基于实物“ID”的电力设备全寿命周期管理研究

文江海 刘建东

摘要：为贯彻落实国网公司工作安排，国网青海电力设备部协同财务部、建设部、互联网部、物资部等专业部门，结合《国家电网有限公司电网资产实物“ID”管理办法》，梳理资产全寿命周期管理全链条、全要素明确嵌入式流程管控业务环节，从强控、监控、提醒三类方式着手，明确业务规则，细化设备全寿命周期监控节点。基于实物“ID”电力设备全寿命管理使用标签记下电力设备整个生命周期的数据，该研究不仅能够提高采集终端资产管理的自动化，减少人工和工作量，还能提高采集终端的工作效率和質量控制水平，保证电力企业的发展和信息化。

关键词：电力设备;ID;全寿命管理;数据;系统

1电力设备管理系统的现状

目前，电网企业电力设备众多且覆盖广泛，其中生产管理信息系统和ERP资产管理系统主要涉及设备物联网的管理。而生产管理信息系统不仅包含电网安全和设备安全监督管理的主要系统，还包括许多用于准确评估设备状态的辅助系统。例如，基于状态的维修辅助决策系统、在线监测系统、准确的评估系统和智能预警系统等等;除此之外，还有ERP资源来管理采购设备的需求、采购和报废等。

1.1复杂的生产管理信息系统

生产管理信息系统的主要功能是对设备日常运行维护的信息进行管理，减少使用纸质办公，减少信息交流时间，减少人力及工作量，提高工作成果和效率。同时完善设备的运行、维护、测试等信息，建立设备信息档案，保存大量数据，积累并形成生产信息数据库。

1.2单一的ERP资产管理系统

ERP资产管理系统是一个集物质、资金和信息资源于一体的管理系统，它主要是采用信息管理模式，然后建立设备从采购到报废以及设备型号、厂家等数据信息的资产管理，达到了资产设备信息化的目的。 ERP资产管理系统通常只应用于设备的需求、采购以及报废三个环节，有一些设备的检修费用将以工单的形式在ERP系统中进行处理，剩下的环节将会在生产管理系统中完成。

1.3分散的管理系统数据状态

由于存在不同的生产管理模式，电网中也有着不同的管理系统，同时电网设备也非常多，系统复杂，协调次数多，过程环节多变，资产成本复杂且易变化。虽然数据在每个独立的系统中都是交互的，但是每个系统是相互独立的，系统间没有关联和交互，每个系统中的数据都是独立的数据，同时还有着不同的网络接口、不同的接入方式、不同的人员权限、不同的设备类型、不同的服务对象等问题。

2.实物ID应用的技术分析

由于二维码技术和射频识别（RFID）技术的不断完善，目前可以为每台设备分配独有的ID码，每台设备都拥有自己的“身份证”，这样在一定程度上满足了公司对设备管理的要求，避免重复贴标签和无序管理等情况的发生。直接使用手机或扫描枪等工具进行设备ID码的扫描，能够快速准确地获取设备的具体信息以及其流转维护历史。根据不完全的统计，与传统方法相比，使用ID码技术可以节省近80%的时间，并且设备越多，节省的时间就越长。

2.1二维码和RFID技术的优缺点

二维码是一种记录数据符号信息的黑白图形，其特定的几何图形按照一定的规律分布在平面上。其优点是无电磁干扰，使用寿命长，不需要定制终，不需要专业维护，缺点则是识别距离短，不适用于高空和地下设备。同时如果识别效率较低，轻微的更改都有可能会导致二维码无法被识别。

2.2电力行业实际应用对标签的要求规范

在RFID电子标签表面上打印二维码和实物ID码信息时，需要保证耐腐蚀和防污这两方面符合标准。二维码标签和RFID电子标签需要具有国家秘密安全算法功能，同时标签信息必须符合《国家电网公司网络与信息系统安全管理办法》，禁止未经授权的设备和程序获取信息。

3方案概述

实物“ID”的嵌入式流程管控是将扫描实物“ID”作为触发现场业务流程的唯一凭证入口，采用强控、监控、提醒等方式，对关键业务环节的实物“ID”应用进行管控，提升资产全寿命周期薄弱环节运行管理水平。

强控：对物资入库时校验物资技术参数录入完成率、扫码入库、生成验收盘点清单时校验工程建设数据、扫码创建台账等业务流程进行强制校验，确保实物“ID”业务应用。

4 管理流程

“设备全寿命周期”在考虑到设备陈旧老化期和经济磨损期的条件下，能正常发挥功能的设备寿命长度。设备的全生命周期管理应该贯穿设备使用寿命的全过程，主要是指从设备的采购到设备淘汰、报废的整个过程中对设备实施的必要的、全面合理的管理和监控，大体分为采购、运行、维护、故障、维修/技改和报废/转让6个阶段。设备全寿命周期管理如图1所示。

5嵌入式流程管控技术方案

5.1系统架构

实物“ID”嵌入式流程管控平台系统架构遵循国网公司“一平台、多系统、多微应用”的整体系统架构如下图2：

5.2技术路线

技术路线总体上严格遵循信息化建设SG-ERP架构规范的要求，实现对开发平台资源的有效继承与复用，整体采用典型的J2EE架构和关系型数据库，并基于SG-UAP3.0开发平台进行开发。总体技术路线选型如下表1。

5.3嵌入式流程管控具体方案

5.3.1物资采购阶段-供应商信息维护

供应商实物“ID”下载：嵌入式流程管控平台获取ERP工程项目信息，统计已生成实物“ID”编码的采购订单，展示采购订单中实物“ID”下载完成情况。针对收货日期前15日仍未下载实物ID编码的采购订单，嵌入式流程管控平台展示提醒。

物资技术参数录入：嵌入式流程管控平台获取ERP采购订单中的发货日期，在物资单位收货前1日，核查物资技术参数完整性，对不完整的，展示提醒信息，督促供应商及时维护物资技术参数，确保物资技术参数维护完整率100%。

嵌入解析表：

嵌入式流程管控平台功能

1.统计并展示供应商实物“ID”下载完成率

2.统计并展示各个物资的物资技术参数录入完成率

3.在物资单位收货前15日，展示实物“ID”下载提醒信息，提醒供应商及时下载实物“ID”及实物标签信息

4.在物资单位收货前1日，核查各个物资的物资技术参数完整性，对完整性低于100%的物资，展示物资技术参数录入不完整提醒信息，提醒供应商完整维护物资技术参数

数据 ERP采购订单信息、物资技术参数、实物“ID”下载情况

5.3.2物资采购阶段-物资移动收发货

通過APP扫码入库：物资到货验收入库时，在ERP中对凡是纳入示范站且启用实物“ID”的物料，不准许在ERP中进行物资出入库，提醒必须通过仓储APP出入库。实现扫码入库率100%。

物资技术参数信息：物资部门通过仓储APP扫描实物“ID”，获取物资技术参数信息，核查物资技术参数信息完整性，针对未录入物资技术参数或物资技术参数不符合要求的设备，不准许通过仓储APP开展物资入库。

仓储APP入库：针对示范站除外的工程项目，获取ERP中物资入库信息，并在实物“ID”嵌入式流程管控平台展示仓储APP入库使用率。

仓储APP出库：针对示范站除外的工程项目，获取ERP中物资入库信息，并在实物“ID”嵌入式流程管控平台展示仓储APP出库使用率。

5.3.3工程建设阶段-工程建设数据维护

工程建设数据录入：嵌入式管控平台获取应录入安装调试报告、交接试验记录、施工质量记录等信息，并统计工程建设数据录入微应用设备录入情况，对于未录入或录入不完整的设备进行标记，同时将标记后的实物ID推送至ERP系统落地表。对工程建设数据不完整的设备进行提醒，确保工程建设数据维护率100%。

工程建设数据录入：实物“ID”嵌入式流程管控平台获取工程已投运的设备，核查设备的工程建设数据录入完成情况，统计工程的建设数据录入完成率。

嵌入解析表：

嵌入式流程管控平台功能 1.统计并展示设备的安装调试报告完整性、交接试验记录完整性、施工质量记录等信息完整性，对工程建设数据不完整的设备展示提醒信息。

2.统计并展示每个项目的工程建设数据录入完成率

数据 安装调试报告、交接试验记录、施工质量记录

5.3.4工程建设阶段-设备投运盘点

项目管理部门根据ERP系统生成的工程物资现场验收盘点清单，通过交接验收APP现场扫描实物“ID”标签，盘点核对现场实物，核对物资技术参数数据的完整性和准确性，对缺失或不准确信息进行补录、修订，并做系统标识，方便设备供应商评价数据查询应用。

工程交接验收APP使用情况：实物“ID”嵌入式管控平台统计并展示示范站范围内的工程项目交接验收APP使用情况。

物资技术参数录入（内网）应用情况：实物“ID”嵌入式管控平台统计并展示示范站范围内的工程项目物资技术参数录入（内网）应用情况。

物资技术参数补录：实物“ID”嵌入式管控平台统计并展示示范站范围内的工程项目物资技术参数补录率。

物资技术参数修订：实物“ID”嵌入式管控平台统计并展示示范站范围内的工程项目物资技术参数修订率。

生成设备移交清册对安装调试报告、交接试验记录、施工质量记录等信息完整性：ERP系统生成设备移交清册时，如存在“未录入”或录入不完整的设备，ERP不准许生成设备移交清册，如信息无误，则生成设备移交清册，并推送PMS系统。

嵌入解析表：

嵌入式流程管控平台功能 1.统计并展示示范站范围内的工程交接验收APP使用情况

2.统计并展示示范站范围内物资技术参数录入（内网）应用情况

3.统计并展示示范站范围内物资技术参数补录率

4.统计并展示示范站范围内物资技术参数修订率

5.生成设备移交清册检查示范站范围内的设备安装调试报告、交接试验记录、施工质量记录完整性

数据 物资技术参数（内网）信息、交接验收信息

5.3.5运行维护阶段-设备台账创建

扫码创建台账：PMS主站端创建设备台账时，若是示范站范围内，且带有实物“ID”的设备，系统自动提示应通过电网资产统一身份编码APP，不允许通过PMS主站创建设备台账。实现示范站扫码创建台账100%。

电网资产统一身份编码APP使用率：嵌入式管控平台统计并展示电网资产统一身份编码APP使用率。

增量设备实物“ID”编码完整率：实物“ID”嵌入式管控平台获取PMS设备台账信息（2021年1月1日以后新投运的设备台账），核查各设备台账中是否引入实物“ID”编码。统计增量设备实物“ID”编码完整率。

嵌入解析表：

嵌入式流程管控平台功能 1.统计并展示PMS扫码创建台账率

2.统计并展示电网资产统一身份编码APP使用率

3.统计并展示增量设备实物“ID”编码完整率统计并展示2021年1月1日以后新投运的设备台账（国网公司要求启用实物“ID”的设备类型）中增量设备实物“ID”编码的完整性。

数据 扫码创建台账信息、2021年1月1日以后新投运的设备台账

5.3.6退役处置

对没有继续使用价值的退役设备，利用微应用扫描核实废旧物资出入库基本信息，记录实物“ID”编码信息，进行设备报废出入库作业。

当设备完成退役报废后，废旧设备入库和出库管理过程中记录对应的实物“ID”编号，完成资产全寿命周期管理闭环。

嵌入解析表：

嵌入式流程管控平台功能 1.统计并展示实物、及实物“ID”与PMS/ERP设备信息一致。

2.统计并展示报废物资扫码入库匹配率

数据 物料出入库凭证、出入库单号、废旧物资编码、废旧物资编码描述、数量

6 示例推演

通过对变压器运行过程中情况的观察和研究，可以发现变压器的寿命周期一般可以分为五个阶段。首先是制造、运输和安装阶段，在变压器投运前要进行一次性投入，其投入的数量比较大;其次是运行第一年，需要进行首次检查和常规维护;再次是2-10年的稳定运行阶段，这个时间段故障情况出现比较少，经济效益比较高，维修次数相对较少，运行投资也不多;从此是10-20年的故障率不断增多阶段，在这一阶段经效益济下降，投入的资金也不断增加;最后是运行20年后阶段，变压器的运行已经无法获得理想的经济效益，因此应该停运并更换变压器。

7技术展望

设备的全寿命周期管理体系的建设实现方式：设备购买，提出设备需求，在ERP系统进行资产登记，在生产管理信息系统数据信息进行备案，投入运行后，利用生产管理系统对设备的运行情况监测，同时对设备检修、改造等信息进行多维度大数据库的建设。

8结语

基于实物“ID”技术可以有效地对电力资产进行追踪和控制其全寿命周期的运行过程，减少由于工作人员的疏漏或者一些环境影响而引起的财务损失，因此这项技术给电力资产管理系统带来巨大的便利和优势，解决了传统电网物资管理系统的缺陷。采用实物“ID”技术还能够实时调用、修改、删除电力物资入库管理的出库、入库、盘点、巡检、报废、可视化显示等一系列流程中所需的数据，实现整个流程的完整、准确、实时的监控，进一步推动了数据共享平台的完成，同时在一定程度上也大大提高了相关业务管理的效率。

参考文献

[1]基于“五位一体”的电网资产实物“ID”建设及应用[J]. 程子华，陈鹏良，张锐，何涛.  管理观察. 2018（30）：30-32.