電力智慧檢修安全運行三維可視化管理平臺建設方案

水力電力

智慧檢修安全運行

三維可視化管理平臺

建設方案

北京三維直點科技有限公司

1

目錄

1建設背景.......................................................5

1.1智慧電廠電站的定義......................................5

1.2智慧電站設計規(guī)劃........................................7

1.3智慧電廠電站的設備結構化、分布式管理體系..............11

1.4智慧電廠電站的設備管理特征.............................12

1.5智慧電廠電站的設備管理優(yōu)勢.............................13

2總體規(guī)劃......................................................14

3平臺整體結構沒計..............................................16

4平臺應用設計..................................................17

5平臺效益優(yōu)勢..................................................27

6XX發(fā)電站三維可視化智慧檢修管理系統功能設計................30

6.1三維可視化關鍵基礎設施管理.................................32

6.1.1關鍵設施運行狀態(tài).......................................32

6.1.2關鍵質量點信息監(jiān)管....................................34

6.1.3關鍵設施維保狀態(tài).......................................35

6.1.4消防探測器有效性可視化檢查............................37

6.1.5消防疏散通道暢通可視化檢查............................38

6.1.6消防標識有效性可視化管理..............................39

6.1.7定期巡視檢查管理.......................................39

6.2三維可視化固定資產管理......................................40

6.2.1臺賬信息管理...........................................40

6.2.2基礎檔案管理...........................................43

6.2.3圖紙專項管理...........................................44

6.3三維可視化設冬運行維護管理..................................45

6.3.1設備運行狀態(tài)...........................................45

6.3.2設備潤滑信息管理.......................................48

6.3.3設備零備件信息管理....................................52

6.3.4設備及安全附件完好性信息管理..........................55

2

6.3.5閥門、儀器儀表定期檢定信息管理.........................56

6.4三維可視化故障診斷與維修管理...............................57

6.4.1現場故障信息記錄.......................................62

6.4.2故障報告管理...........................................65

6.4.3檢修維修信息管理.......................................67

6.5三維可視化人員調度及工作單管理.............................69

6.5.1人員定位管理...........................................69

6.5.2人員運動軌跡管理.......................................71

6.5.3人員基礎信息管理.......................................73

6.5.4兩票合并管理...........................................74

6.6三維可視化點檢巡檢流程管理.................................76

6.6.1巡檢流程及信息指引提示................................76

662點檢檢查點分布管理.....................................78

6.6.3點檢檢查點信息管理.....................................78

6.6.4現場離線儀表檢測信息管理..............................80

6.7三維可視化?；穭討B(tài)信息管理...............................81

6.7.1?；肺恢脜^(qū)域分布....................................82

6.7.2?；肺恢脜^(qū)域識別預警................................83

6.7.3?；肺恢脜^(qū)域報警信息推送............................84

6.8三維可視化培訓管理..........................................85

6.8.1關鍵設備操作流程指導演示..............................86

6.8.2關鍵設備拆解流程指導演示..............................87

6.8.3重點維護維修工藝指導演示..............................88

6.9現場管理系統接口開發(fā)........................................89

6.10企業(yè)信息系統接口開發(fā).......................................90

6.11三維建模與三維場景.........................................92

6.12系統用戶權限管理...........................................96

6.12.1用戶權限管理..........................................98

6.12.2操作日志管理..........................................99

3

附1：定制的三維可視化交互基礎平臺.............................101

附2：定制的顯示和操控架構.....................................106

附3：設備全生命周期維護、故障診斷及檢修圖....................108

附4：“100”個安全問題綜合事件匯聚圖...........................108

1建設背景

1.1智慧電廠電站的定義

水電堅持綠色發(fā)展、健康發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展、共享發(fā)展和開放發(fā)展，

隨著技術的成熟，靈活的運行，兩化的深度融合的需要，智慧電廠與

電站的建設成為推進制度、管理、科技創(chuàng)新，培育新成長優(yōu)勢，提升

管控力度，降本增效，提高企業(yè)管理水平和核心競爭力的變革之路。

中國聚焦電廠電站的升級改造，智慧電廠的興起既順應時代發(fā)展,

又是傳統電力企業(yè)自我變革的必經之路。堅持以創(chuàng)新增強發(fā)展動力,

加快推進體制機制創(chuàng)新，完善水電開發(fā)和建設管理體制，提升流域綜

合管理水平。還可以以“一帶一路”建設為開拓，推動水電裝備、技

術、標準和工程服務對外合作。

發(fā)電廠是電力生產的重要環(huán)節(jié)，隨著智能化的深入發(fā)展，我國發(fā)

電機組的信息化建設經歷了分散控制階段和網絡化階段，隨著大量的

現場設備、元器件等局部系統的信息無法自動啟動，實現實時準確的

上傳，這些方面的因素嚴重制約可企業(yè)信息的發(fā)展，對于企業(yè)的過程

監(jiān)控，現代化管理、高效執(zhí)行等十分不利，使得在電力市場競爭中處

于不利地位。為了實現與智慧電網的同步發(fā)展沒實現精細管理和高效

管理，作為供電企業(yè)的發(fā)電廠，要求向著智能化、集約化、系統化的

方向發(fā)展。

安全第一是預防為主、綜合治理的統帥和靈魂，沒有安全第一的

思想，預防為主就失去了思想支撐，綜合治理就失去了整治依據。

5

預防為主是實現安全第一的根本途徑。只有把安全生產的重點放

在建立事故隱患預防體系上，超前防范，才能有效減少事故損失，實

現安全第一。

綜合治理是落實安全第一、預防為主的手段和方法。只有不斷健

全和完善綜合治理工作機制，才能有效貫徹安全生產方針，真正把安

全第一、預防為主落到實處，不斷開創(chuàng)安全生產工作的新局面。

安全第一，預防為主，綜合治理”是我們電力企業(yè)貫徹多年的生

產工作方針。在這一方針的指導下，我們電力企業(yè)的安全生產形勢相

對穩(wěn)定，并且逐年好轉，可以說走在了全國各行各業(yè)的前列，為全國

其他行業(yè)做出了表率，樹立了典范。對于企業(yè)來說，安全是基礎，安

全出效益，安全是從事各項生產經營活動的根本保證，沒有安全就沒

有我們的一切。這是多年來為無數事實所證實了的。

智慧電廠電站是以物理電廠為基礎，在現有的技術、管理水平的

基礎上，通過對局部或者是分系統的科技含量和管理內涵等資源進行

深入挖掘和全面梳理后，采用系統性的理論和內部資源配置最優(yōu)化的

6

理念，重新對所有內部資源的應用價值的再認識、再整合，同時融入

了現代先進管理和先進技術形成的新型電廠。智慧電廠使得準備更加

可靠，技術更加先進，系統更加合理，管理更加柔性，發(fā)展更加持續(xù)，

經濟效益和社會效益更加提高。

智慧電廠電站中對設備本體的健康性管理，是智能系統需要進一

步發(fā)展的重中之重，即如何保障設備高效穩(wěn)定的正常運行。將以信息

收集、信息傳遞、人工結合、可視化管理為技術支撐，以創(chuàng)新的管理

理念、專業(yè)化的管控體系、人性化的管理思想、一體化的管理平臺為

重點，具有數字化、信息化、可視化相結合的智能化等特點，實現安

全、經濟、高效、環(huán)保運行。

1.2智慧電站設計規(guī)劃

安全穩(wěn)定運行，是智慧電廠電站管理結果的重要體現，是指發(fā)揮

企業(yè)運用智慧的能力（包括建設能力、操作能力等），對企業(yè)的智慧資

源進行系統管理，以實現企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的過程。智慧電廠電站資源

包括：電廠電站特殊才能、高級技能人員經驗、現場人員的執(zhí)行技巧、

企業(yè)組織慣例和組織本能等。智慧電廠電站管理是一種新型管理模式,

其過程包括戰(zhàn)略決策、經營運營、組織管理、智能控制等。

智慧電廠電站管理相對于知識管理更為高級之處在于其運用智

慧資源的能力。智慧管理不僅是資源管理，更是能力管理。運用智慧

電廠電站資源的能力體現為建設能力和操作能力兩個方面。建設能力

是指保證企業(yè)組織具備內在心智的能力，包括維系企業(yè)組織基本結構

7

的心理契約力、情感連接力以及指引企業(yè)組織發(fā)展與演化的價值判斷

力。操作能力是指企業(yè)組織將智慧資源具體應用于決策支持的能力，

包括要素配置力、平臺協同力和價值轉化力。

智慧電廠電站企業(yè)的具體體現就在于利用互聯網技術，實現是在

物理層面上把企業(yè)經營運營的對象人、機、料、法、環(huán)聯系起來，而

智慧企業(yè)的運營目的是把智慧管理同智能制造聯系起來，把管理理念

同技術應用聯系起來，把產品供給同情景服務聯系起來，把產品使用

同情景體驗聯系起來，而這一切利用的是真三維可視化增強現實平臺

通過數據、信息、知識的自上而下和自下而上的不斷分解聚合，對各

種發(fā)展理念、運營方法、先進技術、管理系統進行取舍、平衡和融合，

進而不斷豐富人群的共有認知，把知識管理上升到智慧資源管理，把

個體智慧凝聚成群體智慧，把群體的的共有認知空間和協作空間整體

的聯系起來，把人們的經驗、體驗、需求和供給整合在一起，形成認

知、溝通、合作、協作、協創(chuàng)的聯合體，共同體。

人們在共同體中不斷的切換自己的角色，形成即時的臨時組織交

換各種知識、經驗、體驗，不斷豐富著產品及服務以及使用體驗的的

設計、制造和完善，提高著以適用度為衡量標準的產品或服務質量，

以此推動企業(yè)比競爭對手更容易獲得、鞏固和提升動態(tài)可持續(xù)競爭優(yōu)

勢，不斷快速、高效地實現企業(yè)收益。

智慧電廠電站要處理好安全生產的“四個關系”：

(1)主業(yè)和副業(yè)的關系；

(2)經濟效益和安全的關系；

8

（3）在用電緊張的情況下，多發(fā)多供與堅持修必修好的關系；

（4）保證大機組安全穩(wěn)定運行與投產試運的關系。

電力企業(yè)關注核心安全生產的“五個要素”：（1）安全文化，即

安全意識，是存在于人們頭腦中，支配人們行為是否安全的思想；Q）

安全法制，即安全生產法規(guī)和安全生產執(zhí)法；S）安全責任，主要指

搞好生產的責任心；（4）安全科技，是指安全生產科學與技術；（5）

安全投入，保證安全生產必須的經費。

安全生產“五要素”既相對獨立，又是一個有機統一的整體，相

輔相成甚至互為條件?！鞍踩谝?、預防為主、綜合治理”的安全生

產方針是一個有機統一的整體。

那么怎智慧電廠電站該如何才能做到“安全第一，預防為主”，

怎樣才能保證企業(yè)的安全生產呢？主要應該從以下幾個方面入手：

一、加強設備管理，提高設備健康水平。任何事物的存在都是有

條件的，安全工作也不例外。企業(yè)實現安全生產的一個重要條件就是

設備健康狀況如何。我們一方面要加強日常檢查維護工作，及時發(fā)現

消除設備缺陷；另一方面，結合機組大小修，除徹底消除較大的設備

隱患外，還要積極采用新技術、新工藝、新設施、新裝備，不斷增加

設備的技術含量，提高設備自動、保護裝置的投入率和可靠性；不斷

提高設備的健康水平，為保證設備的安全穩(wěn)定運行創(chuàng)造有利條件。

二、強化班組安全基礎工作，提高班組安全管理水平。班組是企

業(yè)的細胞，是企業(yè)的基礎。我們要把安全工作的重心下沉到班組。只

有班組的安全基礎工作搞好了，企業(yè)的安全工作才有強大的內在動力。

9

我們要從上級文件通報的管理、安全技術措施的制定、安全規(guī)章制度

的落實、安全活動分析的開展等方面，加強班組的安全基礎工作，不

斷提高班組的安全管理水平，為保證安全生產增強內在動力。

三、加強安全紀律監(jiān)察，提高職工遵章守紀的自覺性。紀律是執(zhí)

行路線的保證，也是實現安全生產的重要保證。安全紀律監(jiān)察是企業(yè)

管理的主要形式，是保

障企業(yè)各項生產經營活動順利進行的必要手段和重要環(huán)節(jié)。沒有紀律，

任何企業(yè)的生產經營活動都無法正常有效地進行。所以，我們要重視

安全紀律監(jiān)察工作，加強安全紀律監(jiān)察，實行全員、全方位、全過程

的安全監(jiān)督監(jiān)察管理，對于各種違章違紀現象，給予及時的批評糾正

和嚴肅的考核處理，決不能姑息遷就，更不要放任自流。以增強職工

遵章守紀的自覺性，為實現安全生產提供可靠保證。

四、加強安全思想教育工作，提高職工的安全生產觀念。任何事

物都有它的關鍵所在，安全工作的關鍵就是職工的思想觀念問題。我

們可以通過組織職工學習部、網、省局下發(fā)的人身傷亡、設備損壞、

誤觸誤碰等各類事故通報，學習有關安全工作規(guī)程規(guī)定和制度措施，

學習部、網、省局領導有關安全生產工作的指示；通過開展征集安全

標語、警句、漫畫，舉辦安全知識競賽，組織安全生產演講等多種形

式生動活潑、行之有效的安全活動；通過報紙、廣播、電視、板報等

宣傳媒介進行大力宣傳報導工作，引導職工借鑒他人經驗、回顧本廠

歷史、學習政策法規(guī)、掌握安全知識、分析安全形勢、了解安全動態(tài)；

等等。通過這些方式的安全思想教育工作，不斷提高職工的主人翁責

10

任感、安全生產觀念、自我保護能力和群體防范意識，為保證安全生

產解決關鍵性問題。

五、加強技術知識培訓工作，提高職工的技術業(yè)務水平。我們做

任何工作

都要從基礎上抓起，都要有一個良好的基布，保證安全生產的基礎就

是職工的技術業(yè)務水平問題。我們可以通過考問講解、技術問答、專

題講課、技術競賽、隨時抽考、競爭上崗、脫產培訓、反事故演習等

方式，加強對職工的技術知識培訓工作，不斷提高職工的技術業(yè)務水

平，為保證安全生產奠定堅實的基礎。

總之，對于安全生產來說，以較高的設備健康水平為條件，班組

的安全基礎為動力，嚴格的安全紀律監(jiān)察為保障，過硬的技術水平為

基礎，牢固安全思想觀念，統籌布局，協調統一，全面管理。

1.3智慧電廠電站的設備結構化、分布式管理體系

智慧電廠電站與數字電廠并不具有相同的體系結構，智慧是在數

字基礎之上，升華后的成果。它打破了傳統的以基礎設備層、實時控

制層、系統優(yōu)化層、生產管理層和電廠決策層，這種相對獨立的功能

設計。智能化電廠在數字化電廠結構內容的基礎上進行了不同程度

的豐富和發(fā)展。

在實時控制層，電廠的水機、電氣、輔機等的控制系統，在保證

基本數據采集的基礎上，智慧電廠電站通過預測控制、模糊控制、神

經網絡控制、模糊神經網絡控制和遺傳算法等控制和算法，實現機組

11

的優(yōu)化控制，從而提高機組效率和安全性，達到節(jié)能降耗的目的。

在系統優(yōu)化層，智慧電廠電站相比數字電廠，更加傾向于將都監(jiān)

控信息系統、生產管理系統、設備管理系統，資產管理系統等內容的

二次整合，從而形成根據生產過程進行監(jiān)控數據，分析信息，完成優(yōu)

化控制和機組的性能，并對下層的實時控制層進行指導。同時，可結

合移動互聯網技術搭建移動信息管理平臺，使經營管理者可以隨時

隨地獲取電廠的相關信息，提高全廠的現代化管理水平。

在人員管理層，數字化電廠是不考慮人為的干預和影響因素的，

但是在智慧電廠里，人成為了不可或缺的主要動因。因為所有非傳感

器信息采集、離線維護維修、分析診斷、最終決策，這些活動都是人

來完成的，所以智慧化電廠，人是主角。必須考慮如何保證人員隊伍

質量，人員素質和技能提升，人員流動和經驗的沖突等要點。

設備作為智慧電廠管理的核心對象，我們需要建立的是以設備為

核心，以“人-機■信息”為處理對象的結構體，在不同的需求模式下，

提供對應的信息和指令，所以說：智慧電廠電站的設備管理，其具有

強結構化和分布式的特征。

1.4智慧電廠電站的設備管理特征

智慧電廠電站的核心處理對象是“人-機-信息”結構體，這個結

構體又具有分布式特征，所以信息單元閉環(huán)是其設備管理的首要滿足

條件。

④結構化：“人■機?信息”結構體，根據內部子系統的結合，沒備

12

狀態(tài)的變化、環(huán)境的具體要求等進行自身的一些調整以達到期

望的特征。

④分布式：結構體分散在不同的空間位置，按照時間次序排列，

在運行中根據所獲得的信息不斷自行完善。

④單元閉環(huán)：設備由于故障停止運行后，設備可以不依賴其它方

面的幫助，在很少或者是不直接由人或者軟件干預控制的情況

下，使得信息收集完整。

智慧電廠電站的設備可以通過預知維護系統、狀態(tài)監(jiān)測、遙視等

措施，有效的預防風險，降低事故發(fā)生的概率，并且能夠抵御物理和

網絡攻擊，提高受攻擊之后快速恢復的能力，從而加強系統的安全系

數。

1.5智慧電廠電站的設備管理優(yōu)勢

通過智慧電廠電站的建立，在設計階段，電廠電站的設計數據通

過三維模型詳細化建立，作為運行期間顯示在三維模型的信息載體，

通過全面的三維可視化管理平臺，進行生產期間的運行優(yōu)化，故障預

測，準確的分析全廠的運行狀態(tài)，自動決策，以生產現場的設備為

中心，不需要人為干預，提高發(fā)電企業(yè)的經濟效益。

智慧電廠電站主要具有智能化系統快速仿真與模擬、智能預警、

狀態(tài)檢修、優(yōu)化運行決策支持，預防控制技術（事故處理和事故恢

復技術，如故障智能化辨識及其恢復；智能電站具有實時監(jiān)視和分析

系統目前狀態(tài)的能力，既包括識別故障早期征兆的預測能力，也包括

13

對己經發(fā)生的擾動做出響應的能力；智能數據挖掘，在機組容量不斷

增加，數據量龐大，滿足現場對關鍵數據的分析整理的要求，進而指

導生產。

2總體規(guī)劃

水力電力作為世界最大的水電開發(fā)企業(yè)，運營著數個巨型水電站,

擁有7000萬千瓦可控裝機規(guī)模，為防洪、航運、發(fā)電、供水、生態(tài)

帶來巨大綜合效益，在水域經濟帶發(fā)揮著重要地位和作用。

發(fā)電站檢修管理作為能夠有效提高發(fā)電廠機械設備安全性與可

靠性的一項工作，對發(fā)電廠生產的安全進行具有重大意義。要想獲得

較為客觀的經濟效益與進一步的發(fā)展空間，就需要不斷的提高企業(yè)的

競爭力與工作效率。發(fā)電廠檢修管理不僅能夠有效的保障發(fā)電機械的

可靠運行，而且對提高電廠的工作效率、理高電力企業(yè)的經濟效益具

有重要作用。

建設服務于發(fā)電站檢修的智慧化管理平臺一一的智慧檢修安全

運行三維可視化管理平臺，將變革發(fā)電廠檢修管理的傳統模式，為加

強發(fā)電廠機械設備的運行的安全性與可靠性、提高發(fā)電廠設備工作運

行的效率、降低發(fā)電廠設備維護與修理的成本，開創(chuàng)發(fā)展空間，將有

效的提高電力生產企業(yè)的核心競爭力、提高其經濟效益。

14

總體規(guī)劃為:

⑴深入完善、健全發(fā)展發(fā)電站檢修管理體系。加快以“人-機-信

息”結構化建設發(fā)展，加快推進在不同的需求模式下，信息和

指令的快速有效響應。

⑵智能電站規(guī)劃建設三步走。以單機設備為基本管理對象，以廠

站為規(guī)劃建設基本單元，以流域整體化統一管理為發(fā)展目標。

⑶緊抓現場執(zhí)行效率，保證可靠運行。緊緊圍繞生產現場作為第

一要素，將現場作業(yè)內容，作業(yè)流程、過程，作業(yè)質量及可追

溯性，作為電站智慧化管理的首要目標，為安全、可靠生產運

行，提供充分保證、保障。

⑷建立集約信息處理模式，深度融合兩化。將現場控制系統，信

息管理系統，人員作業(yè)管理系統，預警防范系統，點檢巡檢、

儀表檢測系統，以及多種數據庫數據源，形成深入整合，融合

為一體化信息處理平臺。

15

⑸強化人才培養(yǎng)，提升整體運行效率。積極與各部門有效溝通，

探索規(guī)劃人才健康發(fā)展，整體化提升人員技能水平，強化落實

安全管理責任，確保人人認知設備、掌握設備、能完成應急處

理，建立場景化設備維保體系和診斷分析，提升運行工況監(jiān)視

質量，優(yōu)化滿負荷高效運行。

可視化智慧檢修平臺重在與信息技術的融合，推動水電站設備維

保、檢修和管理信息化、現場化、智能化，建立電站運行協調機制，

統籌流域綜合監(jiān)測和梯級聯合優(yōu)化調度運行，開發(fā)運行管理協調機制。

3平臺整體結構設計

利用三維可視化平臺，服務于設備全壽命周期信息資源管理，構

成“人■機■法一環(huán)”活動因素綜合的大數據管理平臺，統一的設備信息

化平臺。建立基于設備狀態(tài)的檢修專家系統，監(jiān)控設備的運行狀況和

生成檢修策略建議，為企業(yè)生產管理提供輔助決策支持的，三維可視

化智慧檢修管理系統。

可視化設備智慧檢修管理系統，主要通過做三維數字化建模，收

集實時數據、現場信息、人為信息，實現機組系統檢修作業(yè)流程管理，

狀態(tài)評估，完成三維數字化檔案的建立。機組系統診斷是標志性內容，

通過三維模型與信息化系統、管理系統的集成，實現精準預測和分析

診斷，實現的電力設備智能狀態(tài)檢修輔助決策系統，建立多種應用評

估對電力設備狀態(tài)進行分類分析，并給出檢修決策建議。

16

建設為集信息化、自動化、互動化于一體的發(fā)電設備運維管理系

統，它對內、外部環(huán)境都具有很強的適應性，在信息不完整，不確定

的情況下，依然能夠自行對收集的信息進行判斷推理，作出決策。

建設為一個對生產設備的可視化的、科學的精益設備管理系統，

不僅能快速提升員工認知水平和技術能力，還將幫助企業(yè)快速走向智

能化精益生產的標志性進階，預示著信息可視化階段的來臨，并基于

此向智慧化運營方向邁進。實現設備狀態(tài)動態(tài)可視化管理、全線可視

技術培訓、動態(tài)全員維保、?；钒踩芾?，故障可視化描述與診斷、

現場作業(yè)管理、備件分級管理，及可集成企業(yè)現有的MES、MIS、EAM、

ERP等信息管理系統和SCADA、DCS等控制系統，實現設備評估管理

的決策支持系統。

4平臺應用設計

智慧檢修三維可視化管理平臺是由基礎平臺、功能模塊和功能子

17

項組成的。其中作為底層支持的自主研發(fā)的“3DVFA可視化交互場景

平臺.VizArena"，綜合了計算機三維圖形圖像顯示、三維空間中虛擬

場景的操控與管理、三維立體模型及企業(yè)現有應用的數據庫與信息系

統接口于一身，集成化管理。因為擁有自主知識產權，所以在此基礎

之上，可以靈活掌控功能模塊應用。

現象表征與診斷是產品或設備進行修復性維修的前提，準確的進

行故障表征、診斷和故障隔離是實施正確、及時維修的先決條件。采

用三維可視化智慧檢修管理系統，進行故障檢測信息收集、過程診斷，

是人工智能技術在維修領域最為廣泛的應用。

根據故障現象，利用匯集維修領域專家知識和經驗建立專家系統，

包括建立故障特征信息庫、知識庫，維修策略信息庫等，或采用基于

案例推理的方式，進行故障檢測與診斷，以便為設備管理人員或維修

人員提供故障檢測與診斷的智能決策。

18

智慧檢修三維可視化管理平臺設計了9大應用：

(1)基于多套三維模型，實現信息分層次的管理

任何信息都具有不同結構，層次依賴結構，結構不能脫離層次，

信息管理大系統是由各個子系統及其要素組成的，信息管理是由少而

多、由簡而繁、由粗而精的識別、分解過程。

利用多套三維模型構成的三維場境，完成對應信息的檢索和管理，

為實現管理的目標，對各管理對象進行合乎目的的精細分層，并根據

各自層次的管理需要，決策、計劃、組織、控制、協調、用人與之相

對應，協調地整合管理資源，實現各層次對象管理優(yōu)化，以盡可能少

的要素投入，獲取盡可能多的產出。

19

(2)表征空間對應關系，快速判定相對位置

空間是信息存儲的第一要素，也是使信息唯一性的具有體現C設

備及其零部件的分類、登記、編號、封存和遷移、調撥和報廢、事故

處理等過程，快速便捷的對應，一鍵追溯式的管理，使每個人都清楚

物品的流向。

20

(3)空間對位，實現信息一對一式的對位結構管理

信息管理包含人對信息資源和信息活動的管理。在整個管理過程

中，收集、加工和輸入、輸出的信息這些活動，在隨著對象的使用形

態(tài)不斷發(fā)生變化。圍繞信息資源的形成、傳遞和利用而開展的管理活

動與服務活動，信息形成階段以產生、記錄、收集、傳遞、存儲、處

理等活動為特征，形成一對一位的信息資源緊密聯系的信息活動，實

現信息資源的價值，達到信息管理的目的。

空間對應關系，相對位置判定

21

(4)多部門任務并發(fā)，生成合并工單，減少停機頻次，節(jié)約工時

工單作為作業(yè)組成制造計劃，是上級部門下達任務，下級部門接

受任務的依據％利用三維場景生產快速合并工單，減少多部門任務重

復重疊，形成工單有效管控，有條不紊，按部就班。

22

⑸所見即所得的信息檢索模式，一直點擊完整檢索

以三維模型為檢索要素，成為管理信息的載體，來管理數據、文

檔和資料，特別是圖片、視頻和音頻等多媒體信息，對多媒體信息的

特征識別。實現空間場景作為存儲和檢索的入口，形成關聯檢索。

23

(6)任務與角色對應，標準流程與實際作業(yè)相互驗證

任務與角色，與場景推送形成多方面多頻次的溝通與傳遞，使得

標準流程與實際作業(yè)相互印證，實現對作業(yè)方案的可行性、合理性的

規(guī)劃、設計和驗證?？焖俸徒y一溝通認知，高效完整作業(yè)任務。

角色對應,標潮流程.實位記錄

作業(yè)流程及規(guī)范

24

(7)多人員，多任務，按流程推送指導，推進集群管理

在高度信息化的生產情景下，協同執(zhí)行要求多人員之間通過共享

信息鏈，統一決策，協調分工。集群協同作業(yè)按流程管理與控制，編

組推送任務、建立集群感知與共享態(tài)勢，完成在協同作業(yè)、協同互補、

協同信息、協同管理。

(8)基于不同工作情景，形成不同信息的匯總管理

基于不同工作情景，匯總和推送不同的信息內容，以情景為基礎,

25

進行信息融合，提取有效信息，評估態(tài)勢，分析決策，快速進行信息

交換，使得多人員多任務成為系統，相互配合互相協調，實現效用最

大化。

(9)相對運動位置判定，保證安全防護

集成人員定位和周界防范技術，及時出發(fā)預警、報警和緊急聯動,

判斷相對運動位置，保證作業(yè)安全。

26

5平臺效益優(yōu)勢

智慧檢修三維可視化管理平臺，是建設為信息系統和控制系統的

統一平臺，形成最大效能的有效信息采集、信息處理整理和信息檢索

呈現表達的完整體系，為管理者和執(zhí)行者提供直觀快捷和有效的決策

依據，及時下達生產調度指令，合理控制生產，實現企業(yè)精益管理。

努力建立數字流域和數字水電，促進智能水電站、智能電網、智

能能源發(fā)展。推動信息管理平臺建設，系統監(jiān)測項目建設和運行信息，

建立項目全過程信息化管理體系，為流域管理和行業(yè)監(jiān)管提供支撐。

(1)使用先進的科學技術，優(yōu)化檢修體系

伴著科學技術日新月異的發(fā)展，對于機械設施維修層面的裝置同

時越來越發(fā)達，運用新技術以及新科技特征的信息化技術支持檢修作

'吐為機械設備檢修縮減維修的丁.作數量，同時能夠減少維修需要耗

費的工時。

(2)加強檢修隊伍的培養(yǎng)，建立具備專業(yè)素養(yǎng)的設施檢修團隊

伴著企業(yè)機械設備標準的逐漸提高，軟件、電子以及機械一體化

的裝備日漸增加，往常一般的維修方式，早已不能夠適應檢修的需求。

27

所以，需要使用更多培養(yǎng)方式，加強維修人才隊伍的培育，培育具有

了解掌控現今檢測裝置，可以精確快速判斷設備故障，同時可以及時

實行排除維修故障的維修專業(yè)人才。

密切聯系自身單位的具體需求，在培養(yǎng)的時候逐漸針對培養(yǎng)計劃

實施合理的調整。在普通的日常工作里，鼓勵維修隊伍積極地學習先

進發(fā)達的維修模式，提升隊伍的專業(yè)技能，保證先進發(fā)達的機械裝置

的維修水平。

⑶強化設備的維修保養(yǎng)，可靠運行

機械設施的運行，主要是要把裝備維修保養(yǎng)的具體工作落實到實

處，保證誰管理，誰負責。除此之外，相關的交接班記錄確保真實客

觀，避免敷衍了事，交接以前對機械裝備實行整體的審核檢查，找到

問題快速地實施處理，禁止設施帶病運行，同時根據設備的有關交接

記錄以及管理檔案，構建內容方面切實有效的維修方案。

根據機械設施按期匯總運營狀況，而且聯系每一臺機械設施的特

征給出按時的維修保養(yǎng)方案，有關工作人員通過該方案對機械裝備進

行維修以及保養(yǎng)。

(4)加強設施管理檔案，形成一機一檔

完善良好的管理檔案系統是機械裝備管理工作當中缺一不可的

核心內容，建立健全機器設備檔案，快捷方便的把握機械設施的現有

狀況、操作性能以及調動記錄。同時:能夠及時地對機械裝備實施檢

修以及保養(yǎng)，提升設備的使用率，盡量發(fā)揮機械設備的使用潛能，增

加經濟收益。

28

⑸加大完善企業(yè)流程管理體制，創(chuàng)新發(fā)展

優(yōu)秀的技術工具，還需要良好的機制配套，相輔相成地執(zhí)行下去,

對于企業(yè)進一步豐富完善遵循現今市場需求，以及本身特性的管理體

制變革，需要同時保證其獲得很好的貫徹執(zhí)行。建立健全激勵體制，

保證獎懲并行，針對機械設施的維修以及管理，激勵有關工作人員自

覺積極謀劃獻策，提供一定的物質獎勵，生成人人都爭先的設施管理

新氣象。

同時、要加強企業(yè)對于維修工作人員和裝備管理隊伍的重視水平,

讓其體會到本身任務的重要性，讓他們自覺積極地執(zhí)行自己的職務工

作，為企業(yè)更快更好地發(fā)展給予強有力的依靠，盡力發(fā)揮自身的潛力

為企業(yè)服務好。

結語

設備的維修和管理單獨依賴一個員工或者是幾個人是絕對不可

能去完成的，它需要所有員工的配合以及參與，并最終形成自覺性。

增強企業(yè)機械設施的管理和維修，是為了確保機械設備完整，降低故

障發(fā)生的概率，進一步可以安全正常地運行。

企業(yè)理應結合聯系本企業(yè)的實際狀況，構建完整的管理體制，完

善健仝管理機制，緊緊抓住機械設備的現場管理工作，嚴格貫徹執(zhí)行

機械設備的保養(yǎng)維護工作，增強機械設備實施職工以及管理職工的專

業(yè)能力培訓，用以提升設備的使用率，創(chuàng)造更多的經濟利益。

29

6XX發(fā)電站三維可視化智慧檢修管理系統功能設計

《發(fā)電站三維可視化智慧檢修管理系統》的核心功能包括：三維

可視化關鍵基礎設施管理（消防、動力、安防、通信、空調），三維

可視化固定資產管理，三維可視化設備運行維護管理，三維可視化故

障診斷與維修管理，三維可視化人員調度及工作單管理，三維可視化

點檢巡檢流程管理，三維可視化?；穭討B(tài)信息管理，三維可視化培

訓管理，與現有系統接口的開發(fā)。

發(fā)電站三維可視化智慧檢修管理系統利用三維可視化技術以建

立各系統集成的統一的管理平臺為目標。設備是生產正常運行的根

木，設備管理是保障其穩(wěn)定正常運行的基礎保障。從設備的初期建

設實施以及交付管理，設備使用前期培訓管理，設備使用期間的運

行管理，到設備使用過程中對設備的維護、維修和保養(yǎng)的運維管理，

設備損耗產生的零備件及耗材管理，每一個環(huán)節(jié)都是設備穩(wěn)定正常

運行的掌握關鍵。

30

為實現發(fā)電站全生命周期的全員參與的精益生產及設備管理,

系統的總體功能設計包括：

(1)三維運行驅動支持，三維模型顯示，粒子效果支持，動作動

畫支持，三維場景操控與管理，物體空間點選。

(2)三維模型管理，生產設備模型，工藝流程模擬仿真，設各工

作原理動畫培訓教學。

(3)基于現場管理的數據庫，現有系統、軌跡、視頻、語音等綜

合數據存儲、查詢和調用。

(4)現有其他系統的鏈接，現場控制系統，現場信息管理系統，

上位機系統。

(5)設備運行管理，設備狀態(tài)全生命周期提醒、指導、統計和圖

形圖像信息錄入。服務包括實時狀態(tài)顯示，運行狀態(tài)統計，

維護維修指導支持，報警預警提醒，安裝更換演示，故障管

理與統計。

(6)生產設備運行數據管理，人員、設備和物料信息，運行數據

統計分析。

(7)設備零備件管理，實現設備預測性維護提醒、監(jiān)視和預警。

系統總體功能的實現包括：

(1)實現具有對預先通過三維建模軟件生成的三維模型，創(chuàng)建的

三維場景及更大場景的加載與顯示的能力，并能完整呈現組

成內容。

31

(2)實現對裝置、工藝的生產工藝流程的三維可交互式操作，包

括在過程中的設備及物料流向。

(3)通過系統的建立，實現統一的設備信息管理窗口，便于對應

信息和資料的檢索查找。

(4)在整個三維虛擬場景中，實現人員可對場景中的設備三維模

型和整體三維場景的可操作控制，可以通過鼠標點擊選擇預

選設備模型。

(5)實現對生產使用的設備，可生成潤滑操作可視化指導手班及

可視化工單，并可做對應鏈接管理。

(6)實現對設備的備品備件與耗材的信息管理與檢索，并可做對

應的資料鏈接管理。

具體功能設計有：

6.1三維可視化關鍵基礎設施管理

6.1.1關鍵設施運行狀態(tài)

系統的一個應用模塊，實現設施運行預警快速響應，三維虛擬

場景對應快速定位，并查看運行狀態(tài)。

系統信息顯示如圖所示：

32

報一時間報■設第答愜類型?報說我

2010-10-20高壓壓儺機狀態(tài)預*混冷日汨|

2010-10-24播動輸送機

2010-10-13壓力過大

2010-08-12IJK^RIV

2010-03-13就地風機狀態(tài)預瞥

(1)啟停信號

啟停信號用于三維系統場景中設備運行狀態(tài)的標識判斷條件，

從用戶現有控制系統中調用?；谠O備啟停信號統計的設備運行時

長，若用戶現有控制系統內(例如PLC內部)已有統計值，則可直

接調用即可，或者用戶在控制系統內增加相關統計值供調用。

停機記錄(停機日志)，分為正常停機描述及急停原因描述。正

常停機還可分為意外事件的正常流程停機和常規(guī)正常停機。三維系

統提供功能界面進行停機記錄的錄入，形成每次停機的記錄報告。

(2)報警信號

故障報警信號用于用于三維系統場景中設備報警狀態(tài)的標識判

斷條件，從用戶現有控制系統中調用。

(3)上位機相關信息：從上位監(jiān)控軟件中截圖獲取。

(4)信息檢索。基于報警源的故障檢索，基于實際故障點的檢

33

索，時間段為上述檢索的條件。

6.1.2關鍵質量點信息監(jiān)管

對于現場過程中需要關注或標記的關鍵質量點，可視化設備檢

測點，用戶可以設定其屬性，并按照計劃進行提示提醒。

系統可以使用戶在三維場景中迅速掌握各個關鍵關鍵點分布情

況，關鍵點緊急情況并可用特殊標記出來，用戶可以清楚分辨t!各

關鍵點狀態(tài)信息，以及檢測執(zhí)行的內容。

質量要求非常高，必須嚴格控制。而質量控制中，預控、過程

34

控制和后控制是提高質量的關鍵點。

造成缺陷的原因有：外觀缺陷，不良，邊緣出現凸起（未平滑

過渡），未熔合，產生氣孔…，面對這些問題需要進行大量的圖像記

錄，形成了大量的多媒體資料和需要存檔的檔案，以及透視檢測報

告和修復報告。這些資料檔案的有效管理和追溯成為管理的核心關

鍵內容。

利用可視化系統，將每一點定義為一個管理單元，將與此相關

的信息資料一一對應，形成便于檢索的多媒體資料庫，檔案庫。

6.1.3關鍵設施維保狀態(tài)

建立建筑物三維模型，與消防相關的建筑物內部設備精細建模，

包括卷簾門、防火分區(qū)、感測探頭、監(jiān)控器、水泵、噴淋系統、排

煙系統等，建筑、結構、電氣、水、暖通風各專業(yè)緊密結合。在三

維可視化消防管理平臺中，可以清晰地顯示各個消防設備的信息以

及工作狀況。

35

管道通風系統與可視化技術相融合，可以在三維基礎上更清晰、

直觀地反映每臺設備、每條管路、每個閥門的情況。根據不同設備

的特點進行分級、分層次，可以使用其整體空間信息，或是聚焦在

某個樓層或局部平面，也可以利用某些設備信息，進行具有針對性

的分析。相關人員通過可視化的消防管理界面的渲染，

可以清楚地了解機械通風系統中各個風口的工作情況，可以根

據實時情況直接調節(jié)設備的工作狀態(tài)，從而達到實時調節(jié)。而在進

行管路維修時，維修人員也無需為復雜的管路而發(fā)愁，可視化的管

理平臺將清楚地顯示各條管路的情況，為建筑的運行、維護提供了

極大的便利。

36

三維可視化平臺上，可以對消防整改情況，實施進展情況精確

掌握，及時掌握消防安全隱患問題整改狀態(tài)。實現與《消防監(jiān)督檢

查傳喚單》內容的對應的進展逐一審查。移除占用疏散通道，使通

道保持暢通情況，開啟安全出口掛鎖，使安全出口在工作時間內保

持暢通情況，年檢失效過期的滅火器設置到位等情況。

幫助企業(yè)按照方案進行快速有效整改，落實到位。重視消防安

全，嚴格落實消防安全責任制，確保消防安全，早期排除安全隱患，

更為員工加強消防安全意識，認真落實各項消防安全工作營造了良

好氛圍。

6.1.4消防探測器有效性可視化檢查

在三維可視化的消防管理平臺中，相關管理人員可以獲取每個

感溫、感煙探頭的信息數據。同樣，也可以在建筑中加入相關消防

探測器以獲取濕度、CO：濃度、光照度、空氣清潔度等信息。溫度、

煙霧分布情況可以在相應頁面中得到直觀的顯示，公共區(qū)域的探測

37

點用不同溫度顏色進行顯示，可以把異常數據的探測點篩選出來，

從而進一步查看該點的歷史數據?。相關人員可以把建筑物內所有探

測點的數據盡收眼底，結合相應設備，以達到最佳的消防管理效果。

6.1.5消防疏散通道暢通可視化檢查

三維可視化的樓梯、電梯模型能夠正確、精準地反映所對應的

樓梯、電梯的空間位置以及相關屬性信息。垂直交通設備的空間相

對信息包括設備所在位置與所能到達的樓層信息等，屬性信息包括

設備類型、型號、載重等。

38

6.1.6消防標識有效性可視化管理

各種消防設施、器材管理內容設有標牌、檢查狀態(tài)、定期檢查

記錄，一目了然。但是由于種種原因，致使標識損壞或丟失，不能

在需要的時候，發(fā)揮到應有的作用。利用三維可視化平臺管理這些

設置在現場和投入使用的全部消防器材所處位置指示標識、標志。

6.1.7定期巡視檢查管理

巡查管理是企事業(yè)單位消防安全管理工作的重要內容，例如：

消防巡查。有效的消防巡查管理，對火災的預防和控制起到重要作

用，因此巡查管理是一項長期而重要的工作。然而，當前消防巡查

管理主要依靠人工，管理手段落后，信息化程度低，工作任務繁重，

39

導致巡查工作難以落到實處，消防風險積聚。

消防巡查可視化系統，圍繞消防巡查管理的關鍵環(huán)節(jié)進行信息

化、可視化建設。通過消防設施巡查管理平臺、巡查終端軟件和前

端感知單元相互配合，實現對消防巡查的標準化、精細化管理。

6.2三維可視化固定資產管理

6.2.1臺賬信息管理

按照設備組成結構，將設備劃分為“設備-組件-部件”三個主要

40

層級，建立設備臺賬樹狀模型圖，通過模型可以很快查找到設備所有

的組件和部件。

對“設備-組件-部件”每一層級進行全生命周期管理，對新換、

維修、損壞現象進行詳細記錄，并可以通過生命周期趨勢圖進行查看。

實現以設備及零部件為基準對象，使用者、供應商及制造商的全

面信息統一管理，為設備建立數字圖書檔案館，包括規(guī)格參數、歷史

狀態(tài)信息、實時狀態(tài)信息、圖紙、圖像信息、視頻影像信息，文檔資

料的快速檢索。

推動設備前端與后端更好的服務，促進“標準化設計、模塊化

安裝、標準化采購、信息化提升”的統一認識，實現全部參與對象“同

翻一本書，同看同一頁”。使企業(yè)與服務公司的數據、信息和資料統

一化，共享化。統一對應資料管理與檢索，為專家分析提供有效依據。

全局展示生產及設備主要運行信息，與現有信息系統鏈接，顯示核心

關鍵動態(tài)運行信息、。使閱覽者與信息和數據的發(fā)出者之間建立直觀體

驗模式，迅速感知對象。

41

主要管理對象包括：

⑴水輪機

⑵發(fā)電機

⑶調速器

⑷主變壓器

⑸勵磁變壓器

⑹冷卻系統

⑺制動系統

(8)電氣設備

⑼一次設備

(10)一次系統

(11)二次設備

(12)二次系統

(13)水壩建筑，渠道與原有系統的連接管道；

(14)儀表間；

(15)供配電系統和設施；

(16)設施配套的土建、電氣、儀表、給排水和消防設施。

42

6.2.2基礎檔案管理

⑴設備及零部件規(guī)格參數信息：

系統三維可視化設備及零部件規(guī)格參數信息，作為一個信息查

詢模塊是系統的一個應用模塊，建立設備的規(guī)格參數與相關文檔文件

資料的數據庫。通過在三維系統中調閱設備參數及資料，將更為直觀

獲取和有助記憶理解。

⑵多媒體文檔資料管理：

此模塊實現設備檔案和管理過程中新生成的多媒體信息的錄入

及檢索，設備操作說明、使用說明書、圖紙資料、文字表格、維護手

冊文檔類資料的管理，可以將設備的文檔資料錄入給對應的設備三維

模型，并可以在有權限更改情況下，隨時修改編輯這些信息。資料的

類型可以根絕用戶的需求進行調整變化。

同時，將設備的現場實際運行記錄產生的多媒體信息和三維場

景截取的多媒體信息形成信息數據庫?？衫萌S虛擬模擬設備的運

行操作的流程、方法和規(guī)范及相關的注意事項說明。

43

6.2.3圖紙專項管理

企業(yè)在運營過程中會產生大量的圖紙，包括設計報告以及最終

的設計成品、合同、表述等資料，而且對流程的要求非常高，對ISO

質量文件、日常辦公等各種文檔需要全生命周期的管理。

圖紙的管理是一個復雜的流程，圖紙類型多樣，管理要求與成

本很高。企業(yè)在管理圖紙方面往往需要投入大量的管理成本。根據這

些情況，市面上也出現了一些圖紙管理軟件，以提高企業(yè)辦公效率，

降低管理成本。

44

二期基坑開挖示意圖，,一

?■■■■■＜：__

a.e:ii>

jio—??—

rraitz-?aa'?exit.“????牙?

v.4MmMMbg。*.”?—

4MMTMK—，-ma^角”uv

t>*?M??r*wu■???■■工?<■?

sjMrawnrmsmMqr，E??

6.3三維可視化設備運行維護管理

6.3.1設備運行狀態(tài)

系統三維可視化設備運行數據管理模塊，是系統的一個應用模

塊，與現場數據及信號相鏈接，并將獲取的數值或信息呈現在上位機

界面。

45

報表:

⑴系統關于報表的描述：運用我方或第三方獨立運行軟件生成

的數據統計分析圖表。

⑵在三維系統里對上述圖表的截圖，以及其它相關聯的圖片、

文字、數字、視頻、動畫以及場景信息進行綜合編輯后的報

告，叫可視化報告。如果可視化報告以硬拷貝形式出現的話，

其中動畫和視頻以截圖形式出現。

46

功能說明:

功能編號功能名稱功能描述

a.在本系統與現場電控系統鏈接

后，將己被采集上來的數據在系統界

現場數據上位面上予以呈現顯示。

VUR-7b-l

顯示b.所需要顯示呈現的現場數據類

型、呈現方式（數據格式、計量單位、

界面位置）。

利用管理平臺快速定位報警具體位置，相關部門人員利用獲取

到的定位，快速組織并快速形成應急處理方案。設備的運行狀態(tài)快速

知曉，相關管理人員可以清楚直觀地看到設施的運行狀態(tài)，