电力设计企业产业数字化发展路径研究

刘义达，杨俊波，孙晓峰

(山东电力工程咨询院有限公司，山东 济南 250013)

0 引言

当今世界，数字技术驱动着新一轮科技革命和产业变革，数字技术深刻影响着世界政治、经济和社会发展，全球数字化浪潮方兴未艾，各国把数字化转型作为实现创新发展的重要推动力量。党的十九大提出建设数字中国，强调推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合。数字经济、网络强国已经成为国家战略，为各行业、企业推进数字化转型指明了方向。数字化能有效助力能源生产清洁化和能源消费电气化[1]。发电企业数字化转型的主要方式包括生产智能化、服务生态化、管理协同化和决策数字化[2]。工程建设行业是国民经济的支柱产业，也是推进新技术革命的重要力量。当前，数字化建设与工程建设行业的融合越来越深，领域越来越广。电力设计企业能否更快更深层地将数字化建设融入其业务链、更长远地为其上下游伙伴提供增值服务，将在很大程度上决定其未来竞争力。本文的目的是提出适合电力设计企业的产业数字化转型总体架构及实施路径图。

1 产业数字化的基本内涵

“十三五”期间，电力设计企业高度重视信息化建设，信息化在经营管理与产业发展各领域发挥了重要作用。然而，传统信息化建设已不能满足新时代、新形势下的数字化转型需求，其原因在于：信息化以业务流程为核心，以业务流程管理为驱动；数字化以数字模型为核心，以数据的分析利用为驱动。信息化更多是辅助作用，而数字化更多是引领作用。

黄建城[3]提出了企业数字化转型的基本内涵。数字化包括管理数字化和产业数字化两个部分。本文进一步将电力设计企业的产业数字化的基本内涵概括为：以产业数据资产为关键生产要素，以数据驱动、创新引领为理念，运用新一代数字技术对传统设计企业的数字化基础设施、产研方向、业务板块等进行创新和重塑，引领产业技术创新，支撑企业战略发展。

2 产业数字化转型的必要性

当前，电力投资建设单位正从规模扩张转入高质量发展阶段，带动了工程勘测设计、总承包建设行业的高质量发展。过去，建设单位对于设计企业的需求曾发生过从设计单位向EPC总承包商的转变；近年来，建设单位对于设计企业的需求再次从EPC总承包商转向数字化交付服务商，如图1所示。在新时代的发展要求下，电力设计企业传统粗放式的工程承包发展方式难以为继，而需要向包括数字交付技术在内的先进能源技术的集成商转型，在这个过程中，产业数字化转型是系统性、革命性的转型。为实现产业数字化转型，电力设计企业有必要深化设计与EPC的融合，做好EPC与数字化的融合。

图1 建设单位需求的转变

3 产业数字化的发展路径

电力设计企业应全面融合产业发展与数字技术，推动能源服务与智慧城市、社会治理融合发展，重塑产业业态，重点是统一数据资产管理、加强数字基础设施建设、梳理重点产研方向和推动数字产品创新。以某电力设计企业的业务板块为例，绘制了电力设计企业产业数字化发展路径，如图2所示。其中，数据、算力、算法有机交互并共同支撑业务板块的高质量发展。

图2 电力设计企业产业数字化发展路径

3.1 统一数据资产管理

目前，大型电力设计企业多采用事业部制。统一数据资产管理需统筹打通散落在各事业部内部的通用数据资源，包括风资源数据、光资源数据、地理信息数据、设备族库数据等，建立健全能源电力行业统计数据、其他公共数据等数据体系，沉淀企业级的电力设计工程数据，包括工程勘测数据、工程设计数据、工程寿期数据、工程管理数据、工程反馈数据、工程档案数据等，建成企业级的产业数据资产目录，形成产业数据资源池，实现企业级的数据协同，实现数据可知、可取、可用和安全共享，为进一步培育数据增值服务搭建数据平台。

3.2 加强数字基础设施建设

统筹建设和管理硬件和软件工具两套企业级的产业基础设施。一是统筹管理散落在各事业部内部的工作站、服务器等计算类、存储类硬件资源，绘制算力地图，建设企业级的产业数字化网络基础设施，实现高性能计算、高性能存储及高可用网络与监控，为进一步承载“云大物移智链”等新一代信息技术在电力设计企业的创新应用搭建企业级的算力中心。二是统筹监控和高效利用散落在各事业部内部的专业软件工具，例如PDMS、Bentley、ETAP、ANSYS、PKPM、SAP2000、博超、天正等，为“十四五”期间进一步优化采购预算的合理高效分配提供数据支撑。

3.3 梳理重点产研方向和推动数字产品创新

结合电力设计企业当前的实际业务特点，按照“必备、必争”原则，从产业周期和重点业务领域中梳理了八大重点产研方向。

一是重点围绕电力建设行业数字勘测、数字设计、数字建造、数字移交四个必备环节，打造电力设计企业自研的数字化产品，建立健全工程建设行业全寿期产研体系，为进一步向产业链上下游的数字规划和数字运维拓展触角、积累经验。

二是重点围绕电力建设行业数字电厂、数字电网、数字建筑、数字城市四个必争领域，打造电力设计企业自研的数字化产品，提升重点业务领域的产业数字化水平，为进一步向更高集成度的“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”业务转型搭建平台。

4 产业数字化的保障措施

数字化不仅是技术更新，而且是经营理念、战略、组织、运营等全方位变革，面临着技术创新、业务能力建设、人才培养等方方面面的挑战。认知决定数字化设计发展态势，环境生态影响数字化设计推动进程，成本投入决定数字化设计成果产出[4]，因此，需要在企业生态建设方面入手，实现在全局层面的有效协同。以某电力设计企业为例，绘制了企业数字化生态体系，如图3所示。

图3 数字化生态体系

4.1 内部生态

内部生态方面，需建成与电力设计企业数字化发展相配套的数字化组织和管理体系，例如：以设计为龙头，发挥企业级产业数字化管理部门“引领、统筹、规划、考核”的作用，加强数字化人才队伍建设，优化数字化人才结构，建立数字化绩效评价体系建设，全面推行数字化绩效考核，完成电力设计企业在数字化人员、数字化标准、数字化绩效等方面的能力建设，培育电力设计企业的数字化文化氛围。

4.2 外部生态

电力数字化的厂商主要包括电力系统内部的科研院所和信息化建设单位、专业电力数字化厂商、互联网厂商、综合软件厂商四类[5]。在外部生态方面，电力设计企业可在企业级产业数字化管理部门的统筹指导下，以价值共创和平台化发展为导向，以数字化平台、技术为纽带，链接一批数字化研发、产品、标准、技术服务供应商，加强与互联网、大数据、人工智能等合作伙伴跨界合作，构建开放、合作、共享、共赢的能源电力数字化生态圈。

4.3 实施重点产研方向的管理举措

集成产品开发 (integrated product development，IPD)是一套领先的、成熟的产品开发模式、理念和思想，已在IBM、波音以及华为等国内外著名公司成功实践，其核心理念包括跨部门协同、公共构建模块、异步开发等[6]。基于这一核心思想，IPD的框架包括市场管理、流程重组和产品重组三个方面[7]。

1)面向市场管理，在八个重点产研方向形成数字化“拳头”产品的本质意义在于将产业数字化和数字产业化从商业机会转向商业变现，因此，要始终以市场成功与财务成功为终极目标，坚持以市场需求为基础的产品创新，同时借鉴先进的产品开发模式，集成设计企业内部的管理资源，降低企业级的转型成本。

2)面向流程重组，一方面，从解决资金入手，将科研项目分类管理，通过成立企业级的数字智能专委会，将产业数字化落地实施与科研项目立项实施相结合，保证产业数字化的经费投入和常态化管理；另一方面，从解决人力资源入手，充分发挥青年职工的知识结构优势，找准一批进取心强、学习力强、有一定产业技术和数字技术积累的青年职工，在具备条件的重点产研方向上，分别成立相关产业板块的青年创新工作室，进一步组成企业级的产业数字化“创客”联盟，定期交流沟通并解决各个产研方向遇到的共性问题，通过跨部门的团队，克服各事业部和业务板块的管理壁垒，实现流程重组，保障企业级产业数字化架构的统一性。

3)面向产品重组，坚持技术研发与产品研发相分离，通过结构化的并行研发流程，逐步形成基于平台的异步研发模式。技术研发流程具有“抓两头、放中间，强调技术迁移”的特点[8]，侧重于打造企业级平台的底层架构，是产业数字化长期价值的体现；而产品研发流程可以是单独研发流程，也可以是技术研发的后续流程，是将成熟的技术，基于市场和客户的要求形成产品包，并推广上市[8]，侧重于与具体的业务需求结合，是产业数字化短期价值的体现。大多数电力设计企业宜结合市场管理，从短周期的产品研发着手，通过多次的技术迭代和流程重组，逐步形成具有自身企业文化特色的长周期技术研发平台，进而构建异步开发体系。以华东勘测设计研究院(以下简称“华勘院”)为例，自2004 年起，遵循“一个平台、一个数据架构、一个模型” 的指导原则，开展了水电水利工程三维数字化设计平台的开发建设与应用研究，提出了覆盖工程设计全专业、全过程的水电水利工程三维协同设计解决方案[9]，基于Bentley平台，华勘院自主研发了多个产品级的三维设计软件，取得了良好的经济效益和社会影响力[10]。在传统的水电水利板块开展数字化取得一定经济收益的基础上，华勘院进一步总结经验，向底层的技术开发平台延伸，进而在数字城市产研方向上，又取得了前海BIM总体项目、雄安数字化城市项目和浙江省域空间治理数字化平台项目等典型项目的成功[11]。

5 产业数字化与管理数字化的融合

产业数字化转型与管理数字化转型构成电力设计企业数字化转型的两大组成部分。与管理数字化不同，由于产业数字化深入到业务内部，故在各企业之间的通用性较差，现阶段难以通过外委的咨询机构完成规划咨询。本文以某电力设计企业为例，构建了产业数字化与管理数字化相互融合、对立统一的总体架构，如图4所示。

图4 产业数字化与管理数字化融合的总体架构

图4诠释了电力设计企业数字化转型的顶层设计，包括两大应用领域(管理和产业)、两个数字化保障体系(网络安全和数字化生态体系建设)。两大应用领域是指以数据为基础，实现管理和产业两大领域的数字化创新融合，驱动管理的升级，推动新产业、新业态、新模式快速发展。两个数字化保障体系，一是建立网络安全保障体系，为企业级数字化建设提供安全可靠的数字化运行环境和运维保障。二是建立数字化内/外部生态体系，实现组织机构、人才队伍、年轻干部、企业数字文化、行业数字化协会及联盟生态建设，为企业级数字化建设提供良好的生态环境。

6 结论与建议

1)产业数字化的基本内涵为以产业数据资产为关键生产要素，以数据驱动、创新引领为理念，运用新一代数字技术对传统设计企业的数字化基础设施、产研方向、业务板块等进行创新和重塑，引领产业技术创新，支撑企业战略发展。

2)工程建设行业正在由粗放式转向高质量发展。建议电力设计企业向先进能源技术集成商转型。其中，产业数字化转型是系统性、革命性的转型。建议电力设计企业深化设计与EPC的融合，做好EPC与数字化的融合。

3)产业数字化深入到业务内部，故在不同类型企业之间的通用性较差，现阶段难以通过外委的咨询机构完成规划咨询。本文针对电力设计企业这一细分领域的产业数字化进行了系统研究，并以某电力设计企业的业务板块为例，绘制了电力设计企业产业数字化发展路径，提出了“2287”产业数字化发展战略，对电力设计行业的产业数字化建设具有借鉴意义。其中，数据、算力、算法有机交互并共同支撑业务板块的高质量发展。

4)按照“必备、必争”原则，从某电力设计企业的产业周期和重点业务领域中分别梳理了数字勘测、数字设计、数字建造、数字移交及数字电厂、数字电网、数字建筑、数字城市等八大重点产研方向，并分别从市场管理、流程重组和产品重组三个方面阐述了IPD管理体系在指导重点产研方向实施中的应用。建议大多数电力设计企业宜结合市场管理，从短周期的产品研发着手，通过多次技术迭代和流程重组，逐步形成具有自身企业文化特色的长周期技术研发平台，进而构建异步开发体系。

5)以某电力设计企业为例，绘制了企业数字化生态体系。建议在企业内部建成与电力设计企业数字化发展相配套的数字化组织和管理体系，在企业外部构建开放、合作、共享、共赢的能源电力数字化生态圈。

6)产业数字化转型与管理数字化转型构成电力设计企业数字化转型的两大组成部分。以某电力设计企业为例，构建了产业数字化与管理数字化相互融合、对立统一的总体架构。建议以数据为基础，实现管理和产业两大领域的数字化创新融合，推动新产业、新业态、新模式快速发展。