风电维检移动管理平台架构设计与开发研究

张成刚 韦焕林 王正海

摘要：为提高风电业务的生产效益，对风电生产运维的精细化管理是每个业主面临的紧迫任务。基于大数据技术，通过搭建台式电脑和移动APP终端呈现的风电维检移动管理平台，实现对资产、人员、作业的全面感知、快速响应，对资产、人员、作业、规章制度等全部信息化管理，实现工单管理、缺陷管理、巡检管理、維护管理、技术监督管理、知识库管理、班组管理和专项工作的进度跟踪;安全作业规章制度通过电子化落地方式，规范、高效作业同时，相对纸质文档更易于跟踪和检查;两票电子化管理 + 移动协同大大提高一线作业效率。通过上述工作，提升风电场运维的智能化水平，业务模式逐渐由经验驱动转变为由经验 + 数据驱动，使得经验有更多的数据支撑，数据有更多专家经验体现，实现企业、社会效益最大化。

一、引言

随着我国风电行业的蓬勃发展，风电场不断增多，风电机组的数量也日益增加，运维后市场呈爆炸式发展，但这也造成了运维后市场中有效资源的稀缺，同时，海上风电运维工作存在工作环境差、交通不便、海上盐雾腐蚀强、监控设备过多等难点，因此，基于数据挖掘技术构建风电维检移动管理平台显得尤为重要。

随着近年的爆发式增长，风电的后运维市场加速来临，检修和管理工作越来越受到风电企业的重视。然而风电具有设备数量多，分布广泛，气候环境恶劣，现场工作人员配置少，工作强度大，信息化程度较低等特点，造成风电作业监管难度高，整体管理水平不高。

千尧科技与一线工作人员，通过充分总结、利用多年积累的检修经验，将作业任务流程化，从设备SCADA报警开始实现全过程数字化，建立了以工单为纽带，将故障维修、消缺、定巡检、技改等检修作业与电子两票管理、库存管理串联起来，进行智能作业规划，结合手机移动协同，跟踪并记录作业相关核心数据，自动转化为记录与台账。

二、方案设计

2.1 总体实施方案

本方案依据坵坪风电场故障、缺陷、定检等作业流程和规范，融入国电投广西陆上风电公司启停记录管理流程和规范，其设计理念为通过构建手机应用支撑移动协同办公平台，将工单将定检、巡检、缺陷、故障、技改、专项工作等作业相关内容进行一体化管理，并采用阿里云安全管理模块对系统进行保护，通过物理隔离方式最大程度保护数据安全，同时满足个性化管理需求，通过生产管理系统的综合看板和企业级大屏展示实现通用性管理需求，其总体实施方案如图2.1所示。

2.2  平台功能模块

根据总体实施方案，风电维检移动管理平台包含人员管理、工单系统、发展成果、缺陷故障管理、定检巡检管理、技术督导指导、考试中心、设备管理、班组库存管理等功能模块，特别是开发了检修作业数字化闭环管理。

2.2.1 人员管理模块

人员管理包含风场人员信息管理，外委单位人员信息管理，工作班组信息管理。人员信息包含基本信息、证书信息、医疗信息，方便管理人员查阅，实现对风场人员和外委人员的基本信息、证书信息、医疗信息的管理，其主要功能包括对人员基本信息，姓名、用户名、性别、编号、所属的组织机构、数据权限的添加、修改和删除操作。

2.2.2 工单系统模块

电子工单系统，在系统中是作业任务处理的最基本单位，由系统自动生成，不可人工干预，将检修相关（缺陷、故障、定检、巡检、技改、专项工作）和两票还有规划调度等串联在一起，起到系统流程纽带的作用。以检修相关模块作为起点，串联系统中的其他模块。以工单为基础，在系统中进行流转，做到全流程跟踪的目的，其操作界面如图2.3所示。

2.2.3电子两票模块

实施两票的电子化，将目前纸质两票进行代替，将全部流程电子化，提高办公效率，所有关键流程节点均有迹可循，并可随时查阅历史电子两票信息，提升管理效率。模块支持自动开出电子工单，实现两票开票、两票拟票、风险预控、两票签发、工作许可申请、工作许可申请驳回、工作许可批准、工作执行、解除安全措施、结票、两票及工作验收、工作及两票归档的全过程电子化闭环管理，可随时进行两票状态的查询，两票流程追踪，支持手机端移动协同作业。

2.4缺陷、故障管理

本模块提供缺陷、故障的全电子化流程，从故障上报、审核、准备、下发工单;两票流程，从维修到最后验收，提供全流程管理和跟踪，可实现对缺陷诊断（上报）、消缺计划、三措一案流程、排班、工单、作业、结果审查的全流程在线管理，消缺结果自动上传和数字化审核，实现消缺作业的存档、查询，并将作业过程发现的缺陷和未处理缺陷存储至机组缺陷记录台账。

2.5定检、巡检管理

电子化的定检、巡检管理，提供定检、巡检任务计划，任务工单下发，实时处理进度追踪，全流程跟踪，手机端作业指导与检查结果记录。可实现对定巡检项目选择、定巡检计划、排班、工单、作业、结果审核的全流程在线高效管理，利用信息数字化优势，涵盖定巡检管理的全过程，可方便一线人员进行定巡检操作，包含定巡检过程拍照、定巡检报告自动生成，避免风场管理者在重复工作上浪费时间，提高生产和管理效率。在巡检过程中，如果有项目被标记为不合格，系统会根据该巡检项目自动生成缺陷条目。

2.6  技术监督指导模块

通过建设技术监督管理系统，实现自动生产年度试验计划，同时风电场试验项目完成后，试验数据和试验结果自动上传，区域公司和公司安生部可实时掌握监督工作完进度，实现对超期、漏项实验的告警功能，避免工作延迟和遗漏。平台可自动收集、整理风电场设备的各种实验数据，根据数据时间、数据类型、数据量、数据组合形式限制进行统计分析，实现系统数据多维度、多层级统计分析，深入挖掘故障数据隐藏信息，指导风电场安全生产，实现对风电设备运行状态的预警功能，降低设备安全隐患。平台支持风力发电场技术监督计划及结果的填写、上报、审批、查询。

2.7 考试中心（知识库）

提供一个定制化的电子化考试功能，根据用户企业安全管理的实际情况，匹配應对日常考试以及练习的需求。分为题库管理、考题管理、考卷下发、答题四个部分。管理者可以根据不同类型的题目分为多个题库，比如面向场内人员的题库和面向外委单位人员的题库，不同题库中，拥有不同的考题，可以添加选择题、填空题、判断题、主观题等题目并管理对应的答案。考卷下发，管理者可以根据需要，根据不同题库，抽取特定题目或者随机抽取题目，组成一份考卷，并可以选择性地下发给特定人员，考卷信息会即使推送通知给相应人员，相应人员可以在手机端或PC端答题，答题完毕，提交考卷，系统会进行自动判分并生成考试报告。同时考试部分还可以用于日常刷题，用户可以进入考试系统，按题库进行练习。

2.8设备管理模块

管理风场中的风机基本信息和台账信息，并提供编辑和查看功能，其中记录的风机信息，可用于系统中的其他模块，比如首页显示，检修相关模块的使用，工单与两票模块，报表系统等。设备基本信息管理，包括管理设备的名称（编号）、所在地经纬度坐标、工程编号、运行编号、标高、所属项目等信息。

2.9 班组库存管理模块

库存管理包含工具管理，备品备件管理与安全工器具管理，可管理工具和备品备件当前的剩余数量与存放位置，可提供安全工器具的到期时间与报废时间并提供检测记录。

2.6 检修作业数字化闭环管理

检修作业中的机组故障信息、发现故障人员、检修人员、安全工器具领用记录、备件领用记录、危险点预控记录等组成了一份完整的检修、消缺任务数字链条。

建立每台机组的每次故障处理全过程建立电子化档案，可以沉淀为机组健康台账、故障点分析树、备件消耗台账、安全管理台账、检修人员技术台账，成为统计汇总、数据分析、故障预警的数据基础。

利用数字化风电场建设，实现运行记录、检修记录、备件领用记录、安全管理记录的联动，使每一次的消缺任务信息都是多维信息的有机组合，使运检工作全过程数字化。同时，也能评估运检人员处理故障的质量和效率。通过系统应用，可积累风电机组有效运检数据，为今后的机组健康管理和故障趋势分析打下基础，对运检人员的技术培训和水平评估更加精准。

故障处理信息与定检计划联动，自动根据故障频次排序推荐优先维保机组，实现定检工作有的放矢，突出不同机组区别对待精细化维保特点。备件消耗信息和备件库存信息联动，实现备件低库存告警，备件消耗速度异常告警，备件消耗规律预测，使备件管理有据可依。

智能移动两票管理，将移动互联技术应用到风电场两票管理系统中，使现有的两票纸质化操作实现电子化，同时，将现场安全措施通过照片、视频、录音等形式进行保存，及时更新现场安全工作现状，同时将两票工作与检修中的设备更换、物资出库、设备台账实现动态的更新和整个工作的闭环管理。

电子两票操作不受空间、时间限制，持有移动终端人员通过系统即可对工作票进行办理、签发、许可，打破了风电机组分散，距离中控室较远的限制。

应用电子两票系统，工作负责人将已经落实好的安全措施拍照通过移动端上传系统，许可人使用终端设备通过对上传照片判断进行许可，提高了工作效率。

系统自带统计功能，大量的人工统计工作交由计算机来进行，随时可以统计查阅任何时间段的工作票情况，避免人工繁杂的工作，通过对“两票”数据进行分析，可进行设备故障统计分析、寿命分析、危险点分析等，并通过数据对“两票”管理工作进行优化。