1 设计背景
随着我国市场经济的发展和人们对信息化需求的迅速提升，加之石油管网分布广泛，配套设备种类繁多，且广泛分布在全国各个城市。传统纸质设备记录已不能满足人们追寻高效、智能化的需求。石油系统的信息化、智能化已成为行业发展趋势。
现有石油设备维护系统存在的不足：
① 设备记录分散且无维护记录。石油系统设备非常复杂多样，牵涉很多领域，这些资料分布在不同的工程师手中，没有实行统一管理，很容易造成资料丢失。而现有的维护大多为派单制，排除故障后很少留有记录，有些场站记录也仅限于简单的维修记录，内容仅包括解决故障的时间和人员等。
② 纸质资料多，查询复杂。
③ 对于分散的设备没有统一的管理系统。中石油现有ERP系统是对所有采购物资进行统一备案管理，但是对于技术人员来说，他们只关心设备的相关信息，对于设备的全生命周期ERP没有记录，普通技术人员也无法进入查询。
④ 派单方法落后，缺乏有效的智能调动。
⑤ 维护经验难以传承。
2 相关软件发展现状
国内的设备维修管理软件，大多作为整个企业管理信息系统的一小部分，或者作为“生产管理系统”的一个部分出现的。现有的多数公司采用的“管理信息系统”，其典型特点是“大而全”，即不仅包括生产管理、人事管理，还包含政工管理、办公自动化等功能，而设备维修管理的功能只是作为其中的一小部分。这种系统实现了全厂数据的及时保存、共享及查询，能够在一定程度上满足整个企业各相关部门和员工的要求，但也仅是起到了“电子记事本”作用，即将全部信息放入若干个数据库中保存起来以备查询。这种软件体现的是一种粗放式的管理模式，看似功能强大，实际落实至每个具体功能上，除了实现“电子记事本”的作用外，其他功能十分有限。
3 系统总体结构设计
系统分成模块工作，按层次进行。首先，把整个系统看成一个模块，按功能分解成若干个第一层模块，这些模块互相配合，共同完成整个系统的功能。然后，按功能再分解第一层的各个模块。依次下去，直到每个模块都十分简单。每一个模块应尽可能独立，即尽可能减少模块间的调用关系和数据交换关系。
云计算模块实现了系统在云平台的部署。知识库模块分为7个子模块，分别是查看资料、查询资料、上传资料、下载资料、添加资料、删除资料、更改资料，该模块主要实现设备学习资料的管理、上传和下载功能，使得系统用户更加方便的利用学习资料；设备信息管理模块，负责对各个地点的所有设备进行全生命周期的记录；派单模块分为3个子模块，分别是电子派单、电子回馈，手机和电脑数据连接，该模块用来丰富完善设备维护工作。
日常维护模块分为2个基本子模块：新建模板和直接调用模板，用户可以摆脱纸质记录的繁琐与资源浪费；专家模块，该模块利用一些软件策略，方便用户对已有资料库进行智能数据分析；接口模块，系统预留一些接口，可以与安防监控、数据采集系统、报警系统等融合，更加直观方便的为用户服务。
4 系统架构设计
由于模块是基于云计算平台，因此，系统采用常用的浏览器/服务器四层架构开发，即表示层、WEB服务器层、应用服务器层和数据层。由于B/S架构管理软件只安装在服务器端上，网络管理人员只需要管理服务器就行了，用户界面主要事务逻辑在服务器端完全通过WEB浏览器实现，极少部分事务逻辑在前端实现，所有的客户端只有浏览器，网络管理人员只需要做硬件维护。但是，应用服务器运行数据负荷较重，一旦发生服务器“崩溃”等问题，后果不堪设想。因此，该系统在不同地区机房建立1到2个数据库存储服务器，构建数据备份云以防万一。
5 部分功能模块设计
5.1 用户管理模块
用户分为管理员用户、技术人员、维护人员和一般人员，实体之间关系的E-R图，如图1所示。
5.2 WebGIS模块
传统的GIS大多为独立的单机结构，地图数据采用集中式处理，而WebGIS采用了基于B/S体系结构，不同项目或不同区域的数据可以分别存储在不同地点的Server上，每个GIS用户作为一个Client端通过Browser与Server交换信息。用户通过WebGIS模块可以直接从地图上直观找到所要了解的线路情况、场站及设备所在地，较之于单纯的FTP方式，WebGIS使用户更容易找到需要的数据。通过控制地图的放大缩小及同三维模块的结合，我们可以简单明了的找到所要查找设备的所有信息，还可以直接在地图上显示三维图形，使技术人员更加直观清晰的了解设备安装地点的环境特征，更便于和相同设备的其他安装地进行对比，除此之外，WebGIS是一个分布式系统，资源可以放在不同的地方，更加方便了云备份的设计与实现。
5.3 三维模块
三维设备信息系统能清楚直观的观察分析复杂空间对象，具有较强的空间分析能力，帮助技术人员分析判断设备状况，有效提高场站值班人员对设备的了解，能够使值班人员更好的维护场站内设备，减少故障的发生，缩短故障排查时间。通过鼠标点击转动3D图像，可以实现对设备360度全方位的观察。在图中，用鼠标点击想要查看的设备部件，系统会弹出该部件详细信息，如零件编号、零件名称、所属设备名称、生产日期、生产厂家、入场时间、安装人员、零件状态、维修时间、维修人员、维修备注等。
5.4 设备管理模块
设备信息管理模块实现系统对所有设备以及设备零件全生命周期信息的管理，这是一个动态过程。系统建设完成后，可实现生产管理上的“采油厂———作业区”两级管理模式，使管理层次趋于扁平化，简化了数据处理和指令下达的流程，同时增加了管理幅度，可以有效提高生产管理方面的感知能力和快速反应能力。
5.5 派单模块
派单模块流程图，如图2所示。
派单采用电脑与手机相结合的方式，现场人员即可以通过手机将维修过程和结果直接上传到系统完成工单，又可以将现场状况通过手机直接传送给后台供专家指导判断，更能够登录维修知识库进行查询和智能检索。Socket为石油管网WebGIS实现数据上传通信提供了开发接口，系统平台使用Socket接收手机上传数据，系统服务器端先初始化Socket、设置IP、端口等，然后与端口进行绑定，连接服务器，如果连接成功，手机客户端就可以将采集到的现场信息通过3G或GPRS打包发送给服务器，服务器端接收读取数据，进行解码，然后存储到数据库中。最后，数据发送完毕，手机客户端关闭连接。
参考文献：
[1]肖海，武伟，刘洪斌.基于ArcGISEngine的三维地物平台的建立———以重庆忠县果园管理为例[J].西南农业大学学报（自然科学版），2006，28（1）：103-105，110.
[2]黄明.信息系统设计与开发实例[M].北京：机械工业出版社，2005.
