CN111950923A - 一种数字化核电厂维修保障及退役管理平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字化核电厂维修保障及退役管理平台,包括依次通信连接的访问层、前端层、展示层、业务层、数据层、数据库和基础设施。本发明的管理平台可实现退役工程项目的工程信息管理,具备实际项目的管理能力;实现工程计划,进度,工作包的动态调整和设计能力;实现反应堆退役,换料维修三维仿真能力,可以辅助退役和换料维修的工艺设计;实现退役仿真过程中三维辐射场动态计算和人员受照剂量估算能力,计算结果和真实数据值,误差不大于3倍;实现系统各功能模块数据互联互通的能力,各功能模块可以实现集成和耦合。
Description
技术领域
本发明属于核电厂维修管理技术领域,具体涉及一种数字化核电厂维修保障及退役管理平台。
背景技术
我国核动力装置的维修保障,特别是退役管理工作还处于起步阶段,核动力装置技术保证任务将越来越繁重,核电企业急需结合其装置特点及企业管理手段建立与我国核动力装置发展规模和发展要求相适应的保障能力,即开展核动力关键检查和维修技术预先研究,提前形成科学的管理能力。
因此,核电企业需要一套科学、健全和完善的信息化解决方案,将核电厂维修保障与退役过程中的生产知识、基础数据、业务流程、人力物力和安全评估等整合于一体,优化企业维修资源,合理安排维修计划及相关资源与活动,从而提高企业的经济效益和安全性,提升企业竞争力,形成满足维修保障及退役业务的核电厂维修保障及退役管理平台,打造出国产化和自主知识产权的核电厂维修保障及退役管理平台。
发明内容
本发明的目的是为了解决数字化核电厂维修保障及退役管理的问题,提出了一种数字化核电厂维修保障及退役管理平台。
本发明的技术方案是:一种数字化核电厂维修保障及退役管理平台包括依次通信连接的访问层、前端层、展示层、业务层、数据层、数据库和基础设施;
访问层包括若干个PC端;访问层用于实现管理平台应用和资源的浏览查询操作;
前端层包括WEB和终端机;前端层用于实现展示层的技术;
展示层通过POST接口和Get接口与业务层交互;
业务层包括外部集成端、管理端、日志记录模块和权限控制模块;业务层用于整合数据层和相关应用系统;
数据层包括存储过程模块、数据缓存模块、自定义函数模块、事务模块和读写数据库;数据层用于对数据库中的数据进行增加、删除、修改和查询操作;
数据库包括缓存模块、持久化存储库和文件仓库;数据库用于储存结构化数据和非结构化数据;
基础设施包括网络模块、独立服务器、操作系统和中间件;基础设施用于网络系统的建设。
进一步地,管理端包括DELMIA子平台、管理流程子平台、动态管理子平台和虚拟运行子平台。
进一步地,管理流程子平台包括用户登录模块、用户管理模块、角色管理模块、权限管理模块和流程管理模块;
动态管理子平台包括工程要素管理模块、废物管理模块、工程计划管理模块、辐射监测管理模块、工作包生成模块、文件管理模块、进度管理模块、质量管理模块、经费管理模块和安全管理模块;
虚拟运行子平台包括路径规划模块、虚拟切割机拆除模块、干涉检测及预警模块和三维辐射场可视化模块。
进一步地,动态管理子平台的管理方法为:通过图形化引擎建立工作包信息,并为工作包指定施工工艺流程和工作包之间关联关系,设置工作计划中各种关键审核节点;根据关键审核节点计算出计划工期,并进行废物管理、辐射监测管理、文件管理、进度管理、质量管理、经费管理和安全管理,完成动态管理子平台的管理。
进一步地,废物管理模块用于管理每个工艺步骤中的废物预估信息与实际产生废物信息;
辐射监测管理模块用于监测人员的受照剂量和废物数据信息;
文件管理模块用于处理文件信息;
进度管理模块用于管控工程计划的完成状态、计划开始时间、计划完成时间、实际开始时间、实际完成时间和实际数据;
质量管理模块用于汇总工程计划的质量文件、质量控制点和计量器有效期;
经费管理模块用于提取工程计划的经费数据;
安全管理模块用于汇总工程计划的安全文件、安全监督点和安全数据。
进一步地,干涉检测及预警模块包括几何可行性分析和机械可行性分析;
几何可行性分析包括工程计划零部件拆装体中静态空间位置的相交性和空间的几何干涉性;
机械可行性分析包括零部件的拆装关系和拆装操作空间是否合理。
本发明的有益效果是:
(1)系统实现退役工程项目的工程信息管理,具备实际项目的管理能力;
(2)实现工程计划,进度,工作包的动态调整和设计能力;
(3)实现反应堆退役,换料维修三维仿真能力,可以辅助退役和换料维修的工艺设计;
(4)实现退役仿真过程中三维辐射场动态计算和人员受照剂量估算能力,计算结果和真实数据值,误差不大于3倍;
(5)实现退役工程项目中人员路径规划的能力,切实帮助施工人员进行路径选择和工艺设计;
(6)实现退役典型工艺和退役方案评价的能力,评价结果合理可行;
(7)实现系统各功能模块数据互联互通的能力,各功能模块可以实现集成和耦合。
附图说明
图1为管理平台的结构图;
图中,1、访问层;2、前端层;3、展示层;4、业务层;5、数据层;6、数据库;7、基础设施。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
如图1所示,本发明提供了一种数字化核电厂维修保障及退役管理平台,包括依次通信连接的访问层1、前端层2、展示层3、业务层4、数据层5、数据库6和基础设施7;
访问层1包括若干个PC端;访问层1用于实现管理平台应用和资源的浏览查询操作;
前端层2包括WEB和终端机;前端层2用于实现展示层的技术;
展示层3通过POST接口和Get接口与业务层4交互;
业务层4包括外部集成端、管理端、日志记录模块和权限控制模块;业务层4用于整合数据层和相关应用系统;
数据层5包括存储过程模块、数据缓存模块、自定义函数模块、事务模块和读写数据库;数据层5用于对数据库中的数据进行增加、删除、修改和查询操作;
数据库6包括缓存模块、持久化存储库和文件仓库;数据库6用于储存结构化数据和非结构化数据;
基础设施7包括网络模块、独立服务器、操作系统和中间件;基础设施7用于网络系统的建设。
在本发明实施例中,如图1所示,管理端包括DELMIA子平台、管理流程子平台、动态管理子平台和虚拟运行子平台。
在本发明实施例中,如图1所示,管理流程子平台包括用户登录模块、用户管理模块、角色管理模块、权限管理模块和流程管理模块;
动态管理子平台包括工程要素管理模块、废物管理模块、工程计划管理模块、辐射监测管理模块、工作包生成模块、文件管理模块、进度管理模块、质量管理模块、经费管理模块和安全管理模块;
虚拟运行子平台包括路径规划模块、虚拟切割机拆除模块、干涉检测及预警模块和三维辐射场可视化模块。
在本发明实施例中,如图1所示,动态管理子平台的管理方法为:通过图形化引擎建立工作包信息,并为工作包指定施工工艺流程和工作包之间关联关系,设置工作计划中各种关键审核节点;根据关键审核节点计算出计划工期,并进行废物管理、辐射监测管理、文件管理、进度管理、质量管理、经费管理和安全管理,完成动态管理子平台的管理。
在本发明实施例中,如图1所示,废物管理模块用于管理每个工艺步骤中的废物预估信息与实际产生废物信息;
辐射监测管理模块用于监测人员的受照剂量和废物数据信息;
文件管理模块用于处理文件信息;
进度管理模块用于管控工程计划的完成状态、计划开始时间、计划完成时间、实际开始时间、实际完成时间和实际数据;
质量管理模块用于汇总工程计划的质量文件、质量控制点和计量器有效期;
经费管理模块用于提取工程计划的经费数据;
安全管理模块用于汇总工程计划的安全文件、安全监督点和安全数据。
在本发明实施例中,如图1所示,干涉检测及预警模块包括几何可行性分析和机械可行性分析;
几何可行性分析包括工程计划零部件拆装体中静态空间位置的相交性和空间的几何干涉性;
机械可行性分析包括零部件的拆装关系和拆装操作空间是否合理。
基于BIM技术的核电厂维修保障及退役数字化管理方法实现核电及重大工程建设、退役和维保全周期管理,主要功能如下:
1)工程项目设计规划阶段项目管理包含项目基本信息、项目阶段和项目成员管理;工程要素配置包含人员管理、文件管理、设备管理、计量器具管理、材料管理、作业场所管理和备品备件管理;图纸快速建模和三维模型管理;工程任务编制;工艺编制;核退役工艺三维动态仿真;核退役动态辐射场辐射计算;核退役、维修过程中人员行走路径规划、设备吊运路径规划、物体拆除顺序规划;VR虚拟体验包含三维场景漫游、三维辐射场可视化、路径规划可视化、工艺过程仿真可视化;工艺方案评价;工程计划智能编排。
2)项目实施过程管理包含工作任务包生成、工程进度管理、辐照数据采集及统计分析、放射性废物从废物源项、整备、暂存、运输、到处置的全过程管理,项目经费管理包含人员工资支出、物资采购支出、技术评审与咨询费和会议费等主流财务管理的条目,经费汇总分析、报表输出;项目实施过程中的质量管理、安全管理、项目培训。
3)项目验收阶段工艺评价、方案评价、项目阶段验收、项目验收、项目培训;系统安全配置包含三员账号配置、信息管理配置、工程配置、角色、权限配置、流程配置和系统日志记录。
4)针对已建成核反应堆采用数字化手段快速收集前端数据,形成数据输入模型,包括激光扫描数据自动导入建模、图纸快速建模、物联网数据采集接入(应力应变、缺陷、实时辐射场等)。
5)针对核退役施工工艺设计规划中重要的人机工程仿真软件DELMIA进行国产替代研究,面向核退役专业领域需求,实现国产自主开发人机工艺仿真软件关键技术。
6)在VR虚拟装配工具基础上,结合物联网数据和建模数据对拆解过程中的力学影响进行分析,研究基于混合孪生的仿真分析关键技术,实现如拆卸过程核辐射动态快速仿真分析等应用。
本发明的工作原理及过程为:本发明的数字化核电厂维修保障及退役管理平台支持与数字化核电厂综合研发平台集成,支持与虚拟运行保障工艺过程仿真程序、退役量化评价程序和退役工程计划动态管理仿真程序进行集成,开发出数字化核电厂维修保障系统和数字化核电厂退役系统。
同时支持与三维辐射场计算程序集成,辐射场计算程序嵌入平台中,通过人机交互或工艺仿真过程中系统的自动识别对辐射场计算施加命令,仿真环境直接调用辐射场计算程序进行计算。辐射场计算调用数据库中的源项数据作为输入数据,通过计算内核完成计算后,将计算结果保存在辐射场数据库中,并给平台进行反馈。平台通过接口程序从数据库中读取辐射场的结果数据,通过可视化方法在仿真环境中用颜色或灰度等直观方式对三维辐射场进行显示。仿真系统自动判断仿真环境的三维模型是否发生变化,并实时将变化后的模型数据通过接口程序存入源项数据库中。
本发明的有益效果为:
(1)系统实现退役工程项目的工程信息管理,具备实际项目的管理能力;
(2)实现工程计划,进度,工作包的动态调整和设计能力;
(3)实现反应堆退役,换料维修三维仿真能力,可以辅助退役和换料维修的工艺设计;
(4)实现退役仿真过程中三维辐射场动态计算和人员受照剂量估算能力,计算结果和真实数据值,误差不大于3倍;
(5)实现退役工程项目中人员路径规划的能力,切实帮助施工人员进行路径选择和工艺设计;
(6)实现退役典型工艺和退役方案评价的能力,评价结果合理可行;
(7)实现系统各功能模块数据互联互通的能力,各功能模块可以实现集成和耦合。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合,这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种数字化核电厂维修保障及退役管理平台,其特征在于,包括依次通信连接的访问层(1)、前端层(2)、展示层(3)、业务层(4)、数据层(5)、数据库(6)和基础设施(7);
所述访问层(1)包括若干个PC端;所述访问层(1)用于实现管理平台应用和资源的浏览查询操作;
所述前端层(2)包括WEB和终端机;所述前端层(2)用于实现展示层的技术;
所述展示层(3)通过POST接口和Get接口与业务层(4)交互;
所述业务层(4)包括外部集成端、管理端、日志记录模块和权限控制模块;所述业务层(4)用于整合数据层和相关应用系统;
所述数据层(5)包括存储过程模块、数据缓存模块、自定义函数模块、事务模块和读写数据库;所述数据层(5)用于对数据库中的数据进行增加、删除、修改和查询操作;
所述数据库(6)包括缓存模块、持久化存储库和文件仓库;所述数据库(6)用于储存结构化数据和非结构化数据;
所述基础设施(7)包括网络模块、独立服务器、操作系统和中间件;所述基础设施(7)用于网络系统的建设。
2.根据权利要求1所述的数字化核电厂维修保障及退役管理平台,其特征在于,所述管理端包括DELMIA子平台、管理流程子平台、动态管理子平台和虚拟运行子平台。
3.根据权利要求2所述的数字化核电厂维修保障及退役管理平台,其特征在于,所述管理流程子平台包括用户登录模块、用户管理模块、角色管理模块、权限管理模块和流程管理模块;
所述动态管理子平台包括工程要素管理模块、废物管理模块、工程计划管理模块、辐射监测管理模块、工作包生成模块、文件管理模块、进度管理模块、质量管理模块、经费管理模块和安全管理模块;
所述虚拟运行子平台包括路径规划模块、虚拟切割机拆除模块、干涉检测及预警模块和三维辐射场可视化模块。
4.根据权利要求3所述的数字化核电厂维修保障及退役管理平台,其特征在于,所述动态管理子平台的管理方法为:通过图形化引擎建立工作包信息,并为工作包指定施工工艺流程和工作包之间关联关系,设置工作计划中各种关键审核节点;根据关键审核节点计算出计划工期,并进行废物管理、辐射监测管理、文件管理、进度管理、质量管理、经费管理和安全管理,完成动态管理子平台的管理。
5.根据权利要求4所述的数字化核电厂维修保障及退役管理平台,其特征在于,所述废物管理模块用于管理每个工艺步骤中的废物预估信息与实际产生废物信息;
所述辐射监测管理模块用于监测人员的受照剂量和废物数据信息;
所述文件管理模块用于处理文件信息;
所述进度管理模块用于管控工程计划的完成状态、计划开始时间、计划完成时间、实际开始时间、实际完成时间和实际数据;
所述质量管理模块用于汇总工程计划的质量文件、质量控制点和计量器有效期;
所述经费管理模块用于提取工程计划的经费数据;
所述安全管理模块用于汇总工程计划的安全文件、安全监督点和安全数据。
6.根据权利要求3所述的数字化核电厂维修保障及退役管理平台,其特征在于,所述干涉检测及预警模块包括几何可行性分析和机械可行性分析;
所述几何可行性分析包括工程计划零部件拆装体中静态空间位置的相交性和空间的几何干涉性;
所述机械可行性分析包括零部件的拆装关系和拆装操作空间是否合理。
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