龔劍超

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江 天臺 317200）

淺談設(shè)備管理信息化需求

龔劍超

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責任公司，浙江 天臺 317200）

本文以生產(chǎn)管理系統(tǒng)的信息化為目標，從建立一個系統(tǒng)化的設(shè)備管理體系的角度出發(fā)，多方面分析了設(shè)備樹系統(tǒng)化的實際需求，提出了設(shè)備管理工作中的信息化的一些建議。明確系統(tǒng)化的設(shè)備管理應(yīng)具有系統(tǒng)性、全面性、主體性、可維護性和通用性。從而使設(shè)備管理過程直接面向生產(chǎn)管理的本質(zhì)要求。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)；信息化；設(shè)備管理；系統(tǒng)化

0　前言

什么是系統(tǒng)？系統(tǒng)就是由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成的具有特定功能的有機整體。根據(jù)一般系統(tǒng)論，系統(tǒng)具有整體性、關(guān)聯(lián)性、層次性和統(tǒng)一性的特征。發(fā)電廠設(shè)備集群就構(gòu)成了一個系統(tǒng)。

生產(chǎn)管理系統(tǒng)是生產(chǎn)管理信息化的重要手段，其中設(shè)備管理的很多具體內(nèi)容集中體現(xiàn)在設(shè)備樹上。系統(tǒng)化地組織設(shè)備樹信息，一方面能系統(tǒng)反應(yīng)發(fā)電廠設(shè)備的各系統(tǒng)及各系統(tǒng)間的組織、結(jié)構(gòu)關(guān)系，另一方面能把設(shè)備管理從物理設(shè)備管理層面提升到系統(tǒng)功能管理層面，更直接地面向生產(chǎn)管理的本質(zhì)要求。

為此，設(shè)備管理信息化應(yīng)用就存在一些系統(tǒng)化的需求。

1　設(shè)備樹的系統(tǒng)性需求

系統(tǒng)性需求，是指設(shè)備樹應(yīng)該系統(tǒng)地面向全廠各個生產(chǎn)系統(tǒng)及各系統(tǒng)中的所屬設(shè)備，既能反應(yīng)組成系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)，又要能反應(yīng)各子系統(tǒng)之間的關(guān)系；既要反應(yīng)各子系統(tǒng)的存在的目的性，又要反應(yīng)各子系統(tǒng)間因果決定關(guān)系；既要反應(yīng)上下層系統(tǒng)之間的從屬關(guān)系，又要反應(yīng)系統(tǒng)之間的類同、近似關(guān)系，并明確各系統(tǒng)的統(tǒng)一性。因此，發(fā)電廠的設(shè)備管理應(yīng)該基于設(shè)備樹，并系統(tǒng)性地反應(yīng)電廠所有設(shè)備的實際情況。只有這樣，才能全面反應(yīng)發(fā)電廠所屬設(shè)備具體情況及相互關(guān)系，確保物理設(shè)備無遺漏，子系統(tǒng)功能無遺漏，系統(tǒng)整體無遺漏。

1.1具體要求

（1）設(shè)備樹的整體性

雖然系統(tǒng)是由要素或子系統(tǒng)組成的，但系統(tǒng)的整體性能可以大于各要素的性能之和。即指系統(tǒng)中各要素的特定組合或結(jié)構(gòu)關(guān)系也是系統(tǒng)組成的要求之一，僅表示系統(tǒng)各要素并不能完全表示全系統(tǒng)。生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)備樹由發(fā)電廠的各個生產(chǎn)相關(guān)的系統(tǒng)組合而成，各系統(tǒng)各執(zhí)行電力生產(chǎn)相關(guān)的某個或某幾個方面，其綜合功能完成了發(fā)電廠生產(chǎn)檢修運行整體功能，因此這個設(shè)備樹具有整體性，即對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有明確的要求，同時，設(shè)備樹的構(gòu)成也受整體性本身的概念影響，范圍存在變化。

1）整體性反應(yīng)于發(fā)變電電氣系統(tǒng)運行能力

發(fā)電廠系統(tǒng)的整體性反應(yīng)于電廠運行能力，則凡與發(fā)變電電氣系統(tǒng)運行相關(guān)的各生產(chǎn)系統(tǒng)均應(yīng)按一定系統(tǒng)組織關(guān)系包含在設(shè)備樹信息之中。

即指發(fā)電廠的一次主設(shè)備系統(tǒng)、二次系統(tǒng)及相關(guān)附屬系統(tǒng)，均應(yīng)按一定系統(tǒng)組織關(guān)系包含在設(shè)備樹信息中。

2）整體性反應(yīng)于發(fā)變電功能系統(tǒng)運轉(zhuǎn)能力

發(fā)電廠系統(tǒng)的整體性反應(yīng)于發(fā)電廠發(fā)變電功能系統(tǒng)運轉(zhuǎn)能力，則凡與發(fā)變電功能系統(tǒng)運轉(zhuǎn)相關(guān)的各生產(chǎn)系統(tǒng)均應(yīng)按一定系統(tǒng)組織關(guān)系包含在設(shè)備樹信息之中。

即指發(fā)電廠的一次主設(shè)備系統(tǒng)、二次系統(tǒng)及相關(guān)附屬系統(tǒng)、水機系統(tǒng)、水工土建相關(guān)系統(tǒng)，均應(yīng)按一定系統(tǒng)組織關(guān)系包含在設(shè)備樹信息中。

3）整體性反應(yīng)于發(fā)電廠生產(chǎn)檢修系統(tǒng)運轉(zhuǎn)能力

發(fā)電廠系統(tǒng)的整體性反應(yīng)于發(fā)電廠發(fā)變電功能系統(tǒng)運轉(zhuǎn)能力，則凡與發(fā)電廠生產(chǎn)檢修系統(tǒng)運轉(zhuǎn)相關(guān)的各生產(chǎn)系統(tǒng)均應(yīng)按一定系統(tǒng)組織關(guān)系包含在設(shè)備樹信息之中。

即指發(fā)電廠的一次主設(shè)備系統(tǒng)、二次系統(tǒng)及相關(guān)附屬系統(tǒng)、水機系統(tǒng)、水工土建相關(guān)系統(tǒng)、檢修設(shè)備、安防設(shè)施等，均應(yīng)按一定系統(tǒng)組織關(guān)系包含在設(shè)備樹信息中。

4）發(fā)電廠系統(tǒng)的整體性的含義推廣

發(fā)電廠系統(tǒng)的整體性反應(yīng)于實際生產(chǎn)管理要求，其范圍并不拘于生產(chǎn)直接相關(guān)或?qū)嶓w設(shè)備。根據(jù)發(fā)電廠系統(tǒng)的整體性要求的變化，生產(chǎn)直接或間接相關(guān)的設(shè)備以及實體或虛體系統(tǒng)均可列入生產(chǎn)管理系統(tǒng)，如非直接生產(chǎn)性的設(shè)備系統(tǒng)（如廠區(qū)生活用水系統(tǒng)），虛體存在的生產(chǎn)管理制度系統(tǒng)（如公司規(guī)章制度體系），就可以根據(jù)實際生產(chǎn)管理要求確定是否包含在設(shè)備樹信息中。

（2）設(shè)備樹系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性

關(guān)聯(lián)性是指系統(tǒng)與其子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)之間和系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用、相互依存關(guān)系。生產(chǎn)管理系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)備樹的各系統(tǒng)之間存在服務(wù)于電力生產(chǎn)這一根本目標的必然的關(guān)聯(lián)性。

發(fā)電廠設(shè)備樹的關(guān)聯(lián)性反應(yīng)于電力生產(chǎn)各環(huán)節(jié)，可以按電力生產(chǎn)的運行過程（或包含檢修過程）綜合體現(xiàn)設(shè)備樹的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性特征。

由運行過程體現(xiàn)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性特征可以根據(jù)發(fā)電（電動）運行的過程發(fā)散性地聯(lián)系各設(shè)備系統(tǒng)，對于發(fā)電運行，由靜態(tài)分析，從一次主設(shè)備連接就可以全面組織一次系統(tǒng)，并聯(lián)系到相關(guān)二次系統(tǒng)；由動態(tài)分析，從開機流程初始的開閘門、打開進水閥過程即可觀察到閘門系統(tǒng)、進水閥系統(tǒng)，進而觀察到水工系統(tǒng)、水機系統(tǒng)等。

由檢修過程體現(xiàn)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性特征可以根據(jù)檢修過程聯(lián)系各設(shè)備系統(tǒng)，對于常規(guī)檢修過程，從設(shè)備停役過程就可以觀察到停役操作相應(yīng)的安全工器具、警示標志、開關(guān)閘刀操作系統(tǒng)，進而觀察到相應(yīng)的五防、二次控制系統(tǒng)、一次主接線系統(tǒng)等。

（3）設(shè)備樹的系統(tǒng)的層次性

一個系統(tǒng)總是由若干子系統(tǒng)組成的，該系統(tǒng)本身又可看作是更大的系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，這就構(gòu)成了系統(tǒng)的層次性。生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)備樹的層次性體現(xiàn)在發(fā)電廠的各子系統(tǒng)均具有一定同型性，或者具有相似的表現(xiàn)、或者具有近似的原理、或者具有相近的目標功能解釋，可向上歸斂收束到相對集中的大系統(tǒng)中，并共同完成電力生產(chǎn)的總體目標。如監(jiān)控系統(tǒng)及其子系統(tǒng)在表現(xiàn)形式上同樣具有輸入/輸出系統(tǒng)、邏輯處理系統(tǒng)、人機交互界面等組織結(jié)構(gòu)。

發(fā)電廠設(shè)備樹的層次性可以根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)的功能自上而下分解出各子系統(tǒng)，也可以自下而上由發(fā)電、檢修過程的實際運作的多個子系統(tǒng)根據(jù)功能、目標向上合并成上層系統(tǒng)。

（4）設(shè)備樹的系統(tǒng)的統(tǒng)一性

不同層次上系統(tǒng)運動規(guī)律具有統(tǒng)一性，不同層次上的系統(tǒng)運動都存在組織化的傾向，而不同系統(tǒng)之間存在著系統(tǒng)同構(gòu)。生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)備樹的統(tǒng)一性來源于完成電力生產(chǎn)的總體目標。

1.2實際情況

當前的生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)備樹在一定程度上能全面反應(yīng)發(fā)電廠設(shè)備實際情況。

（1）當前設(shè)備樹的優(yōu)點

1）設(shè)備樹的整體性優(yōu)點：當前設(shè)備樹內(nèi)容涵蓋了電力生產(chǎn)的各方面，比較全面。

2）設(shè)備樹的關(guān)聯(lián)性優(yōu)點：當前設(shè)備樹內(nèi)容根據(jù)電力生產(chǎn)所實際投運的設(shè)備為準，設(shè)備物理連接關(guān)系明確，設(shè)備物理關(guān)聯(lián)性明確。

3）設(shè)備樹的層次性優(yōu)點：當前設(shè)備樹內(nèi)容以物理設(shè)備分布為綱，根據(jù)標準化命名層層分解，層次分明。

4）設(shè)備樹的統(tǒng)一性優(yōu)點：當前設(shè)備樹內(nèi)容具有高度的統(tǒng)一性。

（2）實際中存在的問題

當前設(shè)備樹內(nèi)容的整體性范圍不明確，總體傾向于發(fā)電廠發(fā)變電功能系統(tǒng)運轉(zhuǎn)能力。當前設(shè)備樹內(nèi)容傾向于設(shè)備的物理分布，對子系統(tǒng)功能定位不明確，導(dǎo)致子系統(tǒng)間的組織關(guān)系模糊，導(dǎo)致系統(tǒng)的整體性、關(guān)聯(lián)性不明確。

1.3完善建議

為從系統(tǒng)性需求完善設(shè)備樹體系，建議從發(fā)電廠系統(tǒng)性角度研究發(fā)電廠的系統(tǒng)構(gòu)成及各子系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，從而整理出發(fā)電廠系統(tǒng)的整體系統(tǒng)要素和組織結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成分解出實際的物理設(shè)備。

2　設(shè)備樹系統(tǒng)的全面性需求

發(fā)電廠設(shè)備樹系統(tǒng)應(yīng)具有全面性需求，以確保系統(tǒng)所涉及物理設(shè)備均在系統(tǒng)中有所反應(yīng)。

2.1具體要求

根據(jù)系統(tǒng)性需求，發(fā)電廠設(shè)備樹根據(jù)不同功能的子系統(tǒng)組織而成。為完成系統(tǒng)功能所涉及的所有物理設(shè)備均應(yīng)列入該系統(tǒng)的管理范圍，以確保該系統(tǒng)的完整性，以及該系統(tǒng)功能的可靠性。

全面的系統(tǒng)設(shè)備配置可以明確設(shè)備管理的功能需求，而對于多重設(shè)備管理主體的物理設(shè)備來說，全面的系統(tǒng)設(shè)備配置就意味著對于不同設(shè)備管理主體所提出的要求均應(yīng)予以滿足。

以交界面設(shè)備為例，傳統(tǒng)的設(shè)備分界是以某一物理設(shè)備分界為準，界線兩端分別為兩個子系統(tǒng)，分別由不同的設(shè)備負責人管理，因此往往交界面設(shè)備缺陷是兩個設(shè)備負責人同時在場，一個作為工作負責人主導(dǎo)工作，而另一設(shè)備負責人只是配合簡單的拆接線或者拉合開關(guān)工作。而按系統(tǒng)的全面性要求，則交界面設(shè)備應(yīng)是兩個系統(tǒng)同時管理，涉及哪一側(cè)功能執(zhí)行障礙時，就由哪一側(cè)系統(tǒng)的設(shè)備負責人負責處理。

2.2實際情況

當前的生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)備樹是根據(jù)物理設(shè)備實際組織而成，物理設(shè)備所組織的現(xiàn)地子系統(tǒng)是完整的，但為實現(xiàn)具體功能目標而組織的子系統(tǒng)的全面性無法保證，尤其是部分多個子系統(tǒng)交界面的相關(guān)設(shè)備往往只歸屬于某一個子系統(tǒng)，其他相關(guān)系統(tǒng)則無此設(shè)備。

2.3完善建議

當前的生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)備樹滿足了全系統(tǒng)的全面性需求，但對于子系統(tǒng)的全面性需求仍需加以改進。

在設(shè)備樹完成系統(tǒng)性需求的前提下，可以根據(jù)系統(tǒng)劃分情況全面配置各子系統(tǒng)的物理設(shè)備內(nèi)容，以確保子系統(tǒng)的全面性需求。

3　物理設(shè)備的主體性需求

發(fā)電廠設(shè)備樹所屬設(shè)備應(yīng)有且只有一個主體系統(tǒng)。即所有發(fā)電廠物理設(shè)備均為以特定系統(tǒng)為主體的客體。當某一物理設(shè)備同時為多個系統(tǒng)所用時，應(yīng)明確對該設(shè)備主導(dǎo)實施管理職能的主管系統(tǒng)。

3.1具體要求

根據(jù)系統(tǒng)性需求，發(fā)電廠設(shè)備樹根據(jù)不同功能系統(tǒng)組織而成，其系統(tǒng)功能實現(xiàn)的物理設(shè)備可能同時并存于多個不同系統(tǒng)之間。此類現(xiàn)象通常發(fā)生于交界面設(shè)備以及子系統(tǒng)功能的借用情況。如保護的數(shù)據(jù)通信通道有時借用通信系統(tǒng)物理設(shè)備。

此時物理設(shè)備必然處于多個系統(tǒng)設(shè)備負責人的共同管理之下，為避免多重管理設(shè)備的單一管理導(dǎo)致其他系統(tǒng)功能喪失以及交叉管理導(dǎo)致多方管理操作抵消的不利情況，應(yīng)具有一方主管審核，多方共同管理的機制。

主管審核的系統(tǒng)設(shè)備負責人應(yīng)具有統(tǒng)籌管理該設(shè)備的最高權(quán)限，設(shè)備運行維護的基本要求均由主管系統(tǒng)設(shè)備負責人決定，具體的維護工作內(nèi)容及實施維護的人員也應(yīng)由主管系統(tǒng)設(shè)備負責人決定，必要時可以根據(jù)情況指定共同管理系統(tǒng)的設(shè)備負責人具體實施。

作為共同管理系統(tǒng)的設(shè)備負責人對此設(shè)備的相關(guān)管理要求，應(yīng)提交主管系統(tǒng)設(shè)備負責人的審核確認后才能實施。

3.2實際情況

當前的生產(chǎn)管理系統(tǒng)的物理設(shè)備只在設(shè)備樹出現(xiàn)一次，不存在重復(fù)出現(xiàn)和多重管理的可能。因此設(shè)備在主管系統(tǒng)中的管理有保障。但設(shè)備在交界面其他系統(tǒng)或借用系統(tǒng)中的管理有疏漏的可能。比如注入源式轉(zhuǎn)子接地保護與勵磁系統(tǒng)之間存在交界面，當勵磁系統(tǒng)維護工作時，如果不斷開轉(zhuǎn)子接地保護的注入源電源，則可能影響轉(zhuǎn)子接地保護相關(guān)輔件和工作人員的安全。

3.3完善建議

在設(shè)備樹完成系統(tǒng)性需求的前提下，可以根據(jù)系統(tǒng)劃分情況、系統(tǒng)關(guān)系和系統(tǒng)所在層次確立主管系統(tǒng)及相應(yīng)職責，同時明確相關(guān)管理系統(tǒng)及相應(yīng)職責。

4　設(shè)備樹系統(tǒng)的可維護性需求

發(fā)電廠設(shè)備樹應(yīng)當對應(yīng)于實際設(shè)備情況，尤其是實際設(shè)備不斷變化更新的情況，因此設(shè)備樹的本身條目應(yīng)具有可維護性需求。

4.1具體要求

設(shè)備樹系統(tǒng)的建立是一個動態(tài)完善的過程，不可能一蹴而就。一方面，設(shè)備樹的設(shè)備在生產(chǎn)運行過程中可能因技術(shù)改造、異動等原因發(fā)生變化，另一方面，設(shè)備樹本身的初步錄入涉及大量現(xiàn)場的實際設(shè)備核對、技術(shù)資料的查閱、運行檢修記錄的查詢統(tǒng)計等基礎(chǔ)工作，一些設(shè)備可能因技術(shù)資料與合同文件及投運驗收等相關(guān)技術(shù)文件的不一致，而導(dǎo)致錄入的設(shè)備信息存在偏差。因此，在實際生產(chǎn)運行過程中，應(yīng)保留隨時更新設(shè)備樹系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、條目及內(nèi)容的功能，并能將結(jié)構(gòu)性變動在全局性的預(yù)覽文件或圖例中表示出來。

4.2實際情況

當前的生產(chǎn)管理系統(tǒng)的設(shè)備樹以物理設(shè)備為基本，呈樹狀分布，設(shè)備與系統(tǒng)功能之間關(guān)系不緊密，相關(guān)維護記錄和運行健康狀態(tài)的記錄僅表現(xiàn)于特定設(shè)備，不易與功能系統(tǒng)相聯(lián)系。因此，其變更和維護主要集中在條目及內(nèi)容的變更，無法明確地把相關(guān)運行維護記錄跟隨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變更而相應(yīng)變更到新系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)容中。

4.3完善建議

在設(shè)備樹完成系統(tǒng)性需求的前提下，可以根據(jù)系統(tǒng)劃分情況及相互關(guān)系確立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，并提供相關(guān)結(jié)構(gòu)、條目和內(nèi)容的維護接口。

同時，相應(yīng)的設(shè)備系統(tǒng)的運行維護記錄、技術(shù)監(jiān)督等也應(yīng)同時掛接在相應(yīng)系統(tǒng)中，并隨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或內(nèi)容變化而相應(yīng)跟隨變化。

即發(fā)電廠系統(tǒng)需求確立的情況下，全廠設(shè)備均應(yīng)分別按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)取得一個或多個可變的系統(tǒng)號和按物理設(shè)備取得一個相對固定的設(shè)備號，就象計算機MAC地址是設(shè)備號，IP地址是系統(tǒng)號，系統(tǒng)號根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)關(guān)系可以變化，設(shè)備號則只能對應(yīng)于實際設(shè)備情況如實登記。此時，在具體設(shè)備的系統(tǒng)號內(nèi)容有變化時，設(shè)備樹中與系統(tǒng)號相關(guān)的技術(shù)監(jiān)督等內(nèi)容也將隨之變更，而與設(shè)備號相關(guān)的運行維護記錄等則保持原樣。如SDH通信設(shè)備因涉及光差保護，被列入保護系統(tǒng)，則該設(shè)備應(yīng)新增一個系統(tǒng)號，增加關(guān)于保護系統(tǒng)所涉及的技術(shù)監(jiān)督、安全性評價的相關(guān)內(nèi)容。

5　設(shè)備樹系統(tǒng)的通用性需求

發(fā)電廠設(shè)備樹系統(tǒng)應(yīng)具有通用性需求，即設(shè)備樹建立后，其設(shè)備樹相關(guān)信息、記錄及衍生技術(shù)性或說明性文件應(yīng)能滿足實際生產(chǎn)管理中的多個傾向的管理需求，如安全性評價，設(shè)備運行健康狀態(tài)，技術(shù)監(jiān)督要求等。

5.1具體要求

設(shè)備管理本身是為生產(chǎn)管理服務(wù)的，涉及生產(chǎn)管理的安全性評價等傾向性管理要求，應(yīng)能在設(shè)備樹系統(tǒng)中體現(xiàn)。由于傾向性管理目標在各同類發(fā)電廠基本一致，因此可以大體確定必須的傾向性管理要求，并根據(jù)系統(tǒng)實際情況，填寫相關(guān)記錄內(nèi)容。

5.2實際情況

當前的生產(chǎn)管理系統(tǒng)本身具有多個傾向性的管理目標要求，基本滿足通用性要求。如果設(shè)備樹進行了系統(tǒng)化變更，可以將管理目標與系統(tǒng)化的設(shè)備樹掛接，與實際系統(tǒng)聯(lián)系起來。

6　小結(jié)

設(shè)備管理是發(fā)電廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)的重要組成部分，一個系統(tǒng)有效的設(shè)備樹系統(tǒng)能在發(fā)電廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)中起到核心的作用。根據(jù)發(fā)電廠生產(chǎn)運行檢修功能而確立的系統(tǒng)體系，是一個具有一個核心和幾條主干的多層復(fù)合網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，更恰當?shù)卣f，應(yīng)該是個設(shè)備網(wǎng)系統(tǒng)。因此，深入研究發(fā)電廠設(shè)備系統(tǒng)組織關(guān)系在信息化管理高度發(fā)展的現(xiàn)在，具有重要意義。

[1]錢學(xué)森.論系統(tǒng)工程（新世紀版）[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，2007.

[2]馮·貝塔朗菲.一般系統(tǒng)論基礎(chǔ)發(fā)展和應(yīng)用[M].林康義，等，譯.北京：清華大學(xué)出版社，1987.

龔劍超（1975），男，工程師，從事繼電保護工作。

TP311.5

A

1672-5387（2015）11-0061-04

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.021

2015-07-31