火力发电厂电气专业检修作业标准化在АR平台上的应用

白玉峰高 巍孙伟鹏林楚伟徐兴国江 永

1华能海门电厂

2上海擎测机电工程有限公司

1 前言

据相关方面的信息报道预计到2020年智能穿戴设备在全球的工业市场将达到1 200亿美元，其中Industrial市场为300亿美元，Field Service市场为900亿美元。在电力行业中引入智能穿戴设备，从而让现代电力行业现场从业人员在设备维护检修工作中更加规范与便利的同时，改进并提升工作效率，以提高电力企业自主创造能力和核心竞争力，同时为同行业的企业管理树立典范。海门电厂的规范化检修在项目之初提出了在“检修文件包”、“见证点”、“远程指导”等方面，通过多维度新技术的检修状态监测手段、远程技术专家、规范化运维行为手段，对检修规范化的流程，通过识别反应检修进度，对见证点起到了全程的监督、对检修的进度趋势做出判断的作用，并根据分析诊断结果用甘特图的形式展示在用户的手机APP。经过测算，海门电厂的基于AR技术，建设面向火力发电厂的智能AR检修平台全面完成后已取得以下几方面成效：

（1）提高劳动生产率：超过30%；

（2）降低设备检修周期：超过15%；

（3）降低设备故障次数：超过20%；

（4）备件库存准确率：超过95%；

（5）增加设备使用效率：10%～15%；

（6）降低生产成本：5%～8%。

通过火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台和各类有效的组织及技术手段，使设备管理者能动态地掌握设备状态信息，实现以实时可控的设备维修管理,在减少了设备故障和事故的同时降低了设备维修工作量。在提高设备健康水平方面：强化了检修人员的设备管理责任制，使设备的各类缺陷得到及时确认和消除，同时对检修人员的消缺工作起到了监督作用，使设备得到适时标准化的检修，设备的缺陷率、机组的非计划停运次数和停运时间均有较大程度的降低。在设备的技术管理工作方面：检修专业组根据公司加强生产技术管理基础工作的要求和检修定修制的相关规定，制订了包括检修项目、技术标准、工时定额和验收程序等发电设备大、小修标准项目的文件包及相关的设备检修技术规程，为电厂规范经营管理奠定了基础。

2 国内电厂检修管理的现状分析

检修管理是一项庞大的系统工程，涉及的因素较多：如人、机（机械设备）、料（材料）、法（检修工作方法）、环（工作环境）等。由于受以上要素控制手段和方法限制，往往会造成检修质量仍不尽人意难以达到预定的目标，整体检修质量不能做到“可控、在控”。特别是近年来一批实行新厂新办法的现代化管理的新型电厂，管理思路和管理模式较以往传统方式有了很大改变，其技术装备新、人员配备少、员工素质高，基本没有配备专业的检修队伍和相应检修人员，设备检修主要通过自修、外包、外委来完成。因此，在新形式下如何探求一种适合于机组检修质量控制的良好手段显得尤为重要。近年来，国内相关电科院针对火力发电厂的规范化运维系统进行了研发工作。华能海门电厂2016年至今已初步实现了设备状态分析故障诊断和设备评估的优化，初步实现了发电设备的状态评估、状态预测以及部分检修优化，逐步从设备运维、状态预测与评估、风险评价完成了维修决策的全流程优化。电厂响应华能集团的号召，逐步开发了具有较强实用性的规范化运维系统，在应用中取得了明显的效果。但从检修系统的整体性与规范性考虑，仍有所欠缺。反观行业内使用的不少设备管理系统同样也往往偏重于设备的数据检测和故障诊断，而在检修行为本身制定方面功能较弱。近几年来部分火电企业在多年实行工序卡、作业指导书的基础上，海门电厂通过不断学习、总结，在检修作业管理中推行检修作业文件包制度，并形成了以检修作业文件包（以下简称检修文件包）为核心的一系列管控方法，实践证明该手段切实可行，已成为机组检修过程中安全、质量、工期和成本协调控制的有力保障，在检修规范化管理中发挥了有效的作用。

华能海门电厂在多年自主检修技术积累的基础上，对检修的规范化作业从三个维度提出了相关要求：

（1）完成AR眼镜与既有检修工艺流程的融合性研究，研究成功构建电厂的电气类设备的检修文件包（标准的工艺、固化的经验等）的AR指导，从而提高现场检修人员的效率。

（2）远程指导（配套的APP根据运维角色和管理层人员角色信息的推送）包括动作的指导，在AR眼镜中直接得到体现，合理调配人力资源。

（3）通过AR完成W、H见证点使整个检修工作时时受控，极大提高了管理层对设备的管控程度。

3 海门电厂电气专业检修作业标准化AR平台的研究

完成AR眼镜与既有检修工艺流程的融合性研究。检修文件包是电厂当前比较通用的检修维护手册，指在实施设备检修活动中所需要和产生的，经审核和批准且符合文档规范的文件集合，是提供检修工作人员完成指定的工作任务和全过程检修作业活动的书面文件汇总。检修文件包是设备检修管理的作业性文件，是检修工作实施的规范和依据，在外委工作中也是甲方（业主）规范乙方（承包方）检修行为的管理纽带。

火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台包含需要进行检修的设备的型号参数、检修的项目内容、危险点的预控、需要的工器具、材料备件、检修过程、质量标准、验收签证点、检修数据记录表和试运单等方面，以指导检修工作。通过AR眼镜，用户可通过账号登录到火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台。进入登录页面后，在火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台选择需要完成的检修文件包,在而后可根据检修文件包的选项卡分别查看检修的目录、当前作业、预览整个检修文件包等更多栏目。查看与工作相关的检修目录，可看到整个检修的目录与对应的实际工期的时时反馈。通过甘特图的对整体检修工作工期动态同步，以降低设备检修周期。火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台的作业过程提示在作业的检修人员的视野上方。透过黑色的部分，作业的检修人员可以通过AR眼镜看到实际现场的设备。

在火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台的一些关键点（W、H见证点）作业要求完成前，需要提交火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台一个流程确认以表示作业人员已经按照要求，提交相关的现场图片、视频、或直播，并经过相关流程由不同层级的专工、班组长确认，规范完成该步骤的检修措施后，进入下一步检修操作。通过递交火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台后台填写设置W点、H点和P点的个数。对应于W点、H点的质检验收单格式基本相同。以W点验收单为例，火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台保护验收单包括质检点名称、质量验收标准、检修内容描述、验收结论、验收人员签字等内容。检修负责人在检修工作结束后，针对设备检修的修理、更换、调整还是保持原状态，填写检修描述，并提请业主方质检人员验收。除P点需业主方总工程师、生技部专工参加验收外，W点、H点只需工作负责人、承包方QC、业主方QC（检修员、专业主管、监理、生技部专工）参加验收签字即可。质检验收单对于仪表校验质检来说，为“检定人”、“核验人”；对于功能试验质检来说，应为“试验人”、“监护人”。质检点验收单放在检修程序中的相关检修工序后，验收结论为“合格”或“不合格”。火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台在一些信息要素作业要求完成后，打开信息孤岛，通过提交火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台一个分享确认，表示作业人员已经把此处信息传递给其他模块（设备台账），并经其他模块的负责人（设备台账的设备负责人）同意，完成整个过程，以进一步完善协同作业的环境。

3.1 电气专业检修作业标准化AR平台的多人协同“聚焦框设计”

作业过程中的聚焦框设计，在AR检修过程中，火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台独有聚焦框。聚焦框可以在作业、预览检修文件包中快速选中或选择当前需要执行的步骤，并且在火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台多人协同多色彩聚焦框设计。作业过程中的多聚焦框交叉作业过程，在AR检修过程中，通过火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台分配给不同的工作人员（工作负责人或工作班成员）不同色彩的聚焦框，如图预览检修文件包中，有不同颜色的聚焦框，使交叉作业的人们可以快速感知到同一个工作组内其他人员执行的步骤。设备的管理工作逐渐规范：通过火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台的应用，将设备管理层和作业层分开，使检修人员（眼镜的佩戴用户）负责设备的管理工作，检修人员负责设备的检修工作，因此设备的管理工作得到普遍加强。在AR眼镜的帮助下，检修人员的技术素质得到普遍提高：每年由于各检修人员能认真执行设备火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台的每一步措施，技术上要求每一个检修员不定期编写所辖检修设备的专业技术分析报告。使检修人员对设备的各方面情况有一个全面的了解，也为以后开展设备状态检修工作建立基础，为设备的技改、大、小修方案的制定以及下一阶段检修工作的重点提供了详细资料。

3.2 火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台的时时目录更新设计

检修过程中，作业者视野中展示出来的作业指导，可指导检修人员更加精确及时的作业。对于标准项目、特殊项目、技术改造项目等作业应编制检修文件包，将相关的安全、技术、组织措施等内容纳入其中，形成完善、规范化作业程序文件指导检修。对于较大的设备消缺涉及设备解体等较复杂的检修工序应编制文件包。对于定期春、秋季检查校验，机组启动过程中的各种试验如超速试验、机炉电大联锁和水压试验等特种作业，应编制文件包规范作业行为，大大的提高了生产效率。为火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台的第三个选型卡，检修文件包的预览，海门电厂与上海擎测公司开发的火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台创造性的提出改变作业者的体验与更好的使用，不影响原有电子版检修文件包的格式与版面。在火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台每条作业要求完成前，需提交火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台一个确认，表示作业人员已按照要求规范完成了该步骤的检修措施。在火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台需要提交数据的作业要求完成前，需提交火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台一个数据编辑界面表示作业人员已经按照要求，规范填写了该步骤的检修措施。

火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台的目录，独有将工作计划与实际完成的工作时间进行时时对比，更好的人管理人员、工作负责人更好掌控整个工作的检修工期。

3.3 在现有检修文件包基础上，坚持一个设备一个作业文件包的细化原则

热工、电气控制部分可根据系统和设备类别进行归类作为一个设备，但不宜包含过多设备，需便于修后设备信息的管理（如设备故障信息、费用、消耗材料的统计分析等）、便于分类归档、便于资源共享（如文件包“检修报告”可整体转为检修台帐等）。火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台实现了检修作业程序化、标准化、规范化，做到了每道检修工序有规定、有标准、有检查、有证实，对检修工作涉及的人员用工计划、备品备件计划、质量监督与技术监督计划、工作风险分析与安全措施、检修程序和检修报告等项目进行了相关规定，并形成了标准化的文件，得检修工作从准备到收工全过程中每个环节都有章可循、有据可查。从而规范检修行为，有效提升了检修质量水平和检修工作效率。

4 结论

在全球诸多科研机构在其他工业领域开展各有特色的研发工作同时，国内发电龙头——华能集团旗下的海门电厂作为行业内的标杆，基于AR技术，建设面向火力发电厂的智能AR检修平台，完成基层电力企业的运维需求。本项目在现有硬件基础和现有火力发电厂的检修文件包体系的基础上，利用AR新技术对设备检修的流程与措施重新挖掘并归纳，开发火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台，构造了一个较为完善的从设备检修、远程专家指导团队、进度评估、维修决策到维修实施的闭环设备信息管理体系。火力发电厂电气专业检修作业标准化AR平台通过对检修作业、统计、诊断、决策和维修过程的制度化、规范化和标准化，确保设备检修期间状态全面实时受控，为实现火力发电厂的设备全程检修监控和全方位管理提供有效和便利的技术途径，从而达到设备可靠性明显改善、设备检修流程错误的及时发现、避免设备事故、杜绝事故扩大。由于科学地提高了检修人员的工作效率、维护中每一步措施的标准化和明确了检修目标，使检修管理费用降到最低，项目通过在实际工作中起到的作用，其经济回报率在30%以上，并且在为设备安全、稳定、长周期、节能运行提供可靠的技术和管理保障同时，实现了节能降耗的目标。