分析基于三维扫描的特种设备管理系统设计

0引言

现代化的制造技术使得特种设备的种类多、功能结构复杂，进一步增加了设备管理，尤其是精益化管理的难度。

设备管理任务必须依赖设备管理信息传递的及时性、准确性、完备性以及系统的反馈。全面、可靠的信息对于设备管理决策制定的有效性非常重要。这些✈信息主要包括两个方面:设备新建、改建或扩建过程中所收集的数据和设备运行、维护期间所生成的数据。目前，前者主要为纸质或扫描的二维设计图，后者为独立的数据库。二维图存在不直观、整体性和全局性欠佳、可能不全不准等问题，而图纸所描述的空间信息与数据库中的管理信息的关联性未ฝ得到充分挖掘，形成离散、分裂的信息流。

有必要从战略性的角度看待空间管理和信息管理问题，打破原有的信息孤岛，建立一个全生命周期的设备管理系统与应用平台，使信息的获取、查询与分析、辅助决策在统一的平台上实现无缝连接。

因此.设计一套基于三维扫描的特种设各管理系统. 对保证特种设备的安全运行具有十分重要的意义。

1系统总体设计架构

以先进的三维激光扫描技术、计算机图形技术和信息技术为手段，以建立特种设备三维精确模型库和知识库为基础，建设一个集三维电子档案、维护数据管理、决策支持、人员培训等多种功能于一体的信息化管理与应用平台，力图实现整个组织内部人员、空间、位置、设备等资源的整合，为管理者提供一个数据自动化操作平台，从工作流程的自动化，到空间规划功能的可视化，更加高效、及时、精准地服务于设备管理活动，同时为后期的管理控制一体化奠定基础。

该系统以智能化设备管理系统作为资源中心和工作平台，整合了所有与设备相关工作，如资产管理、空间管理、维护保养、故障维修等，而且整合了管理过程中的人力和物力资源，如通过任务管理，可记录维修或检测任务执行者、完成的时间、实施的对象、费用等，以便有据可查。

用户的工作过程:在计算机或其他便携式显示终端上打开该系统，利用高精度三维模型，可以任意角度观察，如亲临现场;点击单个设备、查询其属性及维护信息;对复杂设备进行解构，通过适当的交互辅助人员培训;统计分析设备的工作状况，防患于未然;对基于空间信息和管理信息的任务进行辅助决策。

2系统功能设计

软件系统的功能是实现直观方便地展示设备各部件之间、设备之间的连接关系，显示设备的属性信息、技术指标，为理解设备的工作原理、设备的故障快速定位及维修、了解设备历史状况及维修记录，提供经济高效的支持。

2.1系统管理

2.1.1基本信息维护

主要完成系统基本信息的设置修改和补充，包括单位、部门、员工、生产厂家基本信息维护，只有较高权限的人才能进行基本信息维护。

2.1.2权限维护

用于设置用户的使用权限、初始登陆口令，保证用户信息安全。为了保证系统运行安全，对不同的用户进行不同等级的严格授权。

2.2设备录入

2.2.1设备三维扫描

使用三维激光扫描仪对设备进行多站点、全方位的扫描，以获得设备完整的点云数据。

2.2.2模型生成

对扫描获取的点云数据进行一系列数据处理，生成精确的三维模型，并按设备的相互关系生成模型的树状结构。

2.3设备查看

设备查看模块主要功能包括:能够读入并显示CAD格式的模型;显示模型各节点之间的树状关系;各节点提供显示开关，以决定该子模型是否显示;被选中的子模型显示虚线框或者包围盒;显示子模型的属性信息;显示子模型的几何尺寸信息;提供测量功能，如测量两个模型/点间的距离、方位角等参数。

2.4维护保养

2.4.1设备日常维修

主要完成设备在口常使用中出现的突发性维修事件。使用部门提出维修申请，设备管理部门根据设备故障状况安排相应的维修作业，并把故障状况维修验收结果录入设备台账维修档案中，为以后设备保养和预测性维护提供数据参考。

2.4.2设备预测性维护

通过对设备状态点的监测和实时数据的采集，系统会对设备是否进行预测性维护做出初步判断，供设备管理人员参考并做出人工决断。山此，设备维护工作可以山事后被动变为事前主动，利于及时排除故障。

2.5查询与决策

2.5.1查询报表统计

系统提供多角度、多条件的查询功能，包括各类设备综合查询、设备保养查询、设备维修查询、设备报废查询等功能，同时实现各种需求的报表统计。

2.5.2辅助决策

为设备故障预警、故障检测、设备维修提供决策依据，起到帮助、协助和辅助决策者的目的。知识库是辅助决策的基础，知识库中包含的数据主要涉及有设施管理的理论和经验的知✪识，如设备预防性维护理论、设施状态的评估经验方法等。

3系统实现

系统运行界面如图3所示，分为:

功能区，包括菜单及工具栏，系统所有功能都可以从这里开始操作。

模型查看及操作区，实现模型的显示、浏览、漫游、鼠标选取、测量、模型操作功能。

模型结构区，显示模型的树状关系，每个节点代表一个设备模型，其子模型以子节点的形式显示在本节点下，通过该树状关系图可以清晰地知道模型之间的关系。每个节点前面有一个复选框，既可以整个介质的安全风险、安全事件进行监测评估和管理。

3.1移动介质安全管理策略

要实现移动存储管理介质集中、实时的监控管理，管理策略的制定是非常关键的部分，主要的管理策略要求有:管理的范围，对象;终端的涉密级别;风险和泄密的途径;控制手段;审计和评估移动存储介质管理系统对风险控制的作用和有效性。

3.2管理制度和流程

移动存储介质管理系统从技术上实现了对移动介质的风险管控，除了管控策略，还必须有严格的安全管理制度和切实可行的保障流程。在移动存储介质管理体系建设的过程中，需要从以下几个方面进行规范:移动存储介质管理的组织机构、人员分工、权限职责;移动存储介质集中注册、授权的实施工作流程;移动存储介จ质管理系统的管理和技术规范;移动介质控制的安全审计、奖惩制度;管理制度更新等。

3.3移动介质技术平台

通过引入和建设技术平台，依据终端涉密级别的不同，对不同终端接入的移动介质部署不同的管控方式:禁用、注册使用、规定区域使用、加密、专用安全U盘。

3.4安全审计

3.4.1安全事件审计

客户端将终端上移动存储介质的使用信息通过安全事件记录的形式提交到内网管理服务器，山内网管理服务器进行采集、存储、分析后集中展示。通过查看和分析这些审计信息，能够及时发现当前的各种违规行为，并且系统在发生安全事故后提供证据和记录，用于事故调查。

3.4.2系统审计

定期审计移动介质控制的有效性，配置的变更情况，及时发现技术和管理上的漏洞，并加以修补，持续保证管控策略的有效性和移动介质管控的可靠性，保障内网数据的安全。

3.5安全意识培训

除管理和技术防范措施外，还需要加强对计算机操作人员进行制度的宣传和保密知识的教育工作，定期开展安全意识的培训，增强口常防范措施，使相关的人员了解移动存储介质保密管理的相关知识，加强安全意识，消除可能的泄密隐患。

4结语

移动存储介质管理系统经过约12周的需求调研与分析，4周的分析设计，约17周的开发与测试，现已在一钢轧内网上线使用。系统整体运行效果良好，有效控制了内网中移动存储的使用，从技术上及用户的安全意识上，均大幅提高了内网移动存储管理的水平。บ