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设备管理模块：全生命周期硬件管控功能详解（软件设计依据）
设备管理模块是智慧河道管理平台的 “硬件中枢”，聚焦湘江长沙段垃圾治理相关设备（无人船、无人机、智能摄像头、密闭转运车等）的全生命周期管控，通过标准化档案、实时状态监控、预防性维护、故障闭环处理，确保设备高效可用，为垃圾打捞、巡检、转运等核心业务提供稳定支撑。以下从功能模块、业务逻辑、数据交互三个维度详细设计，为软件开发提供依据。
一、核心功能模块：覆盖设备全生命周期
1.1 设备档案管理模块：标准化信息溯源
建立设备全维度档案，实现 “一台设备、一份档案、全程可溯”，为后续管理提供基础数据支撑。
1.1.1 设备基础信息管理
核心字段：
身份标识：设备唯一编码（如 “UC-2025001” 代表 2025 年第 1 台无人船）、设备名称（如 “垃圾打捞无人船 A01”）、型号规格、生产厂商、采购日期、质保期限；
技术参数：根据设备类型差异化配置，示例如下：
设备类型	关键参数（示例）
打捞无人船	续航时间（8 小时）、最大载重（150kg）、推进器功率（500W）
巡查无人机	续航时间（40 分钟）、摄像头像素（2000 万）、最大飞行半径（5km）
智能摄像头	分辨率（400 万像素）、夜视距离（80 米）、防护等级（IP66）
密闭转运车	载重（5 吨）、车厢容积（8m³）、GPS 定位精度（1 米）
归属信息：所属网格（如 “岳麓区 3 号网格”）、管理责任人、使用部门（如 “水面作业组”“巡检组”）。
1.1.2 设备分类与标签体系
分类管理：按功能划分为 “打捞设备”“巡检设备”“监控设备”“转运设备”“辅助设备” 五大类，支持多级子分类（如 “巡检设备” 下设 “无人机”“人工巡检工具”）；
标签管理：支持自定义标签（如 “汛期专用”“高负荷运行”），用于快速筛选设备（如检索 “标签 = 汛期专用” 的无人船）。
1.1.3 关联信息管理
文档管理：上传设备说明书、合格证、采购合同、维修手册等电子文档（支持 PDF、Word 格式），关联设备档案；
配件绑定：记录设备关联的核心配件（如无人船的电池、打捞网，摄像头的电源适配器），关联配件编号与更换记录；
通信卡绑定：对带联网功能的设备（如无人机、转运车），记录 SIM 卡 / 物联卡信息（卡号、运营商、套餐），监控流量使用情况。
1.2 实时状态监控模块：动态掌握设备运行情况
通过物联网数据采集，实时监控设备在线状态、运行参数、位置信息，及时发现异常并预警。
1.2.1 状态信息采集与展示
核心监控指标：
设备类型	监控指标（实时更新）	数据来源
打捞无人船	在线状态（在线 / 离线）、电池电量（%）、当前任务、位置坐标、推进器状态	设备内置 GPS 与传感器
巡查无人机	在线状态、剩余电量、飞行高度、续航时间、摄像头工作状态	无人机飞控系统
智能摄像头	在线状态、画面是否正常（无遮挡 / 无黑屏）、存储空间使用率（%）	摄像头管理接口
密闭转运车	实时位置、车厢门状态（关闭 / 开启）、载重传感器数据	车载 GPS 与物联网终端
可视化展示：
在 3D 地图上标记设备实时位置，用不同颜色区分状态（绿色 = 正常、黄色 = 预警、红色 = 故障）；
设备详情面板：点击地图设备图标，显示实时参数（如无人船 “电量 75%，正在执行工单 G-2025123”）、最近 30 分钟状态曲线（如电量变化、位置轨迹）。
1.2.2 异常状态预警
预警触发条件：
离线预警：设备超过 15 分钟无数据上传（排除关机维护状态）；
低电量预警：无人船 / 无人机电量＜30%（未在充电基站）；
故障预警：设备上报故障代码（如无人船推进器过载、摄像头存储满）；
异常移动：转运车偏离预设路线＞500 米（非任务状态）。
预警推送：
推送对象：设备管理员、对应网格负责人；
推送方式：系统后台弹窗、移动端 APP 消息、短信（故障 / 离线超 2 小时）；
预警内容：“【无人船故障预警】设备 UC-2025001（岳麓区 3 号网格）推进器过载，故障代码 E003，建议立即停机检查”。
1.3 维护保养模块：预防性保障设备可靠性
通过制定保养计划、记录保养过程、追踪保养效果，降低设备故障率，延长使用寿命。
1.3.1 保养计划制定
计划类型：
周期性保养：按设备类型预设周期（如无人船每 100 小时作业保养 1 次，摄像头每 3 个月清洁 1 次）；
条件触发保养：当设备达到特定条件时（如无人机飞行次数达 50 次、转运车行驶里程达 1000 公里）自动生成保养任务；
自定义保养：管理人员手动添加临时保养计划（如汛期前对所有无人船进行全面检修）。
保养内容模板：
系统预设各设备类型的标准保养项（如无人船保养包括 “检查打捞网磨损、清洁传感器、校准 GPS、测试推进器”）；
支持管理员自定义保养项（如 “更换无人机螺旋桨”），关联所需工具与耗材。
1.3.2 保养任务执行与记录
任务派发：系统在保养计划到期前 3 天生成任务，派发给指定维护人员（关联考勤系统的 “维护组” 人员），包含 “设备编号、保养项、建议完成时间”；
现场记录：维护人员通过移动端 APP 记录保养过程：
上传保养前 / 后照片（如清洁前后的摄像头镜头）；
勾选已完成的保养项，填写异常情况（如 “无人船电池续航下降至 6 小时，建议更换”）；
记录耗材使用（如 “更换打捞网 1 个，型号 X-100”）；
验收归档：保养完成后提交管理员验收，通过后更新设备 “最后保养时间”，生成保养报告（含下次保养提醒时间）。
1.4 故障维修模块：闭环处理设备故障
建立 “报修 - 派单 - 维修 - 验收” 的故障处理流程，确保故障快速响应、规范处理。
1.4.1 故障报修渠道
自动报修：设备上报故障代码后，系统自动生成报修单（关联故障代码与可能原因）；
手动报修：
巡检 / 作业人员发现设备故障（如无人船无法启动），通过移动端 APP 提交报修单，上传故障现象照片 / 视频；
管理员在监控模块发现异常（如摄像头黑屏），手动创建报修单。
报修单信息：设备编号、故障现象描述、报修人、报修时间、紧急程度（一般 / 紧急，紧急故障如汛期前无人船故障）。
1.4.2 维修流程管理
派单规则：系统按 “就近原则 + 技能匹配” 派单（如熟悉无人船维修的人员优先处理无人船故障），支持手动调整；
维修记录：维修人员接收任务后，记录：
故障诊断结果（如 “无人船电池接口松动”）；
维修过程（更换部件型号、维修步骤）；
维修后测试结果（如 “连续运行 30 分钟无异常”）；
维修耗材使用与费用（如 “更换电池 1 块，成本 2000 元”）；
验收与闭环：
维修完成后，由设备管理员或使用人员验收（现场测试或查看维修记录）；
验收通过：设备状态更新为 “正常”，故障记录归档；
验收不通过：退回维修人员重新处理，记录驳回原因（如 “无人船仍无法转向”）。
1.5 备件管理模块：保障维修与保养物资供应
管理设备维修所需的备件库存，确保维修时备件可用，避免因缺件导致停机。
1.5.1 备件档案与库存管理
备件档案：记录备件名称（如 “无人船专用电池”）、型号规格、适用设备型号、供应商、采购单价、最低库存阈值；
库存监控：
实时显示备件当前库存（数量、存放位置如 “仓库 A 区货架 3”）；
低库存预警：当备件数量低于阈值（如 “无人船电池库存＜5 个”），自动推送补货提醒给仓库管理员；
出入库记录：
入库：记录采购入库（关联采购单）、退货入库的备件数量与时间；
出库：记录维修 / 保养领用的备件（关联维修单 / 保养单），需领用人签字确认（移动端电子签名）。
1.5.2 备件采购与盘点
采购申请：仓库管理员可发起备件采购申请，填写所需备件、数量、建议供应商，经审批后生成采购单；
定期盘点：系统支持每月 / 季度盘点计划，生成盘点清单，维护人员通过移动端录入实际库存，自动比对系统库存并生成差异报告（盘盈 / 盘亏）。
1.6 报废处置模块：规范设备淘汰流程
对达到使用年限或维修成本过高的设备，按流程进行报废审批与处置，确保资产合规管理。
1.6.1 报废申请与审批
报废条件：
自然报废：设备使用年限达到设计寿命（如无人船 5 年、摄像头 3 年）；
技术报废：维修后仍无法满足作业需求（如无人机续航＜15 分钟）；
经济报废：单次维修费用超过设备原值 50%；
申请流程：使用部门提交报废申请，说明设备编号、购置时间、报废原因、残值评估，附维修记录等佐证材料；
审批流程：管理员审核→资产管理部门审批→最终审批通过后进入处置环节。
1.6.2 报废处置记录
记录处置方式（如 “拆解回收核心部件”“合规报废处理”）、处置时间、经办人、处置结果（如 “回收电池 2 块，已入库作为备件”）；
报废设备档案归档，标记 “已报废”（保留查询权限，删除实时监控权限）。
1.7 统计分析模块：数据驱动设备管理优化
通过设备运行数据统计，分析利用率、故障率、维护成本等指标，为设备采购与管理优化提供依据。
1.7.1 核心分析指标
设备利用率：某设备 “实际作业时间 / 理论可用时间”（如无人船月度利用率 = 当月作业 120 小时 / 30 天 ×8 小时 = 50%）；
故障率：某类设备 “故障次数 / 总运行次数”（如摄像头年度故障率 = 10 次故障 / 50 台 ×12 个月 = 1.67%）；
维护成本分析：按设备类型统计年度保养费用、维修费用、备件消耗费用，对比同类设备性价比；
寿命周期分析：计算设备从采购到报废的总投入与产生的效益（如每台无人船年均处理工单量），评估设备投资回报率。
1.7.2 可视化报表
生成 “设备状态日报”“月度维护成本分析”“年度设备效能报告”；
通过柱状图展示各类型设备故障率，折线图展示某设备全年维修费用趋势，热力图展示高故障设备分布区域。
二、业务逻辑与权限控制
2.1 设备状态流转规则
设备全生命周期状态按以下逻辑流转，确保管理闭环：

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入库登记（未启用）→ 正常使用（在用）→ 保养中（临时下线）→ 正常使用
                  ↘ 故障维修（维修中）→ 正常使用/报废
                  ↘ 报废审批（待报废）→ 已报废

2.2 权限控制规则
角色	权限范围
系统管理员	查看所有设备档案、修改权限配置、审批报废申请
设备管理员	制定保养计划、处理维修工单、审核保养记录
维护人员	接收保养 / 维修任务、提交处理记录
作业人员	查看负责区域设备状态、提交故障报修