电厂设备检修系统设计方案

　　一、电厂设备检修系统简介
　　
　　电厂是典型的资产密集型企业，企业的绝大部分资产是设备。对设备的运行维护，降低检修时间，延长发电时间，是电厂生产运行的主要目标。目前在国内大多数电力企业的管理信息系统中，设备管理、生产计划管理、材料管理等彼此相互独立，没有把生产检修的全过程作为一个信息系统的整体进行设计和开发，难以实现生产检修全过程的业务流程和信息共享。华能南通电厂设备检修系统作为一个管理信息系统，有机集成了设备管理和电厂检修等业务流程，使所有业务流程面向具体设备，通过加强设备的检修维护管理，可以提高检修质量，优化检修项目和工艺，尽可能降低运行和维修成本，降低检修费用，zui终达到提高设备的可用性和机组的可用率，延长设备的有效发电时间。
　　
　　电厂检修体制经历了多次发展变化。预防性检修（PM），以可靠性为中心的检修（RCM），整体产品检修（TPM）都曾为保障设备高可用性作出了令人瞩目的贡献。目前检修体制正在向预测性检修（PdM）即状态检修（CBM）发展。根据《ControlEngineering》的报道，目前世界上只有不到10%的设备实施了状态检修。国内电厂主设备的状态监测和故障诊断系统建设近年来取得了显著的成果，但目前全面实施状态检修时机显然不够成熟。因此在电厂设备检修系统软件的开发上，比较可行的方法是在电厂现有检修体制基础上，先实现预防性检修的信息化，并提供增改计划的人机接口，以及面向状态检修的系统接口。
　　
　　设备检修系统是建立在整个电厂的总体数据规划基础上的一个信息管理系统（见图1）。该系统主要为电厂检修提供管理信息支持，包括设备维护管理、机组检修管理、公用系统及辅机检修管理、台帐管理等业务子系统，同时建设的还有工单管理、项目管理、设备树管理、标准库管理等子系统。　　
　　二、业务流程重组和标准库的建设
　　
　　管理信息系统的建设，涉及到多学科，在前期规划、方案设计和项目的实施中，必须有电厂的管理人员、电力系统专家、管理学专家等专业人员参与。要深入了解电厂的业务流程，理清在保证安全性和可靠性的前提下，进行物流、资金流、工作流的集成。硬件及软件平台在原有的基础上改进和完善，保护用户的原有投资。
　　
　　业务流程重组（BPR）的概念是zui早由美国的MichaelHammer提出的，一般有两大类:全新设计法和系统改造法。企业可根据竞争策略、业务处理的基本特征和所采用的信息技术的水平来选择实施不同类型的BPR。BPR利用*的制造技术、信息技术以及现代化的管理手段，zui大限度地实现技术上的功能集成和管理上的职能集成，以保证人、财、物、信息等各类资源得到充分、合理的应用，从而达到提高生产效率、降低成本、满足顾客需求、增强企业竞争力的目的。本系统中采纳了系统改造法，这种方法继承逐步改善的思想即BPI的思想，辨析理解现有流程，在现有流程的基础上，系统渐进地创造新流程。
　　
　　电厂设备检修系统中的业务流程重组以电厂检修工作业务流程为改造对象和中心，对现有的业务流程进行根本的再思考和*的再设计。我们将重组后的业务流程标准化，建立一个覆盖各个业务领域的标准库，包括维护标准、机组检修标准项目、公用系统及辅机检修标准项目、机组检修周期标准、安全措施标准等。标准库以现有业务流程、电厂维护规程、电厂检修规程等为蓝本，经专工、部门、系统开发人员研究审核，形成业务模型，并导出为逻辑模型，存储在数据库中。针对以后的流程的不断调整和优化，建立标准库维护接口。电厂设备检修系统根据标准库的各种数据，生成各种年度生产计划、月度生产计划、工作票安全措施等。对于跨专业、跨部门甚至跨企业的检修项目，实现了相互协作的无缝集成。
　　
　　业务流程重组的目标之一是管理扁平化，即精简管理的中间环节。举例而言，在检修月度计划的生成中，原流程如下:各专业专工制定相应专业的检修计划，由计划员完成汇总和费用审核工作，再送部门审批，部门若不同意，则退回至计划员，计划员分发给各专业再作修改。信息化流程重组后，将计划员的汇总和分发工作由计算机软件完成。计划员只剩下审核费用这一任务，工作效率显著提高。这是一个简单的例子，可以看出设备检修系统投入应用后，工作人员的工作内容和方式将会有明显的变化，但由于采用的是系统改造法，其变化不大，能为工作人员所理解。如果采用全新设计法（CSA）的业务流程重组，变化过于剧烈。可能导致工作人员的抵制甚至造成项目失败。
　　
　　现以公用系统及辅机检修模块为例，阐述在系统开发中标准库的建立及在自动生成生产计划中的作用:
　　
　　（1）专工根据原有规程及设备资料整理各专业的公用系统及辅机检修标准项目成Excel文件并提交给部门。标准项目包括项目名称、检修性质（大修、中修、小修）、检修周期、检修工日、配合专业、子项目列表等。
　　
　　（2）部门审核，提出修改意见，确定zui终稿后提交软件开发人员。
　　
　　（3）开发人员将Excel中的项目信息导入Oracle数据库，得到公用系统及辅机检修项目标准库的雏形。
　　
　　（4）专工在设备检修系统中添加标准项目的设备列表，检修工艺卡，备品材料清单，工器具清单，检修记录条目表，班组工日分配等信息。其中设备列表中每一个条目包括设备名称，KKS编码，上次检修时间等信息。完善公用系统及辅机检修项目标准库。
　　
　　（5）根据数据库中标准项目的检修周期及设备列表中设备的上次检修时间，由系统自动生成公用系统及辅机检修的年度计划和月度计划。专工可在此基础上再进行修改。
　　
　　KKS为"电厂命名系统"的德文缩写，是目前上广泛采用的电厂标识系统，可以用来标识任何类型电厂中的系统分类、装置类型、安装位置、装置的各个部分以及各个设备。设备检修系统以KKS设备树为主轴，将具体设备融入到各生产管理和计划中，建立面向具体设备的业务流程。
　　
　　三、电厂设备检修系统设计
　　
　　3.1电厂设备检修系统的功能结构
　　
　　电厂设备检修系统的功能结构图见图2，其中设备维护管理包括点检管理，缺陷管理，机组调停管理;设备更改与异动包括设备更改计划与执行，设备异动;机组检修管理包括机组检修年度计划的制定、准备与执行;公用系统及辅机检修管理包括年度计划制定，月度计划制定、准备与执行;外包项目管理对各类检修业务中的外包项目进行管理;工器具管理包括工器具申领，工器具报废，退库管理;标准库管理包括设备清册，维护标准，工作票标准安全措施，机组检修周期维护，机组检修标准项目，公用系统及辅机检修标准项目，图纸档案，工器具定额库维护;台帐管理包括设备台帐，维修策划台帐，设备检修台帐;工作票维护管理包括工作单管理和工作票管理;系统管理包括口令管理，用户信息，角色定义;综合查询包括设备清册查询，点检查询，维护规程查询，重要缺陷查询，机组检修项目查询，设备异动查询，设备更改查询，调停项目查询，工器具查询;设备树用XML技术实现显示，包括KKS覆盖的所有设备。　　
　　3.2电厂设备检修系统的系统结构与部署
　　
　　系统采用B/S结构，结构图见图3。系统采用Microsoft的ⅡS作为Web服务器，采用Oracle数据库。.NET程序集主要分为4个组件包，其中业务外观部分提供系统与用户浏览器的交互;业务
　　
　　规则部分封装了业务逻辑;数据访问提供业务逻辑和数据库之间的交互。系统管理则提供应用程序配置，异常处理，日志记录等功能。　　
　　3.3电厂设备检修系统与其它系统的接口
　　
　　设备检修系统中与其它系统的接口通过XMLWebService技术实现。从表面上看，WebService就是一个应用程序，它向外界暴露出一个能够通过Web进行调用的API。可以用编程的方法通过Web调用来实现某个功能的应用程序。从深层次上看，WebService是一种新的Web应用程序分支，它们是自包含、自描述、模块化的应用，可以在网络（通常为Web）中被描述、发布、查找以及通过Web来调用。
　　
　　设备检修系统中的各种牵涉到检修公司之外的流程，如策划部、检修部、厂部的各种审批流程，各种台帐如设备台帐、检修台帐、策划台帐等已经实现了WebService接口。其它系统可以方便地利用WebService访问设备检修系统内部实现的功能和服务，实现了松散耦合的应用集成。
　　
　　系统和状态监测和故障诊断系统的接口将利用XML技术实现。相关的一些规范和协议主要有MIMOSA,OPC等。值得提出的是，MIMOSA,OPC基金会，ISA-SP95zui近合作制定了OpenO&M规范见图4，可以方便地实现状态监测（CM），控制系统信息（OPS），企业设备资产管理（EAM）和决策支持系统（DSS）的信息集成。这些规范的版本都提供了基于XML的系统集成方案，举例而言，MIMOSA提供了XML文件的输入/输出规范，OPC提供了OPCXML_DA规范，对原先基于COM的OPC服务器。只需增加一个XML-DAWrapper中间件服务器，便可与设备检修系统实现基于XML的数据交换。本系统现已实现EMA和DSS功能，由于系统是基于.NET平台的，而.NET平台又是目前*基于XML的zui强大的开发平台，因此可以非常方便、地实现与CM和OPS的系统集成，从而真正达到电厂的管控一体化和运行检修一体化。　　
　　四、结语
　　
　　华能南通电厂设备检修系统的投运显著提高了电厂设备检修的工作效率和质量，取得了良好的经济效益。
　　
　　（1）该系统能将公司内的各项检修制度和规程、工艺卡、安全措施、备品材料等进行归纳，将检修工艺的要求落到实处，提高检修质量，完成检修经验库、知识库、标准库的积累，对以后检修工作的开展提供有益的帮助。
　　
　　（2）系统全程管理检修计划、检修项目的制定、准备、执行、总结情况，并与设备树紧密集成，实现了设备与检修的数字一体化。
　　
　　（3）使用该系统可以使生产领导足不出户就可以了解到现场的检修情况，迅速知晓检修中所遇到的问题，并迅速提出处理方案。
　　
　　（4）系统为电厂各种状态监测和故障诊断系统提供了开放的接口。