（管理科学与工程专业论文）高速公路机电设备管理信息系统研究与开发.pdf

摘要 要 近些年随着我国高速公路事业的蓬勃发展，高速公路管理部门都在积极的进行 机电信息化的探索。目前国内高速公路管理部门在联网收费和车辆实时监控等方面 的信息化建设已经比较成熟，各个高速公路管理部门都为此投入了大量资金购置了 数量庞大和价值贵重的机电设备。因此，如何对较为分散的机电设备进行有效的管 理成为摆在当前国内高速公路管理部门的难题和热点问题。 本课题所开发的高速公路机电设备管理系统一方面，该系统面向整个高速公路 行业，另一方面，该系统作为石安高速公路管理处管理信息化建设的一个重要组成 部分要在石安高速公路管理处得以应用和实施。本系统吸收了e r p 的管理思想和理 念，引入全设备链管理方法，实现从设备的入库、出库、维护、维修、直至最后报 废的链式、全方位的跟踪管理。该系统与组织中其他部门配合实现相关数据的流动 和管理，实现设备的高效管理。 系统丌发初期，对高速公路管理部门的设备管理相关业务流程进j j ：了深入、细 致的调研，建立了拟开发系统的功能模型，绘制出相应的数据流程图和数掘字典， 通过概念结构设计、逻辑结构设计、物理设计完成设备管理系统的数据库设计。在 逻辑结构设计过程中，使用规范化和反向规范化的方法对数据库进行优化，兼顾了 逻辑的规范和数据库的性能。 在系统设计阶段将所开发软件分为系统管理子系统、设备基础数据管理子系统、 库存管理子系统、设备维护子系统和设备维修子系统五大体系。在软件开发阶段 在实现上述几个功能子系统的基本功能的基础上，着重对设备链信息综合查询、设 备故障率分析、安全库存控制、设备维修和设备维护定额设置等几个功能进行系统 研究。高速公路机电设备管理系统的丌发与应用旨在加强对机电设备的实时管理， 随时能够查询统计证在使用设备的运行状念、库存设备的数量，名称，合计金额以 及设备维修、维护、保养状况。从而从根本上杜绝设备流失，保护国有资产，提高 设备使用效率。本系统开发后在石安高速公路管理处得以实施和应用。高速公路机 电设备管理信息系统使得石安高速公路管理处对关键设备实施可靠性维修成为可 能。高速公路机电设备管理信息系统提供的备件出入库记录可以使的管理人员对备 件的消耗进行有效的控制和管理，采用存储论原理对系统的库存参数进行了科学测 算和设置。将存储理论的数学模型和经验公式应用于高速公路备件管理中，从而使 所丌发系统不仅可用于常规管理，还能对备件管理中的常见问题进行分析和预测 提高了决策的速度和准确性。 高速公路机电设备管理系统以稳定、快速的o r a c l e9 0 为后台数据库，采用便于 l 升级，便于使用和拓展的b r o w s e r s e r v e r 架构，使用j a v a 、j a v a s c r i p t 等语言进行 丌发、调试和测试。 关键词高速公路机电设备管理；设备管理信息系统：b s 结构；j 2 e e ；面向对象程 序设计 a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to ft h ee x p r e s s w a yi no u rc o u n t r y ，a l lt h ee x p r e s s w a y a d m i n i s t r a t i o n sa r ea c t i v e l ye x p l o r i n gi n f o r m a t i o n a le l e c t r o m e c h a n i c s n o wi nc h i n at h e i n f o r m a t i o n a lc o n s t r u c t i o ni ne x p r e s s w a ya d m i n i s t r a t i o n ，s u c h a so n l i n ec h a r g e ， m o n i t o r i n g a n d c o n t r o l l i n g v e h i c l e s ，i sq u i t em a t u r e e x p r e s s w a y a d m i n i s t r a t i v e d e p a r t m e n t sh a v ei n v e s t e dag r e a td e a li np u r c h a s i n gal o to fe x p e n s i v ee l e c t r o m e c h a n i c a l e q u i p m e n t t h e r e f o r e ，h o wt om a n a g et h ed e c e n t r a l i z e de l e c t r o m e c h a n i c a le q u i p m e n t e f f e c t i v e l yh a sb e c o m e ap r o b l e mw h i c hf a c e st h ee x p r e s s w a ya d m i n is t r a t i o n si nc h i n a t h ei n f o r m a t i o ns y s t e mo fe l e c t r o m e c h a n i c a le q u i p m e n ta d m i n i s t r a t i o nd e v e l o p e db y t h i st o p i co fs t u d yi ss u i t a b l ef o rt h ew h o l ee x p r e s s w a yi n d u s t r y t h i ss y s t e mi sa l s oa l l i m p o r t a n tp a r to fi n f o r m a t i o n a lc o n s t r u c t i o n o fs h i j i a z h u a n g a n y a n ge x p r e s s w a y a d m i n i s t r a t i o na n di sp r a c t i c a l l y applied i nt h ee x p r e s s w a ym a n a g e m e n tt h i ss y s t e mh a s a b s o r b e dt h em a n a g e m e n ti d e a sa n dc o n c e p t ，i n t r o d u c e dt h ec h a i n l i k em a n a g e m e n t m e t h o do fc o m p l e t ee q u i p m e n ts ot h a tt h ec h a i n l i k e ，a l l r o u n df o l l o w u pm a n a g e m e n to f t h ee q u i p m e n t , f r o mp u t t i n gi n t os t o r a g e 1 e a v i n gt h es t o r a g e ，m a i n t e n a n c et i l ld i s c a r d i n g i nt h ee n d ，h a sb e e nr e a l i z e d t h i ss y s t e mc a r lb ec o n n e c t e dw i t ho t h e rd e p a r t m e n t so f t h e o r g a n i z a t i o n ，s ot h ea p p r o p r i a t ed a t ac a nb ec o m m o n l ya d m i n i s t r a t e d w h i c hw i l l l e a dt o m o d e r n i z a t i o na n de f f e c t iv em a n a g e m e n t a tt h eb e g i n n i n go fd e v e l o p i n gt h i ss y s t e m ，t h o r o u g ha n dm e t i c u l o u si n v e s t i g a t i o n w a sm a d eo nt h eo p e r a t i o nf l o w o fe q u i p m e n tm a n a g e m e n to fe x p r e s s w a ya d m i n i s t r a t i o n s t a k i n gt h er e s u l to f t h ei n v e s t i g a t i o na st h eb a s e ，t h e ye s t a b l i s h e daf u n c t i o nm o d e lo ft h e s i m u l a t e ds y s t e m ，p r o t r a c t e dc o r r e s p o n d i n gd a t af l o wa n dd a t ed i c t i o n a r y t h r o u g h c o n c e p t i v es t r u c t u r ed e s i g n 1 0 9 i c a ls t r u c t u r ed e s i g n ，p h y s i c sd e s i g na n d s oo n ，ad a t e 。b a s e d e s i g no ft h ee q u i p m e n tm a n a g e m e n ts y s t e mw a sc o m p l e t e d i nt h el o g i c a l s t r u c t u r e d e s i g n d a t ab a s ew a so p t i m i z e dw i t ht h en o r m a l i z a t i o nm e t h o da n dr e v e r s e n o r m a l i z a t i o n m e t h o d a n dl o g i c a ln o r m a l i z a t i o na n dt h ef u n c t i o no ft h ed a t ab a s ew e r ea l s op u ti n t o c o n s i d e r a t i o n i nt h ed e s i g n i n gp e r i o d ，t h ew h o l ed e v e l o p m e n ts o f t w a r e i sd i v i d e di n t o6 s u b s y s t e m s ：s y s t e mm a n a g e m e n ts u b - s y s t e m o as u b 。s y s t e m ，e q u i p m e n t b a s i cd a t a m a n a g e m e n t s u b s y s t e m ， r e p e r t o r y s t o c km a n a g e m e n ts u b s y s t e m ，e q u i p m e n t m a i n t e n a n c e s u b s y s t e m a n d e q u i p m e n t s e r v i c e s u b s y s t e m d u r i n g t h es o f t w a r e d e v e l o p m e n t t h ef o l l o w i n g sa r et h o r o u g h l ys t u d i e d ：t h ec o n s u l t a t i o no fe q u i p m e n t c h a i n i n f o r m a t i o n t h ea n a l y s i so ft h et r o u b l er a t eo ft h ee q u i p m e n t t h ec o n t r o lo fs a f es t o c k ，t h e r m i o no fe q u i p m e n ts e r v i c ea n dm a i n t e n a n c e t h i ss y s t e mt a k e st h er e s e a r c ho ft h e m a n a g e m e n ts y s t e mo fe x p r e s s w a ye l e c t r o m e c h a n i c a le q u i p m e n ta s t h ec u t i np o i n t ， a i m i n g f o r e n h a n c i n gt h em a n a g e m e n to fe l e c t r o m e c h a n i c a le q u i p m e n ts o t h a tt h e o p e r a t i o ns t a t e ，t h en a m ea n dt h en u m b e ro ft h ea p p a r a t u s e si ns t o r a g e ，c o n v e r t e ds u mo f m o n e ya n d t h em a i n t e n a n c ec o n d i t i o n so ft h ee q u i p m e n tc a nb ei n q u i r e da b o u ta ta n yt i m e t h e r e f o r e ，t h el o s so ft h ee q u i p m e n tc a nb es t o p p e d ，t h es t a t ea s s e t sc a nb ep r o t e c t e da n d t h eo p e r a t i o nr a t eo ft h ee q u i p m e n tc a nb er a i s e d a f t e rt h es y s t e mw a sd e v e l o p e d ，i tw a s b r o u g h ti n t oe f f e c tb ys h i j i a z h u a n g a n y a n ge x p r e s s w a ya d m i n i s t r a t i o n b a s e do nt h e d a t a s u p p l i e db yi n f o r m a t i o ns y s t e mo fe q u i p m e n ta d m i n i s t r a t i o n ，t h e yi m p l e m e n t e d r e l i a b i l i t y m a i n t e n a n c et ot h ek e ye q u i p m e n to fs h i j i a z h u a n g - a n y a n ge x p r e s s w a y a d m i n i s t r a t i o n t h e y a l s oc o n t r o l l e da n dm a n a g e dt h ec o n s u m p t i o no fs p a r ep a r t s a c c o r d i n gt ot h ei n a n d - o u t s t o r a g er e c o r d ss u p p l i e db yi n f o r m a t i o ns y s t e mo fe q u i p m e n t a d m i n i s t r a t i o n t h e r e f o r et h es y s t e md e v e l o p e dn o to n l yc a nb eu s e d f o rn o r m a l a d m i n i s t r a t i o n ，b u ta l s o c a r lf o r e c a s ta n da n a l y z ec o m m o np r o b l e m si ns p a r e p a r t m a n a g e m e n t ，s ot h ep o l i c yc a l lb em a d e f a s t e ra n dm o r ee x a c t l y t h i se q u i p m e n ta d m i n i s t r a t i o ns y s t e mw a sd e v e l o p e da n de s t a b l i s h e db yt a k i n g s t a b l ea n df a s to r a c l e9 0a sb a c k g r o u n dd a t a - b a s e ，t a k i n gb r o w s e r s e r v e ra ss t r u c t u r e w h i c hi se a s yt ou p g r a d e ，c o n v e n i e n tt ou s ea n de x t e n d ，a n du s i n gj a v a , j a v a s c r i p t l a n g u a g e st od e v e l o pa n dd e b u g k e yw o r d se x p r e s s w a y ；i n f o r m a t i o ns y s t e mo fe q u i p m e n t a d m i n i s t r a t i o n ；b ss t r u c t u r e ； j 2 e e ；o b j e c to r i e n t e dp r o g r a m m i n g i v 河北科技大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：f 哥树功 口彦年，2 月5f i 指导教师签名：务 d8 年2 月岁同 河北科技大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索! 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 口保密，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 口不保密。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：f 翟朽寄功 d j 年仁月弓日 指导教师签名：彳 9 箩年f2 月弓同 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 课题背景及研究意义 1 1 1课题背景 设备管理，就是根据企业的生产经营方针，从设备的调查研究入手，对主要生 产设备的规划、设计、制造、选购、安装、使用、维修、改造、更新、直至报废的 全过程，相对应地进行一系列的技术、经济和组织活动的总称l j j 。 设备管理是以设备的一生为对象，包括对设备的物质运动形态，即设备的规划、 设计、制造、购置、安装、使用、维修、改造、更新直到报废，以及设备的价值运 动状态，即设备的最初投资、维修费用支出、折旧、更新改造资会的筹措、积累、 支出的管理，以保持设备的良好状念并不断提高设备的技术素养，保证设备的有效 使用和最小的维护费用1 2 j 。 随着设备管理方式的不断变革，对管理现代化的要求同益提高，汁算机信息系 统的引入成为发展的必然趋势。从发展历程上看，设备管理领域的信启，化，经历了 由侧重于设备维护管理和状态信息采集的计算机辅助设备维护管理系统到集成设备 质产信息、侧重设备一生的经济成本管理的设备资产管理信息系统这一发展过程i j j 。 随着设备管理理论与实践的不断发展，设备管理与计算机结合得越来越紧密。 通过数据库技术编制程序后，利用计算机来处理各项设备管理工作证在被广泛的应 用于企业中。正是由于企业对设备管理系统的需求，使许多软件公司和个人致力于 设备管理系统的研究，并且已经丌发实施了很多设备管理系统，如工业生产线设备 管理系统、机房设备管理系统等等。这些系统的使用大大提高了设备管理的效率。 但是，这些软件往往局限于某一方面的具体应用，难以很好地适应企业的业务流程； 或无法实现对设备的整个生命周期进行全面管理：或只能对操作人员输入的人量数 掘进行计算、汇总，而不能对这些宝贵的数掘进行分析使之发挥作用。 高速公路机电设备管理信息系统采用现代信息技术降低停机时l 日j 是增加设备利 用效率和企业效益的一套企业资源计划系统。该系统以设备资产台账为基础，系统 的提交、确认和执行为主线，通过将设备管理理念与i t 技术的有机结合，对设备进 行全寿命管理。本系统帮助企业掌握资产状况，让有形资产物尽其用、安全运行并 保证生念环境不受侵害，同时最大限度地降低成本，提高投资回报率。 自八十年代木我国高速公路起步至1 9 9 9 年底，我国己通车高速公路罩程己达 1 0 0 0 0 多公罩。到2 0 0 2 年底已突破2 5 0 0 0 公罩居世界第二位，1 3 年走完发达国家3 0 4 0 年的发展过程，2 0 0 5 年初步形成高速公路网主框架随着近年高速公路局域网络的投 河北科技人学硕十学位论文 入运营，高速公路管理部门都在积极的进行机电信息化的探索。目前国内高速公路 管理部门在联网收费和车辆实时监控等方面的信息化建设已经比较成熟，各个高速 公路管理部门都为此投入了大量的机电装置和相关设备。因此，如何对较为分散的 机电设备进行有效的管理成为摆在当前国内高速公路管理部门的难题和热点问题1 4 j 。 设备在高速公路管理部门中占掘重要的地位。随着近年高速公路机电信息化程 度的加深，全国大部分的高速公路管理部门都上了机电信息化项目，高速公路的管 理工作主要由通信系统，收费系统和监控系统完成。而采用这些系统必然要购置和 使用大量的与之相关的机电设备，因此开发适合高速公路管理部门特点的设备管理 系统显得十分必要。 高速公路机电设备管理信息系统的开发与研究项目以石安高速公路管理处为依 托。石安高速公路管理处( 以下简称石安高速) 是石安高速公路运营管理部门，石 安高速公路起于滹沱河大桥南( k 2 7 1 + 3 4 5 ) 止于冀豫交界处的临漳芝村( k 4 8 2 + 3 9 1 ) ， 全长2 1 6 0 5 公里。石安高速北与京石高速公路相连，南与河南省界相接，东与石黄 高速公路相连，西与石太高速公路相连，在华北地区高速公路网中占掘重要位置。 石安高速公路在1 9 9 9 年机电项目的基础上，根据河北省高速公路机电系统联网 收费的统一要求，现已完成了包括通信、监控、收费在内的改造工作，现有1 个路 中心、3 个分中心、1 7 个收费站、7 1 条入口车道、9 4 条出口车道。本课题以研究高 速公路设备管理系统为切入点旨在加强对机电项目设备的实时管理，随时能够查询 统计处用设备的运行状态、库存设备的数量，名称，和合计盒额以及设备维修、维 护和保养状况、杜绝设备流失、保护国有资产、提高设备使用效率。 1 1 2 本课题的研究意义 随着我国国民经济的发展和改革丌放的进一步深化，各行各业都取得长足的发 展，其中作为基础产业的公路运输事业更是首当其冲。自“七五”以来，公路建设 无论是质量还是数量都有了很大的提高。公路建设规模逐年增加，工程投资由1 9 9 2 年的2 1 8 亿元，增加到1 9 9 7 年的1 2 5 6 亿元，而1 9 9 8 年则由年初1 2 0 0 亿元扩大为前所未 有的2 1 6 8 亿元，1 9 9 9 年维持在2 1 5 7 亿元的水平上，2 0 0 0 年底完成2 3 1 5 8 亿元，至t j 2 0 0 3 年底全国公路通车旱程超过1 8 1 万公旱，其中高速公路近3 万公罩。全国1 0 0 t 均县， 9 8 的乡镇和8 9 5 的行政村通公路。加快基础设施建设将是一项长期的政策，因此 根据国务院、交通部“十一五”计划和“十年规划”，公路建设还将得到更大规模的 发展，今后几年国家对公路建设将投人5 0 0 0 多亿元，通车里程将达到2 0 0 万公罩，高 速公路达n 5 万公里，全国大部分省、自治区、直辖市高速公路将突破1 0 0 0 公里，甚 至2 0 0 0 、3 0 0 0 公里。对于各省市交通部门来说，在今后相当长的一段时间内，都将 面临着十分繁重的公路建设任务【5 j 。 2 第l 章绪论 然而高速公路距离长，采用的机电设备技术复杂且设备所处的环境较为复杂涉 及因素多。高速公路各个收费站都配备有各式各样的机电设备，要对每种设备的采 购、入库、出库、维护、维修以及价值的统计进行管理，还要对关键设备进行评估 验收。而目前这些工作基本上靠人工来完成，由于设备种类复杂，各种信息传递速 度慢，且可靠性不能保证，使高速公路的设备管理人员不能及时准确地掌握各种设 备的状态，对设备管理过程中出现的问题，难以做出科学合理的决策。在这种情况 下，如何科学合理对设备进行维护维修，合理的分配资余和保证设备的f 常运行， 及时掌握动念的设备管理信息，是每个高速公路建设管理部门急待解决的一个关键 问题。系统工程的出现为解决以上问题提供了科学的理论基础，而计算机技术的发 展则为解决这些问题提供了有效的手段。建立一套高速机电公路设备信息管理系统， 使各级高速公路管理单位和人员通过计算机，随时能够查询统计处于使用中的设备 的运行状态、库存设备的数量，名称，和合计金额以及设备维修、维护和保养状况。 1 2国内外研究现状分析 1 2 1 国外高速公路设备管理信息系统的研究现状 目自i 国外的高速公路的设备管理一般采用设备综合管理计算机信息系统，该系 统包括了设备故障预防，设备保养，设备生产质量保证，设备诊断和故障排除等职 能。目前国外的设备管理系统一般由设备自动诊断系统，定期诊断或点检信息管理 系统和设备维修管理系统三部分组成。如图1 1 所示。 设备自动诊断系统是对生产质量和运行有重大影响的设备进行在线监测，遇到 设备异常时，根据设备和质量的因果矩阵图及故障自身和因果机制自动查明原因， 指导操作人员进行处理。对中长期设备管理和质量管理数据则经过管理网络传送给 上级部门。设备点检管理系统主要是采集点检计划诊断所需信息，把诊断结果用简 单的按键操作记录下来，再传送给相关部门。这个系统的主要目的是提高工人诊断 设备劣化征兆的效率。计算机辅助设备维修管理系统( c m m s ) 则是在诊断系统的 基础上，进一步扩充设备标准系统、维修计划系统、工程管理系统、备品备件管理 系统、预算管理系统及分析评价系统。此系统将点检业务流程、点检部位及标准、 点检等信息输入计算机，使计算机发挥点检业务的监督、提示功能。另一方面，计 算机还随时把输入的点检结果与标准进行比较，以便进行倾向管理和残存寿命预测， 辅助维修决策和修f 计划。应用此系统还可以根据维修计划制定备件供应计划逆 行调配进度管理、库存盘点。应用适当的库存模型。优化库存量以达到减少库存、 节约丌支的目的。 河i g i 技人学硕十学位论文 图1 1 设备综合管理计算机信息系统 f i g j lc o m p u t e rm a i n t e n a n c em a n a g e m e n ts y s t e m 1 2 2我国高速公路设备管理信息系统的研究现状 国内目前针对设备库存管理的信息系统的研究比较热，基于各种新的理论丌发 出来的软件层出不穷，如基于o m c ( 最佳维修周期算法) 的设备维修管理系统的开 发，e a m ( 企业资产管理系统) 的实施和基于j i t 理论的库存管理系统在生产性和 服务性企业应用中都取得了良好的效果。但目自，j 针对高速公路管理部门这一特殊行 业的设备管理系统在国内还没有成型的理论和现成的实例。由于当自仃处于高速公路 快速发展时期，高速公路的机电设备的分布义较为分散，设备管理成为目日，j 全国高 速公路管理的一大难题。高速公路的设备管理系统不但要对库存数量进行管理还涉 及到各个收费站及路中心，分中心各个设备的状态管理。目自仃在国内集成了设备维 修，设备维护，库存管理的高速公路设备管理系统还没有出现过。通过对河南，山 东等地的高速管理部门的调查，当前山东，河南等地的高速管理部门都具有了一定 的信息系统丌发能力，也开发了一些适合高速管理部门的设备维修和库存管理软件。 但都是独立的小系统使用和管理起来很不方便。该系统为国内少有的一款集设备管 理、设备维修、设备维护、和库存管理于一身的高速公路机电设备管理信息系统1 6 j 。 1 3 本课题主要研究内容 本课题通过对石安高速公路管理处的调查研究，总结当前高速公路行业设备管 理的现状和管理流程，根掘高速公路的实际需求有针对性的进行设备管理信息系统 4 第1 章绪论 的设计和丌发。具体内容如下 ( 1 )实现设备的全过程管理。即如何通过所丌发设备管理软件使高速公路的 机电设备在整个生命周期内获得最佳的运行效率和经济效益，从整体上保证和提高 设备的可靠性、维修性、经济性，做到安全、节能、保护环境，避免设备积压和浪 费。 显然，设备的全过程管理不仅与设备管理部门相关，而且与其他部门如采购、 设备审核部门甚至其他相关部门有关。一个优秀的设备管理系统需要能够综合设备 相关的信息，理想的方法就是将设备管理过程中的各种信息用一条链组织起来，为 此本课题拟采用设备链管理方法。设备链管理方法主要包括两个方面，一是管理范 围涉及设备需求、计划、采购、入库、领用、监控、维修、残值、归还、供应商等 各个环节；二是跟踪设备完整的转移过程，提供设备在途状况。通过完善的自动搜 索和链接功能，根据设备的使用者、管理者和供货商三者之间一系列动作关系模型， 构建一条设备管理链，在此基础上通过一套完备机制将整个设备管理系统中包括采 购、同常使用、维护直至最后报废的管理联系起来，使用户能够简单、直接、准确 地了解设备的整个生命周期的资料或状念，提高设备管理的效率。 ( 2 ) 实现对设备从工程技术、经济和组织管理三方面进行系统化的、综合的、 动态的管理。动态管理使设备达到最佳的技术形念和经济效果，并且能为高速公路 管理处设备管理部门决策提供支持。在高速公路管理中，设备备件的管理占据了重 要的地位，如石安高速公路管理处每月的备件采购费用都在1 0 万元以上，为了能 实时、准确的估计采购量和消耗量，减少备件库存，同时降低管理成本，课题研究 中拟引入存储理论以确定库存子系统的参数，对备件的出库和入库进行动态的分析， 并将相关分析结果应用到备件管理中。并采用以可靠性为中心的维修方法对关键设 备进行可靠性维修，提高设备的使用寿命、降低设备维修维护成本。 ( 3 )优化设备管理的业务流程。通过与石安高速公路管理处管理层的沟通和 对设备管理业务的研究。优化高速公路机电设备管理的业务流程从而提高设备管理 的效率和加强对设备管理的监督，为堵塞设备管理漏洞为设备管理的信息化打下孥 实的基础l o j 。 ( 4 ) 进行信息系统的开发与研制。针对当前高速公路机电设备管理的实际需 求，进行设备系统的需求分析，系统的详细设计和数据库设计。最终实现高速公路 机电设备管理信息系统，为高速公路行业的设备管理部门提供决策服务。通过计算 机网络和综合数据库，可随时得到所属高速公路机电设备各方面的动态的综合数据， 为决策及宏观调控提供可靠的依据。系统借助信息网全面实现从路中心、分中心、 收费站、车道的统计数据的采集，实现数据采集、处理和入库、出库工作的体化 操作。采用文字、图表，图形等多种手段进行查询、统计和分析，自动、实时、准 5 河北科技人学硕十学位论文 确地生成所需的各种报表，及时发布统计的动态信息，为领导决策提供科学的依据。 6 笫2 章l 速公路设桥管蛆! 竹息乐统的系统，析 第2 章高速公路设备管理信息系统的系统分析 管理系统丌发过程主要包括系统分析、数据库设计、程序设计、系统测试、系 统维护等阶段。作为系统丌发的基础，系统分析是一个将客户的需求从具体到抽象 的过程，分析结果是一些能体现整个系统灵魂的文档及编码人员可实施的规范和标 准，从而为后续环节的设计与丌发指明方向。系统分析内容主要包括用户需求分析、 功能结构分析及在此基础上建立数据流程图、编制数据字典等1 7 j 。 2 1 系统功能需求的调查与分析 功能需求分析的目的是调查清楚用户的实际要求，和用户达成共识，并且分析 和表达这些需求。典型的需求分析首先需要调查组织机构的总体情况，了解各部门 的组成和职责，为业务流程分析做准备；然后调查各部门的业务活动情况，包括了 解各个部门输入和使用什么数据，如何加工处理这些数据，输出什么信息，输出到 什么部门，输出结果的格式是什么，此为调查的重点；在熟悉业务活动的基础上， 协助用户明确对新系统的各种要求，包括信息要求，处理要求、完整性要求，这是 调查的又一个重点；最后对前面的调查结果进行初步分析，确定新系统的边界降j 。该 过程可以用图2 1 表示。从图2 1 中可见分析的每一步都不是一次就能完成的，为 了更彻底的了解需求，需求分析的各个步骤都可能出现反复。 幽2 1典刑功能需求流程分析幽 f i g 2 l f u n c t i o nd e m a n dp r o c e s sa n a l y s i sc h a r t 7 河，i i 并：1 技人学硕十学何论文 石安高速公路管理处丌展信启、化的硬软件环境都非常良好且其设备管理模式在 全国高速公路行业具有普遍性。因此，高速公路机电设备管理信息系统在进行需求 分析时以石安高速公路管理处设备管理的业务需求作为调查对象。高速公路机电设 备管理工作主要包括以下几个方面。第一，填写和整理设备基础信息，建立设备基 础信息卡。第二，在设备维修需要更换设备时对备件做出库、入库处理、定期对库 存进行盘点并进行库存设备的数量金额价值统计。第三，定期对机电设备进行维护 和保养，统计设备维护保养次数和费用。第四，设备发生故障后将设备故障情况详 细描述上报至设备维修中心、同时定期进行设备故障次数，设备故障率、设备自主 修复率，及时修复率等数据的统计。设备管理信息系统所涉及到的管理部门包括信 息管理科、库房、维修部、分中心、收费站等部门。 2 1 1设备管理部门的主要职责和业务流程分析 高速公路机电设备管理部门主要负责管理处机电设备的安装、调试、验收、维 护、维修、备件的出库、入库操作、设备故障检测：制定设备维修( 维护) 费用定 额、规划设备维护方案及备件采购计划和设备备件更换计划；拟定、执行、修订、 检查设备运行管理规定、定期完成设备完好性检验等工作。以上这些工作都涉及到 高速公路能否f 常营运。设备管理部门在完成上述任务同时还要负责监导和检查分 中心设备管理、维修、保养，编制操作规程、负责设备资产管理和资料归档并定期 派出专业的设备维护人员为设备进行除尘、线路检查、电压测试，备件更换等维护 业务。其相应的业务流程包括设备基础信息采集业务流程、备件出库及备件入库业 务流程、库存备件数量价值统计业务流程、设备维护管理业务流程、设备维修与备 件更换管理业务流程、设备维护费用核算流程等。由此可见，设备管理业务涉及财 务部、库房、信息中心等众多部门，为保证相关业务的f 常丌展和高速公路f 常营 运，需要所有这些部门协同工作。 业务流程分析的目的就是充分理解各部门的运作模式，并提出相应的解决方案。 业务流程分析通过业务流程图( t r a n s a c t i o nf l o wd i a g r a m 简称t f d ) 的绘制来进行 的。业务流程图的绘制是整个需求分析的重要部分，它是在前一阶段对设备维护部 业务要求的基础上将业务的处理过程用一些图形来表示。通过绘制业务流程图可以 了解该业务的具体处理过程，发现和处理系统调查工作中的错误和疏漏，修改和删 除原系统的不合理部分，优化现有的业务处理流程一j 。 在绘制业务流程图时要收集、处理现有的文件和报表。其中需要收集的材料主 要包括组织的规章制度、工作流程、计量标准、操作规程、记录表格及相关报表。 图2 2 所示为设备管理信息系统的核心业务之一的设备维护上报业务流程图。高 速公路机电设备的使用部门制定设备维护计划后递交给设备维护部进行审核。设备 8 笫2 审- 乱速公路设箭管理f 卉息系统的系统分析 维护部在接到申请后审核该计划，审核通过后由设备使用部门进行设备维护并填写 设备维护上报单送交设备维护部，设备维护部再组织人员对设备的维护状况进行定 期和随机抽样检查以确定设备使用部门是否及时进行了相应的维护和保养。最后， 根据检验结果评价各个收费站的设备养护状况发放设备维护星缴标识。 r 申缓 j l r r ，一 完成维；使用部门 护 0 设备维护部 it l 设备维护 一 1 缝护上报单确设备维护 l 计划 。? 星缀标识 i 认 $检查 l 一 、 ，一 幽2 2 设备维丰户业务流群剖 f i g 2 - 2 d e v i c em a i n t e n a n c eb u s i n e s sp r o c e s sc h a r t 机电设备的使用过程，由于老化和难以完全避免的情况，也致使设备自身消耗， 若对设备不及对进行补偿，设备就会产生故障、功能丧失，不能维持正常的运转。 设备维修作为设备的重要补偿手段，在高速公路的机电设备管理中占用重要位置。 石安高速公路机电设备管理部门负责编制设备维修计划、根据需要安排维修日矿的预 查工作，准备维修工作所需要的各种技术资料和文件例如：设备图样，设备使用说 明书等。当某个收费站或高速公路管理分中心的机电设备发生故障时。如果设备操 作员自己能维修就自己修理设备，如果设备操作员无法维修就要将设备故障上报给 上级单位的设备维修管理员由上级部门指派专业的设备管理人员进行维修工作并及 时把维修进展状况反馈给上级设备管理部门。设备管理部门的工作人员则需统筹全 局调整人力物力资源的平衡，对设备故障数据进行整理、分析和反馈。其相应的业 务流程将在图2 3 设备维修管理业务上报业务流程图中进行详细分析。该业务流程图 2 - 3 描述了高速公路上一个收费站点的故障维修卜报的处理流程。如果故障维修接收 单位没有能力排除故障的话，该接收单位作为设备故障申报单位将该故障上报到其 主管单位( 如收费站发生的设备故障上报道高速公路设备管理的分中心。如果分中 心依然无法排除故障则需将该站的设备故障由分中心再上报到更高一级别的设备管 理部门) 。 9 河北科技人学硕十学位论文 i 鳌1 2 3 设备故障及维修业务流稃图 f i b 一2 3 d e v i c em a i n t e n a n c eb u s i n e s sp r o c e s sc h a 九 2 1 2用户任务需求 ( 1 ) 用户需求 高速公路机电设备管理信息系统的使用用户按照系统功能处理权限划分共分为 六类用户。这六类用户分别为设备基础信息管理员、设备操作管理员、设备维修员、 设备管理员、库房管理员和系统管理员用户。设备基础信息管理员主要负责设备基 础数据的录入，设备的维修，维护的记录，及出库、入库等同常业务。设备操作员 主要负责设备故障记录的填写、维修上报和维护记录的填写。设备维修员主要负责 设备的修理、检测，在信息系统中录入设备故障维修内容和维修结果。设备管理员 这类用户主要负责设备故障记录的统计及设备维修结果的确认。库房管理员主要负 责设备备件出( 入) 库管理、安全库存的设置及库存即时查洵。系统管理员即拥有 系统最高权限的人员。利用本系统可以实现对系统使用人员的管理及授权。 ( 2 ) 用例模型构建 设备基础信息管理员：主要负责设备基础数据的录入，设备的维修，维护的记 录，及出库、入库等同常业务。其用例模型如图2 4 所示。 l o 笫2 章矗速公路改薪管理何息系统的系统分析 设备操作员：设备操作员主要负责设备故障记录的填写、维修一l ：报和维护记录 的填写。其用户用例模型为图2 - 5 所示。 。盆艮 谩翁 设备操作员丫 、) 设备维护内容填写 图2 - 5 设备操作员川例图 库房管理员：主要负责设备备件出( 入) 库管理、安全库存的设置及库存层u 时 查询。用例图如2 - 6 所示。 ( = ) 早一一r ， 入库作业 库毒；员 毒幂五 库存管理员 出厍作业 、i ， ( = ) 图2 - 6 库房管理员川例幽 f i g 2 - 6 s t o c kl i s c ru s ec a s ec h a r t 系统管理员：捐j 有系统最高权限的人员。利用本系统，可以实现对系统使用人员 的管理及授权。用例图如2 ，7 所示 河- i l 年i 技人学硕十学位论文 系 用户管理极限划分 幽2 7 权限管理员刚例幽 f i g 2 - 7 p o w e ru s e ru s cc a s ec h a r t 2 1 3系统基本功能需求 通过与石安高速设备管理部和信息中心的交流并结合对目前经商业化的设备管 理软件的研究。指出了满足高速公路设备管理部门需求的高速公路机电设备管理信 ，宫、系统应具备的基本功能，其基本功能如下：