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2、立设备检修管理系统是状态检修基础。本文分析了设备检修管理系统功效需求，探讨了对电厂设备检修管理系统采取统一建模语言（Unified Modeling Language）进行可视化建模通常过程和可行性，并以某300MW机组为例叙述设备检修管理系统基础框架和UML建模过程。关键词：发电设备 状态检修 统一建模语言（U） 管理信息系统1 引言建国以来，中国长久实施检修体制是以故障检修、预防性计划检修为主体制。伴随社会经济和科技发展，检修体制现在正逐步向预知性状态检修体制过渡。以故障检修、预防性计划检修为主检修体制曾经是适应中国生产力发展水平，它通常包含大修、小修、临修、定时维护等形式。在电厂设备管理
3、中采取这种检修方法优点在于保持供电基础稳定性，人力、物力、资金安排计划性，生产指挥者基础上做到心中有数。在这种检修体制下，通常大修间隔23年，小修间隔48个月，检修项目、工期安排和检修周期均由管理部门依据经验制订。但伴随火电设备向高参数、大容量、复杂化发展，其安全经济运行对社会影响也越来越大，维修投入大幅度上升。面对这个情况，现行检修体制日益显著暴露出所存在缺点，所以对设备实施更优异、更科学管理和检修体制，不管从火电厂本身利益还是从社会要求出发，全部是势在必行。状态检修是在设备状态监测基础上，依据设备状态监测和分析诊疗结果安排检修时间和项目标检修体制。所以，它是一个适应于市场经济和现代企业制度
4、全新设备维修策略，依据中国国情，状态检修实际上是融故障检修、计划性检修、状态性检修、主动检修为一体，含有最大可靠性和最低成本消耗混合式优化检修体制。现在，在火电厂推行状态检修所要达成目标是：延长定时检修间隔；降低定时检修时间；提升设备可靠性和可用系数；增加发电量；延长设备寿命；降低运行检修费用；降低资金投入；改善电厂运行性能；提升火电企业经济效益。状态检修作为一个优异检修体制，是一个包含到技术、经济、体制等多方面系统工程，包含到很多管理问题。要实施状态检修，必需使设备检修管理工作标准化，正确完整技术数据和技术管理是状态检修基础。现在在电厂设备检修工作管理中，因为设备繁多和复杂，相对应检修工作票
5、、检修工艺卡管理十分复杂，整个检修工作过程管理也很复杂，大多数电厂全部是单凭检修管理人员脑力劳动和手工统计，这已经不能满足状态检修要求。所以，结合全厂设备管理信息化建设，建立状态检修计算机管理信息系统是推行这一体制基础性工程。本文叙述了检修管理信息系统设计和建模工作，并在系统需求分析和总体设计中采取了可视化建模方法。大型信息管理系统建模是系统成败关键，采取建模语言进行建模有利于系统最终实施。本文采取建模语言是现在国际上流行统一建模语言（U）。UML是一个定义良好、易于表示、功效强大且普遍适用建模语言。它溶入了软件工程领域新思想、新方法和新技术。它作用域不仅限于支持面向对象分析和设计，还支持从需
6、求分析开始软件开发全过程。2 设备检修管理系统需求分析设备检修是设备全过程管理一个关键步骤，状态检修作为一个优异检修体制，它内容包含着很多管理方面问题。这些问题关键有：数据综合管理、检修风险分析和决议、备品备件管理、具体检修过程实施管理、对应设备管理政策制订、对检修效果评定、专业人员培训和机构设置等问题。而其中检修管理是是包含到上述很多问题最关键管理工作。检修管理包含设备缺点管理；检修工作票、工艺卡管理；检修计划管理；检修项目管理和备品备件管理等。它可为整个状态检修过程提供完备技术数据、检修依据和检修过程自动化控制。所以，设备检修管理系统实施对电厂实施状态检修有很关键意义。针对状态检修要求，设
7、备检修管理系统应经过以下五个子系统来满足其需求。 检修工作票、检修工艺卡管理系统在系统中对设备检修工作票集中管理，实施工作票办理、签发、接收、许可、变更、延期、终止、验收、完工处理等任务；对设备检修工艺卡亦进行集中管理，提供录入、删除、查询、编辑等功效。 设备缺点管理系统该系统从人为发觉缺点开始，辅助检修部门组织人员进行消缺，同时具体统计消缺整个过程，进行设备缺点统计，为分析设备运行情况和部门考评提供科学依据，并为以后制订大修计划和对设备质量进行评定提供参考。 检修计划管理系统对设备定时检修计划进行管理，制订设备定检滚动计划表。并可依据定检表生成月计划项目表和检修卡。 检修项目管理系统经过状态
8、监测和故障诊疗分析出诊疗结果、设备事故和缺点，提交设备检修申请。针对所提交申请，生成工程项目，要求该项目应实施工作计划。工程项目中包含检修开工处理及完工处理，检修结果验收、评定，报表生成。其检修作业管理模块对检修作业四个阶段（分析监测、检修提议生成、作业单生成和检修开始、检修完成）进行管理，同时跟踪检修作业进行情况，如检修提议是否送出、取消、等候同意，等候计划、等候材料、完成、完成封档等。 备品备件管理系统对电厂设备备品备件进行综合管理，能够随时提供设备备件信息；上述五个系统之间联络很紧密，要完成各自功效全部要用到其它系统数据。它们之间有是并行处理，有是次序处理，而且所包含到系统用户种类很多，
9、权限管理十分复杂，各个用户之间业务联络错综复杂。各系统下子系统一样也是复杂多变，功效划分不易明确。同时，系统还要兼容电厂已经有网络系统和厂级MIS系统。所以，要能够正确完成系统需求分析和总体设计，也就是对电厂设备维修管理进行建模，从业务需求到要求，到模型，是一项很关键工程，整个系统成败也就在于建模成功是否。另外，考虑到团体开发和系统健壮性、伸缩性和良好继承性、可维护性，选择一个在整个系统生命周期中全部适用建模工具十分关键。3 统一建模语言UML和可视化建模系统建模时，要把用户业务需求映射到开发小组能了解技术要求，并最终产生代码。将业务需求和技术要求映射为代码，确保代码满足这些要求，而且代码最终
10、能够方便回溯要求。这个过程称之为建模。面向对象分析和设计(OOAD)方法发展在80年代末至90年代中出现了一个高潮，UML是这个高潮产物。它不仅统一了Booch、Rumbaugh和Jacobson表示方法2，4，而且对其作了深入发展，并最终统一为大众所接收标准建模语言。1996年底，UML已稳占面向对象技术市场85，成为可视化建模语言实际上工业标准。1997年11月17日，OMG采纳UML 1.1作为基于面向对象技术标准建模语言。标准建模语言UML关键内容能够由下列五类图形(共9种图形)来定义:第一类是用例图,从用户角度描述系统功效,并指出各功效操作者（角色）。第二类是静态图(Static d
11、iagram),包含类图、对象图和包图。其中类图描述系统中类静态结构。不仅定义系统中类,表示类之间联络如关联、依靠、聚合等,也包含类内部结构(类属性和操作)。类图描述是一个静态关系,在系统整个生命周期全部是有效。对象图是类图实例,几乎使用和类图完全相同标识。她们不一样点在于对象图显示类多个对象实例,而不是实际类。一个对象图是类图一个实例。因为对象存在生命周期,所以对象图只能在系统某一时间段存在。包由包或类组成,表示包和包之间关系。包图用于描述系统分层结构。第三类是行为图(Behavior diagram),描述系统动态模型和组成对象间交互关系。其中状态图描述类对象全部可能状态和事件发生时状态转
12、移条件。通常,状态图是对类图补充。在实用上并不需要为全部类画状态图,仅为那些有多个状态其行为受外界环境影响而且发生改变类画状态图。而活动图描述满足用例要求所要进行活动和活动间约束关系,有利于识别并行活动。第四类是交互图(Interactive diagram),描述对象间交互关系。其中次序图显示对象之间动态合作关系,它强调对象之间消息发送次序,同时显示对象之间交互;合作图描述对象间协作关系,合作图跟次序图相同,显示对象间动态合作关系。除显示信息交换外,合作图还显示对象和它们之间关系。假如强调时间和次序,则使用次序图;假如强调上下级关系,则选择合作图。这两种图合称为交互图。第五类是实现图( Im
13、plementation diagram )。其中构件图描述代码部件物理结构及各部件之间依靠关系。一个部件可能是一个资源代码部件、一个二进制部件或一个可实施部件。它包含逻辑类或实现类相关信息。部件图有利于分析和了解部件之间相互影响程度。UML适适用于系统开发过程中从需求规格描述到系统完成后测试不一样阶段。在需求分析阶段，能够用用例来捕捉用户需求。经过用例建模，描述对系统感爱好外部角色及其对系统（用例）功效要求。分析阶段关键关心问题域中关键概念（如抽象、类和对象等）和机制，需要识别这些类和它们相互间关系，并用UML类图来描述。为实现用例，类之间需要协作，这能够用UML动态模型来描述。在分析阶段，
14、只对问题域对象（现实世界概念）建模，而不考虑定义软件系统中技术细节类（如处理用户接口、数据库、通讯和并行性等问题类）。这些技术细节将在设计阶段引入，所以设计阶段为结构阶段提供更具体规格说明。 编程（结构）是一个独立阶段，其任务是用面向对象编程语言未来自设计阶段类转换成实际代码。在用UML建立分析和设计模型时，应尽可能避免考虑把模型转换成某种特定编程语言。因为在早期阶段，模型仅仅是了解和分析系统结构工具，过早考虑编码问题十分不利于建立简单正确模型。 UML模型还可作为测试阶段依据。系统通常需要经过单元测试、集成测试、系统测试和验收测试。不一样测试小组使用不一样UML图作为测试依据：单元测试使用类
15、图和类规格说明；集成测试使用部件图和合作图；系统测试使用用例图来验证系统行为；验收测试由用户进行，以验证系统测试结果是否满足在分析阶段确定需求。可视化建模将模型中信息用标准图形元素直观地显示。现在，支持UML可视化快速开发应用程序工具很多，其中Rational企业Rational Rose是其中之一，它支持Use Case框图，Sequence框图等图。经过正向和逆向转出工程代码特征，可支持C+，Java，Visual Basic代码产生和逆向转出工程代码。4 电厂设备检修管理系统建模本系统采取UML语言进行建模。第一步工作是系统需求分析，而需求分析必需以针对该系统调研为基础。在调研过程中，可
16、针对现行系统和信息需求进行分析，并得出系统功效需求分析。用例模型用于需求分析阶段，它建立是系统开发者和用户反复讨论结果，表明了开发者和用户对需求规格达成共识。清楚表示系统用例图往往不是一次就能做好，必需在对系统所包含业务充足了解下，才能不停完善，它反应了系统和外界交互作用。以某300MW火电机组为例，依据需求分析，建立起一个初步框架。系统按上述五个子系统进行功效划分。系统包含业务和多种人员类型很多，若是将其用一个用例图表示是不可能，所以，对应五个子系统将用例分成了五个包，每个包中若包含业务和系统人员仍比较复杂话，还能够在此包基础上再分若干包，包中包含了用例图。而包图将类似项目组合在一起，显示包
17、和包之间依靠、继承关系。用例图中角色（Actor）对形成用例图是很有用，获取一个用例，首先就要找到和之关联角色。面对一个大系统，要列出用例清单常常是十分困难。这时可先列出角色清单，再对每个角色列出它用例，问题就会变得轻易很多。在本系统开发中，经过用户对部分问题回复来识别角色。如：系统中工作票及工艺卡由谁制订，由谁填写，由谁来实施等问题。另外，搞清楚本系统需要和哪些系统进行交互是很关键，如和设备台帐管理系统、物资管理系统交互关系等。一旦搞清楚了系统中关键角色，就能够对每个角色提出和之相关问题，比如：针对汽机检修人员需要系统为之提供什么功效，如查询设备检修工艺卡，生成设备检修汇报等。她们对系统做哪
18、些操作，尤其是必需提醒系统角色系统事件有哪些，怎样把这些事件表示成用例中功效？如系统发出缺点通知事件，该事件应通知检修部门。值得注意是一个用例必需最少和一个角色关联。经过提炼和归纳，能够得到系统全部用例图。图1是本系统设备定检制度制订用例图。该用例图基础反应了电厂设备定检计划编制过程。在本图中所包含到部门人员有检修部，检修班组，它们在图中反应为角色。这些角色开启了和系统通信，它们所完成功效或和系统交互在图中就反应为用例。角色和用例之间通信称之为通信关系（communication relationship），它们用箭头表示。Use Case框图一大优势在于通信。用户能够从该图中取得大量信息，经
19、过查阅用例和角色，能够知道电厂设备定检计划编制基础过程，有利于寻求缺乏功效。图1 设备定检制度制订用例图从物理结构上，电厂检修管理系统应采取三层分布式体系结构，整个系统功效分布于多台PC服务器之上，这些服务器功效大致分为两类：一类是设备检修应用服务器，还有一类是数据库服务器。设备检修应用服务器则提供设备管理、检修策划等项功效，而完成上述功效所需要数据由数据库服务器进行存放、检索。设备检修应用服务器是中间层，属于应用服务器。三层分布式体系结构在可视化UML建模逻辑视图中就表示为用户服务包，应用服务包和数据服务包。本系统应用服务包包含多种应用业务规则，比如工作票业务步骤、检修申请过程等。要将这些业
20、务搞清楚并为以后做具体设计和编码需要，就必需将应用服务包中类划分清楚。类反应了系统行为，对系统分析十分关键。所以，本文可视化建模关键工作也是搞清应用服务包中类及其相互关系。在UML中关键有三种类形式：1） 边界类它在系统和外界交界处，包含全部界面窗体、报表等。2） 实体类它保留要放进连续存放体信息，经过该类能够设计数据库。3） 控制类它负责协调其它类工作，每个用例图通常全部有一个控制类，控制用例图中事件次序。因为本系统特点是时序性较强，如工作票步骤，检修申请步骤控制等，所以控制类在本系统中是很关键。本系统关键包含到实体类有：工作票信息；工艺卡信息；设备定检滚动计划表；月计划项目表；大、小修计划
21、表；检修设备记录表；验收汇报等。这些实体类和界面类连接就是经过控制类来完成。控制类关键有：运行控制类，它相当于电厂运行部门操作；工作票控制类，系统不一样用户能够经过它完成多种操作；检修控制类，经过它完成检修过程中不一样操作；工艺卡编制、查询等控制类。类和类之间继承、关联、依靠等关系也必需在建模时列出，经过类和类之间关系反应出本系统基础框架。在这些关系中，有一对多关系，也有多对多关系。系统中相关业务方面类和类之间关系可在UML中用类图表示出来。对于部分业务功效时序性较强类，步骤可用次序图和合作图表示。本系统一个类图图2所表示。图2 设备检修工艺卡管理类图该类图显示了检修工艺卡管理静态行为。在类图
22、中还可显示各个类行为和属性。图中箭头表示类之间关系，它表示为一个类能够向另一个类发送消息。经过该类图能够完整看到工艺卡管理系统各个对象之间关系，有利于开发人员在编码之前显示和计划系统结构，确保系统一开始就设计合理。5 结语本文描述设备检修管理系统前期开发工作已初步完成。因为采取了UML建模方法，在需求分析阶段和用户之间沟通变很方便。采取直观图形表示，系统模型层次分明，对关键信息一目了然，用户能够经过模型直观看到用户和系统间交互关系，分析人员能够看到系统对象间交互关系，项目管理人员能够看到整个系统及各部分交互关系。可视化建模方法，使系统分析人员很方便进行业务规则修改和设计，大大减轻了工作量，提升
23、开发效率，尤其有利于团体开发发行系统。参考文件：1. 华中理工大学能源科学和工程学院，火电厂状态检修概论，1997年11月2. 电子工业出版社，UML with Rational Rose从入门到精通，邱仲潘 等译3. 张启刚，电力设备管理和维修决议支持系统研究和开发 华中理工大学硕士学位论文，.54. 北京航空航天大学软件工程研究所，标准建模语言UML及其支持环境，1998年Modeling equipment maintenance management system of power station with UMLLiu ZhiQiqng Huang ShuHong Gao WeiDe
24、partment of Power EngineeringHuazhong University of Science and TechnologyAbstract: Condition maintenance is scientific mode of equipment maintenance. It is the base of condition maintenance that carring out advanced maintenance management and establishing equipment maintenance management system. In
25、 this paper, the cause of carring out the power equipment maintenance management system and the function demand of it are introduced. Meanwhile, the cause and feasibility of visual modeling the equipment maintenance management system of power station are discussed deeply. Furthermore, the basal frame of the equipment maintenance management system and the process of UML modeling are also discussed as 300MW unit of some power station an example.Keywords: power equipment, condition maintenance, Unified Modeling Language, Management Information System