電力勘測(cè)設(shè)計(jì)信息化回顧與展望

史小恒

(中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)公司，北京 100120)

2009年是中華人民共和國(guó)建國(guó)60周年，而2010年將是電力勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)第一家設(shè)計(jì)單位東北電力設(shè)計(jì)院建院60周年。迄今，電力勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)伴隨著新中國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)走過了59年。建國(guó)60年來，我國(guó)電力從建國(guó)初期的185萬kW裝機(jī)容量，發(fā)展到今天的8億kW裝機(jī)容量，60年增長(zhǎng)了433倍。其間，電力勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)為我國(guó)電力建設(shè)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。而電力勘測(cè)設(shè)計(jì)信息化在此一貢獻(xiàn)中居功至偉。

建國(guó)初期，電力設(shè)計(jì)手段十分落后，設(shè)計(jì)和制圖采用計(jì)算尺、算盤、三角板、圓規(guī)、鉛筆等簡(jiǎn)陋工具，完全依靠手工作業(yè)方式完成勘測(cè)設(shè)計(jì)工作。20世紀(jì)50年代末，設(shè)計(jì)人員開始自行研制電子計(jì)算機(jī)，并應(yīng)用于電力工程設(shè)計(jì)計(jì)算。從此，拉開了電力勘測(cè)設(shè)計(jì)手段創(chuàng)新的序幕。半個(gè)多世紀(jì)以來，電力勘測(cè)設(shè)計(jì)手段創(chuàng)新緊緊圍繞以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的新技術(shù)應(yīng)用展開，先后經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算階段、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)階段、計(jì)算機(jī)輔助管理階段、設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成階段和三維設(shè)計(jì)應(yīng)用階段。

1958年，華北電力設(shè)計(jì)院在電力勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)中率先組織自行開發(fā)電子計(jì)算機(jī)——161機(jī)，并編制完成了管道應(yīng)力計(jì)算、土建框架計(jì)算和線路鐵塔計(jì)算程序。電力勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)開始進(jìn)入計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的起步階段。到1980年各電力設(shè)計(jì)單位自行開發(fā)和引進(jìn)各類設(shè)計(jì)計(jì)算程序近100個(gè)，基本覆蓋了電力勘測(cè)設(shè)計(jì)的各個(gè)專業(yè)，電力設(shè)計(jì)計(jì)算的電子化達(dá)到70%。

1977年，在當(dāng)時(shí)的水電部規(guī)劃設(shè)計(jì)院主導(dǎo)下，有關(guān)電力設(shè)計(jì)單位展開了計(jì)算機(jī)繪圖項(xiàng)目協(xié)同攻關(guān)，開發(fā)完成了鋼筋混凝土框架施工圖繪圖軟件、鋼珩架施工圖繪圖軟件、航測(cè)計(jì)算與斷面自動(dòng)繪圖軟件。三個(gè)自動(dòng)繪圖軟件的開發(fā)應(yīng)用，使該類施工圖繪制時(shí)間縮短了10倍以上。電力勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)從中看到了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的希望，計(jì)算機(jī)應(yīng)用重點(diǎn)開始轉(zhuǎn)向輔助設(shè)計(jì)。到1995年，電力設(shè)計(jì)單位先后開發(fā)各類CAD軟件近300種，基本覆蓋了電力工程勘測(cè)設(shè)計(jì)各專業(yè)施工圖階段的所有圖紙。微型計(jì)算機(jī)擁有量達(dá)到9000臺(tái)，平均每2個(gè)設(shè)計(jì)人員擁有一臺(tái)計(jì)算機(jī)。聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)達(dá)到4000臺(tái)。設(shè)計(jì)計(jì)算電子化超過90%，70%的方案優(yōu)化由計(jì)算機(jī)輔助完成，CAD出圖率超過80%，設(shè)計(jì)效率普遍提高了5～8倍，設(shè)計(jì)差錯(cuò)由手工出圖的5%降低到1%，工程造價(jià)降低10%。初步實(shí)現(xiàn)了甩圖板。

在積極推廣CAD技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，計(jì)算機(jī)在電力設(shè)計(jì)單位生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理方面的應(yīng)用也同時(shí)展開。1986年，水電部電力規(guī)劃設(shè)計(jì)院組織制定了《電力設(shè)計(jì)部門“七五”期間開發(fā)應(yīng)用MIS實(shí)施計(jì)劃》，在系統(tǒng)分析基礎(chǔ)上明確和安排了包括：人事、計(jì)劃、財(cái)務(wù)、檔案、物資、質(zhì)量、勘測(cè)、教育培訓(xùn)、工程信息及辦公事務(wù)管理等10個(gè)MIS系統(tǒng)的開發(fā)、應(yīng)用。到1993年，10個(gè)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理MIS系統(tǒng)全部投入使用，極大地推進(jìn)了計(jì)算機(jī)輔助管理，提高了電力設(shè)計(jì)單位的管理效率和管理水平。

十一屆三中全會(huì)以后，隨著我國(guó)的改革開放，在電力建設(shè)上與國(guó)外設(shè)計(jì)、制造企業(yè)交流逐年廣泛和深入。1979年，通過引進(jìn)30萬kW和60萬kW亞臨界機(jī)組設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，電力設(shè)計(jì)單位開始了與西方先進(jìn)國(guó)家工程公司的設(shè)計(jì)合作。在與國(guó)外工程公司交往、合作中，電力設(shè)計(jì)單位看到了國(guó)際工程公司以設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)為載體，在設(shè)計(jì)手段、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)管理等諸方面與我們的差異，以及這種差異所帶來的設(shè)計(jì)精細(xì)化、質(zhì)量保證精確化、管理精益化的差距。建設(shè)自主的電力設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)成為當(dāng)時(shí)電力設(shè)計(jì)單位的共識(shí)。

1995年，電力設(shè)計(jì)單位召開了第五次計(jì)算機(jī)領(lǐng)導(dǎo)小組擴(kuò)大會(huì)議，研究通過了《電力工程設(shè)計(jì)與信息系統(tǒng)集成總體設(shè)計(jì)報(bào)告》，確定了系統(tǒng)集成的總體架構(gòu)，并著手與東大阿爾派軟件公司在AutoCAD平臺(tái)上開發(fā)電廠設(shè)計(jì)集成系統(tǒng)Auto PDS。從此，電力設(shè)計(jì)單位邁出了設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成的第一步。

與此同時(shí)，電力設(shè)計(jì)單位也開始了三維設(shè)計(jì)的嘗試：1995年，西北電力設(shè)計(jì)院和西南電力設(shè)計(jì)院，先后采用Calma系統(tǒng)搭建了電廠主廠房三維模型，電力工程三維設(shè)計(jì)的應(yīng)用性研究取得了階段性成果。

1998年，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院聘請(qǐng)國(guó)際知名電力設(shè)計(jì)公司——美國(guó)Sargent & Lundy公司進(jìn)行專項(xiàng)信息化調(diào)研和咨詢，得出結(jié)論，即：要立足三維、進(jìn)行系統(tǒng)集成和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程再造。為此，電力設(shè)計(jì)單位開始全面引進(jìn)PDS和PDMS工廠設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以三維工廠設(shè)計(jì)為龍頭、數(shù)據(jù)庫為核心、網(wǎng)絡(luò)為支撐，著手定制開發(fā)、系統(tǒng)集成和工程應(yīng)用實(shí)踐。電力設(shè)計(jì)單位進(jìn)入了設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成和三維設(shè)計(jì)應(yīng)用的新的階段。

經(jīng)過十年的設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成和三維設(shè)計(jì)應(yīng)用，今天，主要電力設(shè)計(jì)單位在勘測(cè)設(shè)計(jì)信息化上發(fā)生了本質(zhì)變化：

在工程設(shè)計(jì)方面，三維工廠設(shè)計(jì)軟件已經(jīng)成為發(fā)電工程布置設(shè)計(jì)的基本工具；三維地形測(cè)量軟件、三維總平面布置系統(tǒng)、三維六道設(shè)計(jì)系統(tǒng)、三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件等在工程中得到廣泛應(yīng)用；三維可視化選線系統(tǒng)等已經(jīng)成為電網(wǎng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的有效工具。三維設(shè)計(jì)取代二維設(shè)計(jì)，成為電力設(shè)計(jì)單位工程設(shè)計(jì)的主要手段。適應(yīng)全新的三維設(shè)計(jì)模式的“項(xiàng)目定制、工藝設(shè)計(jì)、布置設(shè)計(jì)、詳圖設(shè)計(jì)”的發(fā)電工程設(shè)計(jì)新流程基本形成。面向工程采購(gòu)、工程建造的精細(xì)設(shè)計(jì)、精確設(shè)計(jì)已經(jīng)成為工程設(shè)計(jì)信息化的主要目的。電力設(shè)計(jì)單位初步具備了數(shù)字化工程移交能力。

在工程設(shè)計(jì)管理方面，開發(fā)、應(yīng)用了設(shè)計(jì)協(xié)同平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)全過程和全專業(yè)的設(shè)計(jì)計(jì)劃管理、設(shè)計(jì)文件控制與共享、設(shè)計(jì)配合、設(shè)計(jì)校審和工程歸檔。

在工程項(xiàng)目管理方面，EPC項(xiàng)目管控平臺(tái)在計(jì)劃管理、費(fèi)用控制、采購(gòu)管理、工程文檔管理、工程安健環(huán)和質(zhì)量管理等方面實(shí)現(xiàn)了工程項(xiàng)目管理平臺(tái)化，具備了EPC項(xiàng)目的管控能力和管控復(fù)制能力，并在各電力工程EPC項(xiàng)目中得到了深入應(yīng)用。

電力勘測(cè)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)與信息化的有機(jī)融合在電力設(shè)計(jì)單位經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)上產(chǎn)生了巨大效果，根據(jù)中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)公司2009年對(duì)所屬7家設(shè)計(jì)單位進(jìn)行的信息化水平評(píng)測(cè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：10年的信息化應(yīng)用，使設(shè)計(jì)效率提高81.3%、設(shè)計(jì)周期縮短33.6%、設(shè)計(jì)差錯(cuò)降低34.3%、設(shè)計(jì)更改次數(shù)減少44.2%，工程采購(gòu)精確度提高32%、建安工程量下降14%、EPC工程費(fèi)用降低6.3%，顧客滿意度提高15.6%。

電力設(shè)計(jì)單位52年計(jì)算機(jī)應(yīng)用，特別是改革開放30年來信息化建設(shè)，不但為企業(yè)自身創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益，也得到了國(guó)內(nèi)同行的好評(píng)與認(rèn)可。全國(guó)優(yōu)秀軟件評(píng)選工作，迄今已歷20年。自1988年第一屆全國(guó)優(yōu)秀計(jì)算機(jī)軟件評(píng)選以來，20年間電力設(shè)計(jì)單位共有124個(gè)軟件和應(yīng)用系統(tǒng)榮獲金、銀、銅獎(jiǎng)(其中金獎(jiǎng)10項(xiàng)，銀獎(jiǎng)34項(xiàng)，銅獎(jiǎng)80項(xiàng))。優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)軟件評(píng)選活動(dòng)，極大地鼓勵(lì)和推動(dòng)了電力勘測(cè)設(shè)計(jì)行業(yè)信息化。

電力設(shè)計(jì)單位信息化應(yīng)用成果也得到了國(guó)際工程界主流媒體的贊譽(yù)。美國(guó)工程新聞紀(jì)錄(ENR 2007)年第12期曾專題介紹北京國(guó)電華北電力工程有限公司信息化應(yīng)用，文中指出：“在世界經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的環(huán)境下，企業(yè)的成功依賴于成本的控制和靈敏的市場(chǎng)反應(yīng)，NCPE及其1550個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐將這一理論變成了現(xiàn)實(shí)。NCPE通過應(yīng)用協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的設(shè)計(jì)模式和靈敏的信息溝通，提高了項(xiàng)目質(zhì)量。由于協(xié)同工作效率的提高，NCPE在兩年的時(shí)間內(nèi)節(jié)省了30%的項(xiàng)目管理時(shí)間和超過1000萬美元的項(xiàng)目成本?！?/p>

信息化是我們從工業(yè)社會(huì)向信息社會(huì)前進(jìn)的一個(gè)過程，是一個(gè)實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)循環(huán)往復(fù)不斷上升的過程。電力勘測(cè)設(shè)計(jì)信息化達(dá)到今天這一水平，是獻(xiàn)身于電力勘測(cè)設(shè)計(jì)信息化的幾代人，長(zhǎng)期不懈、持續(xù)努力的結(jié)果。

回顧電力勘測(cè)設(shè)計(jì)信息化52年的發(fā)展歷程，可以清楚地看到我們今天的認(rèn)識(shí)和成績(jī)所經(jīng)歷過的曲折，以信息化目標(biāo)為例：

1983年，我們提出的目標(biāo)是：經(jīng)過15年左右的努力，于1995年達(dá)到美國(guó)EBASCO公司當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，在電力規(guī)劃、火電站和送變電工程的勘察設(shè)計(jì)以及企業(yè)管理的數(shù)據(jù)處理中，凡能用計(jì)算機(jī)的都應(yīng)采用計(jì)算機(jī)。

1991年，提出的目標(biāo)是：各電力設(shè)計(jì)院在“八五”期間建成電力勘測(cè)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，形成包括勘測(cè)設(shè)計(jì)各階段和各主要專業(yè)的從方案構(gòu)思、分析計(jì)算、方案優(yōu)選優(yōu)化到出圖制表的總體能力，其生產(chǎn)能力達(dá)到勘測(cè)設(shè)計(jì)能力的40%左右，并同時(shí)建成電力勘測(cè)設(shè)計(jì)管理信息系統(tǒng)，形成以生產(chǎn)管理為核心，包括作業(yè)、管理、決策多個(gè)層次，對(duì)勘測(cè)設(shè)計(jì)信息進(jìn)行綜合處理的管理能力。

1994年，信息化的目標(biāo)是：到20世紀(jì)末我們的計(jì)算機(jī)應(yīng)用達(dá)到當(dāng)前的國(guó)際水平。建成以數(shù)據(jù)庫為中心、以網(wǎng)絡(luò)為支撐的具有多功能綜合處理能力的集成化應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)的模式和總體功能達(dá)到美國(guó)Bechtel公司已建成的PAS(工程設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng))的水平；計(jì)算機(jī)裝備水平達(dá)到平均每2個(gè)技術(shù)人員有一臺(tái)工作站或微機(jī)；設(shè)計(jì)計(jì)算以及可研和初步設(shè)計(jì)階段的主要設(shè)計(jì)成品由計(jì)算機(jī)完成，CAD出圖率達(dá)到95%以上，基本甩掉設(shè)計(jì)圖板；90%以上的工程設(shè)計(jì)人員和管理人員會(huì)熟練使用計(jì)算機(jī)解決設(shè)計(jì)或信息處理方面的問題。

2001年，提出的目標(biāo)是：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上三維可視化多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)和網(wǎng)上多部門多層次管理作業(yè)，計(jì)算機(jī)技術(shù)在設(shè)計(jì)和管理中的應(yīng)用，達(dá)到國(guó)外大型工程公司90年代末期的先進(jìn)水平。

2006年，我們“十一五”信息化目標(biāo)是：瞄準(zhǔn)國(guó)際工程公司信息化應(yīng)用水平，建立以數(shù)據(jù)庫為中心，網(wǎng)絡(luò)為支撐，項(xiàng)目管理為主線，集規(guī)劃、咨詢?cè)u(píng)估、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、建設(shè)和工程項(xiàng)目管理應(yīng)用于一體的集成系統(tǒng)及管理信息平臺(tái)。滿足數(shù)字化工程公司的要求，并具備提交完整工程數(shù)字化產(chǎn)品的能力。

近25年信息化目標(biāo)的發(fā)展演變，可以清楚地看到：

在信息化工作的推動(dòng)力上：我們從信息技術(shù)推動(dòng)、應(yīng)用推動(dòng)，演進(jìn)到今天的戰(zhàn)略推動(dòng)；

在信息化系統(tǒng)架構(gòu)上：我們從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算、實(shí)現(xiàn)CAD，演進(jìn)到今天的設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成；

在信息化應(yīng)用效果上：我們從提高個(gè)人效率、專業(yè)效率、企業(yè)整體效益，演進(jìn)到今天的通過為顧客創(chuàng)造價(jià)值提升自身價(jià)值。

52年電力設(shè)計(jì)單位信息化發(fā)展軌跡表明：我們已經(jīng)從初期的計(jì)算機(jī)應(yīng)用，成長(zhǎng)發(fā)展到追求探索企業(yè)信息化的本質(zhì)上來。黨的十七大報(bào)告指出：“發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，大力推進(jìn)信息化與工業(yè)化融合，促進(jìn)工業(yè)由大變強(qiáng)”。這個(gè)“融合”說出了信息化的實(shí)質(zhì)，“融合”就是一體化，信息化不再是工具，不再是支撐，而是企業(yè)核心能力本身。這就是我們今天對(duì)于電力勘測(cè)設(shè)計(jì)信息化的認(rèn)識(shí)。

“十二五”將會(huì)是考驗(yàn)企業(yè)在信息時(shí)代生存發(fā)展本領(lǐng)的重要的五年，建設(shè)信息化企業(yè)將是下一個(gè)五年電力設(shè)計(jì)單位，特別是我們中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)公司信息化的重點(diǎn)。

為此，在今后5年乃至更長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，我們信息化的主要任務(wù)是：深度思考和理解工程的本質(zhì)；扎實(shí)梳理工程設(shè)計(jì)和工程項(xiàng)目管理的數(shù)據(jù)流、工作流、管理流，以數(shù)據(jù)流引導(dǎo)工作流和管理流，實(shí)現(xiàn)三流合一；在已經(jīng)取得的信息化成果和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，全面開展數(shù)字化設(shè)計(jì)和數(shù)字化工程項(xiàng)目管理實(shí)踐；以為客戶創(chuàng)造價(jià)值為宗旨，建設(shè)信息化能力平臺(tái)為核心，成為信息化企業(yè)為目標(biāo)，全面、深入推進(jìn)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)信息化。