電力設計企業產業數字化發展路徑研究

劉義達，楊俊波，孫曉峰

(山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟南 250013)

0 引言

當今世界，數字技術驅動著新一輪科技革命和產業變革，數字技術深刻影響著世界政治、經濟和社會發展，全球數字化浪潮方興未艾，各國把數字化轉型作為實現創新發展的重要推動力量。黨的十九大提出建設數字中國，強調推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合。數字經濟、網絡強國已經成為國家戰略，為各行業、企業推進數字化轉型指明了方向。數字化能有效助力能源生產清潔化和能源消費電氣化[1]。發電企業數字化轉型的主要方式包括生產智能化、服務生態化、管理協同化和決策數字化[2]。工程建設行業是國民經濟的支柱產業，也是推進新技術革命的重要力量。當前，數字化建設與工程建設行業的融合越來越深，領域越來越廣。電力設計企業能否更快更深層地將數字化建設融入其業務鏈、更長遠地為其上下游伙伴提供增值服務，將在很大程度上決定其未來競爭力。本文的目的是提出適合電力設計企業的產業數字化轉型總體架構及實施路徑圖。

1 產業數字化的基本內涵

“十三五”期間，電力設計企業高度重視信息化建設，信息化在經營管理與產業發展各領域發揮了重要作用。然而，傳統信息化建設已不能滿足新時代、新形勢下的數字化轉型需求，其原因在于：信息化以業務流程為核心，以業務流程管理為驅動；數字化以數字模型為核心，以數據的分析利用為驅動。信息化更多是輔助作用，而數字化更多是引領作用。

黃建城[3]提出了企業數字化轉型的基本內涵。數字化包括管理數字化和產業數字化兩個部分。本文進一步將電力設計企業的產業數字化的基本內涵概括為：以產業數據資產為關鍵生產要素，以數據驅動、創新引領為理念，運用新一代數字技術對傳統設計企業的數字化基礎設施、產研方向、業務板塊等進行創新和重塑，引領產業技術創新，支撐企業戰略發展。

2 產業數字化轉型的必要性

當前，電力投資建設單位正從規模擴張轉入高質量發展階段，帶動了工程勘測設計、總承包建設行業的高質量發展。過去，建設單位對于設計企業的需求曾發生過從設計單位向EPC總承包商的轉變；近年來，建設單位對于設計企業的需求再次從EPC總承包商轉向數字化交付服務商，如圖1所示。在新時代的發展要求下，電力設計企業傳統粗放式的工程承包發展方式難以為繼，而需要向包括數字交付技術在內的先進能源技術的集成商轉型，在這個過程中，產業數字化轉型是系統性、革命性的轉型。為實現產業數字化轉型，電力設計企業有必要深化設計與EPC的融合，做好EPC與數字化的融合。

圖1 建設單位需求的轉變

3 產業數字化的發展路徑

電力設計企業應全面融合產業發展與數字技術，推動能源服務與智慧城市、社會治理融合發展，重塑產業業態，重點是統一數據資產管理、加強數字基礎設施建設、梳理重點產研方向和推動數字產品創新。以某電力設計企業的業務板塊為例，繪制了電力設計企業產業數字化發展路徑，如圖2所示。其中，數據、算力、算法有機交互并共同支撐業務板塊的高質量發展。

圖2 電力設計企業產業數字化發展路徑

3.1 統一數據資產管理

目前，大型電力設計企業多采用事業部制。統一數據資產管理需統籌打通散落在各事業部內部的通用數據資源，包括風資源數據、光資源數據、地理信息數據、設備族庫數據等，建立健全能源電力行業統計數據、其他公共數據等數據體系，沉淀企業級的電力設計工程數據，包括工程勘測數據、工程設計數據、工程壽期數據、工程管理數據、工程反饋數據、工程檔案數據等，建成企業級的產業數據資產目錄，形成產業數據資源池，實現企業級的數據協同，實現數據可知、可取、可用和安全共享，為進一步培育數據增值服務搭建數據平臺。

3.2 加強數字基礎設施建設

統籌建設和管理硬件和軟件工具兩套企業級的產業基礎設施。一是統籌管理散落在各事業部內部的工作站、服務器等計算類、存儲類硬件資源，繪制算力地圖，建設企業級的產業數字化網絡基礎設施，實現高性能計算、高性能存儲及高可用網絡與監控，為進一步承載“云大物移智鏈”等新一代信息技術在電力設計企業的創新應用搭建企業級的算力中心。二是統籌監控和高效利用散落在各事業部內部的專業軟件工具，例如PDMS、Bentley、ETAP、ANSYS、PKPM、SAP2000、博超、天正等，為“十四五”期間進一步優化采購預算的合理高效分配提供數據支撐。

3.3 梳理重點產研方向和推動數字產品創新

結合電力設計企業當前的實際業務特點，按照“必備、必爭”原則，從產業周期和重點業務領域中梳理了八大重點產研方向。

一是重點圍繞電力建設行業數字勘測、數字設計、數字建造、數字移交四個必備環節，打造電力設計企業自研的數字化產品，建立健全工程建設行業全壽期產研體系，為進一步向產業鏈上下游的數字規劃和數字運維拓展觸角、積累經驗。

二是重點圍繞電力建設行業數字電廠、數字電網、數字建筑、數字城市四個必爭領域，打造電力設計企業自研的數字化產品，提升重點業務領域的產業數字化水平，為進一步向更高集成度的“風光水火儲一體化”“源網荷儲一體化”業務轉型搭建平臺。

4 產業數字化的保障措施

數字化不僅是技術更新，而且是經營理念、戰略、組織、運營等全方位變革，面臨著技術創新、業務能力建設、人才培養等方方面面的挑戰。認知決定數字化設計發展態勢，環境生態影響數字化設計推動進程，成本投入決定數字化設計成果產出[4]，因此，需要在企業生態建設方面入手，實現在全局層面的有效協同。以某電力設計企業為例，繪制了企業數字化生態體系，如圖3所示。

圖3 數字化生態體系

4.1 內部生態

內部生態方面，需建成與電力設計企業數字化發展相配套的數字化組織和管理體系，例如：以設計為龍頭，發揮企業級產業數字化管理部門“引領、統籌、規劃、考核”的作用，加強數字化人才隊伍建設，優化數字化人才結構，建立數字化績效評價體系建設，全面推行數字化績效考核，完成電力設計企業在數字化人員、數字化標準、數字化績效等方面的能力建設，培育電力設計企業的數字化文化氛圍。

4.2 外部生態

電力數字化的廠商主要包括電力系統內部的科研院所和信息化建設單位、專業電力數字化廠商、互聯網廠商、綜合軟件廠商四類[5]。在外部生態方面，電力設計企業可在企業級產業數字化管理部門的統籌指導下，以價值共創和平臺化發展為導向，以數字化平臺、技術為紐帶，鏈接一批數字化研發、產品、標準、技術服務供應商，加強與互聯網、大數據、人工智能等合作伙伴跨界合作，構建開放、合作、共享、共贏的能源電力數字化生態圈。

4.3 實施重點產研方向的管理舉措

集成產品開發 (integrated product development，IPD)是一套領先的、成熟的產品開發模式、理念和思想，已在IBM、波音以及華為等國內外著名公司成功實踐，其核心理念包括跨部門協同、公共構建模塊、異步開發等[6]。基于這一核心思想，IPD的框架包括市場管理、流程重組和產品重組三個方面[7]。

1)面向市場管理，在八個重點產研方向形成數字化“拳頭”產品的本質意義在于將產業數字化和數字產業化從商業機會轉向商業變現，因此，要始終以市場成功與財務成功為終極目標，堅持以市場需求為基礎的產品創新，同時借鑒先進的產品開發模式，集成設計企業內部的管理資源，降低企業級的轉型成本。

2)面向流程重組，一方面，從解決資金入手，將科研項目分類管理，通過成立企業級的數字智能專委會，將產業數字化落地實施與科研項目立項實施相結合，保證產業數字化的經費投入和常態化管理；另一方面，從解決人力資源入手，充分發揮青年職工的知識結構優勢，找準一批進取心強、學習力強、有一定產業技術和數字技術積累的青年職工，在具備條件的重點產研方向上，分別成立相關產業板塊的青年創新工作室，進一步組成企業級的產業數字化“創客”聯盟，定期交流溝通并解決各個產研方向遇到的共性問題，通過跨部門的團隊，克服各事業部和業務板塊的管理壁壘，實現流程重組，保障企業級產業數字化架構的統一性。

3)面向產品重組，堅持技術研發與產品研發相分離，通過結構化的并行研發流程，逐步形成基于平臺的異步研發模式。技術研發流程具有“抓兩頭、放中間，強調技術遷移”的特點[8]，側重于打造企業級平臺的底層架構，是產業數字化長期價值的體現；而產品研發流程可以是單獨研發流程，也可以是技術研發的后續流程，是將成熟的技術，基于市場和客戶的要求形成產品包，并推廣上市[8]，側重于與具體的業務需求結合，是產業數字化短期價值的體現。大多數電力設計企業宜結合市場管理，從短周期的產品研發著手，通過多次的技術迭代和流程重組，逐步形成具有自身企業文化特色的長周期技術研發平臺，進而構建異步開發體系。以華東勘測設計研究院(以下簡稱“華勘院”)為例，自2004 年起，遵循“一個平臺、一個數據架構、一個模型” 的指導原則，開展了水電水利工程三維數字化設計平臺的開發建設與應用研究，提出了覆蓋工程設計全專業、全過程的水電水利工程三維協同設計解決方案[9]，基于Bentley平臺，華勘院自主研發了多個產品級的三維設計軟件，取得了良好的經濟效益和社會影響力[10]。在傳統的水電水利板塊開展數字化取得一定經濟收益的基礎上，華勘院進一步總結經驗，向底層的技術開發平臺延伸，進而在數字城市產研方向上，又取得了前海BIM總體項目、雄安數字化城市項目和浙江省域空間治理數字化平臺項目等典型項目的成功[11]。

5 產業數字化與管理數字化的融合

產業數字化轉型與管理數字化轉型構成電力設計企業數字化轉型的兩大組成部分。與管理數字化不同，由于產業數字化深入到業務內部，故在各企業之間的通用性較差，現階段難以通過外委的咨詢機構完成規劃咨詢。本文以某電力設計企業為例，構建了產業數字化與管理數字化相互融合、對立統一的總體架構，如圖4所示。

圖4 產業數字化與管理數字化融合的總體架構

圖4詮釋了電力設計企業數字化轉型的頂層設計，包括兩大應用領域(管理和產業)、兩個數字化保障體系(網絡安全和數字化生態體系建設)。兩大應用領域是指以數據為基礎，實現管理和產業兩大領域的數字化創新融合，驅動管理的升級，推動新產業、新業態、新模式快速發展。兩個數字化保障體系，一是建立網絡安全保障體系，為企業級數字化建設提供安全可靠的數字化運行環境和運維保障。二是建立數字化內/外部生態體系，實現組織機構、人才隊伍、年輕干部、企業數字文化、行業數字化協會及聯盟生態建設，為企業級數字化建設提供良好的生態環境。

6 結論與建議

1)產業數字化的基本內涵為以產業數據資產為關鍵生產要素，以數據驅動、創新引領為理念，運用新一代數字技術對傳統設計企業的數字化基礎設施、產研方向、業務板塊等進行創新和重塑，引領產業技術創新，支撐企業戰略發展。

2)工程建設行業正在由粗放式轉向高質量發展。建議電力設計企業向先進能源技術集成商轉型。其中，產業數字化轉型是系統性、革命性的轉型。建議電力設計企業深化設計與EPC的融合，做好EPC與數字化的融合。

3)產業數字化深入到業務內部，故在不同類型企業之間的通用性較差，現階段難以通過外委的咨詢機構完成規劃咨詢。本文針對電力設計企業這一細分領域的產業數字化進行了系統研究，并以某電力設計企業的業務板塊為例，繪制了電力設計企業產業數字化發展路徑，提出了“2287”產業數字化發展戰略，對電力設計行業的產業數字化建設具有借鑒意義。其中，數據、算力、算法有機交互并共同支撐業務板塊的高質量發展。

4)按照“必備、必爭”原則，從某電力設計企業的產業周期和重點業務領域中分別梳理了數字勘測、數字設計、數字建造、數字移交及數字電廠、數字電網、數字建筑、數字城市等八大重點產研方向，并分別從市場管理、流程重組和產品重組三個方面闡述了IPD管理體系在指導重點產研方向實施中的應用。建議大多數電力設計企業宜結合市場管理，從短周期的產品研發著手，通過多次技術迭代和流程重組，逐步形成具有自身企業文化特色的長周期技術研發平臺，進而構建異步開發體系。

5)以某電力設計企業為例，繪制了企業數字化生態體系。建議在企業內部建成與電力設計企業數字化發展相配套的數字化組織和管理體系，在企業外部構建開放、合作、共享、共贏的能源電力數字化生態圈。

6)產業數字化轉型與管理數字化轉型構成電力設計企業數字化轉型的兩大組成部分。以某電力設計企業為例，構建了產業數字化與管理數字化相互融合、對立統一的總體架構。建議以數據為基礎，實現管理和產業兩大領域的數字化創新融合，推動新產業、新業態、新模式快速發展。