一、立项背景
近年来电力行业集约化管理理念不断深入,集团总部集中化管控的力度越来越大,朝集约化、精细化的集团管理已成为进一步提高电力行业运营效率和管理水平的主要方向。
集团化运作需要成员企业在采购、生产、销售、管理等各环节一起协同运作,产业联动和协同使管理难度增加。电力企业集团对数据分析、辅助决策、智能管理的需求逐渐凸显。这些因素促使电力信息化的重点从生产经营操作层向业务职能管理层和企业战略决策层转移。经过多年的发展,发电企业厂级生产、管理信息化系统已逐步走向成熟。
一方面,以DCS、SCADA、SIS 等为代表的厂级生产控制监控系统,在现代化发电厂中已经具有相当的普及率。以上系统在生产控制上起到了很好的作用,极大的提高了电力生产能力。但目前电厂的生产实时信息,并没有充分地为管理所用,不能为深度的数据挖掘和决策支持服务。
另一方面,MIS、ERP 等人、财、物、设备管理系统的应用把分散的功能模块整合并一体化,以管理现代化和流程优化及再造为重点基本解决了流程互通的问题。但目前的MIS、ERP 有着各自独有的行业特性,应用系统对业务处理的支撑能力难以转换为对管理决策的支撑能力,不能很好的满足产业集群的综合管理和产业集群生产运行关键指标的统一管理与分析的需求。
因此,提高对生产、经营等信息资源的有效整合,综合利用和挖掘分析,利用信息技术实现从厂级生产控制、管理信息化向集团整体资源经营管控的转变,达到集团企业整体管控与经营效益最大化是目前势在必行的趋势。
针对目前电力行业信息化现状以及未来的趋势,中电投蒙东能源集团公司策划了生产指标实时监控、对标及分析管理平台项目,探索一种适合于中国发电企业集团化、集约化发展的信息化支撑模式。随着蒙东能源产业集群的壮大和快速发展,企业管理的广度和深度向纵深拓展,对企业的有效管控成为蒙东能源亟待解决的问题。
而通过信息化手段支撑企业发展战略的构想,以管控+ERP为核心的信息化战略,从适应企业发展、管控一体化模式、提高产业协同和专业化管理等方面为蒙东能源的未来发展提供了强有力的技术支撑。
生产指标实时监控、对标及分析管理平台的建设应用,实现了蒙东能源对所属企业的有效管控,使蒙东能源集约化、实时化、精细化、专业化管理理念落地,强化了蒙东能各产业板块之间的协同效应,提高了蒙东能源的整体竞争能力。
二、项目解决的问题
为了进一步实现国资委提出的价值管理和管理提升目标,更好的贯彻集团公司集约化、精细化、实时化的管控一体化管理要求;结合蒙东能源集团公司产业集群协同发展的管理特点,进行集团级电力生产实时监控、对标及分析一体化管控平台的研发与应用。本项目要解决的问题如下:
l. 解决集团公司对于所属生产企业集约化、精细化、实时化管理的需求,用信息化手段支撑集团级企业的集中化管控模式。
2. 搭建集团共享的企业级数据仓库,解决集团级生产实时数据的采集、存储、展现、分析和整合利用,使生产数据充分的为管理所用。建立基于首出原因判据和事故分析的异常闭环管理体系,强化非停及降负荷等生产异常的管理。
3. 整合现有信息资源,建立集团所属企业生产、管理信息数据的共享平台,横向集成,纵向贯通的一体化信息平台;管理以数据说话,数据出管理、数据出效益,实现数据价值的最大化。
4. 建立集团公司-分(子)公司-电厂的三级指标管理体系,围绕企业关键绩效指标,结合数据中心技术,数据挖掘分析及辅助决策系统,快速有效地为企业管理者提供企业级管理信息的全方位视图。
5. 建立以差距查管理,以管理促提高的指标对标闭环管理体系,将对标结果转化为提高运行水平和提升管理效益的方案,逐步提高安全经济运行水平。持续优化和提高生产运营指标,实现管理、效益的双提升。
6. 解决对标管理理念和生产实时监控的有机融合问题,改变传统的人工对标模式,实现计算机实时对标。将各项指标数据的自动实时采集、在线管理及计算机实时对标。实现指标定义的统一规范化,实现各发电企业指标数据的实时采集,避免人为干预,保证数据的安全性、真实性、可靠性。
7. 建立智能报表系统,借助计算机辅助对标,解决数据的重复录入问题,使工作人员可以从繁琐的对标基础工作中解放出来,使专业人员把更多的精力投入到指标改善及效率提高方面。
8. 建立集团级经验知识库系统,形成产业板块专业化管理、对比分析、经验知识共享的一体化应用平台。
9. 建立集团统一、集成、高效、适用的信息化系统,同时满足集团所属企业的功能应用需求。形成集团级信息化基础支撑平台,为其他信息化系统建设提供技术支撑和数据支撑。
三、技术内容
1.总体思路。
生产指标实时监控、对标及分析一体化管控平台构建了集团级发电企业生产调度管理、实时监控、异常闭环管理及对标分析等有机的、体系的、闭环的管控一体化。系统以实时对标为核心、异常管理为重点、生产实时数据为支撑,在基于用对标管理企业、用指标评价企业、用业绩考核企业的理念,以指标对标为先导、贯彻精益化管理思想、以管理对标为核心、以绩效提升为目标的总体要求背景下,贯彻集团公司集约化、精细化的管理理念,最终实现闭环管理。
通过构建集团统一软件平台和统一数据中心,将所属发电企业的生产运营数据实时采集、集中存储、统一管理,为集团公司管理决策提供即时、准确、直观的信息支撑。统一数据中心同时作为新建大楼信息控制中心室的部分数据来源。
系统整体架构和系统总体网络拓扑结构如下图所示:
电厂侧实时数据的采集需配置接口机、网络单向隔离器和厂级实时数据库(目前无SIS 系统的电厂/机组的取数方案),或者配置数据转发服务器(已有SIS 系统的电厂/机组的取数方案),采集的实时数据通过集团专网发送至集团侧的实时数据中心。集团侧需配置大容量、高效率的实时数据库服务器,存储全集团生产实时数据。另需配置指标管理数据库和应用服务器。平台以实时对标为核心、异常管理为重点、生产实时数据为支撑,以业务指标的产生过程管理为主线,保证对标管理工作流程的统一性,确保指标数据处理的正确性和及时性。
2.技术方案。
平台采用一体化设计思想,完成集团公司各发电企业生产过程监视、异常报警以及过程回放的统一组态和发布。平台采用一体化设计,统一规划、统一部署,提供统一的数据统计、分析计算的组态、运行功能。采用层次化展示方式,实现快速呈现从集团公司——所属发电企业——各生产子系统——生产设备等各个层面,掌握整个集团公司的运行状态、经济性、环保性等指标的实时信息。根据集团公司管理的特点,实时系统展示设计强调信息的集成性和汇总性,高效、实时、准确地反映生产、经营实绩。平台以实时对标为核心,以业务指标的产生过程管理为主线,在保证对标管理工作流程的统一性,确保指标数据处理的正确性和及时性的前提下,通过指标体系与标杆项的建立和对各类各级指标进行自动采集计算、报送、综合、比较、分析等来完成对标管理工作,进而实现规划、实施、过程控制、持续改进的闭环管理目标。系统具备对相关指标信息采集录入、计算、存储、上报、审核、汇总、统计、分析、发布等基本功能,以满足集团公司对标管理活动的需要,并充分考虑今后对标业务扩展的需要。
平台的数据自动采集计算是系统的一大亮点,借助生产实时监控所提供的实时生产数据,对标平台能够实现指标数据采集的自动化,从而保证对标结果的及时性和真实性,切实提升对标分析对管理决策的支持效果。同时,系统将大幅度减少相关工作人员的数据收集、整理和录入工作。
建立集团级共享的经验知识库,提升专业化管理的同时,使经验知识即产生,即学习,为各级管理人员提供横向交流、对比分析、学习优秀的生产经验和先进的管理理念的平台,促进共同管理提升。
3.主要技术创新点。
平台的建设实现了集团对所属企业生产运行全过程的监管、异常的诊断分析与闭环管理、实时对标管理、指标分析与决策支持。满足集团对所属企业集中化、精细化、专业化管理的需求,实现了信息透明化、管理规范化和决策科学化。同时为公开透明考核、指标的持续改进和管理的不断提升提供了有效工具。
(1)建立了集团级生产经营一体化管控平台。
建立集团生产经营一体化的智能管控平台,实现以生产实时信息为基础的生产全过程管控,以异常闭环管理为手段的过程管理修复,以生产实时对标为核心的三级指标管理。
(2)实现了生产与管理的融合。
1)生产实时信息与关键绩效指标的融合围绕关键绩效指标建立发电企业三级指标管理体系,将自动采集的所属企业生产实时信息,进行统计计算,作为指标结果的来源。保证了指标结果产生的客观性和准确性。
2)生产实时监控与三级指标对标管理的融合。
建立集团统一的生产实时数据中心,结合实时数据库和关系型数据库,将生产实时信息与指标对标管理进行有机的融合。将所属企业生产实时信息自动采集汇总,进行充分的挖掘利用,经过存储、抽取和计算作为指标对标管理的数据源,减少指标数据的人为干预因素,加强对指标产生过程的管理,保证对标管理工作流程的统一性,指标数据处理的正确性和及时性。
3)生产调度管理与异常闭环管理的融合。
区别于传统的生产调度系统,以生产实时数据为基础,充分利用实时采集的生产数据,按机组或设备类型设定合理的指标、状态和参数异常判据,对异常信息进行自动告警。 异常报警信息能够自动生成工作单,传递至当值人员,当值人员需要对异常事件进行原因分析、制定改进措施并反馈至电厂相关负责人或集团公司负责人进行审核,达到异常的闭环管理。相关人员可以借助生产过程回放功能诊断分析异常发生的原因。异常处理的信息能够通过信息发布共享至经验知识库中,促进各电厂的相互学习,共同提高,减少类似异常的再次发生。通过对异常的闭环管理,督促和指导电厂的维护检修工作,提高设备可靠性和经济运行水平。
(3)建立了集团级经验知识库。
知识共享平台是由指标对标结果、改善指标措施、异常处理经验、专业化数据分析、其他管理信息和最佳实践库为基础的产业板块知识资源和管理信息资源库。该模块的建立为蒙东能源发电部、各电厂和分厂的各级管理人员提供了横向交流、对比分析、学习优秀的生产经营经验和先进的管理理念的平台,促进共同管理提升。
四、应用情况
蒙东能源电力板块生产指标实时监控、对标及分析一体化管控平台,于2011 年3 月,开始项目策划,对实时监控范围、指标体系及各级指标管控要求进行了充分的调研与分析,平台的建设定位得到中电投集团的肯定。经过2 年多的分阶段开发实施和不断完善,系统于2012 年11 月启动试运行,2013 年1 月1 日启动正式运行,2013 年11 月终验。目前各模块应用已全部达到预期效果。
平台在蒙东能源公司经过近一年半的使用,其实时监控、异常闭环、指标管理、信息发布等各类应用已覆盖蒙东能源公司发电部、调度管理中心及所属发电厂相关部门各岗位所有专业人员,融入到企业生产经营管理的各个方面。集团级电力生产指标实时监控、对标及分析一体化管控平台在每个发电集团应用将产生超过800 万的收益,在发电行业推广应用将取得巨大收益;在电力、化工、冶金、煤炭等流程工业企业具有广泛的适用性,有极大的推广空间;国外同类软件存在着不符合国情、投资巨大、维护费用高昂的问题,本系统是这些进口产品最具有竞争力的替代品;国产软件更适合推广到能源、军工、航天等关系到国家政治、军事、经济安全的相关行业领域。
五、效益分析
1.经济效益。
通过深化对标管理,使生产指标持续优化,2013 年实现:
供电煤耗下降3.57克/千瓦时,降低成本4629万元;
发电油耗下降2.92 吨/亿千瓦时,降低成本663万元;
发电水耗下降0.02 千克/千瓦时,降低成本907万元;
发电单位材料费降低0.25 元/千千瓦时,材料费节省517万元;
单位千瓦修理费降低3.78 元/千瓦,修理费节省414万元;
单位千瓦其他费降低6.19 元/千瓦,其他费节省3886万元。
2.社会效益。
本项目致力于通过信息化手段,为电力集团集约化、精细化管理提供强大的技术支撑。通过本项目具备高集成性、开放性和安全性的一体化信息平台,能够促进集团公司作为生产指挥中心、资产运营中心、资源配置中心和利润中心,实现资源的优化配置,实时掌控所属企业生产情况和安全运行情况,优化各项指标,达到集团利益最大化的目的。通过该平台的建立,对发电企业信息资源进行整合应用,高度集成,保护已有投资,提高资源利用效率。通过指标的持续优化改进,节能增效,减少对环境的影响、资源的消耗,促进可持续发展。(供稿单位:国家电投蒙东能源集团有限责任公司、北京立诚拓业科技有限公司)
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