水電站數(shù)字化工器具管理系統(tǒng)研發(fā)及應(yīng)用

摘 要：針對(duì)目前水電站檢修工器具管理維護(hù)存在的一些問(wèn)題，研發(fā)了數(shù)字化工器具管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括臺(tái)賬數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、采購(gòu)管理模塊、使用管理模塊和信息查詢(xún)顯示模塊，通過(guò)系統(tǒng)的實(shí)例應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水電站工器具的全生命周期管理，提高了工器具使用效率和利用率，有效提升了管理效率和決策的科學(xué)性，解決了完善水電站檢修工器具管理維護(hù)的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：水電站；工器具；數(shù)字化管理

中圖分類(lèi)號(hào)：TP315" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2025）05-0051-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.05.013

0" " 引言

水電站設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電力供應(yīng)至關(guān)重要。檢修工器具主要用于設(shè)備維護(hù)，是確保設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵[1]。然而，由于水電站檢修工器具的使用環(huán)境特殊，長(zhǎng)期受到水、泥沙、濕度等多種因素的影響，檢修工器具的故障和損壞問(wèn)題也日益突出。因此，對(duì)水電站檢修工器具的全壽命周期進(jìn)行管理和維護(hù)，以及實(shí)現(xiàn)工器具的智能退役決策管理，已經(jīng)成為水電站管理的重要任務(wù)之一。

然而，目前水電站檢修工器具的管理維護(hù)依舊存在著一些問(wèn)題，如維護(hù)策略不完善、信息管理不統(tǒng)一、維護(hù)成本控制困難等。針對(duì)如何完善水電站檢修工器具的管理維護(hù)這一問(wèn)題，尚無(wú)有效的解決方案。因此，本文針對(duì)目前存在的問(wèn)題，研發(fā)工器具管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)水電站工器具的全生命周期管理[2]。

1" " 系統(tǒng)研究

1.1" " 系統(tǒng)功能模塊

水電站工器具管理系統(tǒng)包括臺(tái)賬數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、采購(gòu)管理模塊、使用管理模塊和信息查詢(xún)顯示模塊等[3]，如圖1所示。其中，臺(tái)賬數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于存儲(chǔ)水電站工器具全壽命周期的相關(guān)數(shù)據(jù)，采購(gòu)管理模塊用于管理水電站工器具的采購(gòu)，使用管理模塊用于管理水電站工器具的使用，信息查詢(xún)顯示模塊用于進(jìn)行水電站工器具的信息查詢(xún)和狀態(tài)展示[4]。系統(tǒng)還包含性能評(píng)估模塊，用于對(duì)水電站各種工器具進(jìn)行性能評(píng)估，基于性能評(píng)估的結(jié)果，判斷對(duì)應(yīng)的工器具是否符合退役要求。

1.2" " 性能評(píng)估

性能評(píng)估模塊共有四項(xiàng)性能評(píng)估：

第一性能評(píng)估用于得出水電站工器具的每年年度平均成本；第二性能評(píng)估用于得出水電站工器具的市場(chǎng)價(jià)值現(xiàn)值；第三性能評(píng)估用于得出水電站工器具的性能未來(lái)值；第四性能評(píng)估用于得出水電站工器具的性能現(xiàn)值。

1）對(duì)各種水電站工器具進(jìn)行性能評(píng)估，得出水電站工器具的每年年度平均成本aaC，評(píng)估公式如下：

式中：L為水電站工器具的預(yù)計(jì)使用壽命；C0為水電站工器具的初始采購(gòu)成本；Mt為水電站工器具購(gòu)入后第t年的維護(hù)成本。

2）對(duì)各種水電站工器具進(jìn)行性能評(píng)估，得出水電站工器具的市場(chǎng)價(jià)值現(xiàn)值pW，評(píng)估公式如下：

式中：V（t）為水電站工器具購(gòu)入后第t年的市場(chǎng)價(jià)值。

3）對(duì)各種水電站工器具進(jìn)行性能評(píng)估，得出水電站工器具的性能未來(lái)值fW，評(píng)估公式如下：

fW=pW（1+i）n

式中：i為折現(xiàn)率；n為預(yù)測(cè)的未來(lái)年數(shù)。

4）對(duì)各種水電站工器具進(jìn)行性能評(píng)估，得出水電站工器具的性能現(xiàn)值ppV，評(píng)估公式如下：

ppV=（mv-tv）/tv×100%

式中：mv為水電站工器具的性能測(cè)量值；tv為水電站工器具的性能真實(shí)值。

最后，根據(jù)每年年度平均成本、市場(chǎng)價(jià)值現(xiàn)值、性能未來(lái)值和性能現(xiàn)值，判斷對(duì)應(yīng)的水電站工器具是否符合退役要求。

1.3" " 使用管理

使用管理模塊包括領(lǐng)用子模塊和歸還子模塊。

領(lǐng)用子模塊用于通過(guò)預(yù)設(shè)身份驗(yàn)證技術(shù)進(jìn)行水電站工器具的借用，并記錄水電站工器具的使用信息，包括使用人員信息、使用日期信息、使用頻率信息、使用環(huán)境信息、維護(hù)記錄信息。

歸還子模塊用于通過(guò)預(yù)設(shè)身份驗(yàn)證技術(shù)進(jìn)行水電站工器具的歸還，其中，預(yù)設(shè)身份驗(yàn)證技術(shù)包括RFID技術(shù)和二維碼技術(shù)[5]。

1.4" " 采購(gòu)管理

采購(gòu)管理模塊包括需求清單生成子模塊、商城信息獲取子模塊和驗(yàn)收入庫(kù)子模塊，如圖2所示。

需求清單生成子模塊用于響應(yīng)性能評(píng)估模塊，當(dāng)性能評(píng)估模塊判斷水電站工器具符合退役要求時(shí)，則自動(dòng)生成工器具的需求清單。

商城信息獲取子模塊用于根據(jù)水電站工器具的需求清單，獲取商城中對(duì)應(yīng)工器具的信息。

驗(yàn)收入庫(kù)子模塊用于根據(jù)水電站工器具的信息完成對(duì)應(yīng)工器具的下單、驗(yàn)收和審批。

2" " 實(shí)例應(yīng)用

光照發(fā)電廠位于貴州省關(guān)嶺、晴隆兩縣交界的北盤(pán)江中游，是以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、灌溉及供水等的發(fā)電企業(yè)[6]。電站裝機(jī)容量4×260 MW，年平均發(fā)電量27.54億kW·h。該電廠在采用傳統(tǒng)的檢修工器具管理方法時(shí)，面臨著維護(hù)成本高、管理效率低、資源配置不合理等問(wèn)題。為了提升管理效率和科學(xué)決策水平，基于水電機(jī)組檢修管理系統(tǒng)研發(fā)了水電站工器具管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工器具性能的全面評(píng)估、采購(gòu)管理的優(yōu)化以及使用管理的規(guī)范化。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)て骶叩娜芷谶M(jìn)行有效管理，從采購(gòu)、使用到退役的每個(gè)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化跟蹤和監(jiān)控。這不僅提高了工器具的使用效率和利用率，還顯著提升了管理效率和決策的科學(xué)性。

在性能評(píng)估方面，系統(tǒng)通過(guò)綜合考慮工器具的年度平均成本、市場(chǎng)價(jià)值現(xiàn)值、性能未來(lái)值和性能現(xiàn)值，為工器具是否需要退役提供了科學(xué)的決策依據(jù)。這一評(píng)估過(guò)程不僅減少了因過(guò)度維修或過(guò)早更換工器具而造成的資源浪費(fèi)，還延長(zhǎng)了工器具的使用壽命，降低了維護(hù)成本。

在采購(gòu)管理方面，系統(tǒng)根據(jù)性能評(píng)估的結(jié)果自動(dòng)生成需求清單，并與商城信息進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)了工器具采購(gòu)的自動(dòng)化和智能化。這一過(guò)程不僅縮短了采購(gòu)周期，還提高了采購(gòu)的準(zhǔn)確性和效率。

在使用管理方面，系統(tǒng)通過(guò)領(lǐng)用和歸還子模塊，實(shí)現(xiàn)了工器具的自助借還和自動(dòng)數(shù)據(jù)記錄。領(lǐng)用子模塊通過(guò)預(yù)設(shè)的身份驗(yàn)證技術(shù)，確保了工器具的準(zhǔn)確領(lǐng)用和使用信息的完整記錄。歸還子模塊則通過(guò)同樣的身份驗(yàn)證技術(shù)，確保了工器具的及時(shí)歸還和狀態(tài)的準(zhǔn)確更新。物資使用管理功能如圖3、圖4所示。

此外，系統(tǒng)還結(jié)合了檢修項(xiàng)目的實(shí)際進(jìn)度數(shù)據(jù)、項(xiàng)目數(shù)據(jù)和工器具配置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)檢修工期的智能規(guī)劃和資源的優(yōu)化分配。這不僅提高了檢修效率，還提升了資源的利用率，進(jìn)一步降低了運(yùn)營(yíng)成本。

綜上所述，水電站數(shù)字化工器具管理系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅解決了傳統(tǒng)管理方法中存在的問(wèn)題，還為水電站的檢修工器具管理提供了一種全新的解決方案。

3" " 結(jié)論

水電站數(shù)字化工器具管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了工具的全生命周期管理，包括采購(gòu)、使用到退役的每個(gè)環(huán)節(jié)，從而提高了管理效率和精確度。系統(tǒng)支持集中統(tǒng)一管理，能夠優(yōu)化資源配置，減少浪費(fèi)；并通過(guò)信息化使用管理，實(shí)現(xiàn)工具的自助借還和自動(dòng)數(shù)據(jù)記錄，提升了借還效率和使用便捷性；此外，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)統(tǒng)計(jì)和分析工器具性能和價(jià)值，為管理決策提供支持。通過(guò)規(guī)范化和精細(xì)化管理，系統(tǒng)顯著提升了管理水平，減少了管理人員數(shù)量和成本。光照發(fā)電廠通過(guò)該系統(tǒng)的實(shí)施在工器具管理方面取得了顯著成效，為同行業(yè)的其他企業(yè)的工器具管理提供了可供參考的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

[參考文獻(xiàn)]

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[3] 陳超，童可君，楊艷.一種基于電子標(biāo)簽技術(shù)的電力安全工具系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（4）：86-87.

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收稿日期：2024-10-18

作者簡(jiǎn)介：孔祥坤（1985—），男，貴州晴隆人，高級(jí)工程師，主要從事水電設(shè)備檢修及管理研究工作。