电力智慧检修安全运行三维可视化管理平台建设方案

水力电力

智慧检修安全运行

三维可视化管理平台

建设方案

北京三维直点科技有限公司

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目录

1建设背景.......................................................5

1.1智慧电厂电站的定义......................................5

1.2智慧电站设计规划........................................7

1.3智慧电厂电站的设备结构化、分布式管理体系..............11

1.4智慧电厂电站的设备管理特征.............................12

1.5智慧电厂电站的设备管理优势.............................13

2总体规划......................................................14

3平台整体结构没计..............................................16

4平台应用设计..................................................17

5平台效益优势..................................................27

6XX发电站三维可视化智慧检修管理系统功能设计................30

6.1三维可视化关键基础设施管理.................................32

6.1.1关键设施运行状态.......................................32

6.1.2关键质量点信息监管....................................34

6.1.3关键设施维保状态.......................................35

6.1.4消防探测器有效性可视化检查............................37

6.1.5消防疏散通道畅通可视化检查............................38

6.1.6消防标识有效性可视化管理..............................39

6.1.7定期巡视检查管理.......................................39

6.2三维可视化固定资产管理......................................40

6.2.1台账信息管理...........................................40

6.2.2基础档案管理...........................................43

6.2.3图纸专项管理...........................................44

6.3三维可视化设冬运行维护管理..................................45

6.3.1设备运行状态...........................................45

6.3.2设备润滑信息管理.......................................48

6.3.3设备零备件信息管理....................................52

6.3.4设备及安全附件完好性信息管理..........................55

2

6.3.5阀门、仪器仪表定期检定信息管理.........................56

6.4三维可视化故障诊断与维修管理...............................57

6.4.1现场故障信息记录.......................................62

6.4.2故障报告管理...........................................65

6.4.3检修维修信息管理.......................................67

6.5三维可视化人员调度及工作单管理.............................69

6.5.1人员定位管理...........................................69

6.5.2人员运动轨迹管理.......................................71

6.5.3人员基础信息管理.......................................73

6.5.4两票合并管理...........................................74

6.6三维可视化点检巡检流程管理.................................76

6.6.1巡检流程及信息指引提示................................76

662点检检查点分布管理.....................................78

6.6.3点检检查点信息管理.....................................78

6.6.4现场离线仪表检测信息管理..............................80

6.7三维可视化危化品动态信息管理...............................81

6.7.1危化品位置区域分布....................................82

6.7.2危化品位置区域识别预警................................83

6.7.3危化品位置区域报警信息推送............................84

6.8三维可视化培训管理..........................................85

6.8.1关键设备操作流程指导演示..............................86

6.8.2关键设备拆解流程指导演示..............................87

6.8.3重点维护维修工艺指导演示..............................88

6.9现场管理系统接口开发........................................89

6.10企业信息系统接口开发.......................................90

6.11三维建模与三维场景.........................................92

6.12系统用户权限管理...........................................96

6.12.1用户权限管理..........................................98

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

3

附1：定制的三维可视化交互基础平台.............................101

附2：定制的显示和操控架构.....................................106

附3：设备全生命周期维护、故障诊断及检修图....................108

附4：“100”个安全问题综合事件汇聚图...........................108

1建设背景

1.1智慧电厂电站的定义

水电坚持绿色发展、健康发展、创新发展、共享发展和开放发展，

随着技术的成熟，灵活的运行，两化的深度融合的需要，智慧电厂与

电站的建设成为推进制度、管理、科技创新，培育新成长优势，提升

管控力度，降本增效，提高企业管理水平和核心竞争力的变革之路。

中国聚焦电厂电站的升级改造，智慧电厂的兴起既顺应时代发展,

又是传统电力企业自我变革的必经之路。坚持以创新增强发展动力,

加快推进体制机制创新，完善水电开发和建设管理体制，提升流域综

合管理水平。还可以以“一带一路”建设为开拓，推动水电装备、技

术、标准和工程服务对外合作。

发电厂是电力生产的重要环节，随着智能化的深入发展，我国发

电机组的信息化建设经历了分散控制阶段和网络化阶段，随着大量的

现场设备、元器件等局部系统的信息无法自动启动，实现实时准确的

上传，这些方面的因素严重制约可企业信息的发展，对于企业的过程

监控，现代化管理、高效执行等十分不利，使得在电力市场竞争中处

于不利地位。为了实现与智慧电网的同步发展没实现精细管理和高效

管理，作为供电企业的发电厂，要求向着智能化、集约化、系统化的

方向发展。

安全第一是预防为主、综合治理的统帅和灵魂，没有安全第一的

思想，预防为主就失去了思想支撑，综合治理就失去了整治依据。

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预防为主是实现安全第一的根本途径。只有把安全生产的重点放

在建立事故隐患预防体系上，超前防范，才能有效减少事故损失，实

现安全第一。

综合治理是落实安全第一、预防为主的手段和方法。只有不断健

全和完善综合治理工作机制，才能有效贯彻安全生产方针，真正把安

全第一、预防为主落到实处，不断开创安全生产工作的新局面。

安全第一，预防为主，综合治理”是我们电力企业贯彻多年的生

产工作方针。在这一方针的指导下，我们电力企业的安全生产形势相

对稳定，并且逐年好转，可以说走在了全国各行各业的前列，为全国

其他行业做出了表率，树立了典范。对于企业来说，安全是基础，安

全出效益，安全是从事各项生产经营活动的根本保证，没有安全就没

有我们的一切。这是多年来为无数事实所证实了的。

智慧电厂电站是以物理电厂为基础，在现有的技术、管理水平的

基础上，通过对局部或者是分系统的科技含量和管理内涵等资源进行

深入挖掘和全面梳理后，采用系统性的理论和内部资源配置最优化的

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理念，重新对所有内部资源的应用价值的再认识、再整合，同时融入

了现代先进管理和先进技术形成的新型电厂。智慧电厂使得准备更加

可靠，技术更加先进，系统更加合理，管理更加柔性，发展更加持续，

经济效益和社会效益更加提高。

智慧电厂电站中对设备本体的健康性管理，是智能系统需要进一

步发展的重中之重，即如何保障设备高效稳定的正常运行。将以信息

收集、信息传递、人工结合、可视化管理为技术支撑，以创新的管理

理念、专业化的管控体系、人性化的管理思想、一体化的管理平台为

重点，具有数字化、信息化、可视化相结合的智能化等特点，实现安

全、经济、高效、环保运行。

1.2智慧电站设计规划

安全稳定运行，是智慧电厂电站管理结果的重要体现，是指发挥

企业运用智慧的能力（包括建设能力、操作能力等），对企业的智慧资

源进行系统管理，以实现企业可持续发展的过程。智慧电厂电站资源

包括：电厂电站特殊才能、高级技能人员经验、现场人员的执行技巧、

企业组织惯例和组织本能等。智慧电厂电站管理是一种新型管理模式,

其过程包括战略决策、经营运营、组织管理、智能控制等。

智慧电厂电站管理相对于知识管理更为高级之处在于其运用智

慧资源的能力。智慧管理不仅是资源管理，更是能力管理。运用智慧

电厂电站资源的能力体现为建设能力和操作能力两个方面。建设能力

是指保证企业组织具备内在心智的能力，包括维系企业组织基本结构

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的心理契约力、情感连接力以及指引企业组织发展与演化的价值判断

力。操作能力是指企业组织将智慧资源具体应用于决策支持的能力，

包括要素配置力、平台协同力和价值转化力。

智慧电厂电站企业的具体体现就在于利用互联网技术，实现是在

物理层面上把企业经营运营的对象人、机、料、法、环联系起来，而

智慧企业的运营目的是把智慧管理同智能制造联系起来，把管理理念

同技术应用联系起来，把产品供给同情景服务联系起来，把产品使用

同情景体验联系起来，而这一切利用的是真三维可视化增强现实平台

通过数据、信息、知识的自上而下和自下而上的不断分解聚合，对各

种发展理念、运营方法、先进技术、管理系统进行取舍、平衡和融合，

进而不断丰富人群的共有认知，把知识管理上升到智慧资源管理，把

个体智慧凝聚成群体智慧，把群体的的共有认知空间和协作空间整体

的联系起来，把人们的经验、体验、需求和供给整合在一起，形成认

知、沟通、合作、协作、协创的联合体，共同体。

人们在共同体中不断的切换自己的角色，形成即时的临时组织交

换各种知识、经验、体验，不断丰富着产品及服务以及使用体验的的

设计、制造和完善，提高着以适用度为衡量标准的产品或服务质量，

以此推动企业比竞争对手更容易获得、巩固和提升动态可持续竞争优

势，不断快速、高效地实现企业收益。

智慧电厂电站要处理好安全生产的“四个关系”：

(1)主业和副业的关系；

(2)经济效益和安全的关系；

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（3）在用电紧张的情况下，多发多供与坚持修必修好的关系；

（4）保证大机组安全稳定运行与投产试运的关系。

电力企业关注核心安全生产的“五个要素”：（1）安全文化，即

安全意识，是存在于人们头脑中，支配人们行为是否安全的思想；Q）

安全法制，即安全生产法规和安全生产执法；S）安全责任，主要指

搞好生产的责任心；（4）安全科技，是指安全生产科学与技术；（5）

安全投入，保证安全生产必须的经费。

安全生产“五要素”既相对独立，又是一个有机统一的整体，相

辅相成甚至互为条件。“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生

产方针是一个有机统一的整体。

那么怎智慧电厂电站该如何才能做到“安全第一，预防为主”，

怎样才能保证企业的安全生产呢？主要应该从以下几个方面入手：

一、加强设备管理，提高设备健康水平。任何事物的存在都是有

条件的，安全工作也不例外。企业实现安全生产的一个重要条件就是

设备健康状况如何。我们一方面要加强日常检查维护工作，及时发现

消除设备缺陷；另一方面，结合机组大小修，除彻底消除较大的设备

隐患外，还要积极采用新技术、新工艺、新设施、新装备，不断增加

设备的技术含量，提高设备自动、保护装置的投入率和可靠性；不断

提高设备的健康水平，为保证设备的安全稳定运行创造有利条件。

二、强化班组安全基础工作，提高班组安全管理水平。班组是企

业的细胞，是企业的基础。我们要把安全工作的重心下沉到班组。只

有班组的安全基础工作搞好了，企业的安全工作才有强大的内在动力。

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我们要从上级文件通报的管理、安全技术措施的制定、安全规章制度

的落实、安全活动分析的开展等方面，加强班组的安全基础工作，不

断提高班组的安全管理水平，为保证安全生产增强内在动力。

三、加强安全纪律监察，提高职工遵章守纪的自觉性。纪律是执

行路线的保证，也是实现安全生产的重要保证。安全纪律监察是企业

管理的主要形式，是保

障企业各项生产经营活动顺利进行的必要手段和重要环节。没有纪律，

任何企业的生产经营活动都无法正常有效地进行。所以，我们要重视

安全纪律监察工作，加强安全纪律监察，实行全员、全方位、全过程

的安全监督监察管理，对于各种违章违纪现象，给予及时的批评纠正

和严肃的考核处理，决不能姑息迁就，更不要放任自流。以增强职工

遵章守纪的自觉性，为实现安全生产提供可靠保证。

四、加强安全思想教育工作，提高职工的安全生产观念。任何事

物都有它的关键所在，安全工作的关键就是职工的思想观念问题。我

们可以通过组织职工学习部、网、省局下发的人身伤亡、设备损坏、

误触误碰等各类事故通报，学习有关安全工作规程规定和制度措施，

学习部、网、省局领导有关安全生产工作的指示；通过开展征集安全

标语、警句、漫画，举办安全知识竞赛，组织安全生产演讲等多种形

式生动活泼、行之有效的安全活动；通过报纸、广播、电视、板报等

宣传媒介进行大力宣传报导工作，引导职工借鉴他人经验、回顾本厂

历史、学习政策法规、掌握安全知识、分析安全形势、了解安全动态；

等等。通过这些方式的安全思想教育工作，不断提高职工的主人翁责

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任感、安全生产观念、自我保护能力和群体防范意识，为保证安全生

产解决关键性问题。

五、加强技术知识培训工作，提高职工的技术业务水平。我们做

任何工作

都要从基础上抓起，都要有一个良好的基布，保证安全生产的基础就

是职工的技术业务水平问题。我们可以通过考问讲解、技术问答、专

题讲课、技术竞赛、随时抽考、竞争上岗、脱产培训、反事故演习等

方式，加强对职工的技术知识培训工作，不断提高职工的技术业务水

平，为保证安全生产奠定坚实的基础。

总之，对于安全生产来说，以较高的设备健康水平为条件，班组

的安全基础为动力，严格的安全纪律监察为保障，过硬的技术水平为

基础，牢固安全思想观念，统筹布局，协调统一，全面管理。

1.3智慧电厂电站的设备结构化、分布式管理体系

智慧电厂电站与数字电厂并不具有相同的体系结构，智慧是在数

字基础之上，升华后的成果。它打破了传统的以基础设备层、实时控

制层、系统优化层、生产管理层和电厂决策层，这种相对独立的功能

设计。智能化电厂在数字化电厂结构内容的基础上进行了不同程度

的丰富和发展。

在实时控制层，电厂的水机、电气、辅机等的控制系统，在保证

基本数据采集的基础上，智慧电厂电站通过预测控制、模糊控制、神

经网络控制、模糊神经网络控制和遗传算法等控制和算法，实现机组

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的优化控制，从而提高机组效率和安全性，达到节能降耗的目的。

在系统优化层，智慧电厂电站相比数字电厂，更加倾向于将都监

控信息系统、生产管理系统、设备管理系统，资产管理系统等内容的

二次整合，从而形成根据生产过程进行监控数据，分析信息，完成优

化控制和机组的性能，并对下层的实时控制层进行指导。同时，可结

合移动互联网技术搭建移动信息管理平台，使经营管理者可以随时

随地获取电厂的相关信息，提高全厂的现代化管理水平。

在人员管理层，数字化电厂是不考虑人为的干预和影响因素的，

但是在智慧电厂里，人成为了不可或缺的主要动因。因为所有非传感

器信息采集、离线维护维修、分析诊断、最终决策，这些活动都是人

来完成的，所以智慧化电厂，人是主角。必须考虑如何保证人员队伍

质量，人员素质和技能提升，人员流动和经验的冲突等要点。

设备作为智慧电厂管理的核心对象，我们需要建立的是以设备为

核心，以“人-机■信息”为处理对象的结构体，在不同的需求模式下，

提供对应的信息和指令，所以说：智慧电厂电站的设备管理，其具有

强结构化和分布式的特征。

1.4智慧电厂电站的设备管理特征

智慧电厂电站的核心处理对象是“人-机-信息”结构体，这个结

构体又具有分布式特征，所以信息单元闭环是其设备管理的首要满足

条件。

④结构化：“人■机・信息”结构体，根据内部子系统的结合，没备

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状态的变化、环境的具体要求等进行自身的一些调整以达到期

望的特征。

④分布式：结构体分散在不同的空间位置，按照时间次序排列，

在运行中根据所获得的信息不断自行完善。

④单元闭环：设备由于故障停止运行后，设备可以不依赖其它方

面的帮助，在很少或者是不直接由人或者软件干预控制的情况

下，使得信息收集完整。

智慧电厂电站的设备可以通过预知维护系统、状态监测、遥视等

措施，有效的预防风险，降低事故发生的概率，并且能够抵御物理和

网络攻击，提高受攻击之后快速恢复的能力，从而加强系统的安全系

数。

1.5智慧电厂电站的设备管理优势

通过智慧电厂电站的建立，在设计阶段，电厂电站的设计数据通

过三维模型详细化建立，作为运行期间显示在三维模型的信息载体，

通过全面的三维可视化管理平台，进行生产期间的运行优化，故障预

测，准确的分析全厂的运行状态，自动决策，以生产现场的设备为

中心，不需要人为干预，提高发电企业的经济效益。

智慧电厂电站主要具有智能化系统快速仿真与模拟、智能预警、

状态检修、优化运行决策支持，预防控制技术（事故处理和事故恢

复技术，如故障智能化辨识及其恢复；智能电站具有实时监视和分析

系统目前状态的能力，既包括识别故障早期征兆的预测能力，也包括

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对己经发生的扰动做出响应的能力；智能数据挖掘，在机组容量不断

增加，数据量庞大，满足现场对关键数据的分析整理的要求，进而指

导生产。

2总体规划

水力电力作为世界最大的水电开发企业，运营着数个巨型水电站,

拥有7000万千瓦可控装机规模，为防洪、航运、发电、供水、生态

带来巨大综合效益，在水域经济带发挥着重要地位和作用。

发电站检修管理作为能够有效提高发电厂机械设备安全性与可

靠性的一项工作，对发电厂生产的安全进行具有重大意义。要想获得

较为客观的经济效益与进一步的发展空间，就需要不断的提高企业的

竞争力与工作效率。发电厂检修管理不仅能够有效的保障发电机械的

可靠运行，而且对提高电厂的工作效率、理高电力企业的经济效益具

有重要作用。

建设服务于发电站检修的智慧化管理平台一一的智慧检修安全

运行三维可视化管理平台，将变革发电厂检修管理的传统模式，为加

强发电厂机械设备的运行的安全性与可靠性、提高发电厂设备工作运

行的效率、降低发电厂设备维护与修理的成本，开创发展空间，将有

效的提高电力生产企业的核心竞争力、提高其经济效益。

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总体规划为:

⑴深入完善、健全发展发电站检修管理体系。加快以“人-机-信

息”结构化建设发展，加快推进在不同的需求模式下，信息和

指令的快速有效响应。

⑵智能电站规划建设三步走。以单机设备为基本管理对象，以厂

站为规划建设基本单元，以流域整体化统一管理为发展目标。

⑶紧抓现场执行效率，保证可靠运行。紧紧围绕生产现场作为第

一要素，将现场作业内容，作业流程、过程，作业质量及可追

溯性，作为电站智慧化管理的首要目标，为安全、可靠生产运

行，提供充分保证、保障。

⑷建立集约信息处理模式，深度融合两化。将现场控制系统，信

息管理系统，人员作业管理系统，预警防范系统，点检巡检、

仪表检测系统，以及多种数据库数据源，形成深入整合，融合

为一体化信息处理平台。

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⑸强化人才培养，提升整体运行效率。积极与各部门有效沟通，

探索规划人才健康发展，整体化提升人员技能水平，强化落实

安全管理责任，确保人人认知设备、掌握设备、能完成应急处

理，建立场景化设备维保体系和诊断分析，提升运行工况监视

质量，优化满负荷高效运行。

可视化智慧检修平台重在与信息技术的融合，推动水电站设备维

保、检修和管理信息化、现场化、智能化，建立电站运行协调机制，

统筹流域综合监测和梯级联合优化调度运行，开发运行管理协调机制。

3平台整体结构设计

利用三维可视化平台，服务于设备全寿命周期信息资源管理，构

成“人■机■法一环”活动因素综合的大数据管理平台，统一的设备信息

化平台。建立基于设备状态的检修专家系统，监控设备的运行状况和

生成检修策略建议，为企业生产管理提供辅助决策支持的，三维可视

化智慧检修管理系统。

可视化设备智慧检修管理系统，主要通过做三维数字化建模，收

集实时数据、现场信息、人为信息，实现机组系统检修作业流程管理，

状态评估，完成三维数字化档案的建立。机组系统诊断是标志性内容，

通过三维模型与信息化系统、管理系统的集成，实现精准预测和分析

诊断，实现的电力设备智能状态检修辅助决策系统，建立多种应用评

估对电力设备状态进行分类分析，并给出检修决策建议。

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建设为集信息化、自动化、互动化于一体的发电设备运维管理系

统，它对内、外部环境都具有很强的适应性，在信息不完整，不确定

的情况下，依然能够自行对收集的信息进行判断推理，作出决策。

建设为一个对生产设备的可视化的、科学的精益设备管理系统，

不仅能快速提升员工认知水平和技术能力，还将帮助企业快速走向智

能化精益生产的标志性进阶，预示着信息可视化阶段的来临，并基于

此向智慧化运营方向迈进。实现设备状态动态可视化管理、全线可视

技术培训、动态全员维保、危化品安全管理，故障可视化描述与诊断、

现场作业管理、备件分级管理，及可集成企业现有的MES、MIS、EAM、

ERP等信息管理系统和SCADA、DCS等控制系统，实现设备评估管理

的决策支持系统。

4平台应用设计

智慧检修三维可视化管理平台是由基础平台、功能模块和功能子

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项组成的。其中作为底层支持的自主研发的“3DVFA可视化交互场景

平台.VizArena"，综合了计算机三维图形图像显示、三维空间中虚拟

场景的操控与管理、三维立体模型及企业现有应用的数据库与信息系

统接口于一身，集成化管理。因为拥有自主知识产权，所以在此基础

之上，可以灵活掌控功能模块应用。

现象表征与诊断是产品或设备进行修复性维修的前提，准确的进

行故障表征、诊断和故障隔离是实施正确、及时维修的先决条件。采

用三维可视化智慧检修管理系统，进行故障检测信息收集、过程诊断，

是人工智能技术在维修领域最为广泛的应用。

根据故障现象，利用汇集维修领域专家知识和经验建立专家系统，

包括建立故障特征信息库、知识库，维修策略信息库等，或采用基于

案例推理的方式，进行故障检测与诊断，以便为设备管理人员或维修

人员提供故障检测与诊断的智能决策。

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智慧检修三维可视化管理平台设计了9大应用：

(1)基于多套三维模型，实现信息分层次的管理

任何信息都具有不同结构，层次依赖结构，结构不能脱离层次，

信息管理大系统是由各个子系统及其要素组成的，信息管理是由少而

多、由简而繁、由粗而精的识别、分解过程。

利用多套三维模型构成的三维场境，完成对应信息的检索和管理，

为实现管理的目标，对各管理对象进行合乎目的的精细分层，并根据

各自层次的管理需要，决策、计划、组织、控制、协调、用人与之相

对应，协调地整合管理资源，实现各层次对象管理优化，以尽可能少

的要素投入，获取尽可能多的产出。

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(2)表征空间对应关系，快速判定相对位置

空间是信息存储的第一要素，也是使信息唯一性的具有体现C设

备及其零部件的分类、登记、编号、封存和迁移、调拨和报废、事故

处理等过程，快速便捷的对应，一键追溯式的管理，使每个人都清楚

物品的流向。

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(3)空间对位，实现信息一对一式的对位结构管理

信息管理包含人对信息资源和信息活动的管理。在整个管理过程

中，收集、加工和输入、输出的信息这些活动，在随着对象的使用形

态不断发生变化。围绕信息资源的形成、传递和利用而开展的管理活

动与服务活动，信息形成阶段以产生、记录、收集、传递、存储、处

理等活动为特征，形成一对一位的信息资源紧密联系的信息活动，实

现信息资源的价值，达到信息管理的目的。

空间对应关系，相对位置判定

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(4)多部门任务并发，生成合并工单，减少停机频次，节约工时

工单作为作业组成制造计划，是上级部门下达任务，下级部门接

受任务的依据％利用三维场景生产快速合并工单，减少多部门任务重

复重叠，形成工单有效管控，有条不紊，按部就班。

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⑸所见即所得的信息检索模式，一直点击完整检索

以三维模型为检索要素，成为管理信息的载体，来管理数据、文

档和资料，特别是图片、视频和音频等多媒体信息，对多媒体信息的

特征识别。实现空间场景作为存储和检索的入口，形成关联检索。

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(6)任务与角色对应，标准流程与实际作业相互验证

任务与角色，与场景推送形成多方面多频次的沟通与传递，使得

标准流程与实际作业相互印证，实现对作业方案的可行性、合理性的

规划、设计和验证。快速和统一沟通认知，高效完整作业任务。

角色对应,标潮流程.实位记录

作业流程及规范

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(7)多人员，多任务，按流程推送指导，推进集群管理

在高度信息化的生产情景下，协同执行要求多人员之间通过共享

信息链，统一决策，协调分工。集群协同作业按流程管理与控制，编

组推送任务、建立集群感知与共享态势，完成在协同作业、协同互补、

协同信息、协同管理。

(8)基于不同工作情景，形成不同信息的汇总管理

基于不同工作情景，汇总和推送不同的信息内容，以情景为基础,

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进行信息融合，提取有效信息，评估态势，分析决策，快速进行信息

交换，使得多人员多任务成为系统，相互配合互相协调，实现效用最

大化。

(9)相对运动位置判定，保证安全防护

集成人员定位和周界防范技术，及时出发预警、报警和紧急联动,

判断相对运动位置，保证作业安全。

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5平台效益优势

智慧检修三维可视化管理平台，是建设为信息系统和控制系统的

统一平台，形成最大效能的有效信息采集、信息处理整理和信息检索

呈现表达的完整体系，为管理者和执行者提供直观快捷和有效的决策

依据，及时下达生产调度指令，合理控制生产，实现企业精益管理。

努力建立数字流域和数字水电，促进智能水电站、智能电网、智

能能源发展。推动信息管理平台建设，系统监测项目建设和运行信息，

建立项目全过程信息化管理体系，为流域管理和行业监管提供支撑。

(1)使用先进的科学技术，优化检修体系

伴着科学技术日新月异的发展，对于机械设施维修层面的装置同

时越来越发达，运用新技术以及新科技特征的信息化技术支持检修作

'吐为机械设备检修缩减维修的丁.作数量，同时能够减少维修需要耗

费的工时。

(2)加强检修队伍的培养，建立具备专业素养的设施检修团队

伴着企业机械设备标准的逐渐提高，软件、电子以及机械一体化

的装备日渐增加，往常一般的维修方式，早已不能够适应检修的需求。

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所以，需要使用更多培养方式，加强维修人才队伍的培育，培育具有

了解掌控现今检测装置，可以精确快速判断设备故障，同时可以及时

实行排除维修故障的维修专业人才。

密切联系自身单位的具体需求，在培养的时候逐渐针对培养计划

实施合理的调整。在普通的日常工作里，鼓励维修队伍积极地学习先

进发达的维修模式，提升队伍的专业技能，保证先进发达的机械装置

的维修水平。

⑶强化设备的维修保养，可靠运行

机械设施的运行，主要是要把装备维修保养的具体工作落实到实

处，保证谁管理，谁负责。除此之外，相关的交接班记录确保真实客

观，避免敷衍了事，交接以前对机械装备实行整体的审核检查，找到

问题快速地实施处理，禁止设施带病运行，同时根据设备的有关交接

记录以及管理档案，构建内容方面切实有效的维修方案。

根据机械设施按期汇总运营状况，而且联系每一台机械设施的特

征给出按时的维修保养方案，有关工作人员通过该方案对机械装备进

行维修以及保养。

(4)加强设施管理档案，形成一机一档

完善良好的管理档案系统是机械装备管理工作当中缺一不可的

核心内容，建立健全机器设备档案，快捷方便的把握机械设施的现有

状况、操作性能以及调动记录。同时:能够及时地对机械装备实施检

修以及保养，提升设备的使用率，尽量发挥机械设备的使用潜能，增

加经济收益。

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⑸加大完善企业流程管理体制，创新发展

优秀的技术工具，还需要良好的机制配套，相辅相成地执行下去,

对于企业进一步丰富完善遵循现今市场需求，以及本身特性的管理体

制变革，需要同时保证其获得很好的贯彻执行。建立健全激励体制，

保证奖惩并行，针对机械设施的维修以及管理，激励有关工作人员自

觉积极谋划献策，提供一定的物质奖励，生成人人都争先的设施管理

新气象。

同时、要加强企业对于维修工作人员和装备管理队伍的重视水平,

让其体会到本身任务的重要性，让他们自觉积极地执行自己的职务工

作，为企业更快更好地发展给予强有力的依靠，尽力发挥自身的潜力

为企业服务好。

结语

设备的维修和管理单独依赖一个员工或者是几个人是绝对不可

能去完成的，它需要所有员工的配合以及参与，并最终形成自觉性。

增强企业机械设施的管理和维修，是为了确保机械设备完整，降低故

障发生的概率，进一步可以安全正常地运行。

企业理应结合联系本企业的实际状况，构建完整的管理体制，完

善健仝管理机制，紧紧抓住机械设备的现场管理工作，严格贯彻执行

机械设备的保养维护工作，增强机械设备实施职工以及管理职工的专

业能力培训，用以提升设备的使用率，创造更多的经济利益。

29

6XX发电站三维可视化智慧检修管理系统功能设计

《发电站三维可视化智慧检修管理系统》的核心功能包括：三维

可视化关键基础设施管理（消防、动力、安防、通信、空调），三维

可视化固定资产管理，三维可视化设备运行维护管理，三维可视化故

障诊断与维修管理，三维可视化人员调度及工作单管理，三维可视化

点检巡检流程管理，三维可视化危化品动态信息管理，三维可视化培

训管理，与现有系统接口的开发。

发电站三维可视化智慧检修管理系统利用三维可视化技术以建

立各系统集成的统一的管理平台为目标。设备是生产正常运行的根

木，设备管理是保障其稳定正常运行的基础保障。从设备的初期建

设实施以及交付管理，设备使用前期培训管理，设备使用期间的运

行管理，到设备使用过程中对设备的维护、维修和保养的运维管理，

设备损耗产生的零备件及耗材管理，每一个环节都是设备稳定正常

运行的掌握关键。

30

为实现发电站全生命周期的全员参与的精益生产及设备管理,

系统的总体功能设计包括：

(1)三维运行驱动支持，三维模型显示，粒子效果支持，动作动

画支持，三维场景操控与管理，物体空间点选。

(2)三维模型管理，生产设备模型，工艺流程模拟仿真，设各工

作原理动画培训教学。

(3)基于现场管理的数据库，现有系统、轨迹、视频、语音等综

合数据存储、查询和调用。

(4)现有其他系统的链接，现场控制系统，现场信息管理系统，

上位机系统。

(5)设备运行管理，设备状态全生命周期提醒、指导、统计和图

形图像信息录入。服务包括实时状态显示，运行状态统计，

维护维修指导支持，报警预警提醒，安装更换演示，故障管

理与统计。

(6)生产设备运行数据管理，人员、设备和物料信息，运行数据

统计分析。

(7)设备零备件管理，实现设备预测性维护提醒、监视和预警。

系统总体功能的实现包括：

(1)实现具有对预先通过三维建模软件生成的三维模型，创建的

三维场景及更大场景的加载与显示的能力，并能完整呈现组

成内容。

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(2)实现对装置、工艺的生产工艺流程的三维可交互式操作，包

括在过程中的设备及物料流向。

(3)通过系统的建立，实现统一的设备信息管理窗口，便于对应

信息和资料的检索查找。

(4)在整个三维虚拟场景中，实现人员可对场景中的设备三维模

型和整体三维场景的可操作控制，可以通过鼠标点击选择预

选设备模型。

(5)实现对生产使用的设备，可生成润滑操作可视化指导手班及

可视化工单，并可做对应链接管理。

(6)实现对设备的备品备件与耗材的信息管理与检索，并可做对

应的资料链接管理。

具体功能设计有：

6.1三维可视化关键基础设施管理

6.1.1关键设施运行状态

系统的一个应用模块，实现设施运行预警快速响应，三维虚拟

场景对应快速定位，并查看运行状态。

系统信息显示如图所示：

32

报一时间报■设第答惬类型・报说我

2010-10-20高压压傩机状态预*混冷日汨|

2010-10-24播动输送机

2010-10-13压力过大

2010-08-12IJK^RIV

2010-03-13就地风机状态预瞥

(1)启停信号

启停信号用于三维系统场景中设备运行状态的标识判断条件，

从用户现有控制系统中调用。基于设备启停信号统计的设备运行时

长，若用户现有控制系统内(例如PLC内部)已有统计值，则可直

接调用即可，或者用户在控制系统内增加相关统计值供调用。

停机记录(停机日志)，分为正常停机描述及急停原因描述。正

常停机还可分为意外事件的正常流程停机和常规正常停机。三维系

统提供功能界面进行停机记录的录入，形成每次停机的记录报告。

(2)报警信号

故障报警信号用于用于三维系统场景中设备报警状态的标识判

断条件，从用户现有控制系统中调用。

(3)上位机相关信息：从上位监控软件中截图获取。

(4)信息检索。基于报警源的故障检索，基于实际故障点的检

33

索，时间段为上述检索的条件。

6.1.2关键质量点信息监管

对于现场过程中需要关注或标记的关键质量点，可视化设备检

测点，用户可以设定其属性，并按照计划进行提示提醒。

系统可以使用户在三维场景中迅速掌握各个关键关键点分布情

况，关键点紧急情况并可用特殊标记出来，用户可以清楚分辨t!各

关键点状态信息，以及检测执行的内容。

质量要求非常高，必须严格控制。而质量控制中，预控、过程

34

控制和后控制是提高质量的关键点。

造成缺陷的原因有：外观缺陷，不良，边缘出现凸起（未平滑

过渡），未熔合，产生气孔…，面对这些问题需要进行大量的图像记

录，形成了大量的多媒体资料和需要存档的档案，以及透视检测报

告和修复报告。这些资料档案的有效管理和追溯成为管理的核心关

键内容。

利用可视化系统，将每一点定义为一个管理单元，将与此相关

的信息资料一一对应，形成便于检索的多媒体资料库，档案库。

6.1.3关键设施维保状态

建立建筑物三维模型，与消防相关的建筑物内部设备精细建模，

包括卷帘门、防火分区、感测探头、监控器、水泵、喷淋系统、排

烟系统等，建筑、结构、电气、水、暖通风各专业紧密结合。在三

维可视化消防管理平台中，可以清晰地显示各个消防设备的信息以

及工作状况。

35

管道通风系统与可视化技术相融合，可以在三维基础上更清晰、

直观地反映每台设备、每条管路、每个阀门的情况。根据不同设备

的特点进行分级、分层次，可以使用其整体空间信息，或是聚焦在

某个楼层或局部平面，也可以利用某些设备信息，进行具有针对性

的分析。相关人员通过可视化的消防管理界面的渲染，

可以清楚地了解机械通风系统中各个风口的工作情况，可以根

据实时情况直接调节设备的工作状态，从而达到实时调节。而在进

行管路维修时，维修人员也无需为复杂的管路而发愁，可视化的管

理平台将清楚地显示各条管路的情况，为建筑的运行、维护提供了

极大的便利。

36

三维可视化平台上，可以对消防整改情况，实施进展情况精确

掌握，及时掌握消防安全隐患问题整改状态。实现与《消防监督检

查传唤单》内容的对应的进展逐一审查。移除占用疏散通道，使通

道保持畅通情况，开启安全出口挂锁，使安全出口在工作时间内保

持畅通情况，年检失效过期的灭火器设置到位等情况。

帮助企业按照方案进行快速有效整改，落实到位。重视消防安

全，严格落实消防安全责任制，确保消防安全，早期排除安全隐患，

更为员工加强消防安全意识，认真落实各项消防安全工作营造了良

好氛围。

6.1.4消防探测器有效性可视化检查

在三维可视化的消防管理平台中，相关管理人员可以获取每个

感温、感烟探头的信息数据。同样，也可以在建筑中加入相关消防

探测器以获取湿度、CO：浓度、光照度、空气清洁度等信息。温度、

烟雾分布情况可以在相应页面中得到直观的显示，公共区域的探测

37

点用不同温度颜色进行显示，可以把异常数据的探测点筛选出来，

从而进一步查看该点的历史数据・。相关人员可以把建筑物内所有探

测点的数据尽收眼底，结合相应设备，以达到最佳的消防管理效果。

6.1.5消防疏散通道畅通可视化检查

三维可视化的楼梯、电梯模型能够正确、精准地反映所对应的

楼梯、电梯的空间位置以及相关属性信息。垂直交通设备的空间相

对信息包括设备所在位置与所能到达的楼层信息等，属性信息包括

设备类型、型号、载重等。

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6.1.6消防标识有效性可视化管理

各种消防设施、器材管理内容设有标牌、检查状态、定期检查

记录，一目了然。但是由于种种原因，致使标识损坏或丢失，不能

在需要的时候，发挥到应有的作用。利用三维可视化平台管理这些

设置在现场和投入使用的全部消防器材所处位置指示标识、标志。

6.1.7定期巡视检查管理

巡查管理是企事业单位消防安全管理工作的重要内容，例如：

消防巡查。有效的消防巡查管理，对火灾的预防和控制起到重要作

用，因此巡查管理是一项长期而重要的工作。然而，当前消防巡查

管理主要依靠人工，管理手段落后，信息化程度低，工作任务繁重，

39

导致巡查工作难以落到实处，消防风险积聚。

消防巡查可视化系统，围绕消防巡查管理的关键环节进行信息

化、可视化建设。通过消防设施巡查管理平台、巡查终端软件和前

端感知单元相互配合，实现对消防巡查的标准化、精细化管理。

6.2三维可视化固定资产管理

6.2.1台账信息管理

按照设备组成结构，将设备划分为“设备-组件-部件”三个主要

40

层级，建立设备台账树状模型图，通过模型可以很快查找到设备所有

的组件和部件。

对“设备-组件-部件”每一层级进行全生命周期管理，对新换、

维修、损坏现象进行详细记录，并可以通过生命周期趋势图进行查看。

实现以设备及零部件为基准对象，使用者、供应商及制造商的全

面信息统一管理，为设备建立数字图书档案馆，包括规格参数、历史

状态信息、实时状态信息、图纸、图像信息、视频影像信息，文档资

料的快速检索。

推动设备前端与后端更好的服务，促进“标准化设计、模块化

安装、标准化采购、信息化提升”的统一认识，实现全部参与对象“同

翻一本书，同看同一页”。使企业与服务公司的数据、信息和资料统

一化，共享化。统一对应资料管理与检索，为专家分析提供有效依据。

全局展示生产及设备主要运行信息，与现有信息系统链接，显示核心

关键动态运行信息、。使阅览者与信息和数据的发出者之间建立直观体

验模式，迅速感知对象。

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主要管理对象包括：

⑴水轮机

⑵发电机

⑶调速器

⑷主变压器

⑸励磁变压器

⑹冷却系统

⑺制动系统

(8)电气设备

⑼一次设备

(10)一次系统

(11)二次设备

(12)二次系统

(13)水坝建筑，渠道与原有系统的连接管道；

(14)仪表间；

(15)供配电系统和设施；

(16)设施配套的土建、电气、仪表、给排水和消防设施。

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6.2.2基础档案管理

⑴设备及零部件规格参数信息：

系统三维可视化设备及零部件规格参数信息，作为一个信息查

询模块是系统的一个应用模块，建立设备的规格参数与相关文档文件

资料的数据库。通过在三维系统中调阅设备参数及资料，将更为直观

获取和有助记忆理解。

⑵多媒体文档资料管理：

此模块实现设备档案和管理过程中新生成的多媒体信息的录入

及检索，设备操作说明、使用说明书、图纸资料、文字表格、维护手

册文档类资料的管理，可以将设备的文档资料录入给对应的设备三维

模型，并可以在有权限更改情况下，随时修改编辑这些信息。资料的

类型可以根绝用户的需求进行调整变化。

同时，将设备的现场实际运行记录产生的多媒体信息和三维场

景截取的多媒体信息形成信息数据库。可利用三维虚拟模拟设备的运

行操作的流程、方法和规范及相关的注意事项说明。

43

6.2.3图纸专项管理

企业在运营过程中会产生大量的图纸，包括设计报告以及最终

的设计成品、合同、表述等资料，而且对流程的要求非常高，对ISO

质量文件、日常办公等各种文档需要全生命周期的管理。

图纸的管理是一个复杂的流程，图纸类型多样，管理要求与成

本很高。企业在管理图纸方面往往需要投入大量的管理成本。根据这

些情况，市面上也出现了一些图纸管理软件，以提高企业办公效率，

降低管理成本。

44

二期基坑开挖示意图，,一

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6.3三维可视化设备运行维护管理

6.3.1设备运行状态

系统三维可视化设备运行数据管理模块，是系统的一个应用模

块，与现场数据及信号相链接，并将获取的数值或信息呈现在上位机

界面。

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报表:

⑴系统关于报表的描述：运用我方或第三方独立运行软件生成

的数据统计分析图表。

⑵在三维系统里对上述图表的截图，以及其它相关联的图片、

文字、数字、视频、动画以及场景信息进行综合编辑后的报

告，叫可视化报告。如果可视化报告以硬拷贝形式出现的话，

其中动画和视频以截图形式出现。

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功能说明:

功能编号功能名称功能描述

a.在本系统与现场电控系统链接

后，将己被采集上来的数据在系统界

现场数据上位面上予以呈现显示。

VUR-7b-l

显示b.所需要显示呈现的现场数据类

型、呈现方式（数据格式、计量单位、

界面位置）。

利用管理平台快速定位报警具体位置，相关部门人员利用获取

到的定位，快速组织并快速形成应急处理方案。设备的运行状态快速

知晓，相关管理人员可以清楚直观地看到设施的运行状态，