KKS编码和物资编码在太平驿MIS中的尝试
摘要:本文介绍了发电厂标识系统KKS是现代数字化电厂“全生命周期”的数字信息基础;设备KKS编码是电厂生产管理信息系统的基础数据库。太平驿水电厂自建的KKS编码及物资编码在MIS系统中的成功应用,具有首次尝试意义。
关键词:发电厂标识系统;KKS编码;数字化电厂;发电厂全生命周期;生产管理;信息系统
1 前言
随着信息时代的发展,在电力领域提出了“数字化电厂”的慨念。发达国家早在上世纪七十年代初,就开始研究电厂设备KKS编码并组织建立发电厂标识系统(Identification System for Power Plant)。1978年6月,欧洲VGB技术委员会在德国以手册的形式发布了KKS电厂标识系统第一版,1995年第四版正式出版后,它在欧洲的电力工业几乎无处不在,基本上形成了一套完整的发电厂(包括任何类型的电厂、变电站等电力行业)全生命周期的标识系统。它为建立数字化电厂奠定了基础,有成为一种国际标准的趋势。
我国电力行业有关部门和企业(包括中国华能集团)正积极在电厂设计、建设、设备制造、运行-维护-管理等的“发电厂全生命周期”过程中推行和使用发电厂标识系统 KKS编码,拟通过采标的方式,建立国家、行业标准化的发电厂标识系统。那时设计院生产的图纸、基建单位建设的发电厂(水工)建筑、制造厂商生产的设备及生产维护等过程都必须按标准进行编码,使电厂运行的所有设备、设施、系统带有数字信息。编码信息要作为产品重要的组成部分,产品的编码是建成数字化电厂的基本单元。
根据华能集团公司对太平驿水电公司的《关于太平驿水电公司〈信息化建设总体规划〉及〈生产管理信息系统(MIS)解决方案〉的批复和审查意见》中指出,要求太平驿MIS项目中采用规范的电厂标识系统,其中设备编码采用KKS。
太平驿水电厂在MIS系统开发中对设备编码和物质编码进行了有益的尝试。作为太平驿电厂生产管理信息系统支持的基础数据库――设备KKS编码、物资编码,经过半年多的探索和努力已由太平驿信息办开发完成,于2004年04月27日,已随太平驿管理信息系统的上线而成功运行。
设备KKS编码在太平驿管理信息系统中的建设和试用,是国内老水电厂进行信息化改造的必须。其采用目前国际上较为主流的的发电厂标识设系统KKS,过程中产生的问题和与国内水电的一些管理思想甚至规程的悖论,则是值得商讨的。
2 关于KKS电厂标识系统浅识
KKS电厂标识系统起源于德国,1970年由欧洲各大机构如SIEMENS公司等组成工作小组,于1978年6月,VGB(SOCIETY OF LARGE POWER STATION OPERTIONS)技术委员会在德国以手册的形式发布了第一版,当时就得到了电力工业的广泛采用。经过5年时间的实践,改正修订后的第二版于1983年发布。又经过5年时间的磨合,VGB技术委员会对先前的版本又进行了一次大的修改,于1988年公布了KKS编码的第三版。1992年2月~9月进行了三次修改,因为没有大的改动,所以没有变更版本,只是称为修订版。1995年第四版正式出版后,它在欧洲的电力工业几乎无处不在,以至控制系统的程序编码都直接引用了该编码,基本上形成了一套完整的发电厂(包括任何类型的电厂、变电站等电力行业)的标识系统。其应用范围包括工程规划、牌照签发、建造、验收、运行实验、记录、操作、维修、配件、缺陷统计、厂房会计、预算和成本控制等。
KKS 电厂标识系统是根据任务、类型和位置来标识任何类型电厂中的各个装置,装置的各个部分以及各个设备。所有关于规划、施工、运行和维护的工程规范都要使用它。为了满足额外的标识要求,可将KKS与其他标识系统组合起来,这就大大提高了整个标识系统的实用性。
KKS-Kraftwerk-Kennzeichensystem Identification System for Power Plants)电厂标识系统,遵循DIN(Deutsche Industrie-Norm)德国工业标准、IEC(International Electrotechnical Commission)国际电工技术协会、ISO(International Organisation for Standardisation)国际标准化组织等国际标准。目前KKS最新版本为1998年修订的第四版。我们目前使用的就是这个版本。
KKS电厂标识系统是一套能够从三个角度,即工艺过程相关识别、安装位置识别、地理位置识别分别描述设备特性的一种编码。通过这套编码能够解决设备在规划、申请执照、施工、运行及维护中的相关问题。并且KKS编码还可以和其他标识系统组合使用,以满足额外的标识要求,进一步提高整个标识系统的实用性。这种标识方法在创立初期就遵循以下的原则:
(1)满足各种类型电厂以及相关工艺使用统一的标识;
(2)有足够的容量和细节来标识所有系统、设备和建筑物;
(3)有足够的扩充容量以适应新技术的发展;
(4)规划、申请执照、施工、运行、维护和废物管理的标识要始终一致;
(5)机械、土建、电气和仪表热控各专业之间的适用性,并兼备根据工艺过程、安装地点和位置进行识别的能力;
(6)符合国家和国际的有关标准;
(7)非基于语言编码以确保在国际上可以使用;
(8)具备应用计算机进行处理的能力。
因此,KKS编码是通过一个编码来达到上述各项管理的目标。KKS编码是一个综合了很多特性、利用三个代码来描述一项设备的编码,即从工艺(过程)相关代码、安装地点代码、位置代码三个方面来详细地描述一项设备,以保证该项设备在工厂中具有唯一性的标识。每个代码均由四个分解层次组成,每个分解层次中每位代码均具有一定的含义,而这些含义都通过详细的规则进行了规定,因此,KKS编码具有很强的专业性,标准性,也具有较强的适用性。
3 建立水电厂KKS编码
(1)设备KKS编码对于太平驿水电厂MIS系统开发来说是一次尝试。由于KKS编码目前在华能水电系统中无一家使用,MIS开发中由电厂编码也不多见。华能岳阳电厂成功运行的EIIS系统采用的是CCC码(引进设备自带的编码);某水电厂BFS++系统中的四万条KKS编码并没有成功运行起来。但他们的实践给我们提供了宝贵的经验。太平驿参与设备KKS编码的人员没有经过专家培训,我们仅从二滩、集团公司、华能新锐公司收集到KKS编码的有关资料,并进行了研讨学习,特别是对于二滩的KKS编码进行了研究和剖析。在学习和消化的基础上,吸取他们成功经验及教训,寻找符合水电厂设备KKS编码的正确途径,进行了试验性工作。
(2)在我们编码的过程中进行了多次试验,也走过一些弯路。如开始时我们过多地强调KKS电厂标识系统的一些特征,初期设计出的太平驿KKS系统分类有不符合电厂实际的情况。经过和电厂生产部门的多次磋商和碰撞,我们抓住了水电厂KKS编码的关键,并制定KKS编码的方案和计划,使我们寻找到了符合水电厂KKS编码的实际方向和道路:
1)我们抓住KKS编码的核心“系统代码”,对电厂进行了既符合KKS电厂标识系统规则,又符合电厂实际的系统分类方法。
2)据岳阳和二滩的经验,在KKS码“整套装置(分解层次0)”上,我们将电厂设备划分为1、2、3、4(发变机组)和公用部分。鉴于水电 厂公用部分设备数量多且分散的特征,我们按地理位置将公用部分又划分为四部分(公用部分设备分布在23-70km范围内):
厂房公用部分 P(Plant’s Common Facilities)
厂部(映秀或都江堰管理区)M(Management center)
闸首部分 D(Dam’s Facilities)
开关站部分 S(Switchyard’s Facilities)
这样划分后缩小了检索范围,便于在MIS系统中进行设备的查找。
3)电厂信息办制定出合理的、符合实际情况的系统分类,并将系统分类表格下发到生产班组,让班组专业人员填写设备和部件的中文名称,再由信息办人员依据KKS索引进行统一的编码,力求达到编码的完整性、规则性和一致性。
4)我们执行了上述合理的分类原则和规则,设备编码能在MIS系统上形成条理清晰、层次分明、符合实际的设备树状结构。系统中设备的查询既能按树状结构层层展开查询,也能按名称类别模糊查询,效率较高。在使用过程中,可根据实际情况选择。
5)据我们所理解的KKS编码和水电厂应用实际需要,太平驿电厂的设备标识系统只做了工艺相关码(KKS_Process)。至于KKS的安装地点码(KKS_Point)和KKS位置码(KKS_Location),我们至今还没有理解到在电厂管理信息系统MIS中使用它的重要性和必要性,这是一个值得进一步探讨的问题。
6)太平驿KKS编码工作启动于2003年10月,信息办有6人参加(未计班组人员),历时5个月,目前生成设备编码共约2万条,已投入试运行的MIS系统中,运行情况良好。水电厂的KKS编码在太电厂的初步尝试仅仅走了第一步,还需要进一步地探索,并希望得到专家的指导性意见。MIS系统的一些模块功能的实现是需要KKS编码作为支持的,并对其有一定的要求;另外设备的KKS编码在MIS系统中是动态的,有一定的发展变化,需不断地做修正、补充、完善和维护工作。我们将对初步完成的KKS编码进行审核和收集相关的反馈意见,进一步做好完善和修正工作。
7)KKS编码基础上我们在MIS系统中建立了设备台帐,并同期完成了设备类型台帐的编码和技术参数模板定义工作。设备台帐是与设备类型台帐相关联的。如果说KKS编码建立了电厂全部设备的整体框架,以设备KKS码所建立的设备台帐树,则直观的提供了设备台帐各个级别间的层次关系,方便逐级查找。设备台帐可录入设备的具体技术参数值及其说明,其信息来源于设备类型台帐的技术参数模板。设备类型台帐为设备管理模块收集信息,提供了更广泛数据库支持。
8)设备类型台帐定义了设备台帐中使用到的各种设备类型的相关信息。设备类型树提供了直观的设备类型台帐各个级别间的层次关系,便于快速逐级查找设备类型,进而了解其技术参数、故障分析、备件等相关信息。设备类型台帐是与以KKS码编制的设备台帐相关联的,是一对多的关系。通过设备数据描述具体设备的技术参数,了解当前设备的原始信息情况。进一步能将设备的检修和缺陷情况与设备台帐相关联,了解当前设备运行的历史纪录,这样就更为直观和完整了。
4 物资编码系统的建立和编制
KKS标识系统是针对电厂设备的工艺过程,相关位置、安装地点等特征相关的编码。它难以被应用到需要表征物性特点的物质编码中。但KKS编码标识系统能与其他编码系统组合,这就大大提高了整个标识系统的实用性。太平驿MIS系统的物资编码采用什么样的编码系统呢?
4.1 太平驿MIS系统物资编码遵循标准的探索
一个编码体系至少应具有如下特性:
(1)有足够的容量和细节来标识所有系统、设备或物资。
(2)有足够的扩充容量以适应新技术的发展。
(3)非基于语言编码以确保在国际上可使用。
(4)具备应用计算机进行处理的能力。
在国内物资编码类型中难以找到完全满足上述要求的编码系统,只能另辟蹊径,走一条改良的道路。
4.2 太平驿MIS系统物资编码原则
《电力行业物资编码》(Power goods and materials code)虽然不能完全满足要求,但其物资内容是较完善的。太平驿物资编码的核心码采用了电力行业标准(DL/T 700 1~3―1999),同时在行业标准基础上,在部件级做了必要的扩展,形成了太平驿的物资编码体系。该编码方法具有新物资和同类物资的发展空间,易于物资增、删、改的管理。其规则如下:
4.2.1 物资分类
太平驿物资编码分成三类(符合电力行业标准): XXXXXXXX…/XX
第一类 材料产品(M:Material Products)
第二类 机电产品(E: Mechanical and Electrical Products)
第三类 备品配件(S: Spare Parts)
4.2.2 物资编码格式
在电力物资编码行标基础上进行了扩展的太平驿物资编码格式:
(1)编码格式:T P Y/XX/ 型号代码扩展 核心码 分类标识号 太平驿项目代码
(2)项目代码:“TPY”表示太平驿项目(Tai Ping Yi Subject)
(3)分类标识号:
“M0” 表示材料产品;
“EO” 表示机电产品;
“S0” 表示备品配件。
(4)核心码: 根据行标和索引的规定进行编码。凡是在索引内未规定的物资品名的型号代码暂以 “00”代替,并对其自行编码。
(5)型号代码扩展:由太平驿自行规定,共两位。凡是在索引内能查找到的标准物资品名型号代码,其后仍跟扩展代码,以“00”表示。
4.2.3 太平驿物资编码
除上述2中所描述的物资编码内容外,行标还规定了物资的明细代码。一般包括这类物资的品名、型号、参数等。电厂购买的物资难以获得明细代码的完整信息,目前电厂的物资管理未达到或不需要其中的某些信息,故太电物资编码省略了这些部分。
4.3 物资编码和KKS编码的关联
完成设备KKS编码和物资编码后,通过设备管理模块,可以通过一定方式实现设备和物资的关联。太平驿MIS系统所有功能模块开发上线后,我们还需做大量业务数据的搜集、整理和录入及基础数据库的修改、补充、完善的维护工作。
5 实际应用中的问题讨论
(1)根据我们所理解的电厂标识系统KKS和水电厂应用实际需要,太平驿的设备编码只做了工艺相关码(KKS_Process)的编制。至于KKS的安装地点码(KKS_Point)和KKS位置码(KKS_Location),我们至今还没有理解到老电厂使用它的重要性和必要性,这是一个值得进一步学习探讨的问题。
(2)设备KKS码反映生产设备固有比较稳定的信息。设备编码应全面且粗细适中,以满足设备管理的需求为限。国内某水电厂4万条KKS编码,包含了工艺相关码、安装地点码和KKS位置码,但最终被废弃了。是否设备KKS编码过细过多,或是MIS系统(BFS++)结构或软件自身的缺陷造成?其原因是值得研究的。
(3)我们在进行设备评级的模板定义时发现,按国内电力行业传统的设备分类方法(如国内设备评级缺“仪表与控制”类别;而KKS无“辅助设备”类别等),在以KKS编制的设备台帐中是难以准确定义。说明KKS编码的设备分类与国内传统分类方式存在一定的差异,其实质反映了KKS电厂标识系统至少在设备分类方面与中国电力行业标准、规程或习惯上存在差别。如何解决这个矛盾?假设国内电力行业把KKS作为发电厂设备的标识系统,反过来是否需要修改电力行标中的相关规定或行业长期定型思维呢?
(4)太平驿采用的物资编码和设备KKS编码是两个完全不同的编码体系,难以寻求其内在的关系。我们只得用手工方式做设备KKS编码和物资编码的关联。
6 结语
太平驿电厂是一个设计于80年代底,建设于90年代初的老电厂,从设计施工开始,电厂图纸、水工建筑物、设备及运行维护等都无数字信息化标识。太平驿在MIS系统中采用KKS电厂标识系统所做的设备编码仅仅是一种弥补性的工作,是由于太平驿生产管理信息系统进行设备信息化管理的需要,是一项“亡羊补牢”的工作。但它已告诉我们,电厂设备、物质编码在信息化管理过程中的重要性和必要性。
建立一个现代数字化水电厂,国家和电力行业要建立标准化的编码体系――发电厂标识系统,要在“发电厂的全生命周期”中推行使用。设计院规划设计的图纸,基建单位建设的(水工)建筑物,制造厂商生产的系统、设备及电厂建立的运行管理维护系统都必须按标准进行编码,具有编码信息。产品编码要作为产品重要的组成部分,它是建成信息化、数字化电厂的基本条件。
目前国际上如: Siemens、ABB、BBC等许多公司的产品都具有KKS编码。前不久国内东方电机厂生产出口巴基斯坦的机组被要求带有KKS编码,就是一个很好的例证。如果国家、电力行业作出有关产品信息化规定,不带编码信息的电力设备不是完整的产品(视为不合格产品),不能在市场上销售。这样将会极大地推动中国电力信息化的进程。
参考文献
[1]《Kraftwerk-Kennzeichensystem》1998(第四版)、欧洲VGB技术委员会颁布。
[2]《电力物资编码》(Power goods and materials code) 中华人民共和国电力行业标准(DL/T 700. 1~3―1999)。
作者简介:
周强焱(1947-),男,四川华能太平驿水电有限责任公司信息办主任,高级工程师,主任工程师,长期从事电力自动化系统规划、设计、开发和水电厂技术管理工作。
--中国科协 2004 年学术年会电力分会场暨中国电机工程学会 2004 年学术年会论文集
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