電力設(shè)計(jì)質(zhì)量的量化分析初探

丁俊 王勇 郭銳

（蘇州電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇蘇州215000）

0 引言

我國(guó)《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》（發(fā)改能源〔2016〕2744號(hào)）明確指出，要努力構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，這對(duì)電力行業(yè)的發(fā)展提出了新的要求。作為電力行業(yè)最主要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，電力設(shè)計(jì)決定著整體電力建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性。

相對(duì)于區(qū)域院和省級(jí)院，地方電力設(shè)計(jì)院一般具有規(guī)模小、資質(zhì)低（乙級(jí)或丙級(jí)）、業(yè)務(wù)地域范圍集中等特點(diǎn)，業(yè)務(wù)主要集中在地方電網(wǎng)的220 kV和110 kV輸變電工程、大修技改工程、規(guī)模較小的用戶工程（線路遷移、業(yè)擴(kuò)報(bào)裝等）[1]。

相對(duì)而言，地方院設(shè)計(jì)資源的積累較少，設(shè)計(jì)技術(shù)普遍滯后，大多采用通用設(shè)計(jì)、典型設(shè)計(jì)等標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫(kù)，或者是對(duì)大型設(shè)計(jì)院技術(shù)進(jìn)行消化、吸收和再應(yīng)用，缺乏獨(dú)立自主的技術(shù)創(chuàng)新。

在當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境下，隨著國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略的深入調(diào)整和電力體制改革的不斷深入，電力供需發(fā)生較大變化，電力設(shè)計(jì)行業(yè)快速擴(kuò)張。

在市場(chǎng)容量越來越大的同時(shí)，行業(yè)壟斷逐步被打破，隨著業(yè)主招投標(biāo)工作的全面開展，原有的市場(chǎng)邊界逐漸模糊，越來越多的外來企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)跨區(qū)域、跨行業(yè)進(jìn)入本地市場(chǎng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)趨于白熱化，甚至出現(xiàn)了一定程度的無序競(jìng)爭(zhēng)與壓價(jià)競(jìng)爭(zhēng)[2]。

而中小型地方設(shè)計(jì)院作為長(zhǎng)期受壟斷保護(hù)的企業(yè)，面臨市場(chǎng)完全開放的情況，將處于不利的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地位，生存壓力較大。從企業(yè)角度來看，解決問題的關(guān)鍵在于提升設(shè)計(jì)院的核心競(jìng)爭(zhēng)力，而開展專業(yè)創(chuàng)新和提升設(shè)計(jì)質(zhì)量也將成為中小型地方設(shè)計(jì)院的發(fā)展方向。

1 現(xiàn)階段電力設(shè)計(jì)質(zhì)量管理

在現(xiàn)代電力設(shè)計(jì)院業(yè)務(wù)管理中，設(shè)計(jì)質(zhì)量管理已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的生命線和管理核心，關(guān)系到企業(yè)的業(yè)務(wù)拓展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)前，大多數(shù)電力設(shè)計(jì)院引入ISO9000質(zhì)量管理體系，以提升設(shè)計(jì)質(zhì)量管理水平。

總體而言，質(zhì)量體系的運(yùn)行能夠規(guī)范電力設(shè)計(jì)院的業(yè)務(wù)流程，質(zhì)量提升效果明顯。

在設(shè)計(jì)過程中，不同的設(shè)計(jì)階段對(duì)應(yīng)著不同的管控措施。設(shè)計(jì)前期，設(shè)計(jì)方案的合理性審查關(guān)系到整體性的設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn)，有針對(duì)性地開展設(shè)計(jì)優(yōu)化和設(shè)計(jì)創(chuàng)新。

設(shè)計(jì)中期，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，嚴(yán)格把關(guān)相關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，多維度開展設(shè)計(jì)優(yōu)化，采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和新型的設(shè)備材料，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)巧妙、投資合理、施工便利及運(yùn)行穩(wěn)定等目標(biāo)。

設(shè)計(jì)后期，圖紙的校審工作能夠有效避免設(shè)計(jì)人員主觀無法察覺的設(shè)計(jì)缺陷，形成設(shè)計(jì)質(zhì)量的第二道防線[3]。

在設(shè)計(jì)全業(yè)務(wù)流程中，各級(jí)工作人員職責(zé)清晰，設(shè)計(jì)、校對(duì)、復(fù)核、審核、批準(zhǔn)等各環(huán)節(jié)緊密相連[3]。

（1）設(shè)計(jì)人員作為工程項(xiàng)目具體內(nèi)容和設(shè)計(jì)質(zhì)量的第一負(fù)責(zé)人，在遵循設(shè)計(jì)大綱和相關(guān)規(guī)程規(guī)范的同時(shí)，務(wù)必確保計(jì)算書準(zhǔn)確無誤、說明書完整簡(jiǎn)練、圖紙清晰無誤，按時(shí)優(yōu)質(zhì)完成設(shè)計(jì)成果，并參照校審意見對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行修改、參與技術(shù)資料歸檔工作。

（2）校對(duì)人員應(yīng)具備專業(yè)校審資格，以確保設(shè)計(jì)依據(jù)、理論計(jì)算、公式參數(shù)等準(zhǔn)確無誤，設(shè)計(jì)成果滿足合同和相關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求，工程布置和結(jié)構(gòu)尺寸合理適當(dāng)，各專業(yè)圖紙間良好銜接，文字報(bào)告詳實(shí)通順，對(duì)不符合規(guī)定又難以修改的成果，可以通知設(shè)計(jì)人員返工。

（3）復(fù)核人員對(duì)設(shè)計(jì)修改項(xiàng)進(jìn)行復(fù)核。

（4）審核人員在確保設(shè)計(jì)成果滿足合同和相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求的同時(shí)，應(yīng)對(duì)工程設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)形式、技術(shù)報(bào)告結(jié)論等內(nèi)容負(fù)責(zé)，同時(shí)審議校對(duì)人員與設(shè)計(jì)人員之間的技術(shù)爭(zhēng)議。

（5）批準(zhǔn)人員應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)成果全面負(fù)責(zé)，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量滿足客戶要求的同時(shí)，符合相應(yīng)規(guī)程規(guī)范的要求。

當(dāng)前，在電力設(shè)計(jì)行業(yè)，尤其是在中小型設(shè)計(jì)院中，規(guī)范化的管理和健全化的規(guī)章制度仍有缺失，設(shè)計(jì)人員管理相對(duì)混亂，設(shè)計(jì)管理效率不高，規(guī)章制度體系過于流于形式，合理有效的監(jiān)督機(jī)制仍需完善，設(shè)計(jì)質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。

受設(shè)計(jì)質(zhì)量影響，電力行業(yè)不時(shí)會(huì)發(fā)生因質(zhì)量缺陷而引發(fā)的安全事故，造成一定的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

為了提升設(shè)計(jì)管理的規(guī)范化水平，避免設(shè)計(jì)缺陷，許多電力設(shè)計(jì)院逐步開展了貫標(biāo)工作，引進(jìn)了ISO9000質(zhì)量管理等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)體系。但是在實(shí)際工作中，部分企業(yè)存在設(shè)計(jì)工作和貫標(biāo)工作相脫節(jié)的現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)計(jì)質(zhì)量停滯不前，設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)水平有所提升[4]。

2 量化分析在電力設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

現(xiàn)代電力行業(yè)中，高質(zhì)量的設(shè)計(jì)必須具備合理性、適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)際先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)可以看出，科學(xué)智能的管理方法是電力設(shè)計(jì)質(zhì)量管理提質(zhì)增效的有效途徑之一。

依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，開展基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的量化分析方法，是探索設(shè)計(jì)質(zhì)量科學(xué)管理、精益管理的一種新趨勢(shì)。

作為量化分析的前提條件，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理應(yīng)該成為企業(yè)工作的核心內(nèi)容之一，也是企業(yè)人工智能化的必經(jīng)之路。真實(shí)有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)能夠反映企業(yè)實(shí)際經(jīng)營(yíng)狀況，也能夠?yàn)槠髽I(yè)的業(yè)務(wù)處理和科學(xué)決策提供參考。

在實(shí)際工作中，電力設(shè)計(jì)院專注業(yè)務(wù)管控的同時(shí)，往往忽略基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析工作，數(shù)據(jù)分析人員配置不足。企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)的收集方式較為單一，多采用業(yè)務(wù)報(bào)表的形式，缺乏對(duì)行業(yè)信息的收集整理，數(shù)據(jù)分析以簡(jiǎn)要的說明分析為主，尚未建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)分析平臺(tái)[5]。

在此背景下，電力設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的全面分析難以實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)分析的質(zhì)量難以保障，對(duì)電力設(shè)計(jì)質(zhì)量科學(xué)管理的參考意義不大。

近年來，大數(shù)據(jù)技術(shù)作為前沿的技術(shù)領(lǐng)域受到了專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。大數(shù)據(jù)是指通過對(duì)大量的種類和來源復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行高速地捕捉、發(fā)現(xiàn)和分析，用經(jīng)濟(jì)的方法提取其價(jià)值的技術(shù)體系或技術(shù)架構(gòu)[6]。

可以看出，大數(shù)據(jù)是一個(gè)廣義的概念，包含了相關(guān)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理方法、數(shù)據(jù)分析技術(shù)等內(nèi)容。大數(shù)據(jù)早期應(yīng)用于商業(yè)金融領(lǐng)域，后來逐漸拓展到能源、交通、服務(wù)等領(lǐng)域，電網(wǎng)也是大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域之一。

在電力設(shè)計(jì)行業(yè)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量管理以定性評(píng)價(jià)為主，注重經(jīng)驗(yàn)判斷和趨勢(shì)分析，強(qiáng)調(diào)觀察、分析、歸納和描述等過程。相比較而言，定量評(píng)價(jià)以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，能夠用簡(jiǎn)化的數(shù)值對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行描述和判斷，更具有客觀標(biāo)準(zhǔn)、精確可靠等特點(diǎn)。在現(xiàn)代電力設(shè)計(jì)質(zhì)量管理中，樹立數(shù)據(jù)意識(shí)、轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)理念，將大數(shù)據(jù)和量化評(píng)價(jià)相結(jié)合，能夠?yàn)槠髽I(yè)管理提供有效的決策依據(jù)。

基于大數(shù)據(jù)的量化評(píng)價(jià)有別于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析方法，傳統(tǒng)方法往往采用具有代表性的抽樣數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源僅為一個(gè)專業(yè)或者一個(gè)部門，數(shù)據(jù)處理方式簡(jiǎn)單；大數(shù)據(jù)方法采用詳盡的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)越多表明信息量越大，數(shù)據(jù)來源則是跨專業(yè)、跨部門、跨地區(qū)等多流程多維度，數(shù)據(jù)規(guī)模大，數(shù)據(jù)處理技術(shù)多樣。

結(jié)合電力設(shè)計(jì)工作現(xiàn)狀，我們將基于大數(shù)據(jù)的量化評(píng)價(jià)分為五個(gè)過程：目標(biāo)設(shè)定、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)挖掘、結(jié)果分析、科學(xué)論證。

（1）目標(biāo)設(shè)定是采用結(jié)果分析方法，假設(shè)問題目標(biāo)，建立問題清單，提前設(shè)想可能出現(xiàn)的應(yīng)用條件，提出潛在的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)類型。

（2）數(shù)據(jù)整理是根據(jù)數(shù)據(jù)特征和潛在條件，提出可能的數(shù)據(jù)收集和整合方案，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合處理。

（3）數(shù)據(jù)挖掘是從預(yù)設(shè)目標(biāo)和問題清單出發(fā)，結(jié)合大數(shù)據(jù)理念和人工智能概念，研究通用的數(shù)據(jù)挖掘算法和分析方法，提煉出和設(shè)計(jì)相匹配的挖掘工具。

（4）結(jié)果分析是根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果開展結(jié)論解剖，分析結(jié)果可能存在的邊界條件和深層次原因。

（5）科學(xué)論證是對(duì)比預(yù)設(shè)目標(biāo)、分析結(jié)果和實(shí)際工作，驗(yàn)證數(shù)據(jù)挖掘和結(jié)果分析的真實(shí)性和有效性[6-7]。

典型的數(shù)據(jù)挖掘算法如表1所示。

表1 典型的數(shù)據(jù)挖掘算法

以大數(shù)據(jù)為依托，貫穿于電力設(shè)計(jì)質(zhì)量管理流程的量化決策支持系統(tǒng)可以從海量數(shù)據(jù)中挖掘出涉及電網(wǎng)自身、設(shè)計(jì)人員、外包單位和用戶的有效信息，實(shí)現(xiàn)管控的科學(xué)性和合理性，為電網(wǎng)的全壽命周期管理和安全穩(wěn)定運(yùn)行提供源頭保障[7]。

如圖1所示，該系統(tǒng)是多位一體的決策支持系統(tǒng)，整體框架包含了數(shù)據(jù)庫(kù)層、數(shù)據(jù)處理層和人機(jī)交互界面，具備問題引導(dǎo)、業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)查詢、綜合分析等功能。

圖1 量化決策支持系統(tǒng)框架

系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)大多來源于常規(guī)業(yè)務(wù)平臺(tái)，數(shù)據(jù)類型按需進(jìn)行庫(kù)分類，數(shù)據(jù)庫(kù)層和數(shù)據(jù)處理層融合了數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、聯(lián)機(jī)分析處理以及數(shù)據(jù)挖掘等關(guān)鍵技術(shù)，相關(guān)技術(shù)應(yīng)匹配電力設(shè)計(jì)工作需求，以較好地滿足量化決策支持系統(tǒng)的預(yù)設(shè)目標(biāo)。

3 結(jié)語

本文基于電力設(shè)計(jì)院發(fā)展現(xiàn)狀和設(shè)計(jì)質(zhì)量管理流程，依托大數(shù)據(jù)技術(shù)，探索設(shè)計(jì)質(zhì)量科學(xué)管理和精益管理的新方向，提出一種電力設(shè)計(jì)質(zhì)量量化分析模式。

該模式以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)挖掘、聯(lián)機(jī)分析處理等數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量的精確量化管控，以改善當(dāng)前基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理不完善、管理決策過于定性等管理現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作和貫標(biāo)工作的有效契合，確保在開展專業(yè)創(chuàng)新、提升設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)，提升設(shè)計(jì)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

[1]張捍民.地方電力工程設(shè)計(jì)院、所輸配電線路設(shè)計(jì)質(zhì)量、效率的提高與CAD軟件的開發(fā)[C]//2009年云南電力技術(shù)論壇論文集，2009：1-5.

[2]肖堯.電力勘察設(shè)計(jì)行業(yè)的變革趨勢(shì)與企業(yè)應(yīng)對(duì)策略[J].黑龍江科技信息，2013（15）：79.

[3]北京市建筑設(shè)計(jì)研究院.建筑工程電氣設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

[4]汪杭明.電力工程設(shè)計(jì)質(zhì)量管理的實(shí)踐與思考[J].中國(guó)電力教育，2009（9）：215-217.

[5]鄭立新.電力設(shè)計(jì)企業(yè)統(tǒng)計(jì)管理的突出問題及完善對(duì)策[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2015（8）：135.

[6]張東霞，苗新，劉麗平，等.智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)發(fā)展研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015，35（1）：2-10.

[7]陳剛.基于數(shù)據(jù)挖掘的電力營(yíng)銷決策支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理及算法研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2004.