基于實物“ID”的電力設備全壽命周期管理研究

文江海 劉建東

摘要：為貫徹落實國網公司工作安排，國網青海電力設備部協同財務部、建設部、互聯網部、物資部等專業部門，結合《國家電網有限公司電網資產實物“ID”管理辦法》，梳理資產全壽命周期管理全鏈條、全要素明確嵌入式流程管控業務環節，從強控、監控、提醒三類方式著手，明確業務規則，細化設備全壽命周期監控節點。基于實物“ID”電力設備全壽命管理使用標簽記下電力設備整個生命周期的數據，該研究不僅能夠提高采集終端資產管理的自動化，減少人工和工作量，還能提高采集終端的工作效率和質量控制水平，保證電力企業的發展和信息化。

關鍵詞：電力設備;ID;全壽命管理;數據;系統

1電力設備管理系統的現狀

目前，電網企業電力設備眾多且覆蓋廣泛，其中生產管理信息系統和ERP資產管理系統主要涉及設備物聯網的管理。而生產管理信息系統不僅包含電網安全和設備安全監督管理的主要系統，還包括許多用于準確評估設備狀態的輔助系統。例如，基于狀態的維修輔助決策系統、在線監測系統、準確的評估系統和智能預警系統等等;除此之外，還有ERP資源來管理采購設備的需求、采購和報廢等。

1.1復雜的生產管理信息系統

生產管理信息系統的主要功能是對設備日常運行維護的信息進行管理，減少使用紙質辦公，減少信息交流時間，減少人力及工作量，提高工作成果和效率。同時完善設備的運行、維護、測試等信息，建立設備信息檔案，保存大量數據，積累并形成生產信息數據庫。

1.2單一的ERP資產管理系統

ERP資產管理系統是一個集物質、資金和信息資源于一體的管理系統，它主要是采用信息管理模式，然后建立設備從采購到報廢以及設備型號、廠家等數據信息的資產管理，達到了資產設備信息化的目的。 ERP資產管理系統通常只應用于設備的需求、采購以及報廢三個環節，有一些設備的檢修費用將以工單的形式在ERP系統中進行處理，剩下的環節將會在生產管理系統中完成。

1.3分散的管理系統數據狀態

由于存在不同的生產管理模式，電網中也有著不同的管理系統，同時電網設備也非常多，系統復雜，協調次數多，過程環節多變，資產成本復雜且易變化。雖然數據在每個獨立的系統中都是交互的，但是每個系統是相互獨立的，系統間沒有關聯和交互，每個系統中的數據都是獨立的數據，同時還有著不同的網絡接口、不同的接入方式、不同的人員權限、不同的設備類型、不同的服務對象等問題。

2.實物ID應用的技術分析

由于二維碼技術和射頻識別（RFID）技術的不斷完善，目前可以為每臺設備分配獨有的ID碼，每臺設備都擁有自己的“身份證”，這樣在一定程度上滿足了公司對設備管理的要求，避免重復貼標簽和無序管理等情況的發生。直接使用手機或掃描槍等工具進行設備ID碼的掃描，能夠快速準確地獲取設備的具體信息以及其流轉維護歷史。根據不完全的統計，與傳統方法相比，使用ID碼技術可以節省近80%的時間，并且設備越多，節省的時間就越長。

2.1二維碼和RFID技術的優缺點

二維碼是一種記錄數據符號信息的黑白圖形，其特定的幾何圖形按照一定的規律分布在平面上。其優點是無電磁干擾，使用壽命長，不需要定制終，不需要專業維護，缺點則是識別距離短，不適用于高空和地下設備。同時如果識別效率較低，輕微的更改都有可能會導致二維碼無法被識別。

2.2電力行業實際應用對標簽的要求規范

在RFID電子標簽表面上打印二維碼和實物ID碼信息時，需要保證耐腐蝕和防污這兩方面符合標準。二維碼標簽和RFID電子標簽需要具有國家秘密安全算法功能，同時標簽信息必須符合《國家電網公司網絡與信息系統安全管理辦法》，禁止未經授權的設備和程序獲取信息。

3方案概述

實物“ID”的嵌入式流程管控是將掃描實物“ID”作為觸發現場業務流程的唯一憑證入口，采用強控、監控、提醒等方式，對關鍵業務環節的實物“ID”應用進行管控，提升資產全壽命周期薄弱環節運行管理水平。

強控：對物資入庫時校驗物資技術參數錄入完成率、掃碼入庫、生成驗收盤點清單時校驗工程建設數據、掃碼創建臺賬等業務流程進行強制校驗，確保實物“ID”業務應用。

4 管理流程

“設備全壽命周期”在考慮到設備陳舊老化期和經濟磨損期的條件下，能正常發揮功能的設備壽命長度。設備的全生命周期管理應該貫穿設備使用壽命的全過程，主要是指從設備的采購到設備淘汰、報廢的整個過程中對設備實施的必要的、全面合理的管理和監控，大體分為采購、運行、維護、故障、維修/技改和報廢/轉讓6個階段。設備全壽命周期管理如圖1所示。

5嵌入式流程管控技術方案

5.1系統架構

實物“ID”嵌入式流程管控平臺系統架構遵循國網公司“一平臺、多系統、多微應用”的整體系統架構如下圖2：

5.2技術路線

技術路線總體上嚴格遵循信息化建設SG-ERP架構規范的要求，實現對開發平臺資源的有效繼承與復用，整體采用典型的J2EE架構和關系型數據庫，并基于SG-UAP3.0開發平臺進行開發。總體技術路線選型如下表1。

5.3嵌入式流程管控具體方案

5.3.1物資采購階段-供應商信息維護

供應商實物“ID”下載：嵌入式流程管控平臺獲取ERP工程項目信息，統計已生成實物“ID”編碼的采購訂單，展示采購訂單中實物“ID”下載完成情況。針對收貨日期前15日仍未下載實物ID編碼的采購訂單，嵌入式流程管控平臺展示提醒。

物資技術參數錄入：嵌入式流程管控平臺獲取ERP采購訂單中的發貨日期，在物資單位收貨前1日，核查物資技術參數完整性，對不完整的，展示提醒信息，督促供應商及時維護物資技術參數，確保物資技術參數維護完整率100%。

嵌入解析表：

嵌入式流程管控平臺功能

1.統計并展示供應商實物“ID”下載完成率

2.統計并展示各個物資的物資技術參數錄入完成率

3.在物資單位收貨前15日，展示實物“ID”下載提醒信息，提醒供應商及時下載實物“ID”及實物標簽信息

4.在物資單位收貨前1日，核查各個物資的物資技術參數完整性，對完整性低于100%的物資，展示物資技術參數錄入不完整提醒信息，提醒供應商完整維護物資技術參數

數據 ERP采購訂單信息、物資技術參數、實物“ID”下載情況

5.3.2物資采購階段-物資移動收發貨

通過APP掃碼入庫：物資到貨驗收入庫時，在ERP中對凡是納入示范站且啟用實物“ID”的物料，不準許在ERP中進行物資出入庫，提醒必須通過倉儲APP出入庫。實現掃碼入庫率100%。

物資技術參數信息：物資部門通過倉儲APP掃描實物“ID”，獲取物資技術參數信息，核查物資技術參數信息完整性，針對未錄入物資技術參數或物資技術參數不符合要求的設備，不準許通過倉儲APP開展物資入庫。

倉儲APP入庫：針對示范站除外的工程項目，獲取ERP中物資入庫信息，并在實物“ID”嵌入式流程管控平臺展示倉儲APP入庫使用率。

倉儲APP出庫：針對示范站除外的工程項目，獲取ERP中物資入庫信息，并在實物“ID”嵌入式流程管控平臺展示倉儲APP出庫使用率。

5.3.3工程建設階段-工程建設數據維護

工程建設數據錄入：嵌入式管控平臺獲取應錄入安裝調試報告、交接試驗記錄、施工質量記錄等信息，并統計工程建設數據錄入微應用設備錄入情況，對于未錄入或錄入不完整的設備進行標記，同時將標記后的實物ID推送至ERP系統落地表。對工程建設數據不完整的設備進行提醒，確保工程建設數據維護率100%。

工程建設數據錄入：實物“ID”嵌入式流程管控平臺獲取工程已投運的設備，核查設備的工程建設數據錄入完成情況，統計工程的建設數據錄入完成率。

嵌入解析表：

嵌入式流程管控平臺功能 1.統計并展示設備的安裝調試報告完整性、交接試驗記錄完整性、施工質量記錄等信息完整性，對工程建設數據不完整的設備展示提醒信息。

2.統計并展示每個項目的工程建設數據錄入完成率

數據 安裝調試報告、交接試驗記錄、施工質量記錄

5.3.4工程建設階段-設備投運盤點

項目管理部門根據ERP系統生成的工程物資現場驗收盤點清單，通過交接驗收APP現場掃描實物“ID”標簽，盤點核對現場實物，核對物資技術參數數據的完整性和準確性，對缺失或不準確信息進行補錄、修訂，并做系統標識，方便設備供應商評價數據查詢應用。

工程交接驗收APP使用情況：實物“ID”嵌入式管控平臺統計并展示示范站范圍內的工程項目交接驗收APP使用情況。

物資技術參數錄入（內網）應用情況：實物“ID”嵌入式管控平臺統計并展示示范站范圍內的工程項目物資技術參數錄入（內網）應用情況。

物資技術參數補錄：實物“ID”嵌入式管控平臺統計并展示示范站范圍內的工程項目物資技術參數補錄率。

物資技術參數修訂：實物“ID”嵌入式管控平臺統計并展示示范站范圍內的工程項目物資技術參數修訂率。

生成設備移交清冊對安裝調試報告、交接試驗記錄、施工質量記錄等信息完整性：ERP系統生成設備移交清冊時，如存在“未錄入”或錄入不完整的設備，ERP不準許生成設備移交清冊，如信息無誤，則生成設備移交清冊，并推送PMS系統。

嵌入解析表：

嵌入式流程管控平臺功能 1.統計并展示示范站范圍內的工程交接驗收APP使用情況

2.統計并展示示范站范圍內物資技術參數錄入（內網）應用情況

3.統計并展示示范站范圍內物資技術參數補錄率

4.統計并展示示范站范圍內物資技術參數修訂率

5.生成設備移交清冊檢查示范站范圍內的設備安裝調試報告、交接試驗記錄、施工質量記錄完整性

數據 物資技術參數（內網）信息、交接驗收信息

5.3.5運行維護階段-設備臺賬創建

掃碼創建臺賬：PMS主站端創建設備臺賬時，若是示范站范圍內，且帶有實物“ID”的設備，系統自動提示應通過電網資產統一身份編碼APP，不允許通過PMS主站創建設備臺賬。實現示范站掃碼創建臺賬100%。

電網資產統一身份編碼APP使用率：嵌入式管控平臺統計并展示電網資產統一身份編碼APP使用率。

增量設備實物“ID”編碼完整率：實物“ID”嵌入式管控平臺獲取PMS設備臺賬信息（2021年1月1日以后新投運的設備臺賬），核查各設備臺賬中是否引入實物“ID”編碼。統計增量設備實物“ID”編碼完整率。

嵌入解析表：

嵌入式流程管控平臺功能 1.統計并展示PMS掃碼創建臺賬率

2.統計并展示電網資產統一身份編碼APP使用率

3.統計并展示增量設備實物“ID”編碼完整率統計并展示2021年1月1日以后新投運的設備臺賬（國網公司要求啟用實物“ID”的設備類型）中增量設備實物“ID”編碼的完整性。

數據 掃碼創建臺賬信息、2021年1月1日以后新投運的設備臺賬

5.3.6退役處置

對沒有繼續使用價值的退役設備，利用微應用掃描核實廢舊物資出入庫基本信息，記錄實物“ID”編碼信息，進行設備報廢出入庫作業。

當設備完成退役報廢后，廢舊設備入庫和出庫管理過程中記錄對應的實物“ID”編號，完成資產全壽命周期管理閉環。

嵌入解析表：

嵌入式流程管控平臺功能 1.統計并展示實物、及實物“ID”與PMS/ERP設備信息一致。

2.統計并展示報廢物資掃碼入庫匹配率

數據 物料出入庫憑證、出入庫單號、廢舊物資編碼、廢舊物資編碼描述、數量

6 示例推演

通過對變壓器運行過程中情況的觀察和研究，可以發現變壓器的壽命周期一般可以分為五個階段。首先是制造、運輸和安裝階段，在變壓器投運前要進行一次性投入，其投入的數量比較大;其次是運行第一年，需要進行首次檢查和常規維護;再次是2-10年的穩定運行階段，這個時間段故障情況出現比較少，經濟效益比較高，維修次數相對較少，運行投資也不多;從此是10-20年的故障率不斷增多階段，在這一階段經效益濟下降，投入的資金也不斷增加;最后是運行20年后階段，變壓器的運行已經無法獲得理想的經濟效益，因此應該停運并更換變壓器。

7技術展望

設備的全壽命周期管理體系的建設實現方式：設備購買，提出設備需求，在ERP系統進行資產登記，在生產管理信息系統數據信息進行備案，投入運行后，利用生產管理系統對設備的運行情況監測，同時對設備檢修、改造等信息進行多維度大數據庫的建設。

8結語

基于實物“ID”技術可以有效地對電力資產進行追蹤和控制其全壽命周期的運行過程，減少由于工作人員的疏漏或者一些環境影響而引起的財務損失，因此這項技術給電力資產管理系統帶來巨大的便利和優勢，解決了傳統電網物資管理系統的缺陷。采用實物“ID”技術還能夠實時調用、修改、刪除電力物資入庫管理的出庫、入庫、盤點、巡檢、報廢、可視化顯示等一系列流程中所需的數據，實現整個流程的完整、準確、實時的監控，進一步推動了數據共享平臺的完成，同時在一定程度上也大大提高了相關業務管理的效率。

參考文獻

[1]基于“五位一體”的電網資產實物“ID”建設及應用[J]. 程子華，陳鵬良，張銳，何濤. ?管理觀察. 2018（30）：30-32.