电力企业信息化建设思考与实践

面对电力市场改革及时代的发展需要,需要进行企业管理再造;进行制度、组织结构、运行机制的深层变革去满足发展要求,根本性的问题在于提升人们对信息化的认识和对信息化建设的思路和定位。



信息技术的发展已使用企业管理的重点实现了从物流、资金流转向信息流的时代性跨越。实时数据采集租网络的信息传递结构,彻底改变了数据的生成方式和线性传递模式,大大提高了企业管理信息的效能。企业竞争实力将不取决于企业规模。而取决于信息技术对企业操作层、管理层和决策层3个层面的全方位支持:取决于企业的数据传递速度和信息的整合能力。



1 电力生产企业信息化建设思路与定位



面对电力市场的逐步形成,以及市场对电力产品新的要求,进行有效成功的电力生产应该遵循如下准则:



a.运行管理的内容和目标决定了维护工作的任务;



b.最基本的先决条件是获取到最新的、准确的,将来要使用的设备或备件的工况知识(设备及其部件的技术条件和经济信息的知识);



c.设备、部件在工艺系统中实际负荷和应力条件下发生磨损和损坏的状态预测和预期的允许值,并靠诊断技术不断改进;



 

d.经济决策的中心是针对设备(部件)的状况,以最低的成本进行有效的维护;



e.维修工作必须利用最新的信息技术和科学方法以及各种现代化的诊断工具;



f.维修过程必须要形成简单、清晰的组织形式;



g.生产和管理过程相关的工作计划和费用要做到透明,必须由管理人员按全面预算管理进行控制;



h.维护过程是提高机组效率、降低成本以及沉淀和总结维修经验、知识经验的不断的学习过程。



由上述可以看到,电力生产的目标要做到透明化,其核心是维护工作的科学有效,而维护工作的科学有效又涉及到生产管理的规范和运行分析的准确及时。因此,电力生产企业的信息化建设应是围绕维修过程这个核心,包含缺陷、工单、人工、组织、材料、预算、设备状态等信息,从而扩展到运行、计划、预算、物资、燃料等电厂管理各个方面。这就要求数据有强大的共享性及准确及时性,并通过整合上升到管理信息,给管理人员及技术人员决策提供依据。同时,信息技术可全方位地对以上准则和要求提供以下几方面的支持:



a.信息技术可使各类人员掌握现代电力生产管理的信息流;



b.信息技术为工况知识提供了透明度,为维护决策及经营决策提供了先决条件;



c.信息技术支持生产经营活动的程序和使用运算的集合处理工作;



d.信息技术用面向应用的处理支持以知识为基础的工作;



 

e.信息系统是连续不断地督导程序、时间、质量、成本的先决条件。



通过以上考虑。在信息系统建设时考虑实现如下功能:



a.具有负荷预测能力及实时成本透明化的能力;



b.具有围绕维护过程科学有效性的,集设备缺陷处理、人工、工单、组织、备件、隔离、文档等维修要素于一体的,能提供出维修策略的自学习能力;



c.具有指标分析、优化运行调整、提供操作指导的能力;



d.具有生产、经营指标预算,进行偏差督导能力及灵活的统计分析能力;



e.具有强大的数据共享,将知识沉淀以及规范工作流程程序的能力。



2 准格尔电厂信息系统开发实践



2.1 准格尔电厂信息系统开发的思路



 

a.准格尔电厂信息系统是以提高电厂管理水平和综合经济效益、优化电厂运行为目标,面向领导、管理和运行人员。通过对生产和管理信息的全面采集和处理,为生产和管理人员提供全方位的信息和业务支持能力.为各级人员提供准确全面的辅助决策信息和指挥手段,保证稳定运行、降低成本、提高市场竞争能力,从而获得最大的经济效益。



b.以大型数据库为中心,以覆盖全厂的计算机局域网和联接国华电力公司的广域网作为支撑,为电厂生产运行管理提供一个技术先进的、符合现代化管理模式的大型软、硬件系统,实现对电厂信息的全过程、全方位的科学管理。



c.突出重点,在管理方面,全力开发“设备管理为核心的生产管理系统”、“实时信息系统”和“电厂实时报价系统”,这三项关系到电厂运行管理水平和经济效益。该三项功能软件(简称核心软件)引进国外成熟软件并进行本地化二次开发,使得准格尔电厂信息系统既能立足于高起点,达到国际水平同时又缩短了系统开发周期,又能适应具体应用要求。提高系统的实用性。为给核心软件准备数据和满足电厂其他管理需求,另外还配套开发其他必要的管理软件(简称外围软件)并与核心软件集成。



d.在设备检修技术方面,采用“设备状态检修”软件;在优化运行方面,引进国外成熟的“电厂运行优化”软件。



2.2 准格尔电厂信息系统的构成



准格尔电厂信息系统由以设备管理为核心的生产管理子系统、实时信息管理及接口子系统、在线计算分析和运行优化子系统、状态检修软件包、辅助经营决策子系统、经营管理子系统(成本管理、电价管理、电子商务管理、计划与统计、燃料管理)、办公自动化子系统(办公事务管理、劳动人事管理、财务管理、综合查询、电子通信)等7个子系统构成。



 

3 关于引进的五项软件简介



3.1 电厂生产管理子系统



电厂生产管理子系统、支持电厂的计划工作,实施设备、技术和工作的管理。下述各项功能。



3.1.1 值班管理



a.值班报表(记录值班日志和设备状态数据)和值班计划。



b.值班指令。



3.1.2 运行和维修管理



a.缺陷通知(记录和处理缺陷、故障),包含维修工作请求(请求由缺陷通知引发的工作)。



b.工作票(支持检修方案的实施、工作许可,包含需要使用的资源,对人员、备件和服务费用的工作成本累积)。



 

c.标准的工作计划和由事件引发的预防性、重复性和例行的维修工作。



d.计数器报表(记录测量值和事件触发的累积次数)。



e.工程项目(大的工程项目的管理)。



f.隔离(考虑工作的安全性、需要对机械和电气设备隔离)和标准的隔离方案。



g.岗位安全措施(进入许可、防火)。



h.工作步骤控制(发布工作票的工作步骤管理)。



i.人力资源的计划。



j.外包服务的控制。



k.状态检修策略制定。



3.1.3 维修费用管理



 

a.外包服务合同(合同管理、外包合同中数据)。



b.维修预算费用控制。



c.成本控制。



3.1.4 资产(电厂项目和设备)管理



a.电厂项目(由电厂设备标识系统,如KKS码标定的电厂设备,工艺过程方面的描述和设备位置)。



b.设备(设备系列号、制造时间、供货商、服务年限、技术参数等)。



c.设备类型(使用的设备类型、制造厂商、类型技术参数)。



d.部件清单(设备类型的部件)。



e.电厂配置(可以描述电厂设备对象之间的关系,例如“属于”、“安装于”、“参见于”等)。



3.1.5 备件和仓库管理



 

a.仓库项目(技术和管理方面的参数、供货商、使用业绩、库存控制数据)。



b.仓库管理(仓库组织/存放位置、货架高度的监视)。



c.预留。



d.货物管理(货品接收、货物存放、材料发布、材料回收、转移报告)。



e.库存检查(产生计数清单,包括数据的输入和输出)。



f.申请采购单(根据资源、材料和相关服务的要求,申请采购物品)。



g.技术采购(采购单)。



3.1.6 文档管理



a.文档登录/流程(根据文档标识规则和文档修改登记,对文档处理工作的描述)。



b.存档的位置。



 

c.文档分发(分发的控制和记录)。



3.1.7 接口管理



接口管理可以通过接口连接到其他的数据处理系统,保证了工作的一致性。这一特点使电厂管理软件可以集成系统的方式融入整个公司的活动中。



该系统的对外接口开放,现已含标准接口:PI,Autodigit,SAP,TelepermXP。



提供了与系统接口相关的数据字典和数据库结构:燃料、财务、人事、成本、电价、档案、综合查询、办公自动化等管理。



3.1.8 工程管理



3.1.9 基本模块



所有电厂管理标准的软件模块都建立在一个其他模块集成所必须遵循的模块的基础之上,这个模块叫做基本应用模块。包含有权限管理(用户和用户团体的权限)、人力资源和核心目录(让管理人员和顾客得到特定的数据纪录的选择范围)、配置(能够生成具有设备特性和装置分类的用户的具体技术数据组)、评估(能够生成用户具体的评估与报告)和通信(能够生成任务明确的操作要求)等模块。





 

3.2 基于实时信息系统的电厂信息系统



实时信息系统的电厂信息系统PIS(Plant Information Svstem)是基于客户/服务器结构的电厂实时数据集成、应用平台。作为控制网络和上层管理信息系统网络连接的桥梁。PIS在电厂信息集成(管控一体化)中扮演着特殊和重要的角色。



一方面,PIS用于电厂数据的自动采集、存储和监视。作为大型实时数据库和历史数据库。PIS可在线存储每个工艺过程点的多年数据。它提供了清晰、精确的操作情况画面,用户既可浏览电厂当前的生产工况,也可回顾过去的生产工况。



另一方面,PIS为最终用户和应用软件开发人员提供了快捷高效的电厂信息。由于电厂实时数据存放在统一的数据仓库中,电厂中的所有人。无论在什么地方都可以看到和分析相同的信息。



由于采集了所有的工艺数据,PIS可以生成电厂过去和现在的操作情况的画面。如:维护工程师可能要看特定设备的长期数据,并查看在运行中有什么问题;运行工程师经常注意单个工艺单元短期信息。PIS统一的数据仓库可以让用户以不同的视角访问相同的信息。



PIS可保存多年的数据。在线数据是用户或应用程序所需的秒级数据。保存多年的数据,使用户可提取工艺的季节变化数据,分析设备运行时间,查看产品或物料的生产同期。PIS的应用工具还可在离线介质(硬盘或磁带)上创建永久的档案。



数据采集和存储应保持原有的时间间隔、精度。PIS采用的压缩技术可以存储数千点的数据。而不需要大量的磁盘空间。



数据只在同一时间点存储一次(时间轴唯一),公司所有的人或应用程序,可以访问相同的数据而用于不同的目的。



 

电厂生产管理软件含有与PIS的标准接口,电厂生产管理软件可从PIS读取过程信息。采用PIS软件,对于监视设备实时运行动态、利用历史数据分析设备状况具有十分重要的作用。



3.3 电厂运行优化系统



电厂运行优化系统是一个在线运行的软件包,它映象出整个生产过程,通过平衡计算和仿真计算,取得电厂经济性的提高。所有主要设备,诸如锅炉、汽机、给水加热器、循环水系统等,都对整个机组的效率有影响。为了保持效率的高水平,必须保持各个主要设备的运行接近它们的最佳运行状态。由于设备之间的互相影响,使得确定哪个设备导致整体效率降低比较困难。



为了达到上述要求,电厂运营优化系统初装了锅炉系统的详细模型,如:燃烧系统、空预器等设备,和不同的汽机段、加热器、凝汽器等汽机系统。这些模型也用于平衡计算和仿真。



首先,从控制系统传送大约300个实时数据,这些数据按每5 min间隔,反映整个电厂和所有设备的状态。由平衡计算再相应地计算出一些额外信息,而通常这些信息没有实测,例如:空预器的泄漏、通过锅炉的烟气温度的分布、给煤量、凝汽器和高低压加热器的效率(热传递系数),以及其他一些性能方面的数据。通过这些实时的和计算出的信息,增加了过程对运行人员的透明度。



其次,对当前的运行状态和可能优化达到的状态进行比较,优化状态是通过使用每个设备的参考条件和过程变量,然后对整个过程进行仿真计算而获得的。这些参考数据来自设备生产厂家的保证值(加空预器的泄漏)或软件中的优化计算(如凝汽器中的优化循环水流量)。这些参考数据存储在不断更新的数据档案中,并由电厂优化系统的程序输出,用来与
 

当前的运行条件进行比较。与优化的运行方式比较,额外的燃料浪费将以费用的方式显示出来。



两个计算的比较使得运行人员获知,是否允许的偏差范围已经超过。此外,这些实测的数据都要经过数据有效性的核实。



3.4 设备状态检修软件包



为了降低检修成本、提高电厂的效益。需要通过采用系统地、合理地缩小现有的检修范围,完善检修的组织结构,提高检修效率等措施降低检修费用。





在电厂生产管理软件中集成状态检修软件包。状态检修软件包是一个检修决策软件包,粗略的划分,可采用3种手段节约检修成本:通过选择一个合适的检修策略缩小检修范围、改善整个检修的组织结构、提高检修工作流程的效率。



对于电厂的每个设备,都要确定检修是基于损坏的、基于时间的还是基于实际状态的。在很多情况下,预算是由实际采用的检修方式决定的。对电厂设备的技术状态的掌握和其涉及的检修费用不断成为有效检修的先决条件。



因为检修策略常需由每个部件决定,制定整体的策略是不实际的。在检修决策中包含有效的算法对制定检修策略是可能的。根据设备的功能及费用等方面的重要性做出的简易树状图可帮助策略制定。在每个决策点的决定必须是基于所掌握的情况和状态,依据可获得的情况或运行经验,简单的YES/N0可在最初阶段作出。



达到成本节约的效果所需的时间范围是很重要的。制定检修策略,包括减少检修范围,得到的效果迅速且显著.而完善组织结构的手段则需1~2年。检修过程中效率的提高则需
 

有持续的目标,如:将通过不断技术革新和技术改造逐年达到(检修策略:1年,检修组织:2年,检修效率:每年)。



取得成本节约是个积累的过程,策略制定所带来的费用节约是非常明显的,而组织方式和效率提高则需相当长的时间。



电厂的一个单元机组可能包括30000~40000件设备,这些设备的检修策略需要制定。即使同一类型的设备管理只需制定一次,这仍是一笔巨大的开支,所以检修策略模型应该融合到电厂的管理体系中去,在工厂的管理体系中把决策模块融合进去有以下几点好处:



a.决策所需的所有数据可以直接传送到决策模块中去;



b.检修决策可以对任何一个设备进行,可以按类型、优先级划分,可以在任何一个设备实施;



c.决策是文档化的,决策过程可以快速轻易地推广;



d.决策是基于知识的、系统化的和文档化的。



3.5 电厂实时报价系统



电厂实时控制系统是以电厂IT系统为基础的。实时报价系统集PIS、电厂管理软件、运行优化系统、状态检修的基本功能预算管理、财务管理、燃料管理,实现界面的统一,电
 

量、电价、机组状态的实时显示和预测,为管理者提供竞价上网决策的依据,形成电网与电厂的交易对话。





4 准格尔电厂信息系统方案特点



a.借鉴和吸收国际先进管理思想。建设电厂信息系统的目的是提高企业管理水平,使之适应电力市场的需要。有两件事要做:第一是提高企业管理水平,由于我国的管理水平离国际先进管理水平尚有较大差距,因此借鉴和吸收国际先进管理思想很有必要;第二是充分利用计算机这个现代高新技术的产物,它是企业现代管理必不可少的平台。两者缺一不可,所以,在进行信息建设时,注重借鉴和吸收国际先进管理思想。将国际先进的管理理念、管理模式、管理经验、管理手段通过某种形式拿来,迅速提高企业管理水平。



b.强调整体概念。电厂信息建设是一个复杂的柔性系统工程,不论是自行开发(包括国内专业软件公司开发)还是引进成熟的商品软件都必须强调整体概念,既要考虑系统内各子系统的独立性,更要考虑整体的有机结合。如果在这方面考虑不周,将会出现信息孤岛或功能孤岛的现象。



c.抓住主要矛盾。从国内现状看,PIS少则十几个子系统,多则几十个子系统。开发时齐抓共上(分步实施时看重的是时间上的分步)的现象比较普遍,容易造成时间、精力、资金分散,忽视主要矛盾或对解决主要矛盾的投入不够,因而做不出解决主要矛盾的精品。



d.合理确定软硬件比例。硬件比例过大不利于企业信息系统的建设和发展。在现代企业信息系统中,真正有价值的是融人软件中的管理理念、管理模式、管理经验和管理手段,是经过整理、比较、归纳、分析后积累的三层现状和历史数据。



5 关于以设备为中心的生产管理软件



5.1 生产管理软件的选择



为了更好地选择以设备为中心的生产管理软件,在几种设备管理软件中,专门选择了为火电厂管理设计的生产管理软件,它内置大量的运行检修功能和规范作业流程,所处理的业务与我国电厂的工作过程最接近,最适合电厂应用。该软件客户化相对容易且工作量小、实施容易、风险小,较容易用好。



 

5.2 生产管理软件应用经验



生产管理软件在开发过程中,对工作流程进行了规范和整理,从而形成了闭环的工作流程和管理流程,把管理的过程与信息的获得结合起来,既避免了信息反馈不及时或遗漏,又避免了重复录入造成的数据不一致性。对数据进行了合理的组织,相关数据都建立了关联。如:通过设备编码(KKS),可将基础数据、缺陷管理、工作票、值班长日志、备用配件各个模块之间联系起来:如登录确认了设备缺陷,就可自动生成工作票,使缺陷进入了设备台帐等。数据共享性很强,可把工作内容、工作程序的管理信息融为一体,具有信息的及时性、准确性和系统性,同时具有很强的实用性和可操作性。



6 运用生产管理软件对生产管理模式的影响



6.1 运用生产管理软件与管理模式的关系



应用生产管理系统不立足于全面二次开发是不能够满足需求的(包括对管理体制的二次开发)。先进的管理方法是软件精髓,引进管理软件不只是引进计算机程序,而首先是引进先进的管理方法。所以,当出现软件与现行管理有不一致的地方时,尽量少通过调整软件来适应现行的管理体制,而应适当调整管理机制来适应软件。这样既能充分利用软件的特点和优势,又能提高电厂管理人员的管理水平。



6.2 准格尔电厂的生产管理模式



准格尔电厂工程的建设目标,围绕着厂网分开、竞价上网的发展方向,企业以经济效益为中心,努力建成“效益透明”的电厂。生产以运行实现全能值班,设备维护以实现点检定修制为基础的生产模式,实现状态检修为目标的委托方式,自己管理,自己监督考核,强调在全面预控下的责、权、利的统一。



 

在生产体制上设发电运行部和设备维修部。发电部负责运行管理、生产调度指挥、节能指数竞赛、外围运行的监督考核(机、电、炉集控运行直接管理);设备维修部负责全厂的设备管理、大小修管理、备品/备件管理、技术监督管理等。通过建立检修作业文件包(规程),从缺陷的发生、分类、处理方式、材料备件消耗、工作票、工作的监督作业、验收至完工后的总结,都经点检员通过信息系统及文件包进行控制。对日常的缺陷处理分析及可靠性分析、技术监督分析积累在信息经验中,形成以具有检修策略的状态检修或形成以时间为基础的计划检修方式。设备维修部设少量专工。纵向按专业进行深度管理,横向按检修管理的可靠性、大小修、技改、备品/备件、技术监督等项进行分工,做到纵横兼顾。



维护委托(除热工端子柜以上和继电保护二次外)采取专业厂家驻厂维修(如吹灰、磨煤机等)和专业检修队伍相结合的方式。专业检修队伍以分机招标方式形成竞争互补。



这种生产管理模式要求计算机管理的可靠性更高,从而实现工作的程序化与制度化,因为管理者面对的乙方不单是一个,而是很多。实行点检定修制,一是设备维护的发展需要,二是对于这种委托模式的管理需要。通过工作流程的管理约束,通过合同的约束,从而达到更先进、更可靠、更安全、更经济、更规范、更环保的目标。



企业信息化建设是一个持续的、不断改进的学习过程。信息化技术使许多梦想成为现实。但是旧的思想模式和管理文化又潜意识地束缚着对未来美好事物的认识。“探索、付出的总比发现的要多”,只有深入地学习,艰苦地努力,以一种与时俱进、改革创新的精神和文化去适应信息化的挑战。




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