吳 剛，黃建城，任治軍，李啟宏

(1. 中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司，江蘇 南京 211102；2. 中國電建集團湖北省電力規(guī)劃設計研究院有限公司，湖北 武漢 430040 )

0 引言

習近平總書記多次強調，要加快發(fā)展數字經濟，推動實體經濟和數字經濟融合發(fā)展。以大數據、云計算、人工智能為代表的數字技術與能源產業(yè)相互滲透、深度融合，成為引領能源產業(yè)變革、實現創(chuàng)新驅動發(fā)展的源動力。電力設計企業(yè)正處在傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級、新興產業(yè)培育發(fā)展的關鍵階段，全面貫徹創(chuàng)新發(fā)展理念，全面推進數字化轉型[1-2]，是中央企業(yè)履行責任使命的必然要求，是應對行業(yè)變革和環(huán)境變化的必由之路，是實現企業(yè)高質量發(fā)展的內生動力。筆者聚焦電力設計企業(yè)數字化轉型工作，通過對中國電力規(guī)劃設計協(xié)會的19 家會員單位開展問卷調查，對中國電建華東院、中國能建廣東院、中國能建西南院、中國能建中南院、中國電建湖北院及同炎數智科技(重慶)有限公司等數字化轉型標桿單位開展實地訪談，在此基礎上，總結分析電力設計企業(yè)數字化轉型的現狀與問題、機遇與挑戰(zhàn)，并提出數字化轉型的實施路徑，以期為電力設計企業(yè)數字化轉型提供借鑒參考。

1 數字化轉型現狀與問題

1.1 數字化轉型發(fā)展現狀

數字化體系建設方面，多數企業(yè)處于數字化轉型啟動期，采用“公司領導小組+數字化職能部門+數字化研發(fā)部門+二級機構數字化小組”的數字化組織體系，人員規(guī)模20 ～50 人；部分企業(yè)處于數字化轉型加速期，成立數字化中心[3]或數字化公司，專營數字化業(yè)務，“業(yè)務+IT”人員超過50 人，業(yè)務板塊也有相應的數字化小組配合數字化戰(zhàn)略執(zhí)行。

數字化基礎設施方面：多數企業(yè)實現萬兆主干、千兆到桌面的局域網，擁有多個互聯網出口，建成企業(yè)無線網絡及完善的機房配備，完成服務器虛擬化、桌面云和超融合平臺建設。但部分企業(yè)的數字基礎設施較為薄弱，無法滿足平臺化、網絡化的發(fā)展要求。

網絡信息安全方面：多數企業(yè)實現網絡核心交換機冗余配置，部署了下一代防火墻和虛擬化病毒防護系統(tǒng)，建設了異地數據容災機制，涉密信息化設備配備完整、運行規(guī)范；但部分企業(yè)互聯網出口管控不力，員工可以隨意訪問外部網站，可能帶來病毒、惡意軟件等安全威脅。

業(yè)務數字化方面：多數企業(yè)高度重視建筑信息模型(building information modeling，BIM)協(xié)同設計平臺建設，積極推動BIM 正向設計，實現專業(yè)內和專業(yè)間的數據交換與信息共享，實現系統(tǒng)設計與布置設計關聯校驗、建模計算出圖一體化、綜合碰撞檢測等；但部分企業(yè)雖然建設了BIM 協(xié)同設計平臺，但是BIM 平臺與專業(yè)軟件的數據交換困難，仍存在較為嚴重的三維建模與二維出圖互不關聯的問題。

產品數字化方面：多數企業(yè)引進了國產數字化移交平臺，將BIM 模型與工程建設過程中產生的各類數據相互關聯，形成集三維模型、二維圖紙、專業(yè)提資、屬性數據等為一體的數字化移交成果，在重點項目中實現了全過程、全專業(yè)、漸進式數字化移交，為工程建設和運行維護提供數據增值服務。

數字產業(yè)化方面：部分企業(yè)根據業(yè)主需求和自身業(yè)務優(yōu)勢探索布局相關數字化業(yè)務，包括智慧電廠、智能變電站、線路智能監(jiān)測、智慧工地[4]、海上風電大數據中心等，一般與軟件公司合作開發(fā)形成解決方案。

管理智慧化方面：多數企業(yè)已建設投用設計項目管理系統(tǒng)、總包項目管理系統(tǒng)，并建立了包括人資、財務、物資、采購、合同、辦公、文檔、黨建等各類職能管理系統(tǒng)。中國能建和中國電建已初步完成財務一體化平臺建設，基本實現集團內部財務數據互聯互通。

1.2 數字化轉型主要問題

數字化體系建設方面：數字化發(fā)展戰(zhàn)略與企業(yè)的組織架構、業(yè)務流程、經營模式、商業(yè)模式、企業(yè)文化等不匹配，數字化人才儲備不足，數字化制度體系不完善。

數字基礎設施方面：基礎算力資源不滿足當前數字化轉型發(fā)展需要，數字基礎設施管理缺少精細化、自動化、智能化措施，數據治理水平較低，主數據管理未實現集中化、標準化，尚未建立企業(yè)級數據倉庫，利用數據輔助決策不足。

網絡信息安全方面：體系化建設不夠，現有安全技術措施尚未得到充分利用，未能實現持續(xù)監(jiān)測處置，對數據保護措施不足，人員網絡安全意識有待提升。

中封裝了停止采集和關閉采集設備等方法，用于程序退出之前關閉采集卡。DeviceHSLAI16AO2類為Adapter，它繼承自AbstractDevice并持有一個對HSL類的引用，通過調用HSL中的相應方法來重寫AbstractDevice中的5種方法，進而實現操作采集卡的最終目的。若DAS中需要加入新的采集卡，則只需添加一個新類，讓其繼承AbstractDevice并引用廠家提供的庫函數來重寫以上5種虛方法即可，無需對上層軟件代碼進行修改。

業(yè)務數字化方面：BIM 協(xié)同設計水平參差不齊，設計過程質量管控缺乏有效的技術手段，BIM 正向設計仍處于探索階段，數字化設計的底層平臺和關鍵軟件存在“卡脖子”風險。

產品數字化：缺乏自主可控的數字化移交平臺，受制于軟件平臺的授權許可和功能架構，沒有與總包項目管理系統(tǒng)、智慧工地管理系統(tǒng)等軟件平臺集成應用。

數字產業(yè)化方面：數字化研發(fā)能力有待提高，缺乏具有自主知識產權和行業(yè)影響力的數字化產品。

管理智慧化方面：系統(tǒng)集成與數據共享不足，數據標準和數據治理機制不完善，利用數據輔助決策的能力亟需加強。

2 數字化轉型機遇與挑戰(zhàn)

2.1 數字化轉型機遇分析

云計算方面：隨著應用不斷深入、范圍不斷拓展、場景不斷進化，云計算的形態(tài)從最初的公有云、私有云，逐步發(fā)展出混合云、分布式邊緣云等多種云計算形態(tài)。云計算應用更加敏捷、成本大幅降低?；谠萍夹g的數據中心建設技術路線更加成熟，便于拓展數據中心建設業(yè)務。

大數據方面：大數據存儲、大數據分析建模已有許多成功應用案例。利用大數據分析預測、指導實踐的深層次應用正迅猛發(fā)展。大數據安全相關研究與實踐日趨深入，可充分利用大數據技術，開展管理大數據分析、采購大數據分析、能源大數據分析、創(chuàng)新智慧電廠、智慧能源、智慧城市建設等。

物聯網方面：已經形成包括芯片、元器件、設備、軟件、集成系統(tǒng)、應用服務等方面較完整的物聯網產業(yè)鏈，各關鍵環(huán)節(jié)發(fā)展取得顯著進展。在基礎芯片設計、高端傳感器制造等薄弱環(huán)節(jié)，與國外差距進一步縮小?！霸乒苓叾恕奔軜嫷奈锫摼W平臺日臻成熟。可利用物聯網技術，開展智慧電廠、智能電網、智慧能源、智慧工地、智慧園區(qū)等研究與應用。

移動互聯方面：5G 移動通信網絡正加速部署，5G 的高帶寬、低時延、大連接、切片等特性將大大提升萬物泛在互聯和行業(yè)專業(yè)接入服務能力，有力支撐移動應用的高效、差異化需求。針對配電網、電廠、施工工地等應用場景，可開展智能運檢、遠程指揮等應用。

人工智能方面：隨著大數據、云計算等技術的推動，人工智能在影像識別、自然語義翻譯、文本識別等方面發(fā)展迅猛，正在以多種方式滿足各行業(yè)?？稍谏墒街悄茉O計、智慧工地建設、智慧運維等方面探索應用。

區(qū)塊鏈方面：區(qū)塊鏈技術具有多方參與、難以篡改、可追溯的技術特性，注重智能合約。解決了網絡中人與人之間的信任問題，提供了傳統(tǒng)的“信息”互聯網至“價值”互聯網的技術演進路線。可在分布式點對點互信能源交易、能源網絡數字安全、電力市場仿真驗證等方面探索應用。

2.2 數字化轉型主要挑戰(zhàn)

要營造數字化轉型文化氛圍。部分設計院數字化轉型過程中，各層級人員并未統(tǒng)一思想，并未建立“企業(yè)必須推動數字化轉型”的共同意愿，仍然認為數字化轉型是信息化部門的任務。因此，需要將數字化文化作為企業(yè)文化建設的重要組成部分，明確數字化發(fā)展目標和發(fā)展方向，自上而下理解數字化轉型升級的價值和意義。只有業(yè)務部門、管理部門都積極投入到數字化轉型中去，打破思維定勢與路徑依賴，加大數字化重塑變革力度，企業(yè)數字化轉型才能取得實效。

要推進數字技術賦能的商業(yè)模式創(chuàng)新。電力設計企業(yè)要創(chuàng)新運用“云大物移智鏈”等先進數字技術，以自身擅長的能源電力領域為基礎，加快突破系列算法模型與數字平臺，拓展更多創(chuàng)新驅動、綠色低碳、數字智慧、共享融合的“數字+”典型應用場景，為構建新型電力系統(tǒng)和打造戰(zhàn)新產業(yè)提供關鍵支撐。

要強化數據共享與數據治理能力。以數據為核心、以數據驅動業(yè)務為途徑的數字化轉型將重新構建電力設計企業(yè)的資產格局，數據將在企業(yè)發(fā)展過程中成為最關鍵的生產要素。電力設計企業(yè)要深入挖掘數據價值，構建以主數據平臺和數據中臺為主體的數據共享平臺，深度開展財務、項目、合同等核心數據治理，前瞻布局大數據業(yè)務，形成更多數據資產，全力打造數據價值鏈。

要長期投入和著眼于企業(yè)長遠發(fā)展[5]。企業(yè)要制定有針對性的數字化發(fā)展規(guī)劃，確保資源有效利用，并控制好相關成本。數字化轉型是一項長期而復雜的系統(tǒng)工程，需要從企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的高度源源不斷地投入資金和人員。

3 數字化轉型實施路徑

未來幾年將是科技革命與產業(yè)革命的融合蝶變期、新舊動能轉換的關鍵期，也是電力設計企業(yè)“彎道超車”、實現跨越式發(fā)展的窗口期。電力設計企業(yè)要抓住新機遇，直面新挑戰(zhàn)，以高質量發(fā)展為主題，以適應并引領市場需求的價值創(chuàng)造為導向，強化數字化發(fā)展戰(zhàn)略的頂層設計，推進新一代數字技術與主營業(yè)務深度融合，深度挖掘數據資產，拓展數據應用和服務創(chuàng)新，加快布局數字化業(yè)務，提升企業(yè)的價值創(chuàng)造能力。

3.1 拓展BIM工程服務

電力設計企業(yè)應建立符合工程數字化交付管理要求的覆蓋工程全過程、全業(yè)務的流程化、網絡化、標準化的信息化交付管理體系，推進BIM 技術在工程全生命周期的集成應用。加快建設自主可控的BIM 設計平臺、BIM 交付平臺，研發(fā)參數化、生成式智能設計軟件，健全數據交互和安全標準，強化設計、生產、施工各環(huán)節(jié)數字化協(xié)同，推動工程建設全過程數字化成果交付和應用，做大做強BIM 咨詢、設計、交付等數字化業(yè)務。

3.2 推廣智慧工地建設

電力設計企業(yè)可圍繞總包項目施工現場的監(jiān)管要求，集成施工現場的各專項子系統(tǒng)，利用大數據、云計算、物聯網、BIM、GIS 等技術全方位自動化采集施工過程中的“人、機、料、法、環(huán)”等關鍵數據，通過對工程數據集中統(tǒng)一管理和大數據挖掘，實現“一個平臺+一套數據+N 個場景”的多維度展示和精準化管控，提升施工過程的數字化、智慧化水平。

3.3 構建綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與仿真平臺

電力設計企業(yè)應從綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃層面出發(fā)，針對綜合能源系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)和設備進行建模，建立綜合能源系統(tǒng)模型庫，同時根據工程案例搭建系統(tǒng)仿真模型，實現整個系統(tǒng)的多能流平衡計算，提升綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設計能力，全面辨識并評價綜合能源系統(tǒng)生產、運營、消費各環(huán)節(jié)狀況。

3.4 構建智慧能碳(電碳)管理平臺

構建智慧能碳管理平臺。探索“能耗-碳排-綠電-綠證”融合試點，打造高比例低碳能源供需系統(tǒng)、企業(yè)低碳能源數字化管服系統(tǒng)、基于區(qū)塊鏈存儲技術的綠電溯源認證系統(tǒng)，全面支撐園區(qū)企業(yè)能碳應用需求。

構建新型電力系統(tǒng)電碳管理平臺。以電力潮流全景展示、電碳流分析、示范區(qū)管理、虛擬電廠服務、綠電綠證輔助服務為核心，重點展示“負荷聚合”“智慧聯動”“低碳清潔”的新型電力系統(tǒng)特征，打造電碳盤查(電碳足跡實時統(tǒng)計)、電耗管理(企業(yè)碳排及時預警)和電碳服務(碳管理、虛擬電廠聚合服務)三大價值模塊，實現示范區(qū)電力管理和碳管理的全流程業(yè)務閉環(huán)。

3.5 構建綜合能源大數據平臺

推進“源網荷儲一體化”應用，統(tǒng)一接入能源資源、通道資源、用戶負荷、外部環(huán)境等數據，實現多種能源協(xié)調互補，“電冷熱氣”多種能源類型協(xié)同優(yōu)化，支持綜合能源項目投資、建設和運營的集約化、高效化和智能化管理，為園區(qū)、工業(yè)企業(yè)、大型公共建筑等客戶提供綜合能源服務。

3.6 構建海上風電大數據中心

通過云計算、大數據技術，高效采集和有效整合海上風電工程規(guī)劃、建設、運行、維護等全過程數據，實現海上風電海量數據的存儲和再分析，為海上風電各相關方提供數據與應用服務，保障風電場安全可靠運行，促進海上風電規(guī)?；?、集約化發(fā)展。

3.7 融合“東數西算”國家戰(zhàn)略

圍繞算力網、樞紐節(jié)點、數據中心等關鍵數字基礎設施，發(fā)揮企業(yè)在能源領域的優(yōu)勢，按照“綠色數據中心+新能源一體化”開發(fā)模式，積極布局“東數西算”項目，將綠色電力轉化為綠色算力，拓展“數能”融合業(yè)務市場。

4 結語

伴隨著新一代數字技術的持續(xù)創(chuàng)新與滲透，全球數字經濟向縱深領域推進，數字化轉型成為所有企業(yè)在數字經濟時代面臨的巨大挑戰(zhàn)，同時也是機遇。對傳統(tǒng)企業(yè)而言，數字化轉型已經不再是一道“選答題”，而是一道關乎生存的“必答題”。企業(yè)只有主動擁抱數字技術，抓住數字經濟下的發(fā)展機遇，加快數字化轉型，推動產品數字化與服務智慧化[6]，實現高質量發(fā)展，才能走在前列、勇立潮頭。

本文聚焦電力設計企業(yè)數字化轉型工作，在問卷調查和實地訪談的基礎上，總結分析電力設計企業(yè)數字化轉型的現狀與問題、機遇與挑戰(zhàn)，并提出數字化轉型的實施路徑，以期為電力設計企業(yè)數字化轉型提供借鑒參考。

參與課題研究的成員還有：馬雪(中國電力工程顧問集團西南電力設計院有限公司)；王金友(中國電建集團福建省電力勘測設計院有限公司)；儲小釗(中國電建集團北京勘測設計研究院有限公司)；陳媛媛(中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司)；張沅(中國能源建設集團陜西省電力設計院有限公司)等。