周四維，李忠炳，張晉賓（.西南電力設(shè)計(jì)院，四川成都600;.成都博創(chuàng)通科技有限公司，四川成都600）

在全球經(jīng)濟(jì)步入數(shù)字時(shí)代的今天，工業(yè)領(lǐng)域也發(fā)生著驚人的變革，現(xiàn)場總線、無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)挖掘、工業(yè)云、大數(shù)據(jù)等新概念、新技術(shù)如雨后春筍般層出不窮，“數(shù)字化工廠（電廠）”是其中的熱點(diǎn)之一.但遺憾的是，數(shù)字化工廠（電廠）目前仍沒有形成公認(rèn)的、系統(tǒng)全面的定義，因此，本文著眼于厘清“數(shù)字化電廠”的概念、內(nèi)涵和實(shí)施途徑，以期為我國數(shù)字化電廠建設(shè)發(fā)展的有序化、科學(xué)化和標(biāo)準(zhǔn)化提供相關(guān)參考.

1 數(shù)字化電廠概念

進(jìn)入21世紀(jì)后，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展更加迅猛，已全面覆蓋企業(yè)、消費(fèi)者和政府等各個(gè)層面.所謂數(shù)字經(jīng)濟(jì)，是指在經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面，包括每一組織（如政府、各類企事業(yè)單位、非贏利機(jī)構(gòu)或團(tuán)體等）的內(nèi)部運(yùn)作、組織間或組織與個(gè)人間、或個(gè)人與個(gè)人之間的事務(wù)，廣泛采用IT信息技術(shù)（硬件、軟件、應(yīng)用和通信等）.而在20世紀(jì)末21世紀(jì)初開始出現(xiàn)的數(shù)字化工廠現(xiàn)象，正是數(shù)字經(jīng)濟(jì)環(huán)境下的產(chǎn)物，是當(dāng)今全球工業(yè)界最吸引人眼球的熱點(diǎn)技術(shù)和流行技術(shù).

盡管數(shù)字化工廠耳熟能詳，但全世界并沒有形成公認(rèn)的統(tǒng)一的定義.國際上，有的學(xué)者將其定義為用于表示工廠的模型和用于生成該模型的工具;有的學(xué)者認(rèn)為數(shù)字化工廠就是一種捕獲信息，將工廠內(nèi)的生產(chǎn)系統(tǒng)和可用流程模型化并表現(xiàn)出來的一種技術(shù);有的學(xué)者將其與虛擬工廠相區(qū)別，定義為已有真實(shí)工廠靜態(tài)內(nèi)容（包括靜止的所有物、資源、媒介供應(yīng)）的映像;也有的學(xué)者認(rèn)為就是虛擬生產(chǎn)制造，即是生產(chǎn)制造位置的逼真的、集成的計(jì)算機(jī)模型，該模型包括每一流程和具有支持規(guī)劃、仿真、開發(fā)、生產(chǎn)控制和維修等全部必要功能的整個(gè)工廠.

有關(guān)數(shù)字化工廠的構(gòu)成，有的專家認(rèn)為是由建模和可視化、仿真和評價(jià)、數(shù)據(jù)管理和通信3部分構(gòu)成;也有專家認(rèn)為是由3D設(shè)備系統(tǒng)可視化、事件仿真、制造過程仿真和人機(jī)工程仿真4部分組成.［1］在國內(nèi)，有的專家認(rèn)為數(shù)字化電廠包括電廠管理數(shù)字化、生產(chǎn)過程控制數(shù)字化、現(xiàn)場設(shè)備級控制與管理數(shù)字化、電廠信息高質(zhì)量數(shù)字化和電廠設(shè)計(jì)數(shù)字化;［2］有的專家認(rèn)為數(shù)字化電廠是通過采用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和管理的數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)人、技術(shù)、經(jīng)營目標(biāo)和管理方法的集成;也有專家認(rèn)為電廠的數(shù)字化實(shí)際上是指電廠從建設(shè)到運(yùn)行的整個(gè)生命周期過程中，實(shí)施完整的數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化采購、數(shù)字化工程建設(shè)以及數(shù)字化移交，同時(shí)在電廠監(jiān)控系統(tǒng)的各個(gè)層次采用智能化、數(shù)字化的設(shè)備，在信息系統(tǒng)中采用相應(yīng)的智能控制軟件和管理軟件，從而使得對整個(gè)電廠的監(jiān)控和管理都是智能化、數(shù)字化和透明化的.［3］

在我國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電廠熱工自動化術(shù)語》DL/T 701—2012中，將數(shù)字化電廠定義為：電廠各級控制和管理系統(tǒng)（包括現(xiàn)場設(shè)備等基礎(chǔ)單元）均進(jìn)入數(shù)字化后稱為數(shù)字化電廠.［4］因此，數(shù)字化電廠是電廠數(shù)字化達(dá)到一定程度后的概念.國際電工委員會IEC/TC65則將數(shù)字化工廠定義為：表現(xiàn)工廠基本組成單元、自動化資產(chǎn)、它們的行為和關(guān)系的類模型.［5］德國工程師學(xué)會在其VDI 4499導(dǎo)則中將其定義為：數(shù)字化工廠是一個(gè)由數(shù)字模型、方法和工具（包括仿真和3D可視）全部交織在一起的、由連續(xù)的數(shù)據(jù)管理將其集成在一起的綜合網(wǎng)絡(luò)所形成的超常概念.

綜上所述，筆者認(rèn)為數(shù)字化電廠的定義大致可分為兩類：一類是狹義的、淺層次的、初級的，即認(rèn)為數(shù)字化電廠就是指電廠生產(chǎn)，乃至管理的數(shù)字化，只要電廠監(jiān)控系統(tǒng)（包括現(xiàn)場儀表）和管理系統(tǒng)的各個(gè)層面都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，就認(rèn)為建成了數(shù)字化電廠;而另一類是廣義的、深層次的、高級的，即認(rèn)為數(shù)字化電廠包括電廠設(shè)計(jì)、建設(shè)、營運(yùn)、管理等電廠全生存周期各個(gè)過程的數(shù)字化，并強(qiáng)調(diào)各類系統(tǒng)的數(shù)字化只是一個(gè)基礎(chǔ)或表象而已，最重要的是應(yīng)建立有電廠的數(shù)字模型，并在此模型基礎(chǔ)上，充分利用系統(tǒng)集成、專家系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等現(xiàn)代信息處理和通信技術(shù)、智能控制和管理決策技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電廠管控真正意義上的信息化、智能化，最大限度達(dá)到電廠的安全、高效、環(huán)保運(yùn)行狀態(tài).實(shí)際上，后一種定義更為全面、系統(tǒng)，也與國際上主流的數(shù)字化工廠觀點(diǎn)相吻合.

為使我國數(shù)字化電廠的建設(shè)步入科學(xué)、良性、高水平發(fā)展之路，國內(nèi)宜采用后一種數(shù)字化電廠定義.在實(shí)施中，應(yīng)抓住數(shù)字化電廠的兩個(gè)精髓：一是采取過程方法，做好從電廠規(guī)劃、建設(shè)、生產(chǎn)、管理等各個(gè)流程的數(shù)字化，做到各個(gè)階段信息的不流失及其功能的充分挖掘;二是應(yīng)建立電廠數(shù)字模型（包括物理模型和數(shù)學(xué)模型），并將其應(yīng)用于設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工組織、仿真培訓(xùn)、過程控制、電廠管理等各個(gè)方面.

2 數(shù)字化電廠特點(diǎn)及包含的層面

2.1 數(shù)字化電廠特點(diǎn)

在2013年4月舉辦的德國漢諾威工業(yè)博覽會上，德國政府正式推出了國家級高科技戰(zhàn)略項(xiàng)目“工業(yè)4.0”，（其概念最初出現(xiàn)于2011年的漢諾威工業(yè)博覽會，之所以稱之為工業(yè)4.0，是德國學(xué)術(shù)界和工業(yè)界將其認(rèn)為是繼由水和蒸汽為動力的生產(chǎn)機(jī)械化推動的第一次工業(yè)革命、由電力帶來的大規(guī)模生產(chǎn)而推動的第二次工業(yè)革命、由電子和IT技術(shù)所引發(fā)的數(shù)字革命而推動的第三次工業(yè)革命之后的第四次工業(yè)革命.）旨在推動傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)化，使之向智能生產(chǎn)、智能工廠轉(zhuǎn)型.德國政府認(rèn)為：第四次工業(yè)革命是以智能生產(chǎn)制造為主導(dǎo)，工業(yè)4.0的目標(biāo)是建立具有適應(yīng)性、資源高效利用性、工效學(xué)應(yīng)用最大化、在商業(yè)和價(jià)值處理中用戶及商業(yè)伙伴一體化等特征的智能化工廠，形成新型的、高度靈活的、個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品及服務(wù)生產(chǎn)和管理模式.其技術(shù)基礎(chǔ)是虛擬網(wǎng)絡(luò)-實(shí)體系統(tǒng)（cyber-physical system）和物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）.為向工業(yè)4.0進(jìn)發(fā)，西門子公司已開始將這一理念融入其數(shù)字化制造工廠的建設(shè)中.西門子數(shù)字化示范工廠以數(shù)字化、自動化、綠色化、虛擬化等特征定義了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)了從管理、產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)到物流配送全過程的數(shù)字化，并通過信息技術(shù)，與其生產(chǎn)總部和研發(fā)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)互聯(lián).

從上述范例和前述數(shù)字化電廠的概念，可高度概括出全面、系統(tǒng)、完整的數(shù)字化電廠應(yīng)至少具有以下6個(gè)特點(diǎn).

（1）數(shù)字化即利用計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)將電廠各個(gè)生存周期階段所存在或發(fā)生或關(guān)聯(lián)的、反映電廠各個(gè)過程或結(jié)果的現(xiàn)象、特征、本質(zhì)及規(guī)律的聲音、文字、數(shù)字、符號、圖形和圖像等模擬信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息.

（2）模型化即建立有電廠完整的數(shù)字模型，其中不僅包括實(shí)體的物理模型，也應(yīng)包括數(shù)學(xué)邏輯模型.如以汽輪機(jī)本體為例，一是應(yīng)全面建立包括汽缸、隔板、隔板套、主汽閥、調(diào)節(jié)閥、進(jìn)汽管、蒸汽室、噴嘴組、主軸、軸承、軸承座、聯(lián)軸器、葉輪、動葉柵、軸封、軸封環(huán)、平衡盤等汽輪機(jī)全部組成部件的單個(gè)實(shí)體模型和由此組成的完整汽輪機(jī)實(shí)體的物理模型;二是還應(yīng)建立汽輪機(jī)的各種數(shù)學(xué)邏輯模型，如汽輪機(jī)熱力特性模型、應(yīng)力模型、調(diào)節(jié)特性模型等.

（3）可視化即在所建立的電廠數(shù)字模型基礎(chǔ)上，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將電廠各類實(shí)體及其特性以直觀的、圖形圖像信息表示的、隨時(shí)間和空間變化的物理現(xiàn)象或物理量（如三維立體形式）呈現(xiàn)于用戶面前，實(shí)現(xiàn)與用戶的交互，使之能夠?yàn)g覽、觀察、模擬和計(jì)算，從而提高規(guī)劃設(shè)計(jì)效率，也為規(guī)劃設(shè)計(jì)的優(yōu)化提供便捷，而且更便于實(shí)現(xiàn)電廠的運(yùn)行、維護(hù)、檢修的仿真，極大提高電廠的工作效率.

（4）互操作性即數(shù)字化電廠中的各個(gè)構(gòu)成部件（如不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、控制裝置等）具有協(xié)同工作和共享信息的能力.如數(shù)字化工廠中的一些實(shí)體可與數(shù)字化工廠中的其他實(shí)體之間無縫交換信息.

（5）信息化在我國《2006～2020年國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》中指出，信息化是指充分利用信息技術(shù)、開發(fā)利用信息資源、促進(jìn)信息交流和知識共享、提高經(jīng)濟(jì)增長質(zhì)量、推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展轉(zhuǎn)型的歷史進(jìn)程.我國政府所推動的信息化與工業(yè)化的深度融合與德國政府所推的工業(yè)4.0戰(zhàn)略項(xiàng)目中的傳統(tǒng)工業(yè)計(jì)算機(jī)化極為類似.數(shù)字化電廠在電廠的設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)、管理等各個(gè)環(huán)節(jié)廣泛采用信息技術(shù)，顯然，信息化也是數(shù)字化電廠的主要特征之一，數(shù)字化電廠的建立也是我國信息化建設(shè)的重要組成部分.

（6）智能化即數(shù)字化電廠應(yīng)廣泛采用現(xiàn)代信息處理和通信技術(shù)、智能測量和控制技術(shù)，以及基于數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機(jī)分析處理、數(shù)據(jù)挖掘、模型庫、知識庫等相結(jié)合的綜合智能決策支持技術(shù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)電廠的安全、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保、自治、智能運(yùn)行.

2.2 數(shù)字化電廠包括的層面

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織在其ISO 15926標(biāo)準(zhǔn)中，將流程工廠（包括電廠在內(nèi)）生存周期活動模型分為：概念流程設(shè)計(jì);概念工程設(shè)計(jì)（前端）;詳細(xì)流程設(shè)計(jì);詳細(xì)工程設(shè)計(jì);設(shè)備、材料及服務(wù)的采購和控制;工廠的施工、調(diào)試、試運(yùn)、運(yùn)行;工廠及設(shè)備的維護(hù)、退役;工廠拆除和場地恢復(fù)等過程.各過程間的關(guān)系如圖1所示.但該標(biāo)準(zhǔn)不涉及行政管理、商業(yè)、貿(mào)易等方面.［6］

圖1 流程工廠生存周期活動模型

因此，綜合來看電廠生存周期全過程，電廠的數(shù)字化不僅應(yīng)體現(xiàn)在建立有相應(yīng)的數(shù)字化電廠（包括設(shè)備、管道、設(shè)施等全部對象）模型，而且也應(yīng)包括在其各個(gè)生存過程的數(shù)字化，即電廠規(guī)劃和設(shè)計(jì)（包括概念設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)）的數(shù)字化、電廠建設(shè)（包括采購、施工、調(diào)試及建設(shè)管理等）的數(shù)字化、電廠運(yùn)行（包括運(yùn)行、維護(hù)和檢修等）的數(shù)字化、電廠運(yùn)營管理（包括生產(chǎn)經(jīng)營管理、行政管理、設(shè)備管理、燃料管理、物資管理、財(cái)務(wù)管理等）的數(shù)字化等各個(gè)層面，如此才可稱得上是全面的數(shù)字化電廠.

3 國內(nèi)數(shù)字化電廠實(shí)施差距及認(rèn)識誤區(qū)

3.1 實(shí)施現(xiàn)狀及差距

數(shù)字化電廠的構(gòu)建是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要長期、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、扎實(shí)的工作.與發(fā)達(dá)國家相比，我國在電廠數(shù)字化的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方面差距巨大.

從數(shù)字化建設(shè)流程來看，設(shè)計(jì)（包括流程設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)）是其龍頭，是電廠全面數(shù)字化的基礎(chǔ).目前國內(nèi)的電力設(shè)計(jì)院基本上甩掉了圖板，采用CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)（如AutoCAD）進(jìn)行電廠設(shè)計(jì)，達(dá)到了設(shè)計(jì)手段的初級數(shù)字化.此外，部分設(shè)計(jì)院采用國際通用的三維設(shè)計(jì)技術(shù)或協(xié)同設(shè)計(jì)平臺（如AVEVA的PDMS，Bentley的Open Plant，Intergraph的Smart Plant，Siemens的Comos等），實(shí)現(xiàn)了電廠設(shè)計(jì)的較高質(zhì)量的數(shù)字化.但與國際先進(jìn)工程公司相比，國內(nèi)的設(shè)計(jì)數(shù)字化還處于較為基礎(chǔ)的階段，所建立的三維模型只是一個(gè)物理模型，還不能全面仿真真實(shí)的工藝流程，與所要求的虛擬電廠還有差距.而且所使用的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺也不是真正意義上的全部協(xié)同，并未實(shí)現(xiàn)全面的工藝、土建、電氣、儀控等多專業(yè)的信息共享和協(xié)同數(shù)字化設(shè)計(jì).

在電廠建設(shè)方面，國內(nèi)建設(shè)單位大都配置有建設(shè)期管理信息系統(tǒng)（包括建設(shè)階段的計(jì)劃管理、進(jìn)度管理、物資管理、財(cái)務(wù)管理、質(zhì)量管理、安全管理、工程圖紙文檔管理等功能模塊），如Primavera的P3或P6項(xiàng)目管理軟件等，實(shí)現(xiàn)了對電廠建設(shè)階段的合同、工程概算、工程投資、設(shè)備采購、工程施工、工程質(zhì)量等信息的基本數(shù)字化管理.但從深層次上看，施工方大都沒有配置可與設(shè)計(jì)相兼容的工程管理信息平臺，不具備從上游無縫接收數(shù)字設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力，加之絕大部分建設(shè)項(xiàng)目并沒有從設(shè)計(jì)方獲得全面完整的數(shù)字化設(shè)計(jì)產(chǎn)品，更談不上基于數(shù)字化設(shè)計(jì)成果的數(shù)字化采購、基于數(shù)字模型的施工優(yōu)化和虛擬化的機(jī)組調(diào)整、試驗(yàn)等，因此并未充分挖掘和利用數(shù)字產(chǎn)品的潛力，沒有實(shí)現(xiàn)深層次的數(shù)字化建設(shè)規(guī)劃和管理.

在電廠運(yùn)行方面，國內(nèi)電廠基本上都配置有DCS/PLC等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，有的甚至還在上層配置類似于國外MES制造執(zhí)行系統(tǒng)的、國內(nèi)稱之為SIS的廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了過程控制及設(shè)備運(yùn)行的初級數(shù)字化，具備了一定的控制優(yōu)化和狀態(tài)檢修能力.但與國際先進(jìn)水平相比，在電廠運(yùn)行數(shù)字化方面，國內(nèi)還應(yīng)建立全面的基于被控對象的電廠數(shù)字化邏輯模型，并充分應(yīng)用這些數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)對電廠的基于模型的狀態(tài)預(yù)測控制、優(yōu)化控制、智能控制、故障診斷、狀態(tài)檢修等.

在電廠管理方面，相當(dāng)多的國內(nèi)業(yè)主建有較為完善的，包括經(jīng)營管理、資產(chǎn)管理、生產(chǎn)管理、行政管理等主要功能的M IS管理信息系統(tǒng)，有的大型發(fā)電企業(yè)還建有ERP企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（如基于SAP和用友軟件等）.但從數(shù)據(jù)鏈看，仍沒有徹底打通從設(shè)計(jì)、施工，直至運(yùn)行的全部數(shù)據(jù)鏈，沒有實(shí)現(xiàn)全部過程的數(shù)據(jù)共享.國外在20世紀(jì)末就制訂了較為完善的過程工業(yè)全過程數(shù)據(jù)移交標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（如歐洲EPISTLE組織于1997年就制訂了“Process Industries Data Handover Guide”），遺憾的是，國內(nèi)目前還沒有一部涉及電力工程數(shù)據(jù)移交的標(biāo)準(zhǔn).從電廠生產(chǎn)管理角度看，沒有充分利用虛擬的數(shù)字化電廠模型進(jìn)行電廠的運(yùn)行管理、安全管理、技術(shù)監(jiān)督管理、大小修項(xiàng)目管理等;此外，也未充分利用已有的數(shù)據(jù)庫、模型庫，建立起以管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、控制論和行為科學(xué)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)和信息技術(shù)為手段，具有智能決策作用的決策支持系統(tǒng)，從而未能為電力企業(yè)的各級管理者提供及時(shí)、有效的生產(chǎn)經(jīng)營決策信息，未能達(dá)到對工程投資費(fèi)用、進(jìn)度、質(zhì)量、生產(chǎn)的有效控制.

3.2 實(shí)施中存在的認(rèn)識誤區(qū)

誤區(qū)1：一定要在現(xiàn)場設(shè)備級全面應(yīng)用了現(xiàn)場總線技術(shù)后，才能稱之為“真正”意義上的電廠全面數(shù)字化.這種觀點(diǎn)其實(shí)是對數(shù)字化建設(shè)的片面理解，實(shí)質(zhì)上不論是采用常規(guī)型、智能型或現(xiàn)場總線型儀表與控制設(shè)備，只要能采集到被控對象足夠的數(shù)字狀態(tài)信息，并對之實(shí)施有效的數(shù)字監(jiān)控，同時(shí)對測控裝置的可靠性狀態(tài)實(shí)施數(shù)字化管理的，即可認(rèn)為達(dá)到了數(shù)字化.片面強(qiáng)調(diào)儀表與控制設(shè)備的現(xiàn)場總線化，既不現(xiàn)實(shí)，（如IEC和ISO等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織認(rèn)可的現(xiàn)場總線類型就有幾十種之多，且不是所有的儀表與控制設(shè)備都有商用的質(zhì)量可靠的現(xiàn)場總線產(chǎn)品，另外如國外某已投產(chǎn)的號稱全面采用現(xiàn)場總線的電廠，也還采用有閥島、Hart等并非真正意義上的現(xiàn)場總線產(chǎn)品.）也不具有實(shí)質(zhì)意義（因數(shù)字化的宗旨是計(jì)算機(jī)化、信息化、智能化）.當(dāng)然，我們并不否認(rèn)現(xiàn)場總線產(chǎn)品在全數(shù)字化通信、互操作性、互用性等方面的優(yōu)勢，只是不要將其認(rèn)為是電廠數(shù)字化的必要條件.實(shí)際上，IEC國際電工委員會在其TR62794技術(shù)報(bào)告中所提到的數(shù)字化工廠參考模型，也并不完全排斥常規(guī)的I/O采集方式.［5］

誤區(qū)2：只要生產(chǎn)和管理沒有模擬數(shù)據(jù)，全部實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的數(shù)字化，就建成了數(shù)字化電廠.這其實(shí)是對數(shù)字化電廠的片面理解，也是低層次的數(shù)字化.數(shù)字化是手段而不是目的，電廠的數(shù)字化是構(gòu)建現(xiàn)代信息化企業(yè)的重要基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)企業(yè)智能化、自治運(yùn)行的重要手段，單純?yōu)榱藬?shù)字化而數(shù)字化，就失去了數(shù)字化存在的意義.數(shù)字化的宗旨是實(shí)現(xiàn)電廠的信息化、智能化，以及電廠的現(xiàn)代化運(yùn)行和管理，達(dá)到電廠營運(yùn)成本最低、發(fā)電能耗最小、污染物排放達(dá)標(biāo)，設(shè)備可用系數(shù)高，以及電廠效益最大化的目的.

誤區(qū)3：電廠數(shù)字化設(shè)計(jì)就是三維數(shù)字化設(shè)計(jì).三維數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)是建立在數(shù)字化、虛擬化、智能化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)平臺的基礎(chǔ)上，讓設(shè)計(jì)對象更立體化、更形象化的一種新型設(shè)計(jì)方式，是電廠設(shè)計(jì)的趨勢之一.由此建立的三維虛擬空間，給人以直觀、逼真、身臨其境之感，很多不易察覺的設(shè)計(jì)缺陷（如管道、設(shè)備的碰撞等空間布置問題）能夠輕易地被發(fā)現(xiàn)，便于項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)、方案優(yōu)化等，大大提高規(guī)劃和設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率.盡管三維數(shù)字化設(shè)計(jì)具有許多優(yōu)點(diǎn)，但它只是電廠全面數(shù)字化設(shè)計(jì)的重要組成之一，而不是數(shù)字化設(shè)計(jì)的全部.全面的數(shù)字化設(shè)計(jì)還包括除布置安裝設(shè)計(jì)以外的FEED前端工程設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、儀控設(shè)計(jì)（包括邏輯設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、接線設(shè)計(jì)）等方面.如全球領(lǐng)先的工程軟件供應(yīng)商——美國Intergraph的SmartPlant（智能工廠）計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件包除了SmartPlant 3D三維設(shè)計(jì)軟件包外，還包括SmartPlant P＆ID，SmartPlant Instrumentation，SmartPlant Electrical，SmartPlant Process Safety等軟件包.

誤區(qū)4：只要電廠的運(yùn)行和管理數(shù)字化就行，其他上下游過程有沒有數(shù)字化，或有沒有數(shù)據(jù)移交都無所謂.從電廠生存周期角度看，電廠運(yùn)行期最長，其重要性不言而喻，但全面的電廠數(shù)字化包括電廠的規(guī)劃設(shè)計(jì)數(shù)字化、電廠建設(shè)的數(shù)字化等各個(gè)生存階段的數(shù)字化，不重視設(shè)備制造、工程設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試等上游流程的數(shù)字化數(shù)據(jù)移交，不重視工程設(shè)計(jì)、采購、施工、運(yùn)行等各環(huán)節(jié)的信息繼承，會導(dǎo)致大量有用的數(shù)字信息遺失或截流，就無法保證全程數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)的有效利用，而且如果不能充分、有效地利用上游流程的數(shù)字信息，就不能保障電廠運(yùn)行、維護(hù)、管理的充分性、有效性、可信性和高效性.

4 結(jié)語

數(shù)字化電廠的建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包含標(biāo)準(zhǔn)和參考架構(gòu)的建立、工作組織和管理、設(shè)計(jì)（包括建模、工程設(shè)計(jì)等）和建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施（如網(wǎng)絡(luò)或信息系統(tǒng)的橫向、縱向集成等）搭建、信息安全、規(guī)章建立、應(yīng)用培訓(xùn)等多個(gè)方面.因此，我國應(yīng)借鑒德國政府的“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略項(xiàng)目，合理規(guī)劃布局，扶持或建立相應(yīng)的數(shù)字化工廠（電廠）研究組織，并確定相應(yīng)的示范工程項(xiàng)目，以促進(jìn)我國工廠（包括發(fā)電裝備制造廠、發(fā)電廠、儀器儀表廠等）的數(shù)字化、智能化，提高我國工業(yè)的競爭力，使我國在新一輪工業(yè)革命中搶占先機(jī).

［1］CARMEN Constantinescu，CHRISTOPH Runde，JOHANNES Volkmann，et al.D1 definition of a VR based collaborative digitalmanufacturing environment［R］.［S.l.］：Information Society Technologies，2007.

［2］王曉雄.構(gòu)建全面數(shù)字化電廠的思考［J］.中國儀器儀表，2011（10）：41-44.

［3］危元華，任曉東，李智，等.數(shù)字化電廠的概念及方案研究［J］.電力建設(shè)，2013，34（4）：51-54.

［4］侯云浩，張國斌，張晉賓.火力發(fā)電廠熱工自動化術(shù)語［S］.北京：中國電力出版社，2012.

［5］International Electrotechnical Comm ission.Industrial-process measurement，control and automation-reference model for representation of production facilities（digital factory）IEC/ TR 62794［R］.［S.l.］：IEC，2012.

［6］International Organization for Standardization.Industrial automation systems and integration-integration of life-cycle data for process plants including oil and gas production facilities，part 1：overview and fundamental principles ISO 15926-1［S］.［S.l.］：ISO，2004.

（編輯胡小萍）