户端，系统提供数据推送服务，基于TCP/IP协议的网络传输机制，全程实现数据基于RSA公私钥模式的数据加密，根据客户端不同的数据请求，实现移动应用业务与原有产销资讯网之间的接口及协议转换，并完成数据转发；

4.2APP客户端安全策略

APP客户端程序。

作为单一的移动客户端，是用户和网络、应用的唯一交互界面，简洁的客户端可降低管理和维护复杂度。

同时，APP客户端是一个安全的移动办公巡检工作台，可集成以下安全策略：

（1）可实现终端硬件和使用者身份（账号）的绑定功能，并可将终端硬件信息、使用者账号、当前设备获取的IP地址等信息发送到无线应用安全管理平台；

（2）APP客户端通过账号和手机硬件一对一的绑定，绑定后的账号只能在这个终端设备上使用，把APP客户端安装到其他未授权终端上，则账号和密码失效，系统无法登录；

（3）可实现细致的权限管理功能，通过终端设备和账号验证后，可控制APP中的各种功能模块是否针对该账号和设备可用。

APP客户端中所涵盖的各种功能模块（如OA）并不是是对所有用户开放，可根据账号和绑定的设备，对具体的某项应用功能做限制，允许某些功能能够使用，其它的功能限制使用；

（4）发生设备丢失或员工离职，为了防止数据泄密，必须向运维管理部门办理设备挂失或设备清退，无线访问控制服务器将解除该终端设备及其对应账号的绑定关系，并将该终端设备设置为未授权状态。

该终端设备上的APP客户端将失效，无法登录系统，设备上没有任何相关数据保留，做到安全保密；

（5）通过终端APP客户端，可以实现对用户的上网行为的审计。

第5章方案效益

解决企业的诸多棘手问题，为企业带来切实的收益：

Ø方便了巡检人员的巡检和提交巡检结果，减少了人为错误的机率；

Ø确保了巡检人员到位，保证了巡检质量和巡检工作的管理效率；

Ø由于设备信息搜集和处理质量及效率的大幅度提高，设备的稳定性也得到了保障；

Ø无线通讯技术的应用，大大提高了巡检的工作效率；

Ø简化了巡检操作，节省了大量的附属设施、交通费、运维费的开支，为企业降低运营成本；

Ø供了高效的数据分析和统计功能，提高了管理人员处理缺陷的效率；

Ø符合标准的系统为业务扩展做好了准备；