一种多码合一的数字化管理系统及方法与流程

本公开涉及一种多码合一的数字化管理系统及方法。
背景技术：
：本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
背景技术：
信息，不必然构成在先技术。随着我国工业信息化技术的迅速发展，针对火力发电厂设计、建设、运行各阶段的信息化技术日趋成熟。在电厂设计阶段，有基于三维的布置设计软件、基于数据的系统设计平台，以及基于数据集成的设计管理系统等；在建设阶段，各种信息化的采购管理，进度管理，文档管理，费控管理系统正逐渐取代传统管理手段；在电厂运营阶段，各发电集团公司对资产管理、生产管理、经营管理等信息化平台建设的重视程度越来越高，智慧智能、专家决策成为电厂信息化建设的最终目标。因此，在火电厂设计和建设过程中，针对不同的管理对象，采用了不同的信息化管理平台，平台内部采用编码对管理对象进行管理。设计平台采用对象编码对设备管道等设计对象进行定义标识，采购平台采用物资编码对设备材料等采购对象进行信息跟踪，施工平台采用任务编码对施工任务的进度资源进行合理调配，费控平台通过费控编码进行项目成本控制，运维平台则需要综合利用各阶段形成的编码以实现智能控制和智慧管理。由于设计、采购、施工、费控、运维分属不同专业不同部门不同单位，各平台数据相互孤立，不同平台间大量的数据传递工作需要人工手动完成，效率质量无法保证。但是，上述信息化系统平台均以火电厂全生命周期中的一个阶段为管理对象，各阶段无法有效共享利用其它阶段数据。建设单位根据设计院图纸进行建设信息化系统数据的输入，电厂运营方根据设计单位提供的图纸和建设单位提供的设备厂家资料等进行运维信息化数据的输入，效率低下且无法保证数据的一致性。因此，有必要研发一种能够打通火电厂设计、施工、运行各阶段数据的信息化技术，以避免各阶段数据的重复录入，提高项目的整体质量和效率。技术实现要素：本公开为了解决上述问题，提出了一种多码合一的数字化管理系统及方法，本公开针对火电厂设计采购施工运维各阶段信息化平台数据相互孤立的问题，通过集成对象编码、物资编码、任务编码、费用编码，形成多码合一的数字化电厂模型，从而保证贯穿项目全生命周期信息的无缝传递，为项目的数字化运维提供数据基础。根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：一种多码合一的数字化管理系统，包括：对象编码模块，被配置为采用kks编码体系标准，自动统一编码并标识图纸及现场的设备挂牌标识；费用编码模块，被配置为按照规定的计量单位和统计口径计算工程量，根据工程量上价计取各种费用和税金；物资编码模块，被配置为对各项目的物资进行一致编码；任务编码模块，被配置为根据进度计划生成的唯一任务标识编码，对设计模型进行结构调整，并赋予任务编码；模型构建模块，被配置为读取对象编码、物资编码、任务编码和费用编码模块的输出结果并集成，通过各编码模块依次完成项目设计、采购、建设和施工过程的资源分配与管理。作为进一步的限定，所述对象编码模块依据各个设备、部件及建(构)筑物对象的功能特性进行分类，给每个编码物理对象赋予唯一的代码记号。作为进一步的限定，所述对象编码模块中以四级编码方式，对管道类模型、设备类模型、土建类模型进行统一命名，实现三维模型对象与系统其它数据的相互关联，第一级为全厂标识，第二级为系统编码标识，第三极为设备单元编码标识，第四级为部件编码标识，每一级包括若干项目。作为进一步的限定，所述物资编码模块对所有项目的物资进行统计，进而进行分类，不同类型的物资研究配置不同的编码规则。作为进一步的限定，所述任务编码模块根据进度计划生成的唯一任务标识编码，对设计模型进行结构调整，并赋予任务编码，通过在三维设计平台开发带任务编码的模型批量导出接口，导出带任务编码的三维数字化模型。作为进一步的限定，所述任务编码模块在模拟过程中读取施工进度计划表，自动创建任务和模型动态链接，完成现场施工的安装以及拆装模拟过程，将进度计划、三维模型和场地布置的施工要素有机结合，按照计划进度动态模拟施工过程，实现对施工过程的交互式可视化呈现。作为进一步的限定，所述费用编码模块，利用pdms软件自动提取预算工程量。作为进一步的限定，所述费用编码模块，以三维模型为数据集成的载体，预算编码通过唯一的身份编码与数字化三维模型关联，将技经概算和预算编码赋予对应的pdms模型，根据计量单位或模型的类型选择计算公式并自动提取模型属性进行工程量的计算和统计，输出工程量报表。一种多码合一的数字化管理方法，通过集成电厂对象编码、物资编码、任务编码和费用编码，实现电厂设计、建设与运维各阶段数据的无缝传递，在项目建设过程中通过集成物资编码的数字化模型直接获取设备管道的设计参数及材料需求，直接进行物资采购；通过设计集成施工任务编码的数字化模型直接进行施工进度计划和资源分配；直接利用集成费控编码的数字化模型获取准确的费用信息。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开能够打通火电厂设计、施工、运行各阶段数据的信息化技术，通过多码合一数字化设计技术，所有的项目建设管理平台均可以从同一个源头直接获取需要的数据，无需二次输入，可有效避免二次输入引起的错漏，保证数据的准确性，避免各阶段数据的重复录入，使火电项目管理各阶段信息化平台数据互通，并为电厂数字化运维提供了必要前提，有效提升了电力行业的信息化水平，提高项目的整体质量和效率；本公开通过研发集成工程对象编码，设备材料编码，施工任务编码，财务统计编码的多码合一数字化设计技术，将编码贯穿于设计、采购、施工、费控整个项目建设的全生命周期，提高了项目质量和效率，为项目的数字化运维提供了数据基础。本公开采用多码合一数字化设计技术，不同专业的项目管理人员可直接通过编码进行数据的计算机检索查询。物资采购人员可以通过物资编码检索跟踪材料信息，施工管理人员可以通过任务编码查询工作包工程量，费控管理人员可以通过费用编码查询技经数据。电厂各阶段管理对象所需数据全部采用基于编码的计算机智能检索技术，可显著提高数据查询效率；本公开的多码合一数字化设计技术的应用，有利于形成低消耗、可循环的产业结构和生产方式。多码合一数字化设计技术以降低项目成本为根本目标，而成本的降低是低消耗、可循环的良性产业结构和生产方式的基本要求。通过信息化的手段，规范化的流程，可大大降低项目成本，从而推动低消耗生产方式的形成。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1是本公开的对象编码的模板；图2是本公开的费控流程图；具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
技术领域：
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。在火电厂设计和建设过程中，针对不同的管理对象，采用了不同的信息化管理平台，平台内部采用编码对管理对象进行管理。设计平台采用对象编码对设备管道等设计对象进行定义标识，采购平台采用物资编码对设备材料等采购对象进行信息跟踪，施工平台采用任务编码对施工任务的进度资源进行合理调配，费控平台通过费控编码进行项目成本控制，运维平台则需要综合利用各阶段形成的编码以实现智能控制和智慧管理。由于设计、采购、施工、费控、运维分属不同专业不同部门不同单位，各平台数据相互孤立，不同平台间大量的数据传递工作需要人工手动完成，效率质量无法保证。本课题将针对火电厂设计采购施工运维各阶段信息化平台数据相互孤立的问题，通过集成对象编码、物资编码、任务编码、费用编码，形成多码合一的数字化电厂模型，从而保证贯穿项目全生命周期信息的无缝传递，为项目的数字化运维提供数据基础。本公开通过集成对象编码、物资编码、任务编码、费用编码，形成多码合一的数字化电厂模型，是多码合一数字化设计技术的基本原理。在电厂的规划设计、建设施工、启动调试，以及投产后的运行维护及生产管理的各个阶段中，会产生大量涉及到电厂内众多的系统、设备、部件，以及建(构)筑物等的信息，为保证信息便于计算机处理，准确地被各方理解和交流，每一个被标识对象的标识应符合全厂唯一的原则，并可从标识追溯其功能、逻辑位置、物理位置。三维数字设计以三维模型为数据集成的载体，所有模型通过唯一的身份编码进行关联，数字化的三维模型结构、编码是三维数字化实施的基础。电厂建设各方与业主或运营方共享工程信息，确保在电厂建设和运行维护过程中的信息的可识性和共享性，提高电厂的数字化管理和安全运行水平。对象编码标准目前，在国内火电项目设计过程和运行管理中，普遍采用kks电厂标识编码体系对电厂的系统、设备、部件及建(构)筑物对象进行编码。该体系依据其功能特性进行分类，通过制定编码规则给每个编码物理对象赋予唯一的代码记号。本课题采用kks编码体系标准，要求统一编码并标识图纸及现场的设备挂牌标识。同时可以在各种电厂信息管理系统(如mis、eam、sis、dcs等)中继承使用。对象编码范围及深度为实现三维模型与其它类型数据的有效集成，本实施例研究开发了一套满足数字设计要求的三维模型结构，主要对管道类模型、设备类模型、土建类模型进行了层次、编码命名的统一规范，实现了三维模型对象与系统其它数据的相互关联。1)工艺管道模型编码依据工艺专业系统图对管道进行编码的添加，根据模型层次分别对pipe层和branch层进行编码。三维模型中阀门、装置单独命名为与系统图对应的编码。2)工艺设备模型编码相同功能的设备可以使用并列的子系统码区分编制，同子系统内部并列设备可以使用设备级编码序号第二位区分。管嘴的编码命名方式为：设备kks编码+mr+顺序号。3)土建构筑物模型编码设计范围内涉及的独立构筑物均应具有编码。对于按标高分层建立模型的构筑物，按照标高代码进行标识。按照实际项目需求细化到房间编码，采用设备组“r+序号”的方式表示，房间可以是有形的房间，也可以是为设计方便指定的虚拟房间。4)电控专业模型编码电缆桥架编码采用构筑物编码为系统码，以“qj”为设备码，再加顺序号。厂区电缆桥架根据编码规则构筑物部分的规定进行编制。厂区电缆沟道作为构筑物进行编码。在三维平台中开发了系统区域编码数据库，在工艺系统设计过程中，可直接选用平台内预设系统编码为设计对象命名，同时开发统一命名规则，平台自动按照统一编码规则为设计对象进行编码，保证了编码的合理性和唯一性。以管线号为例，使用sysgrp记录前两段的kks信息，在管道属性中记录第三段kks信息，brnnn段内容由自动命名功能生成。工艺系统设计完成后，在三维布置设计平台可直接读取系统设计编码，批量创建布置设计数据编码层次，保证了编码的一致性。采用pdms三维布置设计平台进行项目设计，由于pdms无法对设计对象是否按照kks规范命名进行控制，因此仅依靠设计人员无法保证设计对象编码的规范和完整。为此本实施例进行了pdms平台的二次开发，在项目中增加对kks编码的控制，对管道、管件、设备、结构等模型按照编码规则进行命名控制，未按编码规则无法新建或修改模型，实现设计对象编码的可控。集成采购物资编码随着火电厂机组容量的增加及运行参数的提高，火电厂epc项目的物资种类及数量越来越多，物资管理的复杂性也随之提高。传统的项目物资管理采用表格作为数据存储传递的介质，材料请购、采购、运输、入库、出库、返料、退货、盘点各个阶段数据独立、分散，物资以描述作为标识依据。这种管理模式易造成物资标识混乱，信息化处理困难，管理效率及管理质量均无法满足大型工程项目的需求。通过物资编码作为物资标识，各项物资以数据的形式进行存储、传递，项目数据可跟踪，易检索，能有效解决变更、升版、同步等传统管理流程中的主要问题，成为提高项目管理质量及效率的必然手段。物资编码方案在以物资描述为标识依据的物资管理过程中，物资标识是在项目使用过程中为了适应工程设计系统与epc项目材料管理系统的应用要求，基于具体的范围和需求，由各专业随项目的需要，临时编制的，也有部分项目直接采用合作方或业主的物资标识。这种标识系统，无论从体系化、分类与属性的合理性、结构和范围的完整等方面，还是在数据维护与应用系统上,都存在着诸多问题。主要体现为统一性与系统性不足，没有形成公司级的物资标识体系，较为严重地影响着软件系统的集成应用和公司管理水平的进一步提升，很难在所有专业较好地实施物资管理流程。物资管理过程中的自动分类统计、提请购和形成定单时的自动打包等无法实现，更不能在工程项目中采用统一的物资标识，实现统一的物资管理，也就不能很好地满足建设方和业务的应用需求。为此，迫切需要建立工程建设物资编码体系。物资编码的目的为指导采购及现场管理，因此物资编码方案的指导依据即为满足采购及现场管理的需要，也就是物资编码要体现物资所有采购及现场管理过程中关注的属性。而不同类型物资所关注的属性及属性的具体内容差别较大，如设备类物资，其主要关注属性为分类、制造标准、规格参数等，对材料标准并不关注，而管道类材料则必须包括材料标准属性。再如管道类物资与结构类物资虽然关注属性差不多，但具体属性内容差别巨大，没有重叠交叉的属性值。因此，有必要根据物资属性将物资进行分类(表2)。表2物资分类物资分类方案确定后需要对不同类型的物资研究制订不同的编码规则方案。以管道类物资为例，由于国内火电设计普遍采用gd2000典型管道设计手册作为管道设计及采购依据，本课题研究的管道类物资编码主要针对gd2000管道物资。表3为gd2000典型管道设计手册所列物资清单。gd2000从设计的角度对火电厂管道类物资进行了大致分类，但从采购角度分析，该分类并不合适，表4从物资采购及物资编码的重要性角度对gd2000手册目录中物资进行了过滤重组。另外gd2000中流量测量装置、波纹补偿器及管道杂项组件多为非标件，数量少，现阶段暂不考虑。表3gd2000手册目录表4gd2000物资编码内容管子管件类的属性均为制造标准、材料标准、压力等级、连接形式等，而法兰附件不包括压力等级、连接形式等，且其制造标准及材料标准与管子管件类物资不在一个体系，因此表4将gd2000物资分为管子管件及法兰附件2大类，共计10小类。通过对各小类物资的属性分析，研究制订了gd2000物资编码规则，见表5～表7。表8为根据编码规则生成的物资编码示例。表5物资编码规则表表6管子管件类物资编码规则p_pip序号名称描述举例1group大类法兰2part小类钢制管法兰3p_system尺寸规范系列中国标准4p_dim_std尺寸规范gd20005p_rating压力等级pn1.66p_end_prep端面形式ff7p_mat_system材料标准系列中国8p_material材料gb711-209p_alias其它其它表7法兰附件类物资编码规则p_bolt在施工管理过程中，主要存在施工进度节点描述不够直观具体导致计划执行不力，施工吊装顺序组织不当导致窝工，以及设备材料到货状态与现场施工需求不一致三大难题。通过集成对象编码，物资编码，任务编码的数字化模型，可以实现施工进度可视化、施工吊装三维模拟、设备材料到货状态在线跟踪，有效解决施工管理三大难题。根据进度计划生成的唯一任务标识编码，对设计模型进行结构调整，并赋予任务编码。通过在三维设计平台开发带任务编码的模型批量导出接口，导出带任务编码的三维数字化模型。在模拟过程中通过多种连接方式读取施工进度计划表，自动创建任务和模型动态链接，完成现场施工的安装以及拆装模拟过程。将进度计划、三维模型、场地布置等施工要素有机结合，按照计划进度动态模拟施工过程，实现对施工过程的交互式可视化呈现。对于项目中包含的临时项目，如施工机具等将其安排为在特定的时间段、在特定位置出现和消失。设置基于时间的碰撞可以在整个项目建造期内对该碰撞进行自动检查。如果发生碰撞，记录碰撞发生的日期以及导致碰撞的事件。费控编制工作主要包括两大环节，一是按照规定的计量单位和统计口径计算工程量；二是为统计出的工程量上价并根据相关规定计取各种费用和税金。目前第一个环节的工作主要由技经人员根据已出版的设计图纸自行计算工程量，人工读图，手工计算；第二个环节的工作主要利用社会上已商品化的概预算管理软件进行上价、取费和报表输出。就目前情况而言，第一个环节的工作占整个预算编制工作的60％～70％的工作量。因此，利用pdms软件自动提取预算工程量极大提高编制工作效率和工程量数据的准确性。具体流程如图2所示。三维数字设计以三维模型为数据集成的载体，预算编码通过唯一的身份编码与数字化三维模型关联。为实现三维模型与预算编码的有效集成，课题组研究开发了一套满足数字设计要求的三维模型结构，主要对土建、管道、设备模型进行层次、编码命名的统一规范，实现了三维模型对象与预算编码的相互关联。按照规定的计量单位和统计口径提取和统计pdms模型的属性，进而计算工程量。具体包括：将技经概算和预算编码赋予对应的pdms模型，根据计量单位或模型的类型选择计算公式并自动提取模型属性进行工程量的计算和统计；最后，输出工程量报表供技经人员使用。综上，本公开通过集成电厂对象编码、物资编码、任务编码、费用编码等电厂各阶段管理对象编码形成多码合一的数字化模型，实现了电厂设计、建设、运维各阶段数据的无缝传递，在项目建设过程中，物资管理平台可通过集成物资编码的数字化模型直接获取设备管道的设计参数及材料需求，直接进行物资采购；施工管理平台可通过设计集成施工任务编码的数字化模型直接进行施工进度计划和资源分配；费用控制平台可以直接利用集成费控编码的数字化模型获取准确的费用信息。通过多码合一数字化设计技术，所有的项目建设管理平台均可以从同一个源头直接获取需要的数据，无需二次输入，可有效避免二次输入引起的错漏，保证数据的准确性。采用多码合一数字化设计技术，不同专业的项目管理人员可直接通过编码进行数据的计算机检索查询。物资采购人员可以通过物资编码检索跟踪材料信息，施工管理人员可以通过任务编码查询工作包工程量，费控管理人员可以通过费用编码查询技经数据。电厂各阶段管理对象所需数据全部采用基于编码的计算机智能检索技术，可显著提高数据查询效率。在电厂运营阶段，各发电集团公司对资产管理、生产管理、经营管理等信息化平台建设的重视程度越来越高，智慧智能、专家决策正逐渐替代传统管理手段成为大势所趋。本公开通过建立完整的多码合一数字化电厂模型，可为电厂的智慧智能信息化发展，为电厂的数字化运维提供了必要的数据基础。采用多码合一的数字化设计技术，避免了传统项目管理过程中信息传递不准确、不及时、不统一的问题，提高了项目管理的质量及效率，控制了项目成本，从而提升了企业竞争力。以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。当前第1页12