工厂数字化管理篇（1）

（一）、战略目标

1、数字化覆盖率、数据采集率稳步提升。

2、同步实施年度产建数字化配套，不欠账。

3、三年完成全厂10个采油作业区SCADA建设。

（二）、年度工作方向和重点

1、2019年工作规划

（1）、清理遗留工作量，提高数字化覆盖率。以偏远单井、纯水井井场注水井、水源井为重点，清理近年来数字化遗留工作量，作为2015年数字化管理提升重点内容，按照公司相关建设标准实施，提升全厂油水井数字化覆盖率。2019年主要完成392口油井、129口纯水井、14口水源井数字化配套。

（2）、强化数字化系统维护，提高各项数据采集率。建立“厂部协调、作业区主导、维护队伍参与”的数字化运维工作机制，进一步强化数字化运维管理，提高数字化系统采采集率，准确率和稳定性。重点围绕井场压力、油井远程启停、井场闯入报警等薄弱环节，开展故障大排查、大整改集中治理活动。系统辨识，分类治理，加强日常管理和技术改进，确保数字化各项功能正常运行。

（3）、同步实施2019年产建数字化。按照“钻井立杆、试油配套视频、投产上线”的建设方式，紧跟产建步伐,全面实施2015年产建数字化配套。

（4）、2019年完成黄泉、地府等作业区SCADA系统建设。

2、2020年工作规划

（1）、强化数字化系统维护，确保数字化系统各项指标逐步提升。

（2）、同步实施2020年产建数字化配套。

（3）、2020年完成一区、二区作业区SCADA系统建设。

3、2021年工作规划

（1）、强化数字化系统维护，确保数字化系统各项指标逐步提升。

（2）、同步实施2021年产建数字化配套。

（3）、2021年完成四区、五区SCADA系统建设。

二、基础网络建设与管理

（一）、战略目标

1、通过2015-2017年自建光缆，逐步搭建我厂主干环网系统，取代长庆通信处及各运行商链路，节省租用费，优化全厂网络运行架构和稳定性。

2、内部局域网千兆升级，实现各作业区至厂部传输带宽升级为1000M，确保全厂各类生产指挥、经营管理系统信息渠道畅通，有效提升应用效果。

3、加强各级人员网络应用与安全意识，丰富网络数据监测手段，完善网络应急保障体系，提升日常网络运维效率。

（二）、年度工作方向和重点

1、2019年工作规划

（1）、加强人员业务能力提升，建立完善的应急保障体系，缩短网络故障的发现与处理时间，提升全厂网络运行畅通率。

（2）、产建区块网络配套及主干环网建设。主要建设一号站至四增等光缆线路，替换租用网络链路，初步完善主干环网主干链路的建设。

（3）、对集中机房等19个网络核心机房进行机房配电、防雷接地、空调新风等7项工程子系统建设，满足SCADA系统在全厂推广需要，保障全厂信息网络平稳运行。

2、2020年工作规划

（1）、产建区块网络配套及主干环网建设。主要建设一号站、二号站等光缆线路，基本完成主干环网链路的建设。

（2）、升级目前网络审计系统，实现网络接入、用户行为审计和访问控制。同时引进网络病毒监控系统（VDS）,实现病毒过滤、行为检测、可以文本样本的缓存和可疑源捕获、鉴别和授权等功能，建立全网统一的自动更新机制，及时下载最新的应用软件和操作系统补丁，修复漏洞，加固网络安全。

3、2021年工作规划

（1）、主干环网线路资源整合。针对已建网络链路，通过资源整合与优化，安装环网运行设备，完成全厂三个自建环网及主干线路的调试开通：

（2）、在作业区主干网络链路自建的基础上，将各作业区网络出口带宽由100M升级为1000M,消除网络瓶颈，提升全厂内网的运行效果。

三、信息系统推广与应用

（一）、战略目标

1、虚拟服务器、虚拟桌面这些目前较先进的技术实践运用于我厂的建设中，保证我厂数据及各个系统的安全运行。

2、根据各个科室需要，建立完善的应用系统调研方案，配套系统满足各部门的使用需求。

3、建立异地容灾备份系统，在服务器虚拟化完成以后，建立异地备份机制，保证数据安全。

4、全面改善和提高应用系统的维护手段，确保应用系统软件及硬件出现状况时及时维护。

（二）、年度工作方向和重点

1、2019年工作规划

（1）、完成服务器虚拟化的部署。在不影响使用的情况下，完成我厂应用系统的迁移及部署，保证我厂40多台服务器的正常运行，以及数据库及应用系统系统的安全。服务器虚拟化的实施旨在提高我厂硬件和应用程序的可用性，进而提高业务连续性，当需要备份和迁移数据时不会出现服务中断，并且可以通过缩减物理基础架构降低数据中心成本。

（2）、根据科室提供上来的需求，认真调研出具可行性方案，实施软件部署，找出部门的关键业务点，并准备一些问题以深挖真实需求，减少系统开发周期，保证科室内部使用需求。

2、2020年工作规划

（1）、桌面虚拟化部署。建设完成桌面虚拟化的服务器的部署和应用安装，将软件数据与终端进行分离，通过任意一台终端都可以进入个性化的私有桌面，访问程序和数据，继续原先的工作。该项目的实施使得操作系统与软件的安装与配置通过简单的点击鼠标来实现批量处理，硬件故障与遗失不再对业务造成影响，更换一个终端就可以继续工作，随时随地为用户提供安全和可控的桌面计算。

（2）、联系软、硬件厂家，储备常用设备及配件，建立完善的应急机制，确保故障出现能及时处理。

3、2021年工作规划

建立异地容灾备份系统。在大庆和哈尔滨两地，建立两套功能相同的IT系统，互相之间进行健康状态监视和功能切换，当一处系统因意外停止工作时，整个应用系统切换到另一处，使得该系统功能可以继续正常工作。该项目的实施将为目前集中存储系统保存的核心应用数据提供了真正意义的在线实时备份，同时也为部分分散存储的应用系统提供数据备份服务，全面提升数据保护级别和数据备份/恢复能力，保护核心应用系统的连续运行。

四、科技术管理工作

（一）、战略目标

按照公司整体发展要求，牢牢把握稳中求进的工作总基调，按照“总结、完善、优化、提升”的工作方针，紧密围绕“有质量、有效益、可持续”的发展目标，持续强化创新驱动。大力夯实资源基础、开发稳产基础、工艺装备基础，实现致密油气关键技术的突破，进一步完善科技管理机制，提升自主创新能力，为实现致密油气藏经济有效开发提提供技术保障。

（二）、年度工作方向和重点

油田开发：

1、油田稳产

近几年以来，油田开发阶段持续开展稳产对策、井网适应及配套技术三方面技术研究13项，为提高开发效果提供技术依据。

2019-2021年计划在两个水平井开发区块加大科研攻关，制定出合理的开发技术政策。针对*区裂缝发育、含水上升快，常规注采调整存在见水与补充能量的矛盾。*水平井区油层厚度大，平均单井控制地质储量60万吨，单井采出量2000吨，含水上升易造成储量损失严重，目前采出程度低，剩余储量大，挖潜空间大。计划后期经过2-3年裂缝规律研究、技术政策研究及科技攻关，力争年递减幅度控制7.5%以内，含水上升率控制在1.0%以内。

2、区域研究

在厂部高度重视下，近几年全面系统开展了区域地质、富集规律及储层微观特征研究，形成了从三叠系到侏罗系油藏的系统认识，2010年以来，我厂通过开展**等30个科研项目，为规模建产提供理论依据，有力支撑了全厂原油产量快速攀升。

2015-2017年计划从储层微观特征到开发井动态生产情况，对油气成藏控制因素以及提高油藏开发效果等方面深入研究，为积极争取在我厂的评价井位部署及产建部署提供科研基础。

3、精细油藏描述

以预测油藏剩余油富集区、实现油藏数字化管理、提高采收率为目标，进行精细油藏描述研究，从而指导油田开发技术调整。目前开发区块67个，已完成28个区块的精细油藏描述研究。以“立足自身、综合研究、改善效果、效果跟踪”为工作要求，结合油藏开发矛盾和开发需要，制定2015-2017年精细油藏描述规划。计划三年内重点对新开发的油藏进行描述，尽快摸清油藏地质条件，掌控开发规律，制定出合理的开发技术政策。

采油工艺：

1、2019年工作规划

（1）、油田地面信息管理系统平台完善

2018年开发了油田地面信息管理系统平台，2019年需增加除**以外的其余9个作业区单井集油、注水管线坐标测量并纳入平台统一管理，并在应用过程中，对平台系统进行完善，切实发挥地面信息管理平台的应用效果，实现油田地面系统三维网络平台可视化监控，提高地面系统精细化管理水平。

（2）、低产井小参数采油合理技术政策研究

针对单井产量逐年降低的现状，工艺措施主要采取降低泵径和小参数生产，在不影响产量的前提下，提高泵效和效益是必须考虑的事情，选择低产井进行试验，按长期间开试验和短期间开试验等两个方向进行，得出低产井合理生产制度，提高泵效及系统效率，生产产能最优，降低生产成本。

（3）化学清防蜡技术研究

针对*等区块清蜡剂投加量大、溶蜡效果不佳的问题，通过原油物性分析，研发针对性强的清防蜡剂：溶蜡速率≥0.016g/Min，防蜡率≥90%，。

2、2020年工作规划

（1）、数字化分注工艺技术完善与推广

随着油田注水开发进一步精细，面对分注井逐年递增、以及数字化工艺的普及，为进一步提高多级细分层注水工艺，满足油田开发需求，并提高测试效率，降低劳动强度，进一步完善与推广数字化分注工艺，实现分层注水量的自动调配和控制，以适应油田不断发展需求。

（2）、井站伴生气测定及评价

伴生气资源较为丰富，但在伴生气回收过程中，计量工艺和方式成为瓶颈问题。因此，开展井站伴生气测定及评价，优选伴生气计量工艺，掌握伴生气生产情况，为后期伴生气配套治理、提高伴生气利用率提供重要依据。

工厂数字化管理篇（2）

关键词：工业4.0；数字化工厂；实践平台

Key words： industry 4.0；digital factory；practice platform

中图分类号：G719.21 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0115-03

0 引言

新一轮工业革命大潮中，各国纷纷把发展先进制造业上升为国家战略，德国推出“工业4.0”，美国提出“再工业化”，都在努力争夺全球制造业的领先地位[1]。中国制造业由于人力成本上涨、产能过剩、技术含量不高、品牌影响力不够，一直以来依靠低成本、高消耗、高排放推动增长的模式已经严重阻碍其发展。目前企业以劳动密集型为主，自动化水平较低，已实现数字化管理，数字化设计，数字化制造的还不多，随着人口红利减弱，低成本优势消失，发达国家制造业回流，传统制造业的产业升级成为必须要着力解决的关键问题。

企业在产业升级过程中需要面对两个问题，一个是企业需要大量复合型高技术技能人才问题，二个是如何升级的问题。高校建设数字化工厂实践平台可以解决这两个问题。利用数字化工厂实践平台，培养学生对数字化工厂体系的认识理解及相关设备的操作，了解工业，制造业，智能制造的生产模式、组织模式，产品形态等，为企业升级提供相关的高技能人才。同时，又可以为企业升级做示范。

国内的高校对数字化工厂实践平台的研究比较少，知网上相关文章并不多，如：苏亚辉《高职工科类专业数字化实训工厂的建设》只是提出把现代化的企业生产流程引入日常实训教学。宫海斌《校企合作――数字化实训基地的建设与管理研究》提出了通过校企合作、工学合一，引进企业先进生产理念、企业文化、管理经验、产品设备为学生实习实训提供保障的理念。周月侠《高职院校建立数字化工厂意义浅析》只是介绍了高职院校建立数字化工厂的意义。武平丽《模拟数字化工厂的实训中心建设方案研究》提出利用工业控制软件，模拟数字化工厂控制工程的设计、安装、仿真调试和投运的方案。这些研究还只是对数字化工厂理念和实训仿真的研究。还有少数的高职院校建设了校内智能工厂，但只是停留在现成的硬件集成或建一条数字化生产线和厂房，在软件方面，基本是购买商品化的各种应用软件，不仅成本高，而且各软件的集成相当困难，应用的效果并不理想。

基于“工业4.0”高校数字化工厂实践平台依托于具有自主知识产权的JDDFS数字化工厂平台，根据校内现有的以及可以增加的硬件设备进行数字化升级和改造，不仅成本低，而且易实现，可以作为机械、机电、控制、电子乃至管理类专业的实践基地。通过依托平台开发的实践项目，培养学生具有生产第一线或工作现场技术操作与指导、工程管理方面的技能，知识技能高度复合，该实践平台建设对培养数字化设计与制造、数字化加工、数字化管理人才，推进数字化工程，提升制造业竞争力有重要意义。

1 数字化工厂实践平台建设目标

建设“四化融合，三服务”的数字化工厂实践平台，即：数字化产品数据、智能化管理软件、可视化生产过程、自动化生产设备，更好的为学生、企业、社会服务。

①数字化工厂实践平台面向学生主体群，面向全校相关专业，打造一个真实的、适合的、可行的，能培养适应智能制造的专业技能人才的实践平台，使学生在校期间对未来智能制造体系有一个比较清晰的认识和概念。

②为目前自动化程度不高，信息化管理落后的中小企业提供数字化工厂的示范。

③培训社会人员。企业经营风险增加，员工技能老化率上升，工作岗位重组频繁，在职员工流动加大，再就业的终身进修成为必要手段。利用该实践平台可以开展层次多样，期限不同的各种培训，为社会人员再就业提供保障。

2 数字化工厂实践平台建设内容

数字化工厂实践平台建设分为两部分，一是数字化工厂实践平台的建设，二是针对此平台的教学实践项目的开发。

2.1 数字化工厂实践平台的建设

数字化工厂实践平台是由硬件与软件组成，即车间硬件设备与产品数据管理系统、企业资源计划系统、制造执行系统、过程控制系统进行集成，形成综合信息流自动化集成制造系统[2]。

数字化工厂实践平台从组织结构上分为四层：设计与制造层、计划管理层、数字化制造层和底层控制层。

2.1.1 数字化工厂实践平台软件运用

数字化工厂实践平台软件主要由三部分组成：PDM系统（产品数据管理）、ERP系统（企业资源计划）、MES系统（制造执行系统）。PDM解决了“做什么”的问题，ERP解决了“何时何地由谁做”的问题，MES解决了“怎么做”的问题。

①产品数据管理（PDM， Production Data Management）软件的运用。

产品数据管理是位于设计与制造层的管理软件，它是介于数据库和应用软件间的一个软件开发平台，解决了“做什么”的问题。通过PDM平台，实现CAD/CAM/CAPP/CAE的一体化，使产品向无图纸制造方向发展。产品CAD数据经过校核，直接传送给数控机床完成加工[3]。

②企业资源计划（ERP， Enterprise Resource Planning）软件的运用。

ERP是位于计划管理层的管理软件，主要用于制造资源（人、财、物、信息等）的组织和控制，解决了“何时何地由谁做”的问题，在数字化工厂实践平台上重点实现物料需求、物流及库存管理功能。

③制造执行系统（MES， Manufacturing Execution System）软件的运用。

MES是处于计划管理层与底层控制层之间的数字化制造层的管理软件，解决了“怎么做”的问题，在数字化工厂平台上实现生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析及在ERP生产计划的指导下，采集现场自动化系统与生产相关的实时数据，自动生成生产日计划，现场监控、生产过程优化等任务[4]。

2.1.2 数字化工厂实践平台系统集成

数字化工厂实践平台实现以数字化制造层为核心与其它部分的集成。一与设计与制造层进行集成。二与计划经营管理层集成。三与底层控制集成。

2.1.3 数字化工厂的硬件建设

根据已有的数控设备及增加设备，进行整体布局。即对厂房设计、车间内部设施、整体信息化及各种物流进行规划设计。车间内部设施的布局包括：生产设备的位置与摆放；各工位的位置；车间内各种附件位置；立体化仓库的位置以及实时数据采集设备的安装；车间生产监控设备安装；车间信息看板设备安装等。整体信息化包括：机房、中控室的选择；DNC子网的综合布线、网络设备的位置及其防护设备等[5]。

数字化工厂实践平台的总体运行机制是“数据驱动”，即从PDM系统中获取产品的结构数据信息，输出各种与生产有关的信息，实现与ERP和MES等系统的交互。图1给出了数字化工厂实践平台信息化框架图。

2.2 数字化工厂实践平台教学实践项目开发

数字化工厂实践平台提供一个了具有现代化管理特征的工厂环境，在此平台上开发了五大模块的实践项目，分别为基础模块、设计工艺模块、计划管理模块、数字化制造模块、设备操作模块。图2给出了数字化工厂实践平台教学实践项目。

第一模块：基础模块

①数字化工厂认识（音像教材、数字化工厂实践平台）；

第二模块：设计工艺模块

②机械CAD/CAM（产品设计与制造）；

③CAPP（产品工艺）；

④逆向工程（产品设计过程再现）；

第三模块：计划管理模块

⑤物料管理（适时、适量、适价、适质地满足对物料的需求）；

⑥生产管理（信息化生产管理）；

第四模块：数字化制造模块

⑦制造物联网工程（把互联网和物联网技术应用到制造业领域）；

⑧质量管理（全面、全过程、全员参与、全企业的质量管理）；

⑨数据采集技术（从系统外部采集数据并输入到系统内部，如条码技术、RFID技术）；

⑩传感器技术应用（合理选用各种类型的传感器，常用检测仪器和传感器的操作和调试）；

{11}AGV小车（原理、结构、种类及应用，物料运输、出入库运输等）；

{12}立体化仓库（工作原理、货物入库、出库及盘库流程）；

第五模块：设备操作模块

{13}数控设备编程与操作（数控车、铣，加工中心的编程与操作）；

{14}用于典型加工对象的制造单元{箱体类零件、轴类零件、盘类零件}（针对不同加工对象的机床选择、工艺安排与加工操作）。

3 数字化工厂实践平台建设过程

数字化工厂的建设过程分五步：①总体规划；②初步设计；③详细设计；④工程实施；⑤运行和维护。图3给出了数字化工厂实践平台研究过程。

4 结论

数字化工厂实践平台以建设数字化产品数据、智能化管理软件、可视化生产过程、自动化生产设备，即“四化融合”为核心，以为学生、企业、社会“三服务”为宗旨，以培养学生的工程设计能力、工程实践能力、生产管理能力、信息化应用能力、智能制造能力为重点，为全校各相关专业提供集机械、电子、信息、系统和管理为一体的具有现代工程背景的教学环境和平台。通过平台的实践项目训练，培养学生具有多学科的综合知识和技能，为智能制造提供人才支撑。

产品数据管理PDM、制造执行系统MES、企业资源计划ERP三个管理软件的开发依托于具有自主知识产权的JDDFS数字化工厂平台，根据校内现有及增加的硬件设备进行数字化升级和改造，成本低，集成方便，易于实现，应用的针对性更强。

针对数字化工厂产品生产过程来开发实践项目。在实践项目的总体构建上注重实践项目之间的学科相关性和生产、工艺、技术、管理的完整性，使学生得到对数字化工厂从产品设计、工艺、管理到加工的完整实践，保证了认识的全面性和系统性。

参考文献：

[1]李志东.数字化制造车间系统构建[J].一重技术，2011（2）：27-30.

[2]王海峰.高职软件技术专业实训基地建设研究――以南通职业大学为例[J]. 南通职业大学学报，2013（4）：22-24.

工厂数字化管理篇（3）

中图分类号：F284 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0116-02

1 引言

21世纪信息技术的迅猛发展为电力工业带来了前所未有的机遇和挑战。建设数字化电厂，深化信息技术的应用，使发电效益最大化，已成为电厂建设的目标和任务。作为国家基础设施产业的电力工业，本着“信息化带动工业化，工业化促进信息化”的方针，正由传统工业向高度集约化、高度知识化、高度技术化工业转变，实现电力企业生产运营的现代化、数字化，信息化已迫在眉睫。

2 数字化电厂的概念及建设目标

数字化电厂的概念从二十世纪末出现，一直是国内电力行业建设者热衷的话题和追逐的目标，许多电力建设者、系统解决方案提供者从不同的认识角度出发，给出了数字化电厂若干种概念和解决方案。如：有人认为德国Niederaussem电厂（单机出力达到1012MW）仪控系统采用了现场总线技术，管理信息、设备维修信息等也通过现场总线进入DCS和上层IT系统，实现了机组优化操作及优化维修管理，是一个典型的数字化电厂；也有人认为将信息系统的数据、设备检修备品备件库与三维模型双向关联实现数字化的运行维护，能在三维模型下进行可视化的施工是数字化电厂；在我国电力行业标准《火力发电厂热工自动化术语》DL/T701-2012中将数字化定义为“数字化电厂是电厂数字化到达一定程度的概念。电厂各控制系统和管理系统（包括现场设备等基础单元）均进入数字化后成为数字化电厂”；我们认为数字化电厂是通过对电厂物理和工作对象的全生命周期量化、分析、控制和决策，提高电厂价值的理论和方法。这一理论和方法研究的对象是电厂的物理对象和工作对象，其方法是从整个生命周期出发研究如何对其进行量化、分析、控制和决策。其作用是可以降低发电成本、提高上网电量、减少设备故障，最终实现电厂的安全、经济运行和节能增效。

数字化电厂的概念不是一成不变的，是一个动态的、随着技术发展不断丰富其内涵的动态发展的概念。

数字化电厂建设的目标是在确保安全的前提下，深化信息技术的应用，以数字化信号为载体，以信息技术为基础，以计算机及网络系统为支撑，优化人力资源配置，提高劳动生产率，降低投资及运行维护成本，使发电效益最大化。

3 数字化电厂的模型及结构

3.1 数字化电厂的模型

根据国际标准化组织数字化企业和数字化工厂的模型规则，即：

*生产管理和经营决策构建数字化企业

*管控一体化构建数字化工厂

*热工、电气设备全面数字化构建自动化设备资产

数字化电厂模型层次如下：

3.2 数字化电厂的结构

结合电厂特点和国际上数字化工厂和数字化企业概念，提出一个具有四个层次，四个支持系统的数字化电厂结构模型。

四个层次：经营决策层、生产监控层、控制层和现场设备层。

四个支持系统：信息系统、计算机网络支持系统、电厂标识系统、三维模型支持系统。

从数字化发电厂的概念出发，建设数字化电厂是方法实现的过程，建设数字化电厂，需要采用以下三个方面的方法实现：

*数字化电厂设计和建设

*数字化电厂运行

*数字化电厂智能化管理和维护

4 数字化电厂的设计和建设

4.1 利用三维数字化设计技术

采用以国际主流设计软件为核心，集成一套涵盖电厂设计、采购全过程的系统，称为工程项目管理集成系统。包括系统图设计、布置设计、各种计算软件、项目资源管理系统。

采用以三维技术为核心的数字设计手段在完成一个物理电厂的同时，提供一个数字电厂。

4.2 利用工程设计协作平台

利用工程设计协作平台对电厂设计过程实现全面的数字化管理，包括：任务分解、资料管理、进度管理等。采用三维设计技术，进行多专业协同设计，以提高设计工作效率和质量，为实现数字电厂向业主的快速、无缝移交打下坚实基础。

从初步设计阶段开始，按照“项目定制-系统设计-布置设计-详图设计”的流程，以三维模型为核心开展工程设计工作。

在施工图详图设计阶段，生成最终的智能PID和三维模型，直接从三维模型中抽取管道安装图和平剖面图纸，已满足现场施工需要。

4.3 数字化采购和数字化施工

采用专业化的设计软件，通过系统设计DD布置设计，将生成智能PID和本阶段的三维模型供设计评审，同时可以生成主要设备明细表和初步的材料清单。并可提供多种不同类型的材料统计清单：

1）整个系统的材料汇总表，可用于做材料计划；

2）管线预制清单，按每条管线安装所需材料汇成清单，方便领料和物资部控制材料发放；

3）管线装配清单，方便班组的分配工作，发放材料和领料，更好的做到“工完，料尽，场地清”。

利用三维系统，可以模拟施工组织方案，合理组织施工、理顺施工工艺、减少施工准备时间，减少施工交叉，机具调整，加快施工进度。

4.4 采用统一的标识编码系统

为了实现数字化电厂信息系统的有效运行，必须建立有效的数据交换机制，建立统一的关键词词库。关键词词库是联系各类数据的纽带，可以保证数据的完整性、唯一性、一致性、可交换性、可互访性；在发电厂推广使用统一的标识编码就是这样的关键词词库。标识编码对各类设备的工艺（过程）相关标识、安装地点标识、位置标识等进行了描述。

4.5 采用项目管理软件

为加强工程内部协调和工程控制管理工作，降低管理成本，实现对工程进度的“静态控制、动态管理；宏观控制、量化调节”的目的，实现项目成本费用明细化、进度控制数字化、协调沟通信息化，采用项目管理软件进行企业级项目控制管理，将工程概算、合同管理、财务支出、设备采购、进度控制、绩效考核等全面融入管理系统，形成企业管理的信息平台，实现全面的、数字化的、标准化的项目管理。

5 数字化电厂的运行

数字化电厂运行是基于数字化电厂的四个层次，即经营决策层、生产管理层、厂级监控层、现场过程操作控制层。

过程操作控制层包含电厂内部针对设备运行或操作过程的数字化监控功能，主要由单元机组分布式集中控制系统DCS、电气、水处理、输煤、除灰（ 除尘） 、脱硫、脱硝等的辅助车间自动化系统等组成。目前技术的发展是以基于现场总线技术的先进控制系统DCS实现机、炉、电的一体化监控为方向的。过程操作控制层是数字化电厂建设的基础，没有现场过程操作层的精心建设，数字化电厂就会成为海市蜃楼。具体体现在如下方面：

1）合理使用现场总线技术，全厂采用DCS监控，实现电厂监控系统的高度一体化。

2）实现电厂断点式机组自启停控制系统（APS）

3）采用合理的技术方案，构建适应数字化电厂公用系统集中监控的网络系统，实现在集控室对整个辅助车间各工艺系统及设备的全厂一点化集中监控，现场无人值守。

4）升压站系统监控数字化、电气系统（设备）监控数字化。

5）建设一个完整的包括视频监控系统、周界防防护系统、电子巡更系统、门禁系统的智能化安防系统。

6）采用以物联网技术为支撑、云计算为中心，通过数据接口、信息集成和协议转换等手段将电厂相互独立的安防子系统、消防报警子系统、信息管理子系统、智能照明子系统、暖通控制子系统等接入统一的数据平台，实现各子系统之间的设备联动，一体化集中监控，实现对厂区的自动化、数字化、智能化、集约化融合的智慧化厂区综合管理。

7）全范围高逼真度的仿真系统，为数字化电厂运行培训提供有力的保障。

8）消除信息孤岛，建设高度集成的数字网络智能系统。

6 智能化管理系统和维护的实现技术

6.1 信息化管理系统目标

配置的信息化系统以建设数字化电力企业为目标，实现生产、经营、管理一体化，满足企业管理提升和长远发展需要，对电力企业整体性战略发展构成强有力的支持。

借助国际国内标准和规范，建立企业一体化平台，减少数据冗余，实现资源优化配置。以资产管理为核心，建立资产全生命周期管理体系，优化资产结构；实现资产状况跟踪、测量，提高设备的可靠性；智能化决策设备检修周期，提升设备使用效率；通过全面预算控制，降低投资成本与运行维护成本。

结合生产过程控制自动化，实时采集生产运行数据，通过对标管理、绩效管理、预算管理，实现管理精细化，形成企业管控一体化，降低运营成本，提高企业效益。

6.2 信息化管理系统特点

*编码体系标准化：依托国际标准及行业标准编码体系，满足唯一性、合理性、扩充性、通用性、保密性、科学性、系统性、实用性的要求，实现资料交换和资料共享。

*数据中心集中化：通过数据集成，提供一个电厂全范围内从底层控制到分析优化、管理决策的综合应用平台，实现资金流、物流和信息流有机集成，形成管控一体化。

*标准产品可配置：根据电力企业信息化发展规划，功能模块可任意组合使用，满足电力企业组织调整、流程优化、管控方式等各方面的实际需求。

*个性需求可定制：对于电力企业特有的行业需求、个性需求，信息化管理系统能够支持新增业务功能定义，满足个性化业务处理的实现。

*异构系统可集成：可以与财务、办公自动化、人力资源管理等其它系统实现数据集成、流程集成，保障电力企业系统投资与应用成果。

*技术平台统一化：基于SOA设计模式，符合J2EE开发规范，采用中间件技术和工作流技术，支持基于构件的开发模式，构建纯B/S架构，实现统一的技术平台，满足企业所有业务在一个标准、开放、可扩展的技术平台下组装和运行。

6.3 信息化管理系统应用软件业务功能

发电企业管控一体化解决方案以实现智能化数字电厂为目标，将电厂生产控制与上层经营决策系统真正衔接，让生产控制系统的数据能够为电厂管理服务，实现以电厂管理指令指导生产指令，以生产指令优化底层控制，形成电力企业管控一体化，降低运营成本，提高企业效益。

应用系统是以企业生产、经营、管理数据为中心，以设备维护管理和企业成本管理为核心流程，涵盖企业资产管理、生产运行管理、经营管理和协同办公管理，为电厂的生产管理者提供真实、准确、及时的生产管理信息，市场经营信息，提高工作效率，提升管理水平，增强决策的正确性，适应“厂网分开、竞价上网”的市场经营模式。

6.4 信息化管理系统实现技术

6.4.1系统支持平台架构

系统主体程序需采用多层纯B/S架构，整个系统的体系结构由数据库服务器、多个应用服务器以及Web服务器、客户端组成，实现了样式、数据、控制和业务分离的模式，是一个高复用、并有严格层次划分的体系架构。

6.4.2系统运行环境

*硬件系统：支持微机、小型机的各种机器配置；

*服务器操作系统：支持Windows、UNIX等服务器操作系统；

*数据库系统：选用Oracle大型数据库系统；

*客户端：IE。

6.4.3系统权限管理

*用户账号建立与管理，包括系统管理员管理，系统管理员可以执行系统的所有功能，管理和维护信息系统的正常运行；

*用户信息建立与管理：任一用户可以属于不同的用户组，也可以属于不同的角色；

*角色信息建立与管理：任一角色只能属于一个用户组，一旦一个用户属于某一个角色，则此用户拥有赋予此角色的所有权力；

*用户组建立与管理：每个用户组之中可以建立不同的角色。

6.4.5信息化管理系统总图结构

工厂数字化管理篇（4）

1 前言

随着信息化时代的到来，建设数字化电厂，加深信息化技术在电厂中的应用，成为了未来电厂技术的发展方向。顺应市场主流，把握技术趋势，让电厂实现数字化，构建一个全面的、真正意义上的数字化电厂，是电力事业信息化发展的重要任务。目前，对于数字化电厂的认识还存在较多的争议，有人认为信息管理系统、现场总线或厂级监控系统就是数字化电厂，也有人将三维电厂理解为数字化电厂，还有人提出所谓的较为完整的数字化电厂概念模型，也称为5s模型：分散控制系统（dcs）、厂级监控系统（sis）、信息管理系统（mis）、电力仿真系统（simu）、决策支持系统（dss）。对于数字化电厂的概念，还需要进一步进行探讨。

2 数字化电厂的概念及意义

2.1 数字化电厂的概念

目前，数字化已成为了一个普遍的时髦用语，数字化的影子在日常生活中随处可见，比如数字化电视、数字化地图、数字化电影等等。尽管人们在生活中常常使用“数字化”这个词语，但是对于数字化的具体概念却知之甚少。

数字化，就是把外部复杂变化的信息，转变为数字和数据，以这些数字和数据为基础，通过建立数字化模型，将其转变为一系列计算机可识别的二进制码，将其引入计算机内部并进行统一的处理的整个过程。

数字化电厂所涉及的信息范围非常广泛，它既包括外部的情报信息，又包括内部的管理信息，其中，内部的管理信息包括了过程控制信息、电厂设计信息、资源信息、以及电厂生命周期中各阶段中的信息。对所有信息进行数字化处理，是实现电厂数字化的必备基础。

数字化电厂应该包括电厂设计的数字化、生产过程控制的数字化、电厂管理的数字化、现场设备级的控制数字化和电厂信息的高质量数字化。目前，生产过程的控制已经完全实现数字化，并且在自动化、信息化方面达到了很高的水平。

2.2 数字化电厂的建设意义

从国内外成功实现数字化电厂的实例中可以看出，通过应用先进的软件，构建一个用于优化控制和数字化的综合平台，仅从经济效益方面来看，每年就能为电力企业节省上千万的资金。在故障预测与诊断方面实现数字化，可以预防重大设备的损坏，避免不必要的非计划停产，综合提高了生产的安全性，若将这些因素考虑进去，数字化电厂产生的经济效益将是十分可观的。

建设数字化电厂，实现计算机操作，能让生产的安全性和可靠性得到进一步的提高，从而减少运行的维护成本，降低工程耗费，符合现代化管理的要求。

3 数字化电厂应用的关键技术

3.1 应用分散控制系统，实现生产过程的自动化

分散控制系统（dcs）以其工作性能可靠，控制功能强大，人机交互界面易操作等优势，让其在大中型的火力发电机组的机炉主控领域中得到了广泛的应用。dcs组态，实现了锅炉炉膛的安全监控，以及汽轮机数字电液系统的控制，从而实现了dcs对机炉的系统和主要设备的统一监控和管理。dcs还能对电气系统进行监控，最终实现机、电、炉一体化控制。

随着分散控制系统技术的不断深入，还能为高层次的sis和mis的建立提供现场的实时数据。目前来说，dcs在火力发电厂中的应用已经比较成熟，其组态配置、设计思想、功能配置都已十分完善，dcs已经被应用于火力发电厂控制系统中的各个领域。

尽管dcs在火电厂的应用已经成熟，但是它也存在着一些不足之处：dcs采集的数据量有限，不能满足大型电厂的需要；各厂家的dcs不兼容；硬接线方式造成了资源浪费。

3.2 应用fcs技术实现现场设备级的数字化

在自动控制装置与现场设备之间，进行的串行通信、双向通信、数字通信及多点通信的数据总线称之为现场总线。由现场总线和智能设备所组成的控制系统称之为现场总线控制系统（fcs）。将控制技术、现场智能设备、计算机和通信作为一个整体性的技术，称之为fcs技术。

fcs技术重点用于实现

现场设备的数字化。fcs技术推动了智能仪表和现场智能设备的发展，也促进了dcs与plc（可编程逻辑控制器）的融合，并且对于fcs的发展和应用起到了有效的推动作用。fcs的应用，解决了dcs不能对智能仪表的高级功能进行有效发挥的问题，真正实现了智能控制系统与现场仪表之间的数字通信。

目前，多数的火力发电厂都致力于fcs和dcs的结合使用，让二者在发挥各自优势的同时，又能互补缺陷。由于我国大多数的火力发电厂现在采用的是dcs，所以，如何在对dcs不做太多变动的基础上，充分利用fcs技术是目前需要解决的实际问题。

3.3 应用mis和sis实现管理数字化

mis（厂级管理信息系统）和sis（厂级监控信息系统）组成了电厂的信息系统，也是实现厂级管理数字化的具体内容。

3.3.1 厂级管理信息系统

mis是以网络为平台，覆盖面设计整个企业，或者企业中的主要部门的辅助管理的信息系统，其主要组成部分有主机系统、应用系统和网络系统。目前来说，作为电厂的基础建设，mis已经被大多数的电厂所使用。

传统的mis局限于行政管理、财务管理和生产运营等的办公自动化，其功能非常有限。随着科技技术的发展，传统的mis已经不能满足目前的电厂需求，在mis的应用方面，电力企业对其有了更高要求。在新的mis建设中，应当应用erp（企业资源计划）的软件结构以及管理思想。新的mis应当具备报价辅助决策、交易信息管理、模拟成本实验和动态经济分析等功能。通过采用eam（企业设备资产管理）技术，对于设备的监控和维修进行强化，从而达到节省检修费用的目的。总而言之，新的mis应当为企业管理的“开源”、“节流”提供技术支持。

3.3.2 厂级监控信息系统

sis是以计算机软件技术和网络为基础，将生产过程管理、优化控制和过程实时监测融为一体的自动化信息系统。它是建立在mis与dcs网络之间的一个历史及实时的网络信息系统，它具有容量大、可靠性高、速度快的特点。sis在电厂中的应用主要包括性能计算、分析，过程管理和监视，优化调度，诊断机组运行故障，分析计算机组设备寿命，分配负荷等。

4 结束语

数字化电厂是我国电厂今后发展的必经之路。数字化电厂的建设是一项长期的、系统而复杂的工程，在技术手段和管理思想方面，应当与网络、信息、管理及工业各种技术进行融合，紧跟时代步伐，从而最终实现数字化电厂的构建。

参考文献

[1]王晓雄.构建全面数字化电厂的思考[j].中国仪器仪表，2011，（10）：41-44.

工厂数字化管理篇（5）

Abstract: With the reform of power industry system in our nation and the formation of power industrial market, the power generation industries must accelerate their paces into the information era. The industrial power plants and the extension of internet application are the base of the extension of information uses. The extent of broadness as well as the deepness in digital power plant has the direct effects on the level of information in power plants. This paper discusses the areas such as the simulation technology, research on ‘3S’ are mentioned in this paper. Besides, it also discusses the achievement and the future endeavors in the region of digital power plants.

Key words: Digital Power Plants, Simulation Technology, DCS, SIS, MIS

中图分类号：TM6文献标识码：A 文章编码：

建设数字化电厂的意义和可行性

1.1 建设数字化电厂的意义

目前新建电厂开始建设的SIS和MIS已为火电厂提供了一个综合优化控制和管理的数字化平台，如把国内外经实践证明有实效的优化软件集成到这个平台上， 仅从直接经济效益计算，每年为电厂节省上千万元是完全可能的。如考虑故障预测和诊断等提高安全性、防止重大设备损坏或不必要的非计划停运，其经济效益将更大。如果进一步实现现场设备级数字化， 推广应用现场总线及相应的现场总线智能监控没备，还可进一步提高运行的安全可靠性，适应现代化管理的要求，减少运行维护成本，降低工程费用，可见，火电厂数字化对电力企业优化运营具有深远意义。

建设数字化电厂的可行性

目前新建电厂开始建设的SIS和MIS已为火电厂提供了一个综合优化控制和管理的数字化平台。我国数字化电厂的应用情况可以从以下事实做出说明[1]。

大唐盘山电厂的SIS率先于2004年6月通过了由陆延昌同志任主任委员的高级别鉴定，并给予了高度评价。第1个电力行业的SIS标准, 《火力发电厂厂级监控信息系统技术条件》已经过审批，将由国家发改委颁发。经过7年的奋斗，形成了一支SIS开发和应用队伍， 这为建设数字化已初步电厂，进一步发展SIS的应用打下了良好基础。

国内外石化行业已开始进入推广应用现场总线系统、全面进入企业数字化的阶段。国外也已有一些大中型火电机组成功应用现场总线系统。

综上所述，当前着手建设数字化电厂是完全可行的。

2.仿真技术在数字化电厂中的应用

目前，熟悉控制装置，决定控制系统结构，静态参数的匹配计算及调节器参数整定等工作，都必须在现场反复摸索和试验，需要花费大量时间和精力，并且由于受现场条件限制，控制方案和控制参数往往不太理想。仿真技术是指如果能开发一个控制仿真系统，则上述工作都可在实验室完成，一方面可大大节省时间和精力，预先确定控制方案和参数，大大减少现场调试次数；另一方面，由于DCS在电厂的普及，今后数字化电厂的工作重点将转移到节能增效上来，这就要求必须对目前数字化电厂控制系统进行优化。优化不是简单地对现有控制系统的调节器参数进行凋整，而主要是研究采用新型控制结构和新型控制算法的控制系统，成功应用新型控制系统的关键之一是在实际投运前对其进行详细的仿真试验，以便使调试人员掌握新型控制系统的运行特征及控制器参数的工程整定规则。

3.数字化电厂“3S”研究现状

数字化电厂即电厂厂级信息自动化系统的概念，它包括厂级监控信息系统(Supervisory Information System 以下简称SIS)和管理信息系统(Management Information System 以下简称MIS)。数字化电厂的信息系统主要涉及分散控制系统(DCS)、厂级监控信息系统、管理信息系统三大系统（3S）。三大系统各自独立运行于支撑自身的网络系统，通过公用的统一数据平台实现三个系统的无缝集成，从而达到全厂数据的共享。

3.1 分散控制系统的发展现状

分散控制系统(DistributedControlSystem简称DCS)以微型计算机为基础，融合了计算机技术、控制技术、通信技术和图形显示技术，实现集中管理，分散控制。它根据火电厂的工艺特性，将控制系统分成若干独立子系统，由相应的分布式处理单元独立完成。DCS的各子系统分工协作，并行工作，并通过系统通信网络进行数据交换，共享系统资源。DCS已成为火力发电厂重要的组成部分之一。

3.2 现场总线控制系统的发展现状[2]

随着计算机网络技术的发展及可靠性的提高，现场总线系统（FCS）在电厂的应用已成为发展方向，而且现场总线仪表已基本齐全，在电厂中使用日益增多。现场总线仪表都为智能型仪表，它们所提供的丰富的数据都可通过总线上传到DCS或PLC，增加了现场数据的信息量，提高了数据采集精度，为SIS提供更加丰富的现场数据，为发挥SIS强大的数据分析、优化功能奠定基础。工程师或操作员站的显示屏（LCD）上能够容易地查看仪表工作情况，对仪表进行调校及参数修改，大大减轻了维护工作量，减少了维护人员。目前电厂使用现场总线控制系统的条件已经具备。

3.3 电厂监控信息系统 (SIS)

SIS是集过程实时监测、优化控制及生产过程管理为一体的电厂自动化信息系统。SIS系统解决了电厂自动化信息系统应用中遇到的两个主要问题：实时数据来源复杂而分散和实时数据很难长期高精度的存储， 同时SIS系统在全厂建立了一个统一的数据平台和应用软件开发平台。它是建立在 DCS网络和MIS网络之间的一个高速、高可靠性、超大容量的全厂生产过程实时／历史信息网络系统[3]。

SIS系统与DCS系统的功能差异主要体现在：DCS系统面向机组级自动控制，有其安全性高、实时性强、相对封闭的特点。其数据库的容量、接口能力十分有限，而SIS系统在数据库的存储容量和精度、数据检索的速度和灵活性、与不同数据源的接El能力以及应用软件的开发平台等方面具有明显的优势。

3.4 数字化电厂管理信息系统 (MIS)

厂级管理信息系统（MIS）的建设目标是，建设覆盖全厂的计算机网络系统，形成一个安全可靠、数字化的传输网络，实现信息资源共享。系统包括全厂生产、经营、管理的各个环节。MIS根据业务情况可划分成生产业务系统、企业资产管理系统(EAM)、综合信息查询系统、报价辅助决策系统（商业运营管理）、办公自动化系统、系统维护子系统。

4. 结语

全面实现电厂数字化工作， 在国内外均处于刚起步阶段，经验不足。新建电厂普遍建立了SIS和MIS（管理信息系统）网络架构，并配置了不少故障诊断、状态检修及性能优化等监控和管理软件。但这些软件尚欠成熟，现场设备级自动采集的信息太少，使一些高级应用成了派不上用场。如果依靠人工采集、录入，不仅工作量大，而且有些也较难实现。这些问题不解决，SIS和MIS将不能发挥其效益。为加快电厂信息化进程，少走弯路，建议尽快建设一个数字化电厂示范工程。通过示范工程， 从电厂生产的安全可靠性和经济性及管理现代化出发，解决全厂系统和信息的总体规划、现场设备级数字化、厂级SIS和MIS功能要求及完善等问题。

全厂系统和信息的总体规划，电厂数字化和网络化使管理和控制实现真正的一体化， 几十个监控和管理系统将集成为一个大系统；全面实现电厂数字化，实现电厂的故障诊断和预测、状态检修、优化运行和控制等，采集的信号将比原DCS的I /O点增加2倍。如此多的信息，必须根据其性质，确定合理的信息流。因此，全厂系统和信息的总体规划将是数字化电厂的新课题，也是数字化电厂示范工程成败的关键。

现场设备级数字化问题。目前现场设备级设备采集的信息较少，无法实现控制系统故障诊断、预测和现代化管理，并改变过去那种发生停机停炉后才知道该设备故障的被动局面。现场设备级数字化要研究解决各种现场智能设备的应用、现场总线规范及与DCS及其它管理系统的接口等问题。

厂级SIS和MIS的功能要求及完善问题。在现场设备级解决了数字化问题后， 厂级SIS和MIS等还需进一步完善充实，将有成功应用业绩的优化控制和管理软件集成到厂级SIS和MIS平台上，最大限度地发挥数字化电厂的效益。

参考文献：

工厂数字化管理篇（6）

3.航天神洁〈宁夏〉环保科技有限公司，宁夏 银川 750001；4.北京信息控制研究所，中国 北京 100048）

【摘　要】分析了数字化电厂的定义、特点和体系结构，明确了传统电厂向数字化电厂发展需建设的内容，阐述了传统电厂数字化建设面临的问题和建设方法，其中建设方法包括生产运行数字化、生产管理及经营决策的数字化，提出传统电厂数字化建设需分阶段实现的设想，重点介绍了分散控制系统（DCS）一体化建设，并给出了两个电厂DCS改造的成功案例。

关键词 数字化电厂；DCS改造；厂级DCS

作者简介：韩平，神华国能集团有限公司科技信息环保部，高级工程师，从事火力发电集团科技信息环保管理工作。

0　引言

对于已建成并运营了一定年限的火力发电厂（称为传统电厂），为了提高其发电效率、降低发电成本，需要运用系统论方法，把电厂的数字化建设进行逐层剖析，从整体出发进行设计，使电厂数字化建设全面有序展开，提升整个电厂运营效率。

1　数字化电厂的概念

数字化电厂的定义大致可分为两类：一类是狭义的、浅层次的、初级的，即认为数字化电厂就是指电厂生产，乃至管理的数字化，只要电厂监控系统(包括现场仪表)和管理系统的各个层面都实现了数字化，就认为建成了数字化电厂；而另一类是广义的、深层次的、高级的，即认为数字化电厂包括电厂设计、建设、营运、管理等电厂全生存周期各个过程的数字化，重要的是应建立有电厂的数字模型，并充分利用系统集成、专家系统、虚拟现实等现代信息处理和管理决策技术，实现电厂管控真正意义上的信息化、智能化，最大限度地达到电厂安全、高效、环保的运行状态。实际上，后一种定义更为全面、系统，也与国际上主流的数字化工厂观点相吻合。[1]

从电厂生存周期全过程综合来看，电厂的数字化不仅体现在建立有相应的数字化电厂模型，而且也应包括在其各个生存过程的数字化，即电厂规划和设计的数字化、电厂建设的数字化、电厂运行的数字化、电厂运营管理的数字化等各个层面，如此才可称得上是全面的数字化电厂。

2　数字化电厂体系结构

通过对发电企业管控一体化模型的研究并结合火力发电厂的特征，将数字化电厂分为四个层次、四个支持系统的数字化电厂层次结构模型。数字化电厂的结构模型如图1所示。[2]

四个层次分别是：现场设备层、厂级监控层、生产管理层、经营决策层。

四个支持系统分别是：数据库支持系统、计算机网络支持系统、三维模型支持系统、电厂标识系统KKS。

3　传统电厂数字化建设面临的问题

3.1　传统的设计模式与数字化设计的要求相差很远

由于传统的设计机制没有针对数字化电厂的特点进行提升和变革，加之由于设计人员的设计理念还局限于传统电厂的设计,没有深入理解数字化电厂的特点，造成数字化电厂设计的目的仅仅是数据共享和实时可查。由于采用的应用软件平台不同,缺乏规范统一性,使大量的有用信息无法真正共享,造成资源浪费。[5]

3.2　软件不能合理利用盲目引进造成浪费

近几年随着国外设备的引进,有些电厂就像引进设备那样来引进软件,没有对整个电厂的信息系统进行总体规划,使数据传递不畅,结果使引进的软件不能发挥应有的作用。同时由于没有系统规划,还造成了许多软件功能的重复,引起数据冗余,造成浪费。

3.3　企业技术人员缺乏

国内的不少企业已经引入了国外先进的软件,但是技术人员缺乏,不能使软件功能最为有效的发挥成为一个不可回避的问题。

3.4　其他问题

在现在的数字化电厂中,还普遍存在系统目标不明确,系统规划不合理,以及设计阶段缺少统一的编码等问题。

4　传统电厂数字化建设方法

全面实现电厂数字化工作，在国内外均处于刚起步阶段，对于20世纪90年代建设的传统电厂的数字化建设，建议分阶段进行，第一阶段是实现生产运行数字化，包括全厂DCS一体化、智能保护及智能安防、一键启停控制系统、无人值守、升压站监控系统、智能化调度，重点是对分散控制系统（DCS）进行升级改造，建成全厂DCS一体化，也称为厂级DCS。第二阶段是生产管理与经营决策数字化。

4.1　生产运行数字化

4.1.1　厂级 DCS 的概念

厂级DCS是在各单元机组、公用、辅控系统网络基础上，设置一个整合统一的控制网络平台，它实现对厂内所有生产系统的监视和控制。在厂级DCS控制平台上可根据实际情况引入故障诊断、智能设备状态管理、振动分析系统、煤质在线分析、锅炉寿命在线监测及管理等专家系统，实现高级智能监控、智能保护和智能管理任务。[3]

厂级DCS设置全功能操作员站，全能值班员可根据权限通过任一全功能操作员站实现对各机组及公用系统的监视和操作，使一人监控全厂，在技术上成为可能。同时，各单元机组及公用、辅助系统的各自正常监视和操作也不会受到影响。由于厂级DCS网的联络作用，在正常情况下，各单元及公用控制网络的操作员站还能实现交叉监视和操作，便于在某些特定情况下实现运行人员与人机接口设备的资源整合。

4.1.2　DCS改造案例

1）案例1

大唐洛阳首阳山发电厂3号机组为国产300MW发电机组，于1995年10月投产运行，热控系统主要由四部分组成，其中，主控系统为ABB公司的INFI-90控制系统；给水泵小汽轮机电液控制系统(MEH)为西屋公司的WDPF－Ⅱ控制系统；汽轮机数字电液调节系统(DEH)为日立公司的HITACHI－3000控制系统；旁路控制系统(BPC)为西门子公司的TELEPERM－ME控制系统，各系统之间采用硬接线进行数据交换。[4]

改造原因：这几个系统采用的是上世纪80年代末DCS的设计思想，硬件庞大，功能虽然在当时比较先进，但现在已远远落后。四大子系统采用不同厂家的控制系统，相互独立，接口复杂，子系统间的数据交换采用硬接线方式，数据及记录不能自由共享，也没有能参考的统一时间标签，进行事故分析时极为不便。另外还有系统设备老化、硬件及软件设备经常出现故障等原因，需对系统进行升级改造。

改造方案：取消原DEH、MEH、BPC三个子系统，整个DCS在原INFI-90系统基础上进行一体化升级改造，采用ABB公司最新推广的IndustrialIT Symphony系统替换原有系统，只更换非INFI-90 系统的控制电缆及原INFI-90 系统中极少数重要信号的电缆。

改造效果：经过改造实现了DCS、DEH、MEH、BPC、ETS、METS 一体化，消除了不同系统之间数据共享、时钟同步等问题。一体化后，原本需要分别进行管理的四大子系统可统一管理，极大减轻了热工人员的维护工作量。

2）案例2

浙江北仑发电厂的一期二台机组分别于1991年10月和1994年11月建成投产，其控制系统采用的是美国ABB公司1984年推出的MOD-300分散控制系统，是国内较早采用DCS控制的机组之一。#1机组MOD-300分散控制系统包含机组协调控制系统(CCS)、燃烧器控制系统(BCS)、数据采集系统(DAS)、人机接口系统、数据处理系统(完成数据存储、打印功能)、事故追忆(SOE)、SCS网关接口等子系统。

改造原因：一是系统设备明显老化，可靠性大为降低，故障发生的频度增大；二是备品备件购买困难，由于计算机技术迅猛发展，国外的控制系统不断进行升级换代，老的控制系统备品备件不再生产，现在MOD-300控制系统的显示器、网关处理器、M/A站、I/O卡件等一些备品已无处购买。

改造方案：对DCS进行彻底改造，采用上海西屋公司的OVATION系统。

改造效果：原来吹灰系统的控制由ABB公司的PLC实现，本次改造设计了DCS与吹灰PLC之间的通讯接口，通过DCS操作员站对吹灰系统进行监视和控制。OVATION系统提供了一个与MIS系统的接口，为了保证DCS的安全性，在MIS系统一侧专门配备了物理隔离设备和防火墙。对集控室布局进行改造，将原来#1、#2机组独立的集控室合二为一，即把#2机组的集控室并到#1机组来，以便于管理。

4.1.3　智能保护及智能安防

智能保护系统实现保护逻辑的智能化，提高保护信号的可靠性，增强保护系统对不同工况适应性。同时在现场设备数字化基础上完善了设备状态管理功能后可引入相应的专家系统实现智能事故预测预控，切实提高机组运行的可靠性，确保安全运行。

安防系统采用数字化和智能化的前端监控检测设备，通过网络传输图像和数据，保证了监控画面的品质，提高了信号的及时性和准确性，通过网络互联，实现各子系统联动，为运行设备的安全运行及电厂的安全保卫提供保障。

4.1.4　一键启停技术与应用

一键启停控制系统（即：机组自启停控制系统，简称APS系统）可以使机组按照规定的程序进行设备的启停操作，不仅大大简化了操作人员的工作，减少了出现误操作的可能，提高了机组运行的安全可靠性，同时也缩短了机组启动时间，提高了机组的经济效益。

快速准确的机组启动缩短了机组启、停设备时间，优化的控制策略降低了启停过程中的煤耗和油耗，提高了机组运行经济效益。

4.1.5　无人值守及运行优化

通过光纤通讯、无线通讯等先进网络技术的应用，实现全厂一点监控，取消了输煤、除灰、水务、脱硫、电除尘等监控点，生产现场无人值守，大量减少了运行值班人员。

通过实施低负荷下机组运行优化措施（包括机组滑压参数优化、机组冷端运行优化、辅机运行方式优化等），提高机组的整体效率和整体经济效益， 对当前的节能减排工作具有重要的意义。

4.1.6　数字化的升压站监控系统

数字化升压站控制系统以一次设备信息数字化、二次设备网络化和统一的信息平台为基础，通过采用先进的传感器、电子、信息、通信、控制、人工智能等技术，实现升压站设备的远程监控、程序化自动运行控制、设备状态检修、运行状态自适应、智能分析决策、网络故障后的自动重构以及与调度中心信息的灵活交互等功能，实现一、二次设备监控的数字化、运行管理的数字化。

4.1.7　智能化调度

智能电网的发展目标在节能减排、适应新能源接入、工业化和信息化深度融合等方面提出了更高的要求。电网智能调度技术支持系统通过对电网运行数据的监视、分析与仿真，采用智能化、数字化的手段自动跟踪电网及电厂的变化情况，从而及时准确、快速地解决电网及电厂运行过程中的各种问题。电厂作为电网智能调度的对象之一，应满足电网调度的要求，适应电网智能化调度运行的需要。

4.2　生产管理及经营决策的数字化

图2是某一火力发电厂电厂信息系统大的框架，每个功能模块下有大量子模块。

（1）通过生产和设备管理系统，加强对全厂设备的监控和管理， 加强设备的缺陷管理，提高设备维修的有效性和经济性，延长设备使用寿命，提高设备可利用率，缩短检修工期和降低检修成本；

（2）通过经营管理系统，对全厂运行和管理的成本实行动态的跟踪分析以达到降低原材料消耗，减少运行维护费用，控制生产成本的目的，并及时向领导提供辅助决策信息，帮助领导做出正确决策，以适应市场竞争的环境对领导的快速决策提出的更高的要求，同时也为竞价上网和开展电子商务创造条件；

（3）通过办公管理系统，建立一个功能完善、使用便利和高度共享的管理系统，达到提高工作效率、减少管理人员，促进管理现代化的目的；

（4）通过电厂决策支持系统，及时向领导提供辅助决策信息，帮助领导做出正确决策，以适应市场竞争的环境对领导的快速决策提出的更高的要求；

（5）建立一个基于企业级网络和大型数据库系统、能充分支持电厂各种应用的先进、稳定和安全的计算机运行平台；

（6）在实时数据库和关系数据库数据基础上通过数据挖掘，构建面向数据主题的电厂数据仓库，为电厂决策支持系统和高级应用的专家系统提供数据支持。

5　结束语

对传统电厂进行数字化升级改造是一项复杂的系统工程，需要用系统工程技术进行系统规划、顶层设计。综合应用计算机网络技术、自动控制技术和信息技术、数字化电厂的三维设计技术、现场设备智能化技术，才能把传统电厂建成技术先进的数字化电站。

参考文献

［1］周四维,李忠炳,张晋宾.数字化电厂的概念及实施[J].上海电力学院学报,2014,30(3):208-212.

［2］曾华林.论数字化电厂的技术发展[J].电力技术资讯,2013:107-109.

［3］周森.1000MW 超（超）临界机组厂级 DCS 设计浅析[J].神华科技,2013,11(6):45-53.

工厂数字化管理篇（7）

关键词 ：数字化电厂 人力资源信息化管理 研究

随着新电改方案落地，智能电网发展迎来重要契机，而且契合当下正在流行的“互联网+”风口，作为能源与互联网有机结合的一部分，必将给电网带来技术应用、服务模式、发展理念等方面的变化。数字化热电厂是将互联网、大数据技术运用到了传统的电力行业。以实现电厂生产运行的数字化、管理的信息化，是互联网电力领域的重要尝试。而对于具有高度信息化的数字化电厂而言，人力资源的信息化管理是其重要的组成部分，人力资源的信息化程度将直接影响到企业的经营管理状况。但对于数字化电厂来说，管理信息化严重滞后于生产自动化的问题依然存在，特别是企业人力资源信息化管理建设的矛盾尤为突出，并在一定程度上制约了企业信息化的发展。因此，探索阻碍数字化电厂人力资源信息化管理发展的原因，并提出有效的解决方法是至关重要的。

一、数字化电厂人力资源信息化的相关概念

1.数字化电厂。数字化电厂的本质是信息化，它依据电厂全生命周期信息管理思想，利用流程工业的计算机集成制造系统（CIMS）理论来设计数字化电厂的体系结构,在电厂先进控制系统和安全高效的网络平台、数据库平台基础上,基于国际最新的管理理论和信息技术研究成果，整合电厂管控一体化系统，利用信息技术对电厂的经营和生产管理系统进行全面地改造和优化，使信息技术和电力工业技术、现代管理技术有机融合，并在生产和经营管理中得到全面的应用。

2.人力资源信息化管理。人力资源信息化管理，即“e-HR”，是利用计算机及网络技术，融合科学的人力资源管理方法，以先进、高速、大容量的信息技术软件和硬件和先进的人力资源管理思想为基础，通过集中式的信息库自动处理信息，并辅助人力资源管理人员完成对信息的管理和相应职能的完善，以促进信息的沟通，加强企业的内外联动，对人力资源进行优化配置的一种新的人力资源管理模式。

二、数字化电厂人力资源管理信息化中存在的问题

1.主观上对人力资源信息化建设必要性认识不足。现代数字化电厂的信息化程度已经达到了一定的高度，然而，在管理信息化尤其是人力资源管理信息化的建设仍然滞后于生产自动化。这其中最主要的原因就是普通员工参与管理活动少，人力资源开放度不足。企业现有HR管理系统大多局限于人力资源管理人员使用。而信息化知识培训只是针对各单位的具体操作人员，培训的都是技术知识，忽略了中层领导干部和高层领导干部的信息管理知识培训，使领导缺乏对信息化工作的全面正确认识。使人力资源在信息化管理发展中得不到领导的有力支持，形成“重安全生产，轻企业管理”的局势。

2.数字化电厂人力资源管理信息化管理人才缺乏。数字化电厂是由大量的电力新技术、新设备组成的，然而由于电力企业的特点，数字化电厂的人力资源管理者大部分都是由生产运行岗位转岗而来，人力资源专业知识不丰富、水平不高、信息化管理理念差别较大，在客观条件下，数字化电厂的人力资源开发与管理人才不足，而应对新时期的信息化建设的人才更是奇缺，直接影响了人力资源信息化管理的实施效果。

3.人力资源信息化建设基础相对薄弱。数字化电厂在技术上都是引进的国外最新的信息技术，而数字化电厂的人员却都是从传统的发电企业招聘进入。这使得数字化电厂的管理还处于“传统管理为主，管理流程逐步规范，逐步与国际先进理念接轨”的阶段。因此数字化电厂人力资源信息化管理还处于摸索期，这使得数字化电厂的人力资源管理从思想到行动都在不断的发生变化，这对信息化软件提出了巨大的挑战，软件经常是花了很大代价推行，最终运行起来的只有一些最基础的部分，信息化建设缺乏相对稳定的基础。因此人力资源软件的开发跟不上管理的变化而陷入了困境的现状极为普遍。

三、优化数字化电厂人力资源管理信息化建设的思路

1.打造信息共享平台，让员工参与人力资源管理。人力资源管理想从战术部门提高到公司战略部门，就不能闭门造车，以一个部门的思维制定整个公司层面的政策。因此，HR应利用人力资源管理系统构建人力资源共享型移动数据库，把企业人力资源管理的各种各样的信息和数据进行共享。按照管理范围组织层级，授予相应的权限，对人员的基本信息全面的分析，相关领导能够对整个公司的人力资源状况和人力资本的分配、使用情况更加准确的掌控，从而挖掘本企业人力资源潜力，进一步从整体上进行组织机构与人员配置的优化，将适合的人安排到适合的岗位上。同时，公司全体员工都能从这个平台上获取自己所需要的相关信息，促使全员都能够参与人力资源管理当中来。利用信息的对称和零距离沟通，使员工可以自由、瞬时表达自己的诉求和主张。让企业管理者和普通员工都能通过移动数据库随时随地了解企业实际人力资源现状。

2.员工培训个性化定制。竞争压力迫使企业降低人力资源成本，数字化电厂由于企业的特殊性，人员配置少，每个人员都对应着相应的岗位，且由于是技术限制，岗位的替代性较弱。这意味着像传统电厂大量外派学习的形势，对于数字化电厂是不适用的。而随着移动互联网时代的到来，PC互联网时代渐渐的退居二线，现代的人们更钟爱于移动互联网便捷的特点。因此，如何利用这些碎片化时间引导员工的成长便成为了HR的新议题。而自媒体时代的到来，培养了大批低头族，HR应根据时代的特点和员工的个性化需求，为员工的成长和发展需要高度的“私人定制”，建立企业微信号、全员学习系统、以及兴趣爱好微信群等各类自媒体渠道，将公司的企业文化、专业知识等内容纳入其中，让培训教育从线下教育转为线上教育，封闭式教育转为开放式教育，员工可以不仅限于有限的空间和时间范围内参加培训，而更多的是可以通过移动互联网进行随时随地教育，让员工能更快更好地高效率获得岗位所需要具备的知识与技能。

3.将游戏引入人力资源管理，营造一个积极有趣的人力资源信息化空间。以国内首家数字化热电厂为例，它将“3D影院”的三维仿真系统应用于日常生产管理中，整个仿真系统操作过程就像在家里玩电脑游戏一样，考核不达标就相当于“闯关失败”，员工可以通过这套系统提高业务素质和能力。借鉴前者，我们也可以将游戏引入到人力资源管理信息化领域，将奖励、技能、目标等游戏化的设计加入人力资源管理信息平台当中去。如员工可以通过平台完成每天的工作计划，每完成一项就获得相应的积分，积分可以兑换相应的实物或其他奖励。通过这种模式设计，公司实现了管理的互动，公司与员工之间通过相对轻松愉快的方式，使HR的管理体系以更为人性化的方式深入人心。

参考文献

[1] 李秀清.国有供电企业人力资源的开发与管理[M].中国人民大学出版社,2003

[2] 余凯成,程文文等.人力资源管理[M].大连理工大学出版社,2006,3

[3] 黄琨.数字化电厂的概念、现状与应用展望

工厂数字化管理篇（8）

中图分类号：M61T2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0074-01

引言

数字化电厂的概念是二十世纪末期才开始出现，是在引进国外电厂设备和技术的过程中，伴随信息化技术革命和网络化技术的普及而引入，国内工程技术人员开始认识并进行研究。所谓数字化电厂可以理解为，通过采用先进的信息技术，实现生产和管理数字化，实现人、技术、经营目标和管理方法的集成。可以为管理者及时提供过去和现在的数据，并能够预测未来和引导企业人员的工作。

建设数字化电厂的必要性，归纳起来有以下几点：

⑴发电企业面临全新的企业变革，企业成本、运营、售价等内部和外部竞争的加剧。

⑵电网对电源点提出的环保节能的需求，以及电厂自身开拓节能、环保、优化新发电方式，对自动化的新需求。

⑶大型电厂生产过程的复杂化，对自动化要求的提高。

⑷FCS，DCS，MIS，SIS以及三维技术的发展，促进了数字化电厂的实现。

1.电厂自动化系统分析

鉴于每个电厂的客观条件，可以有不同的数字化程度和范围的理解。一般的电厂自动化系统分为三个层次，最上层（第一层）是信息管理层，第二层是过程控制层，第三层是设备运行层。

第一层是信息管理层，功能包括厂级监控信息系统（SIS），厂级信息管理系统（MIS），决策支持系统（DSS），这是基于SIS、MIS之上功能软件，包含于SIS、MIS之中。

第二层是过程控制层，它包括锅炉、汽机、发电机主厂房控制系统和辅助车间集中网络化的辅助车间控制系统，主要完成对设备层实时数据的采集、转换和存储，监视、操作及控制它所侧重的是监视和操作。形成SIS/MIS所需的数据信息，通过这里上传。

主厂房控制系统一般都采用分散控制系统（DCS）来实现，硬件包括操作员站、工程师站、打印机、历史站、多功能处理器、通讯处理器、I/O卡件（远程I/O）、现场总线等，功能包括数据采集（DAS）、模拟量控制（MCS）、开关量控制（SCS）、锅炉炉膛安全监控系统（FSSS）、汽机数字电液控制系统（DEH）、给水泵汽机数字电液控制系统（MEH）等。

辅助车间控制系统是一个全厂小车间控制系统联网的网络控制系统，可以采用DCS来实现，也可以采用程序控制器加个人计算机（PLC+PC）来实现，但是采用DCS完成电厂辅助车间控制比PLC+PC更易实现全厂控制系统一体化配置，更加便于自动化管理，实现全厂管控一体化。火电厂的机炉电主机控制毫无例外地采用DCS，如果全厂辅助车间控制系统同样采用DCS实现，全厂控制系统的联网集中操作控制就不存在任何技术问题。

第三层次是设备运行层，它包括现场被控对象，如电动机开关柜、电动门配电箱、压力、差压变送器、温度热电阻、热电偶、液位变送器、流量变送器、分析仪表变送器等，它们把过程参量转换成国际标准电流、电压信号送进DCS、PLC，或者采用标准数字总线方式直接把数字量信号送进DCS、PLC，从而满足运行人员对机组的监控要求和满足厂级管理人员对全厂生产、行政管理要求。

2.一种数字化电厂的构想

根据目前电厂的自动化水平，结合各种数字化电厂模型特点，笔者提出了一种具有四层网络结构的数字化电厂模型，如图1.所示：

整个数字化电厂的支持系统采用：⑴数据库支持系统。以关系数据库和实时数据库为基础的面向数据主题的电厂数据仓库，通过对各类数据进行分析、提炼、集成，为分析和决策提供支持。⑵计算机网络支持系统。以ATM和千兆以太网为代表的先进组网技术，结合系统-网络-终端三级安全策略、目录管理统一认证等先进技术。

3.面对的问题

建立起数字化电厂的模型后，模型的各层在具体实施中会遇到面临一些问题，主要归纳起来有以下几个方面：

3.1 FCS应用

FCS应用延伸至大容量电厂机组级控制，应重点考虑下列原则。

⑴采用主流现场总线标准

现场总线国际标准已由当初制订单一现场总线国际标准的初衷，扩大为8种，进而又扩充至为15种。多标准实际上就是没有标准，但在现阶段它们又是共存的现场总线国际标准。

在诸多标准中，适用于过程控制的现场总线标准是：FF（Foundation fieldbus）和Profibus两主流现场总线标准。其理由是：一方面这一两总线标准的开发基础分别为DCS和PLC（DCS和PLC皆是针对过程控制；另一方面这两总线标准的市场份额大，而且配套产品相对齐全[3]。

⑵重要控制与安全回路暂不考虑采用FCS。

3.2 网络方面

FCS，DCS，SIS，MIS以及INTERNET互联后，每个功能网络都不是单一的孤网运行，这就对网络的传输能力，抗干扰能力，以及网络安全方面提出了更高的要求。要确保DCS，FCS网络的绝对安全运行，保证控制信号来源的唯一性。对于网络传输来说，要保证信号的延时在允许的范围内，也就是保证控制信号的及时性。

4.结束语

实现数字化电厂技术创新，是一项庞大的系统工程，需要各个层次技术人员的不懈努力，把面对的问题逐一解决，打造数字电厂，信息电厂，绿色电厂。SIS和MIS已经为企业提供了一个综合管控数字平台，如果进一步实现现场设备的数字化，可继续提高运行安全的可靠性，适应现代化要求，减少成本，降低工程费用。因此，电厂的社会效益和经济效益是否能最大化和全面数字化电厂的是否能实现是息息相关的，全面数字化电厂的实现将是电力企业在社会经济市场改革中应对经济危机、能源危机、环境危机的历史性标志。

参考文献

工厂数字化管理篇（9）

引言

核电厂的培训档案是核电厂发展专业人才及干部队伍建设的重要参考资料，也是在进行国际评审、同行评审、内部评审时所必须的重要材料。在信息技术飞速发展的今天，身处数字化环境下，核电厂培训档案的管理模式已经发生了巨大的改变。

一、核电厂培训档案的形成及重要性

（一）核电厂培训档案的形成

核电厂的培训档案是企业员工在培训、考核、授权、上岗等活动中形成的有关员工专业知识、基本技能、上岗资格、管理水平等情况的重要记录和信息，是核电厂发展专业人才及干部队伍建设的重要参考资料。

（二）核电厂培训档案的重要性

核电厂的培训档案为企业的人力资源管理提供基本的重要依据，是核电厂优化人力资源，提高核心竞争力，取得良性发展，实现人才配置最优化的重要工具。

核电厂的培训档案是员工在长期的工作学习过程中不断成长的重要记录与凭证，是核电企业安全稳定运营，健康快速成长的重要保证。操纵员、高级操纵员的培训档案更是员工获取操纵员、高级操纵员执照的必要条件，对核电企业的安全运营和稳定发展具有重大的意义。

核电厂的培训档案也是企业在进行国际评审、同行评审、内部评审时所必须的重要材料和参考资料，在对核电厂的各类评审和评估中发挥着重要的凭证和依据作用。

二、数字化环境对核电厂培训档案管理的影响

传统的核电厂档案管理主要以保存纸质的原始档案为主。核电厂在长期生产运营过程中形成大量培训档案，随着核电建设事业的蓬勃开展，核电机组和从业人员的数量逐年增多，近年来员工培训方面的需求和要求不断提高，纸质培训档案的数量随之急遽上升，其在处理、库存、利用等方面的弱点也愈来愈凸显。

随着技术的发展，通过将原有的旧的培训档案数字化，可使培训档案的利用率大大增加、对培训数据的分析也更为便利准确。而培训的电子流程审批和无纸化考试的实现使得整个培训过程中产生的档案都能以电子文档的形式保存，快捷地进行检索和利用，迅速准确的完成分析和统计，大大提高了核电厂培训档案管理的效率和水平。

三、数字化环境下改进核电厂培训档案管理的必要性

（一）由纸质文件向电子文件转型是核电厂培训档案管理未来发展的必然趋势

1.纸质培训档案在保管与利用中的缺憾

纸质培训档案大量形成后，占据大量的库存空间，在贮藏、保管等方面需要投入更多的人力与物力，无形中增加了核电厂的运营成本；在对历年积累的大量纸质培训档案资料进行检索时，由于纸质培训档案覆盖员工人数多，涉及的项目多，种类繁杂，时间跨度不一，在手工查询的条件下，不能快速、及时地提供培训档案信息，为企业发展服务；无法实现资源共享，不能令馆藏的培训信息资源实现快速传送及有效更新。

2.培训档案数字化的优势

通过将培训档案数字化保存在核电厂的服务器中，并在局域网上为用户提供使用，既方便用户对培训档案的利用，又避免纸质档案在借阅利用中产生损坏、遗失，还能提高纸质档案的使用年限。管理者与员工轻松查阅自己所需的信息，使培训档案的利用突破时间和空间的限制。

（二）核电厂培训档案的数字化建设为企业的专业化运行模式提供更有效的支持

通过培训档案的数字化建设，能实现培训档案信息跨地域、跨空间、更快速的传递和更便捷的资源共享，为核电企业多机组、多厂址、跨地域的运营模式，提供更快捷的培训信息服务、更有效的培训档案支持。在新形势下更好地满足核电企业的发展需要。

四、数字化环境下如何改进企业的培训档案管理

（一）无纸化考试在核电厂内部的推广与应用

在核电厂的培训纸质档案中，员工内部培训、授权、考试的试卷占了很大一部分，其中有很多培训都可以用无纸化考试的方式进行。

通过推广无纸化考试，可以充分优化资源，提高效率，减少大量试卷等纸质培训档案以及随之而来的阅卷、统计、汇总、库存等工作。员工的考试成绩将由系统统一回收，转化成数据并作永久保存，方便检索与利用，更好的为核电厂发展服务。通过计算机详细地记录员工的答题情况，可迅速、准确、科学地分析员工的培训情况，为管理者提供翔实的培训档案与资料，帮助管理者及时了解员工对知识、技能的掌握程度，有针对性地组织下一次的培训，从而不断地优化企业的人才队伍，帮助核电厂有效提高核心竞争力。

（二）建设培训档案管理数据库，实现资源信息共享

建设培训档案管理数据库是核电厂培训管理数字化的重要手段。中核核电运行管理有限公司前身之一的秦山核电有限公司早在2004年就建立起培训档案管理数据库。将培训需求的提出、培训过程的审批、培训教材的保存、培训成绩的记录全部以数据库的形式进行保存，大大减少人力物力，在大幅度提高工作效率的同时，保证了每一个培训项目档案的完整性，大大方便培训成绩的查询和利用。

员工通过数据库可快速了解自己历年的培训记录及成绩；培训管理者可方便的对历年培训项目进行比较分析从而进一步提高培训管理水平；企业管理者可以在选拔人才培养干部时可一目了然的提取备用干部的培训记录以作参考。

（三）建立重要纸质培训档案与数字培训档案的二元管理机制

将培训档案数字化后有它独具的优势。而纸质培训档案也有其优点，是核电企业员工培训与成长历史原貌的佐证；能确保档案管理的相对安全与完整；具有其它载体无法全部替代的历史保存价值等。

工厂数字化管理篇（10）

中图分类号：TM621 文献标识码：A

1 引言

随着数字化技术应用的不断加快，数字化技术在传统电厂中的应用逐渐受到人们的重视。数字化电厂是数字化技术应用在电厂建设中的高科技产物，其主要是指电厂对日常运行过程中的全生命周期进行量化和分析控制等操作，通过企业的数据仓库将电厂运行过程中相关的数据进行储存，并将数据库信息向客户传输和共享，以便于客户实现对电厂信息数据的管理和应用，实现数字化电厂设计的原则。除此之外，数字化电厂的建设还能够使电厂的客户通过使用网络技术远程实时对电场数据库进行访问，并进行远程控制和管理等操作，大大提升电厂的运营和维护的质量和效率。随着数字化电厂建设，协同设计技术和三维设计技术将在建设过程中发挥越来越重要的作用和影响。如何在更大程度上发挥三维协同设计技术在数字电厂建设中的作用，已成为一个电厂自动化领域需要解决的技术问题。

2 协同与三维设计技术特点

协同和三维设计平台在设计中主要用于数据传输和存储方面，协同和三维设计平台上的传输效率和质量都远远超过传统设计平台，所以三维设计技术的应用将成为电力工程项目中的必然趋势，并可以扩展到已建成投产的项目之中。在项目管理过程数字化和管理数字化方面，通过与传统的2D设计技术比较，可以将协同和三维设计技术的特性归纳为以下几个方面。

（1）直观性。三维设计技术是通过计算对全立体模型的布置进行仿真实现，构建电厂工程中仿真环境。三维设计技术不同于传统的二维设计技术，其具有较强的直观性。对于电厂工程设计过程中存在的障碍，需要开孔的位置，以及给后续的设计开发过程所留下的预留空间等信息都能够很直观形象地进行展现。除此之外，三维设计技术能够很准确地将二维设计的方案和内容进行展现，在信息的准确性和完整性上，三维设计技术具有较高的优势，能够对设计过程中的细节进行详细的展现。通过三维设计技术的直观性，能够使得电厂工程设计的效率和准确性得到大大的提升。（2）协同性。三维设计技术具有较强的协同性，主要体现在三维设计技术充分发挥了网络平台的优势，通过网络设计软件平台上的应用实现多专业协同三维设计。在网络设计软件平台上，三维设计技术可以对系统、布置等信息进行协同设计。通过在三维设计平台上开展的三维布局设计工作，摒弃了传统的面对面沟通，通过建立数据模型来对二维设计过程中产生的信息量进行重新设计，提高获取数据和模型的实时性，实现不同专业之间的同步协同设计。（3）信息集成。三维设计技术通过对信息进行集成，来对现实电厂进行三维的空间建模，并以三维模型作为对象进行三维设计。三维设计模型分别具有图形和非图形属性，通过模型中所体现的工程、物理以及管理等信息，来为数字化电厂的实现做好铺垫。

3 协同与三维设计技术在数字化电厂中的应用

在数字化电厂中，协同和三维设计技术的主要应用还是在二次开发和数据库软件协同设计方面，力求将更多的设计规范和标准植入到后台数据库，进一步提高设计效率和加强设计工作的标准化。此外，在同一时间开展协同设计二维的P&ID图纸，并积极开展实现二维设计和三维设计无缝连接的研究工作也是数字化电厂发展的一大方向。由于P&ID图和三维模型是彼此独立的，不能被直接进行连接和交流，这将难以避免的导致两种技术之间标准的不一致性。要在数字电厂中实现二维设计与三维协同设计之间的良好转换，就需要建立更加准确和有效的三维模型，与此同时将会导致现场施工指导难度的加大。由于在同一电厂数据库中的三维模型和其他设计元素都是高度的参数化，协同和三维设计的模型都是以数据的形式储存在电厂的数据库之中的。因此用户可以通过对电厂的数据库进行访问和查看，通过操作将数据库中的三维模型和协同方式显示出来。并且由于三维模型也是以数据形式进行储存，因此可以很好地实现与二维模型之间的数据转换，通过参数的改变实现数字化的缄默和管理。由此可见协同和三维设计技术为数字化电厂的实现提供了良好的平台，基于统一、强大的数据库数据，实现应用程序和软件的二次开发，进而促进电厂的数字化管理和发展。

4 协同与三维设计技术给数字化电厂带来的效益

（1）协同和三维设计技术在数字电厂中的应用可以使电厂的设计质量得到进一步的提升。由于在传统的电厂设计过程中，普遍存在着一些人为的错误以及遗漏的问题，通过协同技术所具有的辅助制图等功能，以及三维设计所建立的准确、标准的设计模型，可以很好的保证电厂在工程设计上保证其准确性和高效性。不同于传统的二维设计手段，三维设计方法可以在电厂的设备、管道以及土建等方面实现协同的布置设计，十分直观形象。设计人员可以根据三维模型模拟出的场景进行设计分析，例如在设计过程中的碰撞等问题，可以很好地进行体现并予以避免，因此三维设计技术能够很好地提高电厂在工程设计中的质量，进而保证数字化电厂的实现和发展。（2）协同和三维设计技术在数字电厂中的应用可以最大限度地避免碰撞，减少施工中的返工。由于三维设计是使设计人员在同一个模型中设计，可以在很大程度上避免传统设计中由于版本控制、专业内协同和专业间协同的失误导致的碰撞，会大大减少施工单位因为碰撞造成的返工，工地设计代表利用三维模型进行设计变更方案的拟定，可使得现场拟定的设计更改方案更合理。（3）数字电厂在实现过程中可以通过协同和三维设计技术来对施工材料进行分析和统计，保证施工材料的合格性和质量。由于电厂工程中管道的材料和部件用料都可以从模型中计算得到，减少了人工计算所带来的误差，确保施工采购部门工作的准确性和高效性。（4）协同和三维设计技术在数字电厂中的应用有利于管道下料和施工。由于传统的设计手段对电厂工程发展的限制，电厂工程往往通过平断面图来对设计成品进行展示。然而，国际上承认的管道施工图纸标准一般都是管道轴测图。管道轴测图能够对管道安装的信息和材料内容进行直观全面的展示，与此同时，管道轴测图的实现能够促进管道下料图的绘制，从而加快管道下料和施工的进程。

结语