煤礦機(jī)電設(shè)備管理信息系統(tǒng)設(shè)計

李 哲

（山煤集團(tuán)煤業(yè)管理有限公司，太原 030006）

0 引言

現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)過程中機(jī)電設(shè)備種類較多，加之這些設(shè)備工作與運(yùn)行環(huán)境大不相同，設(shè)備每年都存在老化與維修保養(yǎng)[1-2]。傳統(tǒng)人為的粗放式管理方式相對落后，難以提高煤炭生產(chǎn)效率與控制成本[3-4]。隨著計算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，對機(jī)電設(shè)備采用信息化管理，將設(shè)備信息進(jìn)行登記備案，將相關(guān)數(shù)據(jù)存放至數(shù)據(jù)庫中，便能及時對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、維護(hù)與更新狀態(tài)、位置變遷等信息體現(xiàn)在信息管理系統(tǒng)中[5-6]。本文開發(fā)的系統(tǒng)對于優(yōu)化機(jī)電設(shè)備的現(xiàn)代化管理水平，提高設(shè)備利用率，為煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)最大限度提供安全保證具有促進(jìn)作用。

1 功能分析

本文設(shè)計的煤礦機(jī)電信息系統(tǒng)涉及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息管理技術(shù)、計算機(jī)等多學(xué)科，研究該系統(tǒng)就是將數(shù)字信息化技術(shù)引入煤礦機(jī)電設(shè)備的管理中，從而能夠?qū)C(jī)電設(shè)備建立起一個資源、檔案、維修記錄等共享的高效平臺，提高設(shè)備的利用效率。系統(tǒng)在設(shè)計時保證點(diǎn)擊各功能模塊進(jìn)行操作時能對所操作的按鈕在平均200 ms的時間內(nèi)響應(yīng)，并做出相應(yīng)處理，達(dá)到操作簡捷、響應(yīng)迅速、處理準(zhǔn)備的目的。為保證以后對功能的增加，整體設(shè)計需進(jìn)行可視化編程操作，并將功能組織模塊化，使得以后控件可以再次被設(shè)計和開發(fā)。同時本系統(tǒng)除實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的具體、可視化管理外，所建立管理系統(tǒng)還要實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）對設(shè)備進(jìn)行信息化管理，實(shí)現(xiàn)動態(tài)管理；

（2）建立完整的設(shè)備管理體系，方便管理者工作簡潔高效；

（3）對煤礦機(jī)電設(shè)備的全生命周期動態(tài)管理；

（4）建立與其他業(yè)務(wù)部門的聯(lián)動以實(shí)現(xiàn)每個業(yè)務(wù)流程環(huán)環(huán)相連；

（5）具有完善、智能化的管理體系。

2 機(jī)電設(shè)備管理體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計

為保證在煤礦各部門之間能對機(jī)電設(shè)備的資源共享、管理統(tǒng)一管理，本文設(shè)計采用瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有3層的邏輯模式，可以將客戶機(jī)一側(cè)的應(yīng)用程序和顯示模塊分隔開，將其單獨(dú)置于Web服務(wù)器上成為一層，該設(shè)置使得系統(tǒng)分布廣泛、便于維護(hù)和管理的特點(diǎn)。所設(shè)計的3層架構(gòu)即為：表示層（UI）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）、數(shù)據(jù)訪問層（DAL）。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器層。該層主要完成訪問數(shù)據(jù)庫及其系統(tǒng)，也可以訪問二進(jìn)制文件、XML文檔和文本文檔。

（2）業(yè)務(wù)邏輯層。這一層是整個系統(tǒng)最為核心的部分，主要集中在對業(yè)務(wù)流程與規(guī)定等業(yè)務(wù)的需求，因這些都與邏輯處理有關(guān)，所以經(jīng)常也將其成為領(lǐng)域?qū)印I(yè)務(wù)邏輯層處于客戶機(jī)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器層之間，對數(shù)據(jù)的交換起承上啟下的作用。對于表示邏輯層，它處于被調(diào)用的地位，這是因?yàn)閷优c層之間的關(guān)系是向下，并且屬于一種比較弱的依賴關(guān)系。對于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器層屬于主動調(diào)用者。在改變上層設(shè)計時，對底層來說不受其影響，所以說只要不改變接口的定義，所設(shè)計的分層架構(gòu)形式是一種可以替換的架構(gòu)形式。

（3）表示邏輯層。這是距離用戶最近的一層結(jié)構(gòu)，主要完成來自用戶的數(shù)據(jù)輸入和顯示功能。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.2 系統(tǒng)體系架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)設(shè)計時采用的是Microsoft公司的.NET平臺及其相關(guān)技術(shù)。.NET平臺是一個基于.NET Framework連接的開發(fā)操作系統(tǒng)集，可以進(jìn)行XML Web服務(wù)的生成、公開和消費(fèi)，從而將多個Web個性化集成[7-8]。系統(tǒng)設(shè)計主要采用Web服務(wù)中的.NET框架、服務(wù)器結(jié)構(gòu)、Visual Studio.Net三大部分完成系統(tǒng)設(shè)計。其中，.NET框架用于完成系統(tǒng)中生成、部署以及運(yùn)行XMLWeb的服務(wù)和應(yīng)用程序的開發(fā)環(huán)境。服務(wù)器結(jié)構(gòu)，用于生成、部署以及操作XMLWeb的服務(wù)，可以擴(kuò)展所需要的應(yīng)用程序和業(yè)務(wù)過程編排。通過使用Visual Studio內(nèi)部的工具可以開發(fā)客戶端、應(yīng)用程序及其相關(guān)組件，同時也可以使用該工具完成系統(tǒng)的調(diào)試功能。

3 機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 功能設(shè)計

本文設(shè)計的機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)主要用于煤礦機(jī)電設(shè)備的動態(tài)、可視化、直觀性地管理，方便工作人員進(jìn)行操作。通過對設(shè)備的逐個登記并建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫。所構(gòu)建的信息數(shù)據(jù)庫主要用于機(jī)電設(shè)備的提供折舊計算、為最基本的設(shè)備運(yùn)行提供信息，同時可以在系統(tǒng)中實(shí)時跟蹤查詢設(shè)備的領(lǐng)用、租賃、故障、報廢等使用狀態(tài)信息，操作人員也可以隨時對上述過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行簡介的錄用、編輯與刪除，從而達(dá)到實(shí)時掌控機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)功能如圖2所示，具體來說應(yīng)具有以下基本功能。

（1）數(shù)據(jù)庫管理功能。煤礦機(jī)電設(shè)備基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)是煤礦各部門之間用于生產(chǎn)作的重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在對數(shù)據(jù)庫登錄以及查詢時需要根據(jù)操作人員的管理級別進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，在一定程度上保證數(shù)據(jù)安全；因機(jī)電設(shè)備需要不斷地更新與維護(hù)，所以數(shù)據(jù)庫的設(shè)置必須能進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，即需要有添加、刪除、更新等功能，保證數(shù)據(jù)庫信息的更新化。

（2）查詢功能。將機(jī)電設(shè)備的查詢分為定位、信息、綜合查詢3部分。

（3）網(wǎng)絡(luò)分析功能。在實(shí)際煤礦生產(chǎn)中對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行調(diào)度更新時，既需要知道各設(shè)備的狀態(tài)信息也需要知道礦井中巷道結(jié)構(gòu)，從而根據(jù)二者信息進(jìn)行最優(yōu)調(diào)度路徑的選擇。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

圖3 所示為本系統(tǒng)在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時的流程圖。考察現(xiàn)有環(huán)境，是通過前期煤礦機(jī)電信息與現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫項(xiàng)目基礎(chǔ)上得出開發(fā)新系統(tǒng)能使用的資源信息。命名規(guī)范化，是因從數(shù)據(jù)庫建立一開始就要明確，對于工作用表來說，表名在命名時加入Work的前綴，后面加入所應(yīng)用的程序名字。如果表內(nèi)的鍵是數(shù)字類型，使用_N做后綴；若鍵是字符類型采用_C做后綴。同時對表的命名行之有效且簡單，一般取其前幾位字母即可。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計工具選型時，可以選用Power Design，該工具支持?jǐn)?shù)據(jù)庫類型豐富，極易便于系統(tǒng)開發(fā)。通過需求分析，是指在開發(fā)前了解煤礦實(shí)際業(yè)務(wù)而避免開發(fā)過程的盲目。創(chuàng)建數(shù)據(jù)字典和ER圖表，是要求字典和圖表中必須包含每個字段的數(shù)據(jù)類型和表的主外鍵，從而使得開發(fā)人員可以明確如何從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用數(shù)據(jù)以及有何用途。邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計，是將創(chuàng)建的ER圖表轉(zhuǎn)換為DBMS所能支持的數(shù)據(jù)模型，從而可以從數(shù)據(jù)模型中選用一個最合適的物理結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫實(shí)時，主要是利用DBMS中的語言等工具進(jìn)行邏輯層和物理層方面的設(shè)計而建立數(shù)據(jù)庫，最終完成程序的編譯和調(diào)試運(yùn)行。

圖3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計流程圖

4 結(jié)束語

本文通過對煤礦機(jī)電設(shè)備管理的角度上分析實(shí)際對管理功能的需求。通過對煤礦機(jī)電信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā)，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的需求分析、三層系統(tǒng)體系架構(gòu)、實(shí)現(xiàn)所需關(guān)鍵技術(shù)以及完成該系統(tǒng)的功能設(shè)計與數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程，并就系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)難點(diǎn)就行分析。該系統(tǒng)的使用對煤礦機(jī)電設(shè)備資源管理、權(quán)限管理、臺賬管理等功能大為改進(jìn)，極大提高了工作人員的工作效率。