电力设计企业数字化转型实践调研分析

吴 刚，黄建城，任治军，李启宏

(1. 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，江苏 南京 211102；2. 中国电建集团湖北省电力规划设计研究院有限公司，湖北 武汉 430040 )

0 引言

习近平总书记多次强调，要加快发展数字经济，推动实体经济和数字经济融合发展。以大数据、云计算、人工智能为代表的数字技术与能源产业相互渗透、深度融合，成为引领能源产业变革、实现创新驱动发展的源动力。电力设计企业正处在传统产业转型升级、新兴产业培育发展的关键阶段，全面贯彻创新发展理念，全面推进数字化转型[1-2]，是中央企业履行责任使命的必然要求，是应对行业变革和环境变化的必由之路，是实现企业高质量发展的内生动力。笔者聚焦电力设计企业数字化转型工作，通过对中国电力规划设计协会的19 家会员单位开展问卷调查，对中国电建华东院、中国能建广东院、中国能建西南院、中国能建中南院、中国电建湖北院及同炎数智科技(重庆)有限公司等数字化转型标杆单位开展实地访谈，在此基础上，总结分析电力设计企业数字化转型的现状与问题、机遇与挑战，并提出数字化转型的实施路径，以期为电力设计企业数字化转型提供借鉴参考。

1 数字化转型现状与问题

1.1 数字化转型发展现状

数字化体系建设方面，多数企业处于数字化转型启动期，采用“公司领导小组+数字化职能部门+数字化研发部门+二级机构数字化小组”的数字化组织体系，人员规模20 ～50 人；部分企业处于数字化转型加速期，成立数字化中心[3]或数字化公司，专营数字化业务，“业务+IT”人员超过50 人，业务板块也有相应的数字化小组配合数字化战略执行。

数字化基础设施方面：多数企业实现万兆主干、千兆到桌面的局域网，拥有多个互联网出口，建成企业无线网络及完善的机房配备，完成服务器虚拟化、桌面云和超融合平台建设。但部分企业的数字基础设施较为薄弱，无法满足平台化、网络化的发展要求。

网络信息安全方面：多数企业实现网络核心交换机冗余配置，部署了下一代防火墙和虚拟化病毒防护系统，建设了异地数据容灾机制，涉密信息化设备配备完整、运行规范；但部分企业互联网出口管控不力，员工可以随意访问外部网站，可能带来病毒、恶意软件等安全威胁。

业务数字化方面：多数企业高度重视建筑信息模型(building information modeling，BIM)协同设计平台建设，积极推动BIM 正向设计，实现专业内和专业间的数据交换与信息共享，实现系统设计与布置设计关联校验、建模计算出图一体化、综合碰撞检测等；但部分企业虽然建设了BIM 协同设计平台，但是BIM 平台与专业软件的数据交换困难，仍存在较为严重的三维建模与二维出图互不关联的问题。

产品数字化方面：多数企业引进了国产数字化移交平台，将BIM 模型与工程建设过程中产生的各类数据相互关联，形成集三维模型、二维图纸、专业提资、属性数据等为一体的数字化移交成果，在重点项目中实现了全过程、全专业、渐进式数字化移交，为工程建设和运行维护提供数据增值服务。

数字产业化方面：部分企业根据业主需求和自身业务优势探索布局相关数字化业务，包括智慧电厂、智能变电站、线路智能监测、智慧工地[4]、海上风电大数据中心等，一般与软件公司合作开发形成解决方案。

管理智慧化方面：多数企业已建设投用设计项目管理系统、总包项目管理系统，并建立了包括人资、财务、物资、采购、合同、办公、文档、党建等各类职能管理系统。中国能建和中国电建已初步完成财务一体化平台建设，基本实现集团内部财务数据互联互通。

1.2 数字化转型主要问题

数字化体系建设方面：数字化发展战略与企业的组织架构、业务流程、经营模式、商业模式、企业文化等不匹配，数字化人才储备不足，数字化制度体系不完善。

数字基础设施方面：基础算力资源不满足当前数字化转型发展需要，数字基础设施管理缺少精细化、自动化、智能化措施，数据治理水平较低，主数据管理未实现集中化、标准化，尚未建立企业级数据仓库，利用数据辅助决策不足。

网络信息安全方面：体系化建设不够，现有安全技术措施尚未得到充分利用，未能实现持续监测处置，对数据保护措施不足，人员网络安全意识有待提升。

中封装了停止采集和关闭采集设备等方法，用于程序退出之前关闭采集卡。DeviceHSLAI16AO2类为Adapter，它继承自AbstractDevice并持有一个对HSL类的引用，通过调用HSL中的相应方法来重写AbstractDevice中的5种方法，进而实现操作采集卡的最终目的。若DAS中需要加入新的采集卡，则只需添加一个新类，让其继承AbstractDevice并引用厂家提供的库函数来重写以上5种虚方法即可，无需对上层软件代码进行修改。

业务数字化方面：BIM 协同设计水平参差不齐，设计过程质量管控缺乏有效的技术手段，BIM 正向设计仍处于探索阶段，数字化设计的底层平台和关键软件存在“卡脖子”风险。

产品数字化：缺乏自主可控的数字化移交平台，受制于软件平台的授权许可和功能架构，没有与总包项目管理系统、智慧工地管理系统等软件平台集成应用。

数字产业化方面：数字化研发能力有待提高，缺乏具有自主知识产权和行业影响力的数字化产品。

管理智慧化方面：系统集成与数据共享不足，数据标准和数据治理机制不完善，利用数据辅助决策的能力亟需加强。

2 数字化转型机遇与挑战

2.1 数字化转型机遇分析

云计算方面：随着应用不断深入、范围不断拓展、场景不断进化，云计算的形态从最初的公有云、私有云，逐步发展出混合云、分布式边缘云等多种云计算形态。云计算应用更加敏捷、成本大幅降低。基于云技术的数据中心建设技术路线更加成熟，便于拓展数据中心建设业务。

大数据方面：大数据存储、大数据分析建模已有许多成功应用案例。利用大数据分析预测、指导实践的深层次应用正迅猛发展。大数据安全相关研究与实践日趋深入，可充分利用大数据技术，开展管理大数据分析、采购大数据分析、能源大数据分析、创新智慧电厂、智慧能源、智慧城市建设等。

物联网方面：已经形成包括芯片、元器件、设备、软件、集成系统、应用服务等方面较完整的物联网产业链，各关键环节发展取得显著进展。在基础芯片设计、高端传感器制造等薄弱环节，与国外差距进一步缩小。“云管边端”架构的物联网平台日臻成熟。可利用物联网技术，开展智慧电厂、智能电网、智慧能源、智慧工地、智慧园区等研究与应用。

移动互联方面：5G 移动通信网络正加速部署，5G 的高带宽、低时延、大连接、切片等特性将大大提升万物泛在互联和行业专业接入服务能力，有力支撑移动应用的高效、差异化需求。针对配电网、电厂、施工工地等应用场景，可开展智能运检、远程指挥等应用。

人工智能方面：随着大数据、云计算等技术的推动，人工智能在影像识别、自然语义翻译、文本识别等方面发展迅猛，正在以多种方式满足各行业。可在生成式智能设计、智慧工地建设、智慧运维等方面探索应用。

区块链方面：区块链技术具有多方参与、难以篡改、可追溯的技术特性，注重智能合约。解决了网络中人与人之间的信任问题，提供了传统的“信息”互联网至“价值”互联网的技术演进路线。可在分布式点对点互信能源交易、能源网络数字安全、电力市场仿真验证等方面探索应用。

2.2 数字化转型主要挑战

要营造数字化转型文化氛围。部分设计院数字化转型过程中，各层级人员并未统一思想，并未建立“企业必须推动数字化转型”的共同意愿，仍然认为数字化转型是信息化部门的任务。因此，需要将数字化文化作为企业文化建设的重要组成部分，明确数字化发展目标和发展方向，自上而下理解数字化转型升级的价值和意义。只有业务部门、管理部门都积极投入到数字化转型中去，打破思维定势与路径依赖，加大数字化重塑变革力度，企业数字化转型才能取得实效。

要推进数字技术赋能的商业模式创新。电力设计企业要创新运用“云大物移智链”等先进数字技术，以自身擅长的能源电力领域为基础，加快突破系列算法模型与数字平台，拓展更多创新驱动、绿色低碳、数字智慧、共享融合的“数字+”典型应用场景，为构建新型电力系统和打造战新产业提供关键支撑。

要强化数据共享与数据治理能力。以数据为核心、以数据驱动业务为途径的数字化转型将重新构建电力设计企业的资产格局，数据将在企业发展过程中成为最关键的生产要素。电力设计企业要深入挖掘数据价值，构建以主数据平台和数据中台为主体的数据共享平台，深度开展财务、项目、合同等核心数据治理，前瞻布局大数据业务，形成更多数据资产，全力打造数据价值链。

要长期投入和着眼于企业长远发展[5]。企业要制定有针对性的数字化发展规划，确保资源有效利用，并控制好相关成本。数字化转型是一项长期而复杂的系统工程，需要从企业发展战略的高度源源不断地投入资金和人员。

3 数字化转型实施路径

未来几年将是科技革命与产业革命的融合蝶变期、新旧动能转换的关键期，也是电力设计企业“弯道超车”、实现跨越式发展的窗口期。电力设计企业要抓住新机遇，直面新挑战，以高质量发展为主题，以适应并引领市场需求的价值创造为导向，强化数字化发展战略的顶层设计，推进新一代数字技术与主营业务深度融合，深度挖掘数据资产，拓展数据应用和服务创新，加快布局数字化业务，提升企业的价值创造能力。

3.1 拓展BIM工程服务

电力设计企业应建立符合工程数字化交付管理要求的覆盖工程全过程、全业务的流程化、网络化、标准化的信息化交付管理体系，推进BIM 技术在工程全生命周期的集成应用。加快建设自主可控的BIM 设计平台、BIM 交付平台，研发参数化、生成式智能设计软件，健全数据交互和安全标准，强化设计、生产、施工各环节数字化协同，推动工程建设全过程数字化成果交付和应用，做大做强BIM 咨询、设计、交付等数字化业务。

3.2 推广智慧工地建设

电力设计企业可围绕总包项目施工现场的监管要求，集成施工现场的各专项子系统，利用大数据、云计算、物联网、BIM、GIS 等技术全方位自动化采集施工过程中的“人、机、料、法、环”等关键数据，通过对工程数据集中统一管理和大数据挖掘，实现“一个平台+一套数据+N 个场景”的多维度展示和精准化管控，提升施工过程的数字化、智慧化水平。

3.3 构建综合能源系统规划与仿真平台

电力设计企业应从综合能源系统的规划层面出发，针对综合能源系统的典型环节和设备进行建模，建立综合能源系统模型库，同时根据工程案例搭建系统仿真模型，实现整个系统的多能流平衡计算，提升综合能源系统规划设计能力，全面辨识并评价综合能源系统生产、运营、消费各环节状况。

3.4 构建智慧能碳(电碳)管理平台

构建智慧能碳管理平台。探索“能耗-碳排-绿电-绿证”融合试点，打造高比例低碳能源供需系统、企业低碳能源数字化管服系统、基于区块链存储技术的绿电溯源认证系统，全面支撑园区企业能碳应用需求。

构建新型电力系统电碳管理平台。以电力潮流全景展示、电碳流分析、示范区管理、虚拟电厂服务、绿电绿证辅助服务为核心，重点展示“负荷聚合”“智慧联动”“低碳清洁”的新型电力系统特征，打造电碳盘查(电碳足迹实时统计)、电耗管理(企业碳排及时预警)和电碳服务(碳管理、虚拟电厂聚合服务)三大价值模块，实现示范区电力管理和碳管理的全流程业务闭环。

3.5 构建综合能源大数据平台

推进“源网荷储一体化”应用，统一接入能源资源、通道资源、用户负荷、外部环境等数据，实现多种能源协调互补，“电冷热气”多种能源类型协同优化，支持综合能源项目投资、建设和运营的集约化、高效化和智能化管理，为园区、工业企业、大型公共建筑等客户提供综合能源服务。

3.6 构建海上风电大数据中心

通过云计算、大数据技术，高效采集和有效整合海上风电工程规划、建设、运行、维护等全过程数据，实现海上风电海量数据的存储和再分析，为海上风电各相关方提供数据与应用服务，保障风电场安全可靠运行，促进海上风电规模化、集约化发展。

3.7 融合“东数西算”国家战略

围绕算力网、枢纽节点、数据中心等关键数字基础设施，发挥企业在能源领域的优势，按照“绿色数据中心+新能源一体化”开发模式，积极布局“东数西算”项目，将绿色电力转化为绿色算力，拓展“数能”融合业务市场。

4 结语

伴随着新一代数字技术的持续创新与渗透，全球数字经济向纵深领域推进，数字化转型成为所有企业在数字经济时代面临的巨大挑战，同时也是机遇。对传统企业而言，数字化转型已经不再是一道“选答题”，而是一道关乎生存的“必答题”。企业只有主动拥抱数字技术，抓住数字经济下的发展机遇，加快数字化转型，推动产品数字化与服务智慧化[6]，实现高质量发展，才能走在前列、勇立潮头。

本文聚焦电力设计企业数字化转型工作，在问卷调查和实地访谈的基础上，总结分析电力设计企业数字化转型的现状与问题、机遇与挑战，并提出数字化转型的实施路径，以期为电力设计企业数字化转型提供借鉴参考。

参与课题研究的成员还有：马雪(中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司)；王金友(中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司)；储小钊(中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司)；陈媛媛(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司)；张沅(中国能源建设集团陕西省电力设计院有限公司)等。