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中国电力设备管理协会

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发电企业基于生产实时数据的技术监督管理平台建设

作者:   发布时间:2018-12-24

     徐州/铜山华润电力有限公司位于徐州市铜山区柳新镇内,公司总规划装机容量3280MW,一期工程建设2×320MW机组,于1996年9月和1997年5月建成投产;二期工程2×300MW机组于2003年2月28日开工建设, 分别于2004年6月11日和9月30日建成投产发电,三期工程两台1000MW机组分别于2010年6月22日和7月6日投入商业运营。

     徐州华润电力有限公司成立于1994年6月,由华润电力投资有限公司、国投电力控股有限公司、江苏省国信资产管理集团有限公司和徐州市华兴投资有限公司按照35%、30%、20%和15%的投资比例共同出资兴办,负责彭城发电厂一、二期(4×320MW)机组的建设与运营。占地面积79.7万平方米。

     铜山华润电力有限公司成立于2007年3月,由华润电力工程服务有限公司、国投电力控股有限公司、江苏省国信资产管理集团有限公司和徐州市华兴投资有限公司按照54.5%、21%、14%、10.5%的投资比例共同出资兴办,负责彭城发电厂三期(2×1000MW)机组的建设与运营。占地面积24.2万平方米。

     火力发电厂电力技术监督是提高发电设备可靠性和保证发电安全稳定运行的重要基础工作,是电力生产建设管理工作的重要内容之一。随着电力事业的迅速发展和大容量、高参数机组在发电领域中的比重逐年增加,高、精、尖的设备和技术在电力行业得到广泛应用。因而对实施技术监督的技术和手段也提出了更高的要求。同时各级电力企业围绕经济效益和社会效益二条主线,从事技术监督工作的专业技术人员也要求掌握更多的知识,完成更多的工作。以往采用的传统技术监督手段,已无法适应现代电力系统的要求。这就需要不断更新技术监督手段,采用现代科学技术来提高技术监督的管理水平,使技术监督和企业的技术管理工作紧密结合起来。因此建立技术监督信息化管理系统,并和生产实时数据相结合,实现技术监督的信息化、实时化、科学化管理就显得尤为迫切。

一、发电企业基于生产实时数据的技术监督管理平台建设的背景
     (一)发电企业信息化发展的需要

     信息化建设可以显著提高发电企业内部信息交流的速度和广度,避免各级管理人员耗费大量时间用于信息收集和整理,提高决策的及时性和准确性,从而有效提升企业管理效率。电厂局域网络的建设将分布在厂区内的数百个信息点以百兆以上的速率纵横交错连接在一起,实现了“沟通无障碍”;办公自动化(OA)系统的应用实现了无纸化办公;ERP(企业资源管理系统)应用软件实现了电厂生产、经营的流程化管理;生产实时监控系统和PI数据库的建设,为技术监督支持系统平台自动获取生产实时数据,实现技术指标的自动计算打下了坚实的基础,为技术监督指标实时监督,采用红绿灯显示,增强决策的及时性和准确性提供了可行性。

     (二)发电企业技术监督工作与信息化工作相结合的需要

     以前技术监督工作存在诸多困难:1)月度报表月底汇总、统计、上报;2)台账、资料自己保存,不能共享,时间长了,不易查找;3)牵涉专业多,资料多,汇总工作耗时。

     为了实现各级技术监督人员能够随时查询生产全过程的技术监督信息,达到技术、经验、数据的共享,满足项目公司内技术监督业务集中监控、分层管理、垂直监督,建立健全项目公司技术监督管理体系,减轻技术监督人员日常数据上报的工作量,提高设备监督效率,技术监督工作必须与信息化工作相结合来才能实现以上功能。

     (三)我司生产系统较多,技术监督系统需要整合

     由于我公司机组数量较多,投产时间不一,设备选型千差万别,且各台机组已经进行过多次技术改造,生产统计工作繁重,现有数据统计报表主要通过人工方式完成,工作效率低,统计实时性不高。本次技术监督平台建设拟通过计算机软件系统,协助自动生成相关报表,提高工作效率。

     目前,我公司已经建立和使用了与生产相关的SIS系统、OOS系统、入厂采制化验收管理系统、燃料管理系统、燃料全价值寻优管理系统、运行管理系统、EAM系统、可靠性管理等系统,每个系统都有一些反映生产营运的数据和指标,但各自独立,只是反映生产营运活动的某一方面,难以对数据进行系统综合分析,生成分析报表。

     计算监督指标的各项原始数据分散在PI、SCADA、ERP、OOS、FOS等各个系统中,要做技术指标监督工作比较困难,大多数时候计算一个监督指标值,就需要从多个系统摘取数据后,利用Excel进行计算,操作麻烦且效率低下。现将各系统数据进行整合,形成数据库,需要监控的指标定义好指标计算公式、参数,实现指标值自动取数与计算。根据技术监督管理标准,对指标值进行红绿灯状态管理。对实时指标超限具有提醒功能;对日指标超限具有报警功能;并对显示为红灯的指标具有异常分析及处理功能。

     (四)增强技术监督工作竞争力的需要

     本项目为华润电力控股的试点项目,华润电力控股有限公司胡敏总裁非常重视信息化建设,在不同场合予以强调,并提出信息化与标准化要结合起来,我们在本项目开发实施中尽可能落实这一方面的工作要求。我公司要通过此次监督平台建设,摸索一台技术监督综合管理的新思路,给华润电力控股有限公司内其他项目公司在技术监督工作方面提供借鉴。

二、发电企业基于生产实时数据的技术监督管理平台建设的内涵和主要做法

     徐州/铜山华润公司以华润控股战略为引领,以组织体系为保证,以体制机制为引导,以企业文化为载体,借助信息化、智能化建设,运用精益化管理的科学手段,达到节能减排、提质增效的目的和提升徐州/铜山华润的经济效益和社会效益,塑造良好的社会形象。

     (一)以控股战略为引领,全面推进技术监督体系建设

     根据华润电力控股对徐州/铜山华润的发展定位,作为华润电力的标杆电厂,本项目为华润电力控股的试点项目,通过信息化监督设备运行状态,技术监督分析设备健康状况,动态实施设备检修技改管理,实现电力设备安全稳定运行。

     1、 确立指导思想

     徐州/铜山华润以科学发展观为指导,全面落实通过信息化监督设备运行状态,技术监督分析设备健康状况,动态实施设备检修技改管理,实现电力设备安全稳定运行,全面推进技术监督体系建设。

     具体思路及研究方案如下:

     (1)通过工具定制报表模版,通过报表系统进行发布。

     (2)定义报表模版路径、报表生成路径、报表生成周期等。

     (3)查询所有报表的生成日志,对异常生成报表在日志中显示,便于快速查找问题报表。

     (4)可重新或手工生成报表。如遇到异常情况,用户可操作报表生产工具进行补生成相应报表,或者由于数据变化,重新生产报表。

     (5)根据用户要求定义报表日、月、年生成,可定制时间段查询。

     (6)报表发布前台需采用清晰的结构,便于查找报表。

     (7)报表发布前台提供报表在线查看功能,打开即通过网页显示报表数据。

     (8)报表发布前台提供报表下载功能,通过下载按钮可将报表以excel格式保存到本地。

     (9)系统提供B/S方式手工录入功能,对于需要填报数据,通过web方式录入,且可根据不同录入用户设置专业录入账号。

     (10)经济指标竞赛实时在线计算分配,配有人工核减后自动计算分配功能。

     (11)实现重点监控指标超限后报警功能。

     (12)通过历史定量数据的积累、对比和分析,建立合适的数学模型,提高了事前预测和事后分析的能力。

     (13)将我公司的所有关键生产指标进行编辑、整合、跟踪及分析,用于发掘现存数据间深层次的关系,从而将原本割裂的数据整合起来,形成企业高层决策的基础支持。

     (14)实现建立各类技术监督指标体系,包括技术监督、安全、技术、设备等。

     (15)促进实现以技术监督目标管理为核心,以安全环保为前提,以设备管理指标为保障的生产营运格局。

     (16)建立完善的技术监督管理应用系统,满足我公司技术监督管理的需要。

     (17)实现以经营管理指标为目标,在安全运行的基础上实现高效率、低成本的管理。

     (18)实现技术监督指标的管理、反馈、监督、评价的实时化管理流程。

     (19)高效推进对标管理工作。

     (20)实现及时预警和报警,提高设备运行安全性及预防性。

     (21)实现为公司KPI指标考核提供有效的数据支持。

     (22)建立完善的班组管理系统,按NOSA管理的要求实现班组管理的日常工作的记录、统计分析及考核管理。

     (23)系统需要具有工作流管理引擎,所有流程具有图形化配置界面,方便对流程进行配置修改。

     2、 坚持基本原则

     徐州/铜山华润技术监督工作与信息化相结合的原则:

     (1)促进技术监督管理工作的标准化、规范化、精细化、高效化,真正为决策服务。

     (2)实现各级技术监督人员能够查询生产全过程的技术监督信息,从而实现技术、经验、数据的共享。

     (3)实现项目公司内技术监督业务集中监控、分层管理、垂直监督。

     (4)实现项目公司标准技术监督管理体系建立。

     (5)减轻日常技术监督人员的数据上报工作量,提高设备监督效率。

     (二)以组织体系为保证,夯实技术监督系统平台搭建基础

     徐州/铜山华润建立健技术监督系统平台体系专项管理机构,明确工作职责,形成三级管理体系,并建立相应的协调机制,明确责任和分工,确保责任到位、措施到位、投入到位、监督考核到位,合力解决技术监督系统平台建设中的重大问题,研究部署各项任务,推进工作的开展。

     1、成立徐州/铜山华润技术监督系统平台领导小组

     领导小组由公司分管生产副总经理担任组长,技术总监担任副组长,技术支持部部长、发电部部长、综合部部长担任小组成员,是公司技术监督系统平台建设的最高领导和决策机构。

     2、成立徐州/铜山华润技术监督系统平台工作小组

     工作小组由公司技术总监担任组长,技术支持部副部长、发电部副部长、技术监督联络人、各专业监督专责人担任小组成员,设立技术监督系统平台建设办公室,由技术监督联络人协助组长组织、开展日常工作。 

     3、成立各部门技术监督系统平台建设工作组

     各部门部长是部门技术监督系统平台建设第一负责人,分管技术监督工作的副部长主持技术监督日常工作,建立以各专业工程师为成员的技术监督系统平台建设工作组。从规章制度、考核奖励、具体措施等方面制定一系列管理机制。

     (三)整合数据资源,实现数据集成,实施监督

     为方便各部门对生产数据的分析和报表需求,系统需要提供统一的报表自定义数据平台,所有报表要能灵活定义数据源、计算公式及输出格式,报表能自动生成。

     通过对各项生产营运指标的监控情况综合统计分析及各种反应生产营运统计报表的分析,为各级领导生产营运决策提供准确、有效的数据支持。

     (1)建立数据仓库,以采集实时数据,做到实时分析、监督本系统数据源比较复杂,其中主要数据是PI实时数据,能将PI中数据取到并设置正确的公式,是数据仓库建立成败的关键,也是技术监督的基础保障。因此,建立一个稳定可靠的数据仓库对系统建立和技术监督管理意义重大。

     a. 数据源维护:定义和维护数据来源,即定义各应用系统与数据中心的接口关系;

     b. 数据信息项定义:按数据分类定义数据平台中的数据信息项,指定信息项的接口方式、接口关系(即指定其数据获取方式—SQL取数、第三方计算提供(DLL)、公式计算、XML导入、WebService,Excel导入、手工输入等);

     c.数据维护:按数据分类、根据定义的接口关系、获取数据信息项数据,并可对获取的数据进行在修正;

     d.自动取数服务:系统建立Windows服务,根据定义的取数来源、周期,定时从数据源取数,并根据数据项定义对数据进行计算处理。

     e.报表注册:对报表进行注册登记、及其报表相关属性的维护;

     f.报表数据来源定义:定义和维护报表的数据来源,即定义报表的数据接口关系;

     g.报表设计:所见即所得的报表设计方式。设计报表模板、根据报表数据源定义确定报表数据填充关系。与Excel的无缝接口;

     h.报表输出:给定报表输出条件,根据设计的报表模板、报表数据来源和报表数据填充关系,获取报表数据,填写报表,最终生成Excel报表,并将其归档保存;

     i.报表发布:报表保存后,经过审批可以对外发布,供各管理层查阅。

     (四)建立指标监督体系,实现指标实时监督、分析、报警功能

     (1)技术监督指标管理的核心思想

     技术监督指标管理通过对关键结果指标的量化分析,实时评价管理过程和行动计划的执行情况,寻找差距。指标管理采取体现持续改进的PDCA方法,将众多的指标根据其重要性、应用的范围与领域分成各种级别和类型,并找出它们之间的相互关系,形成一套完整的指标体系。将企业的生产经营总目标以各种量化指标层层分解到各级相关部门,形成流程化、直观化和公开化的多级目标指标体系,分为厂级、部门级等,并明确指标跟踪责任人,定期将完成值与目标值进行比较、评价、分析,制成各种形象直观的图表,以推动相关各级部门的管理绩效评价和科学决策,激励管理者提高管理效率,实现对管理过程的控制,预防经营风险。

     (2)制定技术监督指标的原则

     a. 反映管理要求

     b. 提供决策依据

     c. 可理解和计量

     d. 结果准确性和真实性

     e. 经济性

     (3)技术监督指标的执行

     a. 执行和控制结合。

     b. 业绩和过程控制结合。

     c. 责任分层:厂级、部门级。

     d. 指标的制定过程征求执行和控制部门意见,保证可行性。

     (4)技术监督指标报告

     a. 通过计算机信息系统发布指标信息。

     b. 通过汇报材料(雷达图、晴雨图、直方图、折线图)。

     c. 定期编写报告(统计报表、管理月报)。

     (5)技术监督指标管理方法

     a. 以计算机信息系统为基础,实现系统管理。

     b. 将指标管理和企业其它活动关联,以提高指标管理的作用。

     (6)技术监督指标责任

     a. 每一个指标指定:责任领导、责任部门、改进计划

     b. 所有数据有输入人和确认人,其准确性由确认人负责,经确认人检查确认方可上网。

     (7)技术监督指标维护规定

     a. 规定数据输入时间、确认时间。

     b. 过期未输入者,系统自动产生邮件,发给相关责任人。

     c. 规定交通灯评估标准(绿、黄、红)。

     d. 红灯者,系统自动产生邮件,发给责任领导,通知其分析跟踪,制定改进计划。

     (8)技术监督指标跟踪

     a. 指标体系建立

     根据管理的需要建立分级分类的指标体系,指标级别分为厂级、部门级、班组级、岗位级、员工级,周期最小到日、班。规定指标体系的各项指标相应的输入人、确认人。可以根据管理的具体需对指标进行调整:新增、修改和删除。

     指标体系建立由指标卡维护、取数公式定义、指标比较定义、指标数据维护等功能实现。指标导航树提供指标级别、指标类型、责任人、责任部门、指标集、亮灯状态及指标数据来源六种模式,能够方便的对指标数据进行查找管理。

     b. 指标数据的输入、确认

     各项指标的输入人、确认人在指标规定的时间内,对所负责指标的原始数据、目标值、同行比较值等数据进行输入和确认,指标确认人需检查核对数据的正确性。如果数据不对后可以通过邮件方式/短信的方式通知指标数据的输入人,让其修改,也可由确认人自己修改后直接确认。

     根据指标值的数据来源定义取数接口及计算公式。输入人根据指标取数接口和计算公式的定义从数据源取数,避免数据重复输入,保持数据的一致性。日数据、班数据按照指标的计算周期进行定期自动计算。没有取数来源的指标根据实际完成值在规定的时间内手工输入系统或填入EXCEL文件再导入。

     系统将通过邮件方式、短信和门户的待办事宜等方式通知指标的输入人、确认人输入、确认负责的数据。

     c. 指标评价和对标管理

     通过与目标值、标杆值、标准值比较,对指标的完成情况进行评分和亮灯(90分以上,优,紫灯;80~90,良,蓝灯;60~80,合格,绿灯;60分以下,差,红灯。)指标可与多个标杆进行比较,找出与不同标杆的差距。指标分析人对报红灯的指标进行原因分析,并将相关信息通知指标责任人,由指标责任人提出改进措施,实施整改,并将改进情况输入系统。

     d. 与EAM实现数据链接

     通过对指标与标杆的对比分析,查找差距,与EAM关联,通知责任人实施改进,形成闭环管理。

     e. 责任明确、实现KPI指标绩效考核

     责任到人,分析评价人与责任人分开,根据指标的完成情况和改进情况为KPI指标绩效考核提供有效的考核依据。

     f. 指标预警、报警

     系统通过对指标的按监控,如果发现指标在一段连续的时间范围内波动很大,系统将通过短信和邮件通知方式提醒指标相关负责人。如果系统对指标按周期统计,发现结果超出标定的范围,将通过短信和邮件通知方式,及时发出报警信息给指标相关负责人。

     g. 指标展示和统计分析

     系统将实现指标管理日报、周报、月报统计;指标水平分析(按年月比较指标历史最好值、历史最差值、年度目标值、年度当前值、同行水平和标准水平);同行比较(以蜘蛛图的形式显示同行比较分组情况);标准比较;目标比较;同型机组比较;历史比较(对某一指标值将现在值与历史值进行对比显示(数据表格、趋势图、棒图))等。

     (五)实现技术监督管理标准体系建立

     技术监督体系建立包括组织机构、人员资质及技术标准的建立。技术监督标准是技术监督工作的重要依据与手段,在本系统中单独列出一级栏目为监督标准,在本栏目中有分为国家行业标准、华润控股标准及我司内部标准3个子栏目,分别上传至空间,供每一个专业技术人员查阅、学习。监督体系一级栏目中分为组织机构的建立和人员资质两个子栏目。可以清晰找到每项监督的每个专责人员。对于人员资质栏目,本系统有到期提前提醒功能,便于管理各项资质证书,不至于让资质过期的情况发生。

     (六)实现生产全过程监督信息、数据的集成,及技术、经验的共享

     以前,各专业技术监督资料由专业自己保存,资料自己保存,不能做到资料共享,保存时间长了,不易查找,而且容易丢失。本系统将技术监督动态、各项技术检查报告、检修、技改等各项资料均设有存储地点,并具有检索查找功能,使用起来非常方便。对于非专业技术人员要学习其他专业的技术资料,只要输入关键字就可以找到相关的资料及相关经验、数据,完全实现了共享。

     (七)减轻日常技术监督人员的数据上报工作量,提高设备监督效率

     月报管理是该系统的核心功能之一,该功能由各专业预制好的月报模板,模板中的各项指标数据与系统内相应的技术指标对接,到月底系统自动提取各指标数据,每个专业根据各自特点自行编辑,然后上传。各专业上传完毕,系统自动合并成完整的技术监督月报。如果缺少任一专业的技术监督文档,系统会等待直至全部上传完毕再合并。上传完毕后由技术监督联络人发起审批流程,电子流程走完后,直接上传至控股公司,流程清晰明了,极大的节约了技术人员的时间。

     因为检修异常不符合项和异动管理在技术管理中应用较多,且不易管理,本系统中专门设置了栏目。主要是设置了电子流程,且系统具有即时通知功能。一旦批准通过后,系统自动通过内部邮箱(短信、微信)发送报告到全体技术人员,让大家及时知晓,迅速、便捷。为发起人节省了大量的跑手续时间,且通知到各位技术人员的时间具有可追溯性。极大的提高了管理效率。

     (八)对于存在的问题,均要闭环管理

     闭环管理是技术监督工作中重要的管理手段。在本系统中,非常重要的一环,就是对异常、上级检查问题、监督预警及提示、反措的执行等各项监督中,只要存在有与标准有差异的地方,均做到与EAM形成联系,做到工单、整改、验收闭环管理。逐步做到现场设备管理符合标准要求。

三、发电企业基于生产实时数据的技术监督管理平台建设的效果

     (一)管理效益提升明显

     极大的节省了各专业技术人员的查阅资料、技术指标监督、手续流程等方面的时间。

     1、依托生产实时数据监视发电设备的主要监测参数、化验、试验项目数据异常变化或超标情况。

     2、建立专门技术档案、管理档案、规章制度、资质管理等历史库,以供全厂人员查询。

     3、利用实时信息系统,建立技术监督历史数据库。以便技术监督人员进行设定和分析处理。

     4、汇总原有信息系统中的各类技术监督信息,使技术监督相关人员全面掌握技术监督工作状况。

     5、设备参数发生异常时能突出显示,及时预警,提高安全性。

     6、工作报表自动取数、计算、生成、审批及发布全过程流程化管理,大大提高人员工作效率和数据的可追溯性。

     7、利用图表作为辅助工具,丰富了技术监督人员的管理手段。

     8、技术监督指标自动计算与监控,异常指标实现原因分析、消缺处理、关闭全过程闭环管理。

     (二)安全效益明显提升

     本系统重点做到了实时监督、及闭环管理功能,对设备的安全措施得到了牢靠的落地。极大的提高的设备的安全。

     (三)辐射控股各项目,彰显行业效益

     本项目为控股公司的试点项目,且在管理效益、设备安全效益上均得到了明显的提升。目前,控股范围内几家发电企业已到我司进行学习,准备上本系统。从而显现出本系统在控股范围内带来的行业效益。

     基于实时数据的生产报表与技术监督管理系统借助先进的信息化手段,建立了一套完整的技术监管体系,并将火力发电厂的技术监督工作在该平台上进行管理,通过该平台可以保障企业的技术监管工作做到及时高效,实现监控生产运营报表管理、问题自动跟踪、指标自动计算与分析、设备状况自动预警、五星班组管理等技术监督工作管理目标,提升火力发电企业的技术监督管控水平,成为发电企业集团下属项目公司建立日常技术监督工作的管理平台。