设备动态台账管理系统研究和设计

冀树春，曹培庆，郝乾军（神华国能（神东电力）集团公司技术研究院，陕西 西安 710065）

黄伟岗，韩光美（神华神东电力有限责任公司新疆米东热电厂，新疆 乌鲁木齐 830000）

设备动态台账管理系统研究和设计

冀树春，曹培庆，郝乾军（神华国能（神东电力）集团公司技术研究院，陕西 西安 710065）

黄伟岗，韩光美（神华神东电力有限责任公司新疆米东热电厂，新疆 乌鲁木齐 830000）

研究电厂建设期和生产期设备的设计技术参数、安装调试记录、实验数据、运行日志、缺陷故障情况、巡检记录、部件情况、图纸技术资料等技术大数据，并对这些数据进行专业化的提取、统计、分析、共享、加工、关联、整合等，通过集成各个分生产管理信息系统的设备大数据，生成一套设备管理的专业综合数据信息系统，以便快速、有效、准确、系统地掌握各电厂设备运行情况，实现企业设备系统全生命运行状态的动态管理，提高企业生产运营的数字化管理水平及管理的时效性。

设备；动态；台账；系统

设备台账是掌握电力生产设备资产状况的主要档案，其合理化、规范化、系统化、精细化管理尤为重要。以电力生产管理模式和流程为根据，通过建模、制定标准、搭建平台和关联各设备信息数据，建设一套设备全生命周期管理系统，对生产设备进行数字化、自动化、科学化的全过程、全寿命动态管理，及时掌握设备系统性能和运行状态，进行预先管控，实现设备动态管理。同时，减少管理人员进行设备维护的重复性工作，提高企业效益。

1 设备技术数据和管理信息分析

目前，企业生产设备管理主要基于静态的设备基础信息台帐管理，如资产管理系统（EAM），而发电厂主要采用基建MIS系统和生产运营MIS系统。设备台帐主要是设备的出厂参数和电厂基本标识，包括KKS码、名称型号、安装地点、投运日期、出厂编号、制造厂家。主要由技术参数，如额度温度、压力、流量、电压、电流、绝缘等信息构成。而设备维护保养数据及管理信息是独立的信息管理模块，或者采用电子版式分散记录，甚至采用纸质手工记录，主要包括检修维护工单、缺陷现象、维护记录、部件更换、试验数据、设备异动等。

发电厂为了进一步了解掌握设备系统运行情况，也便于维护设备系统和生产管理，又增加了设备巡点检系统、图形信息系统、物资管理系统、检修管理系统等辅助信息管理系统。这些信息系统的数据都相对孤立，设备管理维护人员可以粗略掌握设备运行状态。另外，每个系统都要手工录入部分数据，这些数据通过手工重复录入，既增加劳动量，也易造成同一数据各个系统的不一致性。

将相关信息管理系统的设备数据有机关联，并进一步分析、统计、加工，形成专业设备管理的综合信息，实现数据共享。研究一套“设备动态台账管理系统”，对设备系统全生命运行状态进行动态管理，以便快速、有效、准确地掌握电厂设备运行情况，提高生产运营的数字化、精细化和时效性管理水平，达到减员增效。

2 技术方案

将电厂建设和生产期设备系统的设计参数、技术参数、安装调试记录、试验数据、运行日志、故障维护记录、操作票、工作票、巡检记录、部件情况（包括附件、备品备件）、图纸、技术资料、物资管理等数据，进行专业化的数据统计、分析、加工、共享等，生成一套设备管理的专业化综合数据信息系统，实现企业设备系统全生命运行状态动态管理。

2.1 设备动态台账管理系统关键技术方案

2.1.1 建立工艺系统的专业设备树结构，健全设备台帐和备件基础数据，包括基础信息、检修维护历史，特别是设备的技术参数、出厂试验（检验）报告、性能试验参数、安装记录、调试试验技术参数等，提供设备可靠性分析平台。

2.1.2 通过与设备相关的资产管理系统EAM、物资管理系统、巡点检系统、检修维护管理系统等关联，充分利用现有系统提供的信息，建立设备可靠性数据的采集和录入，实现设备全生命周期的数据集中管理。即利用MIS（BFS++）获取设备相关信息，对部件更换时间、更换次数、故障次数进行统计，在关键部件层面建立可靠性的管理平台，并结合物资管理系统提高设备部件的采购质量，降低检修成本。

（1）建立现有MIS系统设备检修维护记录与设备台帐关联，实现MIS系统工单动态触发设备台帐更新。即工单的设备故障现象、处理措施等及时补充到台帐检修记录中。

（2）建立设备台帐与现有物资管理系统关联，实现工单的备件更换自动触发设备台帐备件更换记录和物资备件库存数量动态更新，并根据物资备件库存数量的最低储备定额自动生成下月备品备件采购计划单。

（3）建立MIS系统与巡点检系统关联，实现巡点检发现设备缺陷自动触发MIS系统缺陷工单，把巡检的异常情况自动更新到设备台账中，并在设备台账中可查看设备的巡检记录。

（4）通过建立MIS系统工单与物资管理系统的关联，通过出库信息实现备品备件消耗自动统计，进行设备运行维护费用统计、分析、展示。实现班组、专业、部门和单位的周、月、季、年的检修维护费用统计，以及每台设备系统的全寿命运行维护情况查询。

（5）建立MIS系统定期工作与设备台账关联，把定期工作情况自动更新到设备台账的设备维护档案中。

（6）建立图形信息系统与设备台账关联，将图形信息系统的设备技术图纸资料自动超链接到该设备的技术资料栏，实现设备图纸直接调用查看。

（7）建立设备可靠性管理系统与设备台账关联。借助设备台帐中的试验、维护、运行等参数，评价设备可靠性。

（8）实现设备台账系统的设备基础信息、点检记录、异动、缺陷现象、检修记录、图纸和技术资料、备品备件等所有与设备台账数据相关的信息查询。

（9）通过设备管理责任制，根据获取的缺陷发生数量、缺陷消缺率、缺陷及时率、缺陷发生数量、检修维护技术难度等设备管理因素，按照不同权重进行计分，将设备可靠性与绩效考核相结合。

（10）结合设备的健康水平、运行条件的不同，建立单个设备与同期设备健康状况的比较和评价。

2.2 设备动态台账管理系统接口技术方案

要共享各生产管理信息系统的设备信息，生成一套设备管理系统的综合数据信息系统，设备动态台账管理系统除了其原有基础设备台账支撑系统以外，还需对外进行如下5个数据通信接口：

（1）物资管理系统与设备动态台账管理系统的接口，该接口通过设备型号和物资编码调取备品备件信息，负责工单领料信息和备品备件信息读取。

（2）原MIS系统与设备动态台账管理系统的接口，该接口通过设备KKS编码与设备台账进行数据动态调取，主要负责从MIS系统中引入相关设备检修维护信息（主要包括设备相关的工单日期、缺陷现象、检修信息等）。

（3）设备巡点检系统与设备台账动态管理系统的接口，该接口通过设备KKS编码，实现设备巡点检信息与设备台账系统间的数据动态关联。

（4）图形信息系统与设备台账动态管理系统的接口，该接口负责设备图纸信息与设备台账系统间进行数据关联和动态调取。

（5）基建MIS系统与设备台账动态管理系统的接口，该接口通过设备KKS编码，负责基建期设备基础信息和设备安装调试试验数据信息与设备台账管理系统间进行数据采集和调取。

3 设备动态台帐管理系统设计

3.1 系统环境设计

建立多个应用系统的数据关联结构，为生产及时提供设备运行状态，达到设备全面动态管理。图1所示是设备台账动态管理系统的数据网络关系图。虚线内是设备台账动态管理系统的动态数据群，虚线外是静态的设备数据信息，即设备及其备件基础信息数据（技术参数、性能、备品备件）和设备综合信息（最后的设备全部履历信息）。

图1 设备台账动态管理系统的数据网络关系图

3.2 系统功能设计

根据设备台账动态管理系统的数据分析和技术方案，系统主要围绕“以设备为中心，其经济管理为核心，管理标准为依据，各单位的各专业和班组的设备维护各项工作计划及任务执行为实际出发点”，集中设备全生命周期的各个环节状态管理，实现在线设备信息查询和设备台帐导出功能。

系统总体主要由设备台账管理、检修管理和设备统计分析管理3个部分，11个功能块，实现每个设备的运行检修维护综合管理，主要包括设备基础信息、备品备件、检修信息、巡检信息、统计分析6大方面。图2是设备全生命周期活动信息数据流示意图，图3是设备系统动态台账管理系统总体功能结构图。

图2 设备全生命周期活动信息数据示意图

3.2.1 设备台账管理主要包括设备基础信息，附属设备信息，配件更换信息，备品备件信息，安装调试记录，设备（性能）试验报告、检修档案、技术措施、缺陷、巡检、异动、技改、评级等情况。

3.2.2 设备统计分析管理主要包括：

（1）重大缺陷统计分析、重复缺陷统计分析、缺陷发生频率统计、周（月度、季度、年度）缺陷统计分析。

（2）周（月度、季度、年度）工作票统计分析。

（3）设备维护经济指标分析包括周（月度、季度、年度）经济统计分析、专项检修费用统计、等级检修费用统计、维修成本统计分析。

图3 设备系统动态台账管理系统总体功能结构图

3.2.3 检修管理主要包括检修日常工作管理、缺陷管理、检修安全管理。

3.3 系统详细功能设计

3.3.1 设备台账管理

设备台账管理功能模块主要包括十二个模块，模块间数据流结构如图4所示。

图4 设备动态台账模块和数据流结构图

（1）设备信息：针对系统使用对象，设备采用树形结构及工艺流程图相结合的形式建立。设备基础信息主要包括设备KKS编码、名称、型号、所属系统、负责人、安装地点、投运日期、计划使用期限、图纸、出厂编号、制造厂商、主要技术参数。主要功能包括：设备基础数据登记以及设备主要技术参数关联，通过KKS编码动态链接设备图纸及技术资料，通过KKS编码动态查询特种设备和金属监督相关设备的台账并记录定期检测记录和检测报告。

（2）附属设备信息：主要包括部件KKS编码、名称、型号、所属设备、投运日期、出厂编号、制造厂家、主要技术参数。主要功能包括：附属设备数据的登记，动态记录部件维修、更换情况。

（3）备品备件信息：建立设备信息表与物资信息表之间的关联，实时查询设备或部件的备品备件情况。主要功能包括：备品备件实时查询，库存预警功能，通过预警自动形成物资计划单。

（4）安装调试记录：记录设备在安装调试期间的调试记录和试验测试数据。

（5）设备检修档案：通过MIS系统数据接口，获取设备相关维修信息。包括缺陷检修、任务检修、定期工作。如有新设备或新部件更换，能够查看在本次检修过程所消耗的备件，并且匹配出相关备件费用情况。主要功能包括：

· 通过KKS编码自动匹配检修信息，主要有设备KKS编码、缺陷单号、发生时间、发现人、现象、类型及其所属专业、检修措施、检修人、验收时间、验收人、原因分析。

· 通过KKS编码自动匹配任务信息，主要有设备KKS编码，任务项目编号、项目（一个任务项目可能涉及多个设备）、检修原因、所属专业、计划开始和结束时间，检修开始时间、检修措施、检修人、验收时间、验收人。

· 通过KKS编码自动匹配定期工作信息，主要有设备KKS编码，定期工作单号、工作任务（一个任务项目可能涉及多个设备）、所属专业、检修措施、检修人、验收时间、验收人。

· 通过KKS编码自动匹配相关设备备件更换情况及备件费用情况。

（6）工作票记录：主要反映设备开工作票的相关情况，工作票编号、检修内容、所属专业、计划开始和结束时间、安全技术措施、工作票三种人等。

（7）异动记录：设备及配件发生更换时，记录的设备异动情况，并及时自动更新设备台账信息。

（8）设备评级：根据运行周期、使用寿命、运行参数、缺陷发生等综合因素，自动判断或预测该设备是否应该检修。

（9）巡检记录：通过KKS编码从巡点检系统中动态匹配出设备巡检记录和点检发现的问题，并查询该设备的巡检记录。

3.3.2 设备统计分析管理

设备缺陷分析统计、维护经济指标分析、工作票统计分析、检修工时统计分析，实现不同时间段和相关数据字段（专业、机组、同类设备等）的组合式动态查询，并结合图表、曲线、柱状图、饼状图等进行展示。

（1）缺陷统计分析实现按所属机组、专业、缺陷类型等进行统计分析，并进行组合式查询。包括设备重大缺陷分析统计、周（月度、季度、年度）缺陷统计分析、重复率和发生率统计分析。

（2）维护经营分析实现按机组、专业、时间、检修项目等统分析计，自动统计等级检修、专项检修、技改的费用，并进行关键字段的组合式查询。包括维修成本统计分析、按月度（季度、年度）经济分析、专项检修费用和等级检修费用统计。

（3）指标考核管理按照专业、姓名统计员工周（月、季、年）的检修工作内容、工单数量、单项工作工时、总工时、重复缺陷、检修质量等，作为绩效工时管理的参考指标，并实现响应查询功能。

（4）月度（季度、年度）工作票统计分析。

3.3.3 检修信息管理

检修工作管理主要包括检修日常工作、缺陷检修管理、检修安全注意事项三个模块。

（1）检修日常工作主要有检修工作计划、日志、总结分析。

（2）缺陷检修管理主要有未完成和已完成缺陷统计分析。未完成缺陷，制定检修计划，自动形成当日检修工作内容，并根据缺陷紧急程度安排当日检修工作的优先级。

（3）检修安全事项贯穿整个检修过程，并在日常设备维修过程中建立设备安全检修知识库，根据设备KKS码快速查询设备检修安全注意事项，并能自动传递到工作日志里。

3.4 系统对外接口设计

3.4.1 与物资系统接口

鉴于系统安全要求，物资系统数据不能与设备台账数据直接交换，但设备台账系统可查询对应设备备品备件和统计工单领料情况，信息交换共享接口的具体数据交换结构如图5所示。通过MIS系统的EAM资产管理数据库与物资系统数据库之间建立材料计划中间表，MIS管理系统在工单领料时，写入相关数据，物资系统校验后接收数据，然后返回出库信息，实现两个系统间的数据交互，保证了两个数据库的独立性和安全性。

另一种方案是MIS系统工单领料时，调取物资系统相关数据，把这个数据反写到MIS系统的物资领料记录，并根据物资系统相应备件库存定额触发物资计划单。

3.4.2 与原MIS（BFS++）系统接口

BFS++系统和设备台账动态管理系统同为MIS系统的模块，设备台账动态管理系统需实时通过设备KKS编码关联MIS系统设备检修信息，故开发它们的接口，数据关联如图6所示。通过数据库程序接口，直接实时读取BFS++系统数据库中的相关设备检修信息表，实现设备台账信息动态关联，如：缺陷表、工单表、隔离单等相关信息表。

图5 物资管理系统与设备台账系统数据交换接口

图6 MIS系统（BFS++）与设备台账系统的数据接口

3.4.3 与巡点检系统接口

设备台账动态管理系统通过设备KKS编码关联设备巡检记录情况，其之间的具体数据关联接口如图7所示。

图7 点巡检系统与设备台账系统的数据接口

3.4.4 与图形系统接口

图形信息系统和设备台账系统为独立系统，通过设备KKS编码实现设备图纸信息的关联匹配，直接无缝打开图形信息系统，并定位到相关图纸信息点上，具体数据接口如图8所示。

图8 点图形信息系统与设备台账系统的数据接口

3.4.5 与基建MIS系统接口

设备台账动态管理系统通过设备KKS编码关联基建MIS系统，动态调取基建期设备基础信息和设备安装调试数据，回传到设备台账动态管理系统，如图9所示。

图9 基建MIS系统与设备台账系统的数据接口

4 设备台账动态管理系统实施效果和优点

4.1 系统实施示范

结合公司各厂生产管理信息系统使用情况，选择XXX电厂作为设备台账动态管理系统试点单位，在其原MIS系统上，开发一套“设备动态台账管理系统”分系统。建设一套以单个设备为中心、集设备全寿命期内的相关信息，使设备运行情况及历史台帐信息直观、便捷地展现在设备管理人员面前，从而系统地掌握设备健康状况。在设备台账层面上，实现设备检修维护情况及维护费用的全方位统计分析，对同类型设备进行对比分析，找出共性问题，形成诊断分析结果，为生产现场提供更为有效的技术支持。

4.2 系统实施技术方案

设备动态台账管理系统的开发和实施是一项复杂的系统工程，项目实施以电厂基础数据为起点，与各个系统动态关联为重要线索。为使系统工程顺利实施和真正意义上实现设备全生命周期的管理，实施步骤如下：

（1）整合、规范电厂KKS编码，健全设备编码体系，完善设备基本信息及其附属设备和部件信息，构建完整设备台账基础信息库。

（2）规范各生产系统数据的准确性，如BFS++工单和缺陷信息、点巡检系统巡检记录等准确数据。

（3）深化解决设备台账与各设备相关系统的数据集成和共享，使之在XXX电厂建设一套设备动态台账管理系统。

4.3 系统实施效果

以#1炉#2斗式提升机为例的设备动态台账管理系统如图10～15所示。图10是#1炉#2斗式提升机为例的设备动态台账总界面，左侧是按系统分级建立的设备台帐树，右侧展示选中的#1炉#2斗式提升机台帐基本技术参数。

图10 #1炉#2斗式提升机台账总界面

图11 #1炉#2斗式提升机附属设备或重要部件（如轴承）台账界面

图12 #1炉#2斗式提升机缺陷记录界面

图13 #1炉#2斗式提升机工作票记录界面

图14 #1炉#2斗式提升机检修经历界面

图15 导出的#1炉#2斗式提升机动态台帐界面

4.4 系统优点

设备动态台帐管理系统使设备台帐动态补充、完善、更新，提供设备系统性能分析、劣化趋势分析和维护费用经济效益实时分析等，避免员工重复录入和统计工作，提高公司和电厂生产运营的数字化管理水平及管理的时效性。

黄伟岗（1974-），陕西人，高级工程师，大学专科，现任神华神东电力有限责任公司新疆米东热电厂副总经理，从事火力发电厂技术及管理工作。

Dynamic Equipment Account Management System Research and Design

The paper studied the technical big-data of the power plant during construction period and production period such as equipment design technical parameters, installation and debugging records, experimental data, run logs, defect fault conditions, inspection records, case parts, drawings and other technical information, and systematic analyzes these data by specialization statistics, analysis, sharing, processing, correlation, integration, integrated device data, etc. By integrating device data for each of the production management information system, the authors generate a comprehensive set of professional equipment management information system which can fast, efficiently, accurately and systematically grasp of the operation situation of the power plant equipment, achieve a dynamic management of the whole life running state enterprise equipment systems, and improve the timeliness of the management level of digital production the operations and management of the power plant.

Equipment; Dynamic; Ledger; System

B

1003-0492(2015)02-0076-06

TP273

冀树春（1975-），女，内蒙古人，高级工程师，硕士，现就职于神华国能（神东电力）集团公司技术研究院，从事火力发电厂自动化和信息化技术工作。

曹培庆（1967-），男，陕西人，大学本科，高级工程师，现任神华国能（神东电力）集团公司技术研究院院长，从事火力发电厂技术及管理工作。