浅谈设备管理信息化需求

龚剑超

（华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江 天台 317200）

浅谈设备管理信息化需求

龚剑超

（华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江 天台 317200）

本文以生产管理系统的信息化为目标，从建立一个系统化的设备管理体系的角度出发，多方面分析了设备树系统化的实际需求，提出了设备管理工作中的信息化的一些建议。明确系统化的设备管理应具有系统性、全面性、主体性、可维护性和通用性。从而使设备管理过程直接面向生产管理的本质要求。

生产管理系统；信息化；设备管理；系统化

0　前言

什么是系统？系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。根据一般系统论，系统具有整体性、关联性、层次性和统一性的特征。发电厂设备集群就构成了一个系统。

生产管理系统是生产管理信息化的重要手段，其中设备管理的很多具体内容集中体现在设备树上。系统化地组织设备树信息，一方面能系统反应发电厂设备的各系统及各系统间的组织、结构关系，另一方面能把设备管理从物理设备管理层面提升到系统功能管理层面，更直接地面向生产管理的本质要求。

为此，设备管理信息化应用就存在一些系统化的需求。

1　设备树的系统性需求

系统性需求，是指设备树应该系统地面向全厂各个生产系统及各系统中的所属设备，既能反应组成系统的各个子系统，又要能反应各子系统之间的关系；既要反应各子系统的存在的目的性，又要反应各子系统间因果决定关系；既要反应上下层系统之间的从属关系，又要反应系统之间的类同、近似关系，并明确各系统的统一性。因此，发电厂的设备管理应该基于设备树，并系统性地反应电厂所有设备的实际情况。只有这样，才能全面反应发电厂所属设备具体情况及相互关系，确保物理设备无遗漏，子系统功能无遗漏，系统整体无遗漏。

1.1具体要求

（1）设备树的整体性

虽然系统是由要素或子系统组成的，但系统的整体性能可以大于各要素的性能之和。即指系统中各要素的特定组合或结构关系也是系统组成的要求之一，仅表示系统各要素并不能完全表示全系统。生产管理系统的设备树由发电厂的各个生产相关的系统组合而成，各系统各执行电力生产相关的某个或某几个方面，其综合功能完成了发电厂生产检修运行整体功能，因此这个设备树具有整体性，即对系统的结构有明确的要求，同时，设备树的构成也受整体性本身的概念影响，范围存在变化。

1）整体性反应于发变电电气系统运行能力

发电厂系统的整体性反应于电厂运行能力，则凡与发变电电气系统运行相关的各生产系统均应按一定系统组织关系包含在设备树信息之中。

即指发电厂的一次主设备系统、二次系统及相关附属系统，均应按一定系统组织关系包含在设备树信息中。

2）整体性反应于发变电功能系统运转能力

发电厂系统的整体性反应于发电厂发变电功能系统运转能力，则凡与发变电功能系统运转相关的各生产系统均应按一定系统组织关系包含在设备树信息之中。

即指发电厂的一次主设备系统、二次系统及相关附属系统、水机系统、水工土建相关系统，均应按一定系统组织关系包含在设备树信息中。

3）整体性反应于发电厂生产检修系统运转能力

发电厂系统的整体性反应于发电厂发变电功能系统运转能力，则凡与发电厂生产检修系统运转相关的各生产系统均应按一定系统组织关系包含在设备树信息之中。

即指发电厂的一次主设备系统、二次系统及相关附属系统、水机系统、水工土建相关系统、检修设备、安防设施等，均应按一定系统组织关系包含在设备树信息中。

4）发电厂系统的整体性的含义推广

发电厂系统的整体性反应于实际生产管理要求，其范围并不拘于生产直接相关或实体设备。根据发电厂系统的整体性要求的变化，生产直接或间接相关的设备以及实体或虚体系统均可列入生产管理系统，如非直接生产性的设备系统（如厂区生活用水系统），虚体存在的生产管理制度系统（如公司规章制度体系），就可以根据实际生产管理要求确定是否包含在设备树信息中。

（2）设备树系统的关联性

关联性是指系统与其子系统之间、系统内部各子系统之间和系统与环境之间的相互作用、相互依存关系。生产管理系统构成设备树的各系统之间存在服务于电力生产这一根本目标的必然的关联性。

发电厂设备树的关联性反应于电力生产各环节，可以按电力生产的运行过程（或包含检修过程）综合体现设备树的系统关联性特征。

由运行过程体现系统关联性特征可以根据发电（电动）运行的过程发散性地联系各设备系统，对于发电运行，由静态分析，从一次主设备连接就可以全面组织一次系统，并联系到相关二次系统；由动态分析，从开机流程初始的开闸门、打开进水阀过程即可观察到闸门系统、进水阀系统，进而观察到水工系统、水机系统等。

由检修过程体现系统关联性特征可以根据检修过程联系各设备系统，对于常规检修过程，从设备停役过程就可以观察到停役操作相应的安全工器具、警示标志、开关闸刀操作系统，进而观察到相应的五防、二次控制系统、一次主接线系统等。

（3）设备树的系统的层次性

一个系统总是由若干子系统组成的，该系统本身又可看作是更大的系统的一个子系统，这就构成了系统的层次性。生产管理系统的设备树的层次性体现在发电厂的各子系统均具有一定同型性，或者具有相似的表现、或者具有近似的原理、或者具有相近的目标功能解释，可向上归敛收束到相对集中的大系统中，并共同完成电力生产的总体目标。如监控系统及其子系统在表现形式上同样具有输入/输出系统、逻辑处理系统、人机交互界面等组织结构。

发电厂设备树的层次性可以根据设备系统的功能自上而下分解出各子系统，也可以自下而上由发电、检修过程的实际运作的多个子系统根据功能、目标向上合并成上层系统。

（4）设备树的系统的统一性

不同层次上系统运动规律具有统一性，不同层次上的系统运动都存在组织化的倾向，而不同系统之间存在着系统同构。生产管理系统的设备树的统一性来源于完成电力生产的总体目标。

1.2实际情况

当前的生产管理系统的设备树在一定程度上能全面反应发电厂设备实际情况。

（1）当前设备树的优点

1）设备树的整体性优点：当前设备树内容涵盖了电力生产的各方面，比较全面。

2）设备树的关联性优点：当前设备树内容根据电力生产所实际投运的设备为准，设备物理连接关系明确，设备物理关联性明确。

3）设备树的层次性优点：当前设备树内容以物理设备分布为纲，根据标准化命名层层分解，层次分明。

4）设备树的统一性优点：当前设备树内容具有高度的统一性。

（2）实际中存在的问题

当前设备树内容的整体性范围不明确，总体倾向于发电厂发变电功能系统运转能力。当前设备树内容倾向于设备的物理分布，对子系统功能定位不明确，导致子系统间的组织关系模糊，导致系统的整体性、关联性不明确。

1.3完善建议

为从系统性需求完善设备树体系，建议从发电厂系统性角度研究发电厂的系统构成及各子系统之间的相互关系，从而整理出发电厂系统的整体系统要素和组织结构，然后根据系统构成分解出实际的物理设备。

2　设备树系统的全面性需求

发电厂设备树系统应具有全面性需求，以确保系统所涉及物理设备均在系统中有所反应。

2.1具体要求

根据系统性需求，发电厂设备树根据不同功能的子系统组织而成。为完成系统功能所涉及的所有物理设备均应列入该系统的管理范围，以确保该系统的完整性，以及该系统功能的可靠性。

全面的系统设备配置可以明确设备管理的功能需求，而对于多重设备管理主体的物理设备来说，全面的系统设备配置就意味着对于不同设备管理主体所提出的要求均应予以满足。

以交界面设备为例，传统的设备分界是以某一物理设备分界为准，界线两端分别为两个子系统，分别由不同的设备负责人管理，因此往往交界面设备缺陷是两个设备负责人同时在场，一个作为工作负责人主导工作，而另一设备负责人只是配合简单的拆接线或者拉合开关工作。而按系统的全面性要求，则交界面设备应是两个系统同时管理，涉及哪一侧功能执行障碍时，就由哪一侧系统的设备负责人负责处理。

2.2实际情况

当前的生产管理系统的设备树是根据物理设备实际组织而成，物理设备所组织的现地子系统是完整的，但为实现具体功能目标而组织的子系统的全面性无法保证，尤其是部分多个子系统交界面的相关设备往往只归属于某一个子系统，其他相关系统则无此设备。

2.3完善建议

当前的生产管理系统的设备树满足了全系统的全面性需求，但对于子系统的全面性需求仍需加以改进。

在设备树完成系统性需求的前提下，可以根据系统划分情况全面配置各子系统的物理设备内容，以确保子系统的全面性需求。

3　物理设备的主体性需求

发电厂设备树所属设备应有且只有一个主体系统。即所有发电厂物理设备均为以特定系统为主体的客体。当某一物理设备同时为多个系统所用时，应明确对该设备主导实施管理职能的主管系统。

3.1具体要求

根据系统性需求，发电厂设备树根据不同功能系统组织而成，其系统功能实现的物理设备可能同时并存于多个不同系统之间。此类现象通常发生于交界面设备以及子系统功能的借用情况。如保护的数据通信通道有时借用通信系统物理设备。

此时物理设备必然处于多个系统设备负责人的共同管理之下，为避免多重管理设备的单一管理导致其他系统功能丧失以及交叉管理导致多方管理操作抵消的不利情况，应具有一方主管审核，多方共同管理的机制。

主管审核的系统设备负责人应具有统筹管理该设备的最高权限，设备运行维护的基本要求均由主管系统设备负责人决定，具体的维护工作内容及实施维护的人员也应由主管系统设备负责人决定，必要时可以根据情况指定共同管理系统的设备负责人具体实施。

作为共同管理系统的设备负责人对此设备的相关管理要求，应提交主管系统设备负责人的审核确认后才能实施。

3.2实际情况

当前的生产管理系统的物理设备只在设备树出现一次，不存在重复出现和多重管理的可能。因此设备在主管系统中的管理有保障。但设备在交界面其他系统或借用系统中的管理有疏漏的可能。比如注入源式转子接地保护与励磁系统之间存在交界面，当励磁系统维护工作时，如果不断开转子接地保护的注入源电源，则可能影响转子接地保护相关辅件和工作人员的安全。

3.3完善建议

在设备树完成系统性需求的前提下，可以根据系统划分情况、系统关系和系统所在层次确立主管系统及相应职责，同时明确相关管理系统及相应职责。

4　设备树系统的可维护性需求

发电厂设备树应当对应于实际设备情况，尤其是实际设备不断变化更新的情况，因此设备树的本身条目应具有可维护性需求。

4.1具体要求

设备树系统的建立是一个动态完善的过程，不可能一蹴而就。一方面，设备树的设备在生产运行过程中可能因技术改造、异动等原因发生变化，另一方面，设备树本身的初步录入涉及大量现场的实际设备核对、技术资料的查阅、运行检修记录的查询统计等基础工作，一些设备可能因技术资料与合同文件及投运验收等相关技术文件的不一致，而导致录入的设备信息存在偏差。因此，在实际生产运行过程中，应保留随时更新设备树系统的结构、条目及内容的功能，并能将结构性变动在全局性的预览文件或图例中表示出来。

4.2实际情况

当前的生产管理系统的设备树以物理设备为基本，呈树状分布，设备与系统功能之间关系不紧密，相关维护记录和运行健康状态的记录仅表现于特定设备，不易与功能系统相联系。因此，其变更和维护主要集中在条目及内容的变更，无法明确地把相关运行维护记录跟随系统结构变更而相应变更到新系统结构内容中。

4.3完善建议

在设备树完成系统性需求的前提下，可以根据系统划分情况及相互关系确立系统结构图，并提供相关结构、条目和内容的维护接口。

同时，相应的设备系统的运行维护记录、技术监督等也应同时挂接在相应系统中，并随系统结构或内容变化而相应跟随变化。

即发电厂系统需求确立的情况下，全厂设备均应分别按系统结构取得一个或多个可变的系统号和按物理设备取得一个相对固定的设备号，就象计算机MAC地址是设备号，IP地址是系统号，系统号根据系统结构关系可以变化，设备号则只能对应于实际设备情况如实登记。此时，在具体设备的系统号内容有变化时，设备树中与系统号相关的技术监督等内容也将随之变更，而与设备号相关的运行维护记录等则保持原样。如SDH通信设备因涉及光差保护，被列入保护系统，则该设备应新增一个系统号，增加关于保护系统所涉及的技术监督、安全性评价的相关内容。

5　设备树系统的通用性需求

发电厂设备树系统应具有通用性需求，即设备树建立后，其设备树相关信息、记录及衍生技术性或说明性文件应能满足实际生产管理中的多个倾向的管理需求，如安全性评价，设备运行健康状态，技术监督要求等。

5.1具体要求

设备管理本身是为生产管理服务的，涉及生产管理的安全性评价等倾向性管理要求，应能在设备树系统中体现。由于倾向性管理目标在各同类发电厂基本一致，因此可以大体确定必须的倾向性管理要求，并根据系统实际情况，填写相关记录内容。

5.2实际情况

当前的生产管理系统本身具有多个倾向性的管理目标要求，基本满足通用性要求。如果设备树进行了系统化变更，可以将管理目标与系统化的设备树挂接，与实际系统联系起来。

6　小结

设备管理是发电厂生产管理系统的重要组成部分，一个系统有效的设备树系统能在发电厂生产管理系统中起到核心的作用。根据发电厂生产运行检修功能而确立的系统体系，是一个具有一个核心和几条主干的多层复合网状结构，更恰当地说，应该是个设备网系统。因此，深入研究发电厂设备系统组织关系在信息化管理高度发展的现在，具有重要意义。

[1]钱学森.论系统工程（新世纪版）[M].上海：上海交通大学出版社，2007.

[2]冯·贝塔朗菲.一般系统论基础发展和应用[M].林康义，等，译.北京：清华大学出版社，1987.

龚剑超（1975），男，工程师，从事继电保护工作。

TP311.5

A

1672-5387（2015）11-0061-04

10.13599/j.cnki.11-5130.2015.11.021

2015-07-31