电网资产全过程管理决策方法框架体系

田洪迅，张兴辉，武宏波

(1. 国家电网公司，北京市 100031；2. 国网北京经济技术研究院，北京市 102209)

电网资产全过程管理决策方法框架体系

田洪迅1，张兴辉1，武宏波2

(1. 国家电网公司，北京市 100031；2. 国网北京经济技术研究院，北京市 102209)

针对电网企业资产全寿命周期管理中存在的各环节技术方法和模型及应用深度不统一、衔接配合不够的问题，分析了电网实物资产管理关键业务及其管理决策需求，综合全寿命周期成本(life cycle cost，LCC)、风险评估、优先级排序、资产墙等技术方法，构建了贯穿规划计划、采购建设、运维检修、退役处置等电网资产寿命周期全过程的管理决策方法框架体系，明确了各环节决策方法的实施思路，为统一电网资产管理全过程技术方法和模型，解决资产管理各业务环节方法不匹配、不协调以及与实际业务融合度差等问题提供了框架和基础。

电网资产；管理决策；方法框架

0 引 言

资产全寿命周期管理是一种国际通行的先进管理手段，通过统筹资产在全寿命周期各阶段的管理行为和技术要求，实现资产安全、效能、成本的综合最优，对降低资产运行风险、提升资产运行效益具有非常积极的作用。电网企业是典型的资产密集型企业，实物资产所占比例超过企业资产总额的2/3，具有资产规模大、分布范围广、设备种类多、技术要求高、管理链条长、寿命周期长等特点。其资产全寿命周期管理涉及电网和设备技术理论、经济理论、管理理论、信息化技术等众多领域，是集多领域基础理论和技术方法为一体的综合管理系统，需要有效引入并综合运用这些理论技术，从整体上优化企业的资产管理模式，提高资产管理水平，充分体现了跨学科、跨领域、跨专业的特点。

长期以来，在电网资产全寿命周期管理领域有4个主要的研究方向：(1)技术方法领域，主要包括关键业务环节的LCC方法[1-6]、多属性综合评价方法、优先级排序方法、资产墙分析方法以及设备故障诊断分析技术、系统和设备可靠性分析技术、风险评估技术等，研究成果较多但主要关注某一业务环节或专业领域，整体层面的方法集成少；(2)管理理论方面，主要包括信息论、系统论、组织理论[7]以及计划-实施-检查-措施(plan-do-check-act，PDCA)[8]、流程再造等一系列具体的理论和方法；(3)管理体系方面，主要包括国际标准研究(英国PAS 55和ISO 55000)、资产管理体系设计、资产管理体系评价技术等[9-13]；(4)信息系统方面，主要是基于资产管理理念的软件产品研发，目前比较成熟的产品是国外研发的企业资产管理系统[14](enterprise asset management，EAM)，国内企业在专业领域研发应用了一系列资产管理相关的软件系统，但覆盖企业整体资产管理的一体化信息系统正处于起步阶段。各领域研究内容各有侧重，均是资产全寿命周期管理必要的组成部分，电网企业需要结合自身实际，从技术、管理、体系及信息化手段等方面全面统筹开展资产全寿命周期管理体系的设计、建设和运行实施工作。

本文主要针对电网企业资产全寿命周期管理中存在的各环节技术方法和模型及应用深度不统一、衔接配合不够的问题开展研究。基于资产全寿命周期管理的全局视野和系统思想以及安全、效能、成本综合最优的目标要求，建立贯穿电网资产规划计划、采购建设、运维检修、退役处置全过程的管理决策方法框架体系，提出为实现方法有效应用所需进行的管理模式优化思路，为解决资产管理各业务环节方法不匹配、不协调以及与实际业务融合度差等问题提供可供借鉴的技术方案。

1 全过程管理决策方法框架思路

1.1 辅助决策方法及应用现状分析

资产全寿命周期管理辅助决策方法主要有LCC方法、优先级排序方法、资产墙分析方法以及支撑上述方法的电网、设备层面的专业技术分析方法。本文主要在现有专业技术领域设备状态监测、电网分析、可靠性分析和系统风险评估等技术水平基础上，研究LCC方法、优先级排序方法、资产墙分析方法在资产全寿命周期管理决策方面的综合应用技术。

1.1.1 LCC方法

全面考虑设备或系统的规划、设计、建造、购置、安装、运行、维护、更新、改造直至退役处置的全过程，使LCC最小的一种管理理念和方法[15]。LCC方法研究有2个方面：(1)设备或系统的LCC模型构建；(2)分项成本的计算和获取。表1[7，15-16]给出了代表性的LCC模型和成本归集方法，其核心思想和根本目的是获取设备或系统的全面成本信息。该方法有2类用途：(1)建立研究对象的LCC模型，测算备选方案的LCC值，选择LCC最小的方案；(2)建立研究对象的LCC模型，分析成本因素的敏感度，对目标对象的LCC分项成本进行优化。

表1 LCC方法比较分析
Table 1 Comparative analysis of LCC methods

表中：CI为初次投资成本；CO为运行成本；CM为检修成本；CF为故障成本；CD为退役处置成本；a、b、G为常数，由设备性能确定；F为设备的固定成本；N为现值因子。模型1考虑了全部成本，但计算复杂且部分数据难以获取；模型2的系数因设备和系统不同而不同，难以精确确定；模型3与模型1类似，但未考虑退役处置成本。LCC成本估算方法用以针对选定的LCC模型，估算其分项成本值，各有其优缺点和适用条件，但共同的特点是均需要大量翔实可靠的历史数据为基础。

因此，理论上上述模型和方法都可行，方法的优劣主要是获取成本信息的可行性、准确性、便宜性。由于电网规划、工程建设、运维检修和退役处置环节的基础信息不能直接有效支撑这些模型，成本信息均通过特定的计算原则和方法分摊、估算得到，数据信息的准确性难以保证，上述模型和方法应用的实际效果均不理想。事实上，电网资产具有规模效应，企业管理同质化特征明显，从业务管理入手规范成本信息归集模式并在企业信息系统中固化，将从根本上解决成本归集问题，也避免了复杂方法带来的应用不便的问题。

1.1.2 优先级排序方法

该方法本质上是一个多属性综合评价问题，针对评价对象确定评价指标和指标的权重系数，选取合适的综合评价模型，获得量化评价结果，以确定项目建设的先后顺序。优先级排序方法有层次分析法、模糊综合评判法、数据包络分析法、人工神经网络评价法、灰色综合评价法[17]。工程实践中，一般采用层次分析法和专家打分相结合的方式，简化决策过程，提高决策效率。

1.1.3 资产墙分析模型

资产墙分析模型用于预测技改/运维规模，基于电网实物资产的技术、成本、绩效等综合信息，对后续中长期资产改造、运检规模进行预测，并结合企业经营内外部要求、制约因素，提出缓解未来资产管理面临压力的管理举措，如图1所示。应用的成效主要体现在2个方面：(1)充分考虑存量资产的效能效益，避免投资冲动和盲目投资，提前预测未来技改投资需求，促使资产管理策略从定性决策向定量决策转化；(2)以电网安全、资产效能和全寿命周期成本的平衡优化为原则，通过比较资产墙模型测算的技改投资需求与未来资金供给，提前确定科学、合理的投资规模，进一步优化投资规模、结构和时序。预测运检规模时，利用LCC方法计算出各类资产经济使用寿命并将其与财务折旧寿命、近年来实际使用寿命、发改委电价监审的要求寿命及设计寿命进行分类分析。对不同类型资产，按照相对应的各类寿命进行平移。对于企业整体资产的预测，需要将各类资产的资产墙进行平移后再叠加。延伸价值规模资产墙分析方法，建立设备数量规模资产墙，并结合单类资产缺陷率，对运维工作量进行预测。

图1 资产墙分析模型示意Fig.1 Analysis model of asset wall

1.2 全过程决策方法框架体系构建思路

按照业务分析、方法数据需求分析、方法框架体系构建、业务模式优化的步骤，建立电网实物资产全过程管理决策方法框架思路(如图2)：(1)业务分析，分析选择电网资产规划计划、采购建设、运维检修、退役处置四大阶段的关键业务环节；(2)方法数据需求分析，按照“方法业务相融合、不同环节相协同”的基本思想，针对每一关键业务环节，从决策需求、方法需求、数据需求3个方面进行系统分析；(3)方法框架体系构建，建立贯穿资产管理全过程，内容明确、深度统一、接口清晰的决策方法框架模型；(4)业务模式优化，针对决策方法模型对基础数据的需求，对现有业务管理模型进行优化，使业务管理模式与管理决策需求相匹配。

2 关键环节决策方法需求分析

2.1 关键业务环节选择与分析

关键业务环节选取的依据：(1)与资产安全、效能、成本密切相关的管理决策环节；(2)为资产管理决策提供支撑且管理上存在问题的薄弱环节。

2.1.1 规划计划阶段

业务流程如图3所示，选择电网规划、工程可研、投资计划3个关键业务环节。电网资产的全寿命周期成本的绝大部分是在规划设计阶段确定的，目标网架在规划覆盖时间周期内的性能(安全、效率等)也很大程度上取决于电网规划设计的优劣。因此，电网规划设计不仅是规划计划阶段的关键业务，也是整个资产全寿命周期管理体系中极为重要的一环。(1)根据电网规划工作要求，电网规划阶段中应明确规划期内电网输变电资产的总体规模、建设方式及建设计划等，输变电项目的布局、投产规模、功能点位及分期建设计划也基本框定。这就基本确立了规划期内的输变电资产投资范围、投资计划和主要成本，基本决定了电网系统的安全性和利用效率。(2)按照电网工程可研工作要求，可研阶段要明确设备布局和设备选型，并进一步细化设备的相关技术指标、电气参数、建设方式，这一阶段将较为准确和详细地确定设备及项目整体的成本费用，包括建设成本、运行维护成本、退役处置成本等，而不仅仅是同类设备的粗略成本估算。(3)投资计划主要围绕企业经营状况与发展规划，在历年年度计划/预算实际执行的基础上，综合平衡各类项目的资金需求，对基建、技改、检修、维护等各类项目做出综合决策和项目整合，形成企业层面统一的年度投资计划，列入年度投资计划/预算后即可进入采购建设阶段。这一阶段基本确定了年度基建计划和技改计划、近期电网形态和运行状态、后续一段时期电网系统的安全性、利用效率、运维检修工作量及成本。

图2 全过程决策方法框架思路Fig.2 Methodological framework and thinking of whole decision-making process

图3 规划计划阶段流程图及关键业务Fig.3 Flow chart and key business of planning stage

2.1.2 采购建设阶段

工程建设环节主要任务是管控好工程进度、质量、安全、技术、造价，关键是工程标准化的应用与落实，较少涉及重要决策，因此该阶段的关键管理决策环节是物资采购。设备选择是否合理不仅关系到工程造价，更关系到电力系统运行安全和设备数十年在运期间的运行维护费用。实际中，可满足某一功能的电力设备有很多种选择，它们不仅在价格上有差异，而且在设备可靠性、可维护性、运营成本、工程安装成本、使用寿命等方面也有一定差别，设备之间很难用某一个具体的指标简单直观地做出购置决策，需要研究建立一套综合的评价方法，对不同供货商提供的设备进行评估，为设备的招标采购提供参考依据。例如，现有设备采购决策是商务评分和技术评分的简单相加，对于某些重要设备，如继电保护装置，往往对其性能要求很高，而价格是次要考虑对象；而某些设备，在同等性能下，应该选择价格低廉的产品。因此，费用和技术需要确定不同的权重。

2.1.3 运维检修阶段

选择科学合理的设备维修方案，对于提高设备和系统的安全效能，节约成本具有重要意义。这包含3个方面：(1)整体维修策略选择(事后维修、计划检修、状态检修)；(2)维修方案选择(改造、大修或保持现有状态)；(3)技改大修计划排序。目前，电网主要设备一般以状态检修为主，因此本文主要考虑后2个方面，也即维修方案的选择、技改大修计划排序均是在状态检修的前提下进行研究。

2.1.4 退役处置阶段

退役处置阶段管理决策对资产安全、效能、成本的影响主要体现在2个方面：(1)决策退役设备是否再利用，不可再利用的设备在网运行将给设备和系统安全运行带来风险，可以再利用的设备强行报废将增加电网的运营成本；(2)资产残值的估计，部分设备报废残值较高，如变压器报废后的拆旧材料几乎100%可回收利用,残值一般是现值的30%～40%，考虑设备状态、设备价格波动及居民消费价格指数的影响，甚至可以达到原值的100%[18]。

2.2 决策方法需求分析

根据上述关键业务分析，资产规划计划、采购建设、运维检修、退役处置寿命周期四大阶段在决策需求、方法需求、数据信息需求等方面不尽相同。例如规划计划阶段，需要决策电网规划方案和工程可研方案，要在传统的安全校核、潮流计算、短路计算的基础上，增加方案的LCC比选，LCC计算需要利用系统风险评估的结果，需要项目级(单个变电站、单位长度线路)的成本信息。决策需求分析详见表2。

表2 寿命周期各阶段决策需求分析表
Table 2 Needs analysis of various stages decision-making in life cycle

3 全过程决策方法体系构建

3.1 决策方法框架

从整体模型构建、具体方法选择、支撑数据来源3个方面构建电网实物资产全过程决策方法框架体系，实现对电网实物资产管理决策关键业务环节的全覆盖，业务横向支撑的全贯通，如图4所示。LCC方法选用表1中的模型1，为表述方便，重新定义为LCC=C1+C2+C3+C4+C5，其中C1～C5分别对应CI、CO、CM、CF、CD。

图4中：C1b为设备采购成本；C1s为电网项目(变电站或输电线路工程)定额；C1p为项目建设成本(不含设备采购费)；C1e为设备安装费及人工费；C2p为项目运行人工成本；C3p为项目级的检修维护费；C3e为设备级的检修维护费；C5p+、C5p-分别为项目级的残值回收和处置成本；C5e+、C5e-分别为设备级的残值回收和处置成本。

图4 电网实物资产全过程决策方法框架体系Fig.4 Methodological framework of whole decision-making process for grid physical assets

3.2 方法应用分析

(1)规划方案比选。在满足技术可行性的基础上，采用LCC方法进行方案比选，C1采用根据历史经验确定的单座变电站、单位长度输电线路的造价；C2采用潮流计算获取方案的网损成本，根据现状管理模式及历史数据确定日常运行成本(包括人工费和工作场所维护费)；C3根据历史数据确定单座变电站、单位长度输电线路的维护检修成本；C4分为设备直接损失和系统停电损失2部分，设备直接损失由历史故障维修成本确定，系统停电损失采用风险评估方法计算；C5根据历史数据确定项目级的残值回收和处置成本。

(2)可研方案比选。在满足技术可行性的基础上，采用LCC方法进行方案比选，C1根据历史数据确定设备采购成本和设备安装调试成本；C2主要是人工成本和设备损耗，不同方案的人工成本基本一致，可以忽略，只考虑不同方案的设备损耗即可(基于设备参数计算)；C3根据历史数据确定不同方案的设备维护检修费用；C4分为设备直接损失和系统停电损失2部分，设备直接损失由历史故障维修成本确定，系统停电损失采用风险评估方法计算；C5根据历史数据确定设备级的残值回收和处置成本。

(3)投资计划排序。首先，根据资产墙分析结果，确定投资总盘，平衡新建工程和技改大修项目规模；然后根据新建工程和技改大修优先级评分方法，分别对2类项目进行打分，结合投资平衡结果，依次选择评分较高的项目纳入投资计划。

1)评价指标值无量纲化处理。

(1)

逆向指标的评价值为

(2)

2)离差系数法为指标集内的指标赋权。

(3)

指标xij的权重λij为

(4)

3)确定在安全、效能和成本间优化决策的准则权重。在评标环节，让每一个评标委员会成员对安全、效能和成本这3个评价准则逐个两两比较，根据专家对各准则的主观重视程度赋权得出每对指标比较后的判断矩阵，然后求解判断矩阵的最大特征根和它所对应的特征向量，特征向量的各分量即为各准则的权重μi。将所有评标委员会成员的确定的指标权重，求算数平均，即为准则的权重。

4)计算综合评价值：

(5)

5)对综合评价值排序，确定推荐的中标供应商。

(5)检修方案比选，LCC成本归集方法同2)可研方案比选。

(6)技改大修排序，同(3)投资计划排序。

(7)处置方案比选，主要分析比较退役设备再利用与新购设备的年均LCC值，再利用方案LCC构成主要是设备安装调试费、设备的维护检修费、故障损失费及设备残值和处置成本；新购设备的LCC构成及取值同(2)可研方案比选。

4 关键环节业务模式优化分析

4.1 业务模式与决策方法适应性分析

上述各关键业务管理决策方法需要基建、运检、退役处置环节按照设备级、项目级2级归集成本信息，目前业务管理模式普遍不支持上述成本数据的获取。主要原因有：(1)财务信息系统虽然使用了统一的标准工作分解结构(workbreakdownstructure，WBS)的架构，但是运维检修和退役处置环节物料的挂接均打包挂接在首层或第二层WBS，未反映出设备级的资产信息，从源头上割裂了设备管理与价值管理的关系。(2)无法准确确定资产清单。未建立物料编码、设备分类和资产分类的对应关系，无法通过WBS挂接的物料生成资产清单。(3)无法准确确定资产价值。由于没有建立设备级的WBS，且设备和资产台账创建过程缺少有效的规范，作为工程成本归集对象的WBS与资产卡片之间未建立起关联关系，导致无法将项目成本快速准确结转到资产卡片。

4.2 业务模式优化方案

需要完善业务管理模式及相关信息系统：(1)WBS架构中通过维护资产层WBS用于归集形成资产所产生的费用；设备清册中建立“物资-资产层WBS”的对应关系；物料与设备、资产类型进行对应。(2)批量上传设备清册产生物资需求,触发物资采购及收发货处理；批量上传设备清册的同时生成资产层WBS。(3)系统根据物料编码和资产分类的对应关系生成“设备购置”下的资产清单；根据WBS生成“建筑工程”、“安装工程”下资产清单。(4)生产管理系统(productionmanagementsystem,PMS)中创建生产性设备台账(包含WBS信息)；设备管理模块(plantmanagement,PM)中批量创建非生产性设备台账(包含WBS信息)。(5)PM模块中产生设备卡片时联动资产管理模块(assetmanagement，AM)生成资产卡片(一一对应)。(6)根据资产卡片上的WBS编码获取“设备购置下”资产的购置原值；财务根据决算确定“建筑工程”下资产的原值；获取需分摊的价值，并根据规则进行分摊。(7)生成资产卡片与WBS的结算关系，并结算转资。

5 结 语

论文分析了电网实物资产管理关键业务及管理决策需求，搭建了全过程管理决策方法框架体系，明确了各环节决策方法的实施思路，为统一电网资产管理全过程技术方法和模型提供了框架和基础。电网资产管理决策技术复杂，后续需要在此基础上不断优化，研究出一整套适合当前管理实际的、易于标准化推广实施的方法体系。

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(编辑 张媛媛)

A Method Framework for Whole Process Asset Management Decision-Making in Power Networks

TIAN Hongxun1, ZHANG Xinghui1, WU Hongbo2

(1. State Grid Corporation of China, Beijing 100031, China;2. State Power Economic Research Institute, Beijing 102209, China)

According to the issue that the application depth of the method and model in each link of life cycle asset management (LCAM) of power grid enterprises is not unified and its convergence and coordination are not enough, this paper analyzes the key business of power grid asset management and its decision-making demands. Based on the technical solutions of life cycle cost (LCC), risk assessment, priority ranking and asset wall method, we propose a method framework for whole process asset management decision-making, which runs through the whole process of power grid asset life cycle including network planning and management plans, procurement and engineering construction, operation and maintenance, decommissioning and/or disposal of assets. The proposed method framework makes clear the implementation of decision-making methods in each link, and provides framework and foundation for unifying the technical methods and models of power grid asset whole process management and solving the issues of mismatched and uncoordinated methods in each business link and bad actual business integration.

power grid asset; management decision; method frame

国家电网公司科技项目(基于三流合一的公司资产管理关键技术研究)

TM 727； F 426.61

A

1000-7229(2016)04-0050-07

10.3969/j.issn.1000-7229.2016.04.008

2015-09-07

田洪迅(1970)，男，硕士，高级工程师，主要从事电能质量、企业资产全寿命周期管理工作；

张兴辉(1982)，男，硕士，工程师，主要从事企业资产全寿命周期管理工作；

武宏波(1983)，男，硕士，工程师，主要从事企业资产全寿命周期管理研究。