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北京京能高安屯燃气热电有限责任公司荣获2016电力金桥奖项目奖

2017-7-26 12:08| 发布者: admin| 查看: 197| 评论: 0

摘要: 三维信息模型在国内属于行业领先水平,与国外先进技术持平;在数字化移交方面国内属于技术领先,达到国际领先水平;虚拟现实技术在常规电厂的应用在国内外属于技术创新,目前全球尚无常规电厂使用虚拟现实技术,并利 ...

技术背景

三维信息模型在国内属于行业领先水平,与国外先进技术持平;在数字化移交方面国内属于技术领先,达到国际领先水平;虚拟现实技术在常规电厂的应用在国内外属于技术创新,目前全球尚无常规电厂使用虚拟现实技术,并利用于电厂的应急演练、虚拟操作、模拟检修等。

目前,国内现有的三维信息模型主要应用情况如下:

三维信息模型用于工程材料算量,通过三维信息模型的设计,生成项目的材料清单,并用于指导项目的采购及施工。国内的三维信息模型建模范围主要体现在管道、土建、设备等的建模,没有覆盖全专业;同时由于各专业所使用的设计工具软件的不同,导致各专业间生成的三维信息模型无法进行碰撞检查。

数字化移交在在国外的应用较为成熟及深入,目前在国内处于起步阶段。

在国外,通过将工程全生命周期的各种资料,包括设计的图纸、厂家提供的资料、以及客户提供的图纸、文件等数据进行整合,将项目全生命周期中非结构的数据结构化,实现工程数据在电厂运维阶段的统一管理。

三维虚拟仿真的应用目前在国内外常规电厂尚无案例,本项目的三维虚拟仿真技术应用在国内外处于领先水平。

主要实施内容

本项目的建设目标:数字化电厂将物理资产与知识资产在模拟与真实的数字化信息资产之间转换,让发电项目全寿命周期内进行数字化、群智化、透明化、信息化、互动化、仿真化、标准化、流程化运作,实现数据采集数字化、生产过程智能化、业务处理互动化、经营管理信息化、战略决策科学化,充分开发企业各项业务与信息资源,深化系统应用,实现经营决策智能分析、管理控制智能处理、业务操作智能作业。使企业及其合作单位等利益相关者各团队之间的管理更加流畅,以更低的风险、更高的效率和更经济的方式愉快地协同工作,共享实实在在的效率与效益。

在本项目中,三维建模覆盖的专业超出国内的平均水平,实现了全专业的三维信息模型创建,包括土建(建筑、结构)、管道、通风、桥架、仪表电气、设备。达到了国外的水平;建模深度也比国内常规电厂有较大的提升,模型颗粒度细,建模内容包括DN80以下的小管子。同时由于采用了一体化三维设计平台,各专业间的三维信息模型得以汇总,进而实现了通过三维信息模型进行多专业碰撞检查以及精确材料算量的目标。

在本项目中,除了实现工程数据在运维阶段的统一管理外,同时还与运维专有系统(SISERPOA、工业控制系统、门禁系统、工业电视系统、现场作业管理系统、AMS等)的信息进行关联管理,实现信息(如两票、缺陷等)在各系统间流转。

在本项目中利用体感设备,将操作者与计算机生成的三维虚拟环境连接在一起。通过构建个性化的业务模块,建立发电厂的人员培训系统,形成典型危险点库,反事故措施预案库,设备检修作业库,运行操作标准库等知识体系。

创新点

1.开发完全自主知识产权的三维模型,进行模拟施工。

改变传统工程建设的程序,在设计与施工之间采用高效、准确的科技手段,打破传统图纸会审的种种弊端,整合所有图纸、所有专业对设计进行验证,对实际施工结果进行校对,减少设计错误、偏差,确保蓝图-设计-施工的一致性,提高工程质量、降低工程造价、控制工程进度。

三维数字化模型可以直观的反应出设备基础、管道设备、电缆等布置及走向,为合理安排土建、安装施工工序提供了强有力的策划指导,极大的减少了设备管道漏装现象,确保所有部位施工一次成型;提前发现管道及设备碰撞问题,大量减少了返工、窝工及施工材料浪费。

2.首次将虚拟现实技术应用于电力企业应急演练、模拟操作、检修模拟。

采用先进的工业游戏技术创建沉浸式工厂仿真环境,实现培训体系的零成本、低风险、高效能。运行人员以角色扮演的方式直接快速创建拟真化、交互式、多用户的培训环境,避免实际操作过程中的误操作,运行人员甚至可以在办公室分别操作即可完成模拟演练。告别平面的图纸,多方位、多角度理解设备工艺,让你的检修工作变得更加得心应手,设备拆解模拟彻底避免因零件漏装、少装引起的事故,减少资源浪费。

3.首次将电力企业经营(ERP)、设备(EAM)和文档(EDM)系统无缝集成,实现资产全寿命周期管理。

解决了三维数字化设计、结构化文档处理等应用问题,开发了实时数据接口,实现了设计、施工、运行全寿命的数字化管理;将发电厂的各类文档、实时数据与三维模型进行了数字化关联,构建了统一、可视化的数据展示平台,实现了不同来源、不同种类数据的集成。

4. 多平台系统的协同化

以工程对象为中心的管理方式,其核心为面向工厂工程数据对象的完整工程数据库,包括技术参数、系统图和三维布置设计等数据。在设计文件中,各专业之间、系统图和三维布置设计之间的数据一致性对项目后续设计、施工非常重要。以工程对象为中心的数据结构可以通过定制,使设计数据以工程对象为中心按工作流进行验证,从而确保数据一致性;并可以在设计和审查过程中可以提供相应的基于网络的协同工作包括方案校审。

工程信息全生命周期的持续性、可控性管理,涵盖项目设计、施工建设及工厂运营维护的各个环节,以领先的工程数据管理、设计和可视化工具、项目资源管理及数据存储交流技术使项目具有更安全&更高生产力。

5. 管理执行的智能化

创新性组合发电厂的各个业务单元,实现系统的跨域异构。依靠网络技术以面向服务生产为基础,将发电厂各个业务流程连为一体,实现资源共享、信息互通,充分发挥数字化、网络化的技术优势,进行标准化、流程化的管理,提高发电厂的生产质量和效率,提升发电厂的综合竞争力。例如将DCS上实时化的数据,ERP上的工作内容,三维模型上的作业区域,门禁和监控系统上的人员轨迹,移动作业管理系统上的作业进度等数据通过同一个用户关联起来,立体化、全面化地进行发电厂的生产管理。

实施效果

通过项目的实施,辅助基建工程管理,确保的工程造价、工程质量、工程进度、工程安全的可控再控,解决了发电厂各系统之间信息孤岛的问题,实现了数据的深度发掘,建立高效的信息互动机制和人员培训系统,提高了工作效率,缩减的工作人员数量。

社会和经济效益

1.社会效益

以信息技术为代表的新一轮科技革命为企业带来重大影响,大数据时代的管理变革是企业界、管理界正在认真思考的具有趋势性的重大课题。深刻思考信息化、网络化、数据化对传统工业经济发展模式和企业管理所带来的冲击和影响,形成互联网时代新的发展思路和管理模式,在我国经济形势加快转型的形势下,对我国广大企业尤其是国有企业的改革发展具有重大意义。高安屯热电在已有管理经验上所创建的基于大数据三维仿真技术的发电企业多元异构跨域关联信息资产一体化管理体系,对处于深水期改革的国有企业具有示范意义,对于电力行业具有广泛而深刻的推广价值。

2.经济效益

1)电缆桥架费用

与同类型机组相比较,通过三维建模统计材料用量,合理控制采购及库存,节省电缆费用2000万元。

2)二次施工费用

通过三维建模提前发现设备、管道、建筑的碰撞,有效避免了现场的返工、窝工情况的发生,降低了二次施工费用,现场发现碰撞558处,见国内公开国家级QC成果测算每处碰撞的处理成本约为3.5万元,该处按照1.5万元每处处理成本计算。

节省二次施工费用:558×1.5=837万元。

通过避免返工、窝工减少的施工单位的人工费、管理费暂不统计。

3)提前投产效益分析

与同类型机组相比,高安屯热电工程在19个月内完工,相比较预计缩短工程建设周期为3个月。按照基建-生产一体化的原则,不计算人工成本、银行利息及设备维修费用,仅计算20141210日至2015310日的发电收入、供热收入、燃气成本。三月份机组全停,没有收入。

借助数字化电厂建设缩短工期,除了该项目产生的积极因素外,全公司高效协同辅助工程管理的作用也作为考虑因素,因此,缩短工期产生的经济效益按照50%权重分配给数字化电厂建设。


实际数字化电厂建设产生的经济效益为(盈利×50%):

    79,200,133.35×50%=39,600,066.675

数字化电厂将物理资产与知识资产在模拟与真实的数字化信息资产之间转换,让发电项目全寿命周期内进行数字化、群智化、透明化、信息化、互动化、仿真化、标准化、流程化运作,实现数据采集数字化、生产过程智能化、业务处理互动化、经营管理信息化、战略决策科学化,充分开发企业各项业务与信息资源,深化系统应用,实现经营决策智能分析、管理控制智能处理、业务操作智能作业。该部分暂时无法量化,暂不列入计算。

总产出=中间使用+最终使用

     =2000+837+3960.0066675

     =6797.0066675     万元

3.人才效益

培养人才队伍,搭建多层次人才梯队,通过大数据三维仿真技术发电企业多元异构跨域关联体验式信息资产一体化管理平台,构建独特的人力资源培养方式,实现员工的知识转移,实现了以高层次人才为引领,以实务型人才为主体的人才队伍建设布局,整体性开发人才资源,全面构建了一个学习型、能力型、创新型的团队。培养出了一批丰富经验的高素质、新理念的专业技术和项目管理人才,为企业发展提供了强有力的人才保证和智力支持,目前20102011届毕业生已成为公司基建和生产的主要力量。

4.科技效益

突破了关键技术,掌握了把技术成果转化为产品核心技术的科研方法,成果转化能力显著提高,成为行业发展的领衔企业。

5.实现了效益相关者和谐共赢

高度关注企业管理范畴和边际的变化,和传统生产相比,企业管理活动跨越厂域、打破专业壁垒,以价值增值过程和相关利益者关系形成链条。三维数字化模型可以直观的反应出设备基础、管道设备、电缆等布置及走向,为合理安排土建、安装施工工序提供了强有力的策划指导,极大的减少了设备管道漏装现象,确保所有部位施工一次成型;提前发现管道及设备碰撞问题,大量减少了返工、窝工及施工材料浪费。为公司基建创造良好的工作环境,真正实现基建生产一体化管理,减少因为返工、窝工、费用等发生与参建单位间的推诿扯皮、索赔法律纠纷等情况的发生。

知识产权情况

已授权专利:

1.一种应用二维码的发电厂系统,ZL201420086725.2

2.一种发电厂移动作业管理系统,ZL201420087236.9

3.一种发电厂巡检装置及系统,ZL201320516185.2

已申请专利:

1.一种发电厂视频监控装置及方法,201310585825.X

2.一种仓储管理系统,201510046589.3

3.一种电厂监控管理系统,201410245120.8

4. 一种电厂设备的温度监控装置,201620093742.8

5. 一种三维虚拟仿真中复杂三维模型的加载方法及装置,201610064127.9

6. 一种巡点检自动规划方法及装置,201510206030.2

项目合作方因本项目获得软件著作权情况:

1.鹏锐虚拟仿真验证平台软件,2014SR13701

2.鹏锐智能点巡检软件,2015SR102237

3.鹏锐模型智能浏览软件,2014SR057501

4.鹏锐三维支吊架软件,2015SR216864

5.鹏锐三维数字化信息管理软件,2014SR167492

6.鹏锐三维电缆敷设软件,2015SR204812

高安屯热电自工程建设之初,即确立了构建以大数据为基础的数字化电厂目标,并紧紧围绕这一目标开展基建管理。工程建设过程中,积极整合内外资源,勇于探索以数字化电厂建设为目标导向的基建管理新思路、新方法,在电厂最大范围应用现场总线技术,搭建拥有完全专有技术的电厂三维模型,确保了工程安全、质量、进度、造价目标高标准完成,基建管理成效显著、取得可喜成绩,建成了国内首家数字化电厂。率先在国内电厂基建阶段应用三维数字化建模技术和模拟施工技术,实现了国内电厂建设项目精细化施工和精确采购的突破,随着工程的结束,所有在建设阶段的过程数据和信息也全部记录在案,形成了完整的初始设备档案和与现场系统保持完全一致的三维模型,为今后的生产运营应用提供了全面真实的数据系统。工程荣获“北京市绿色安全样板工地”的称号,成为第一个获得北京市绿色安全样板工地的北京市电源建设项目。2014年获得国家能源局颁发的“工程荣获电力安全生产标准化一级工程建设项目称号”。2015荣获中国电力行业信息化成果一等奖。

 

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