基于两化融合打造核电数字化建造多项目管理平台

2019-10-21任常春杨昱刘卫华陈月峰

现代信息科技 2019年21期

任常春杨昱刘卫华陈月峰

摘要：本文以中国核工业第五建设有限公司在信息化条件下所面临多项目标准化管理难题为背景，介绍了公司通过识别、策划和实施核电集群项目，集成管理能力打造出一个适应多项目协同工作、具备工业互联网特征的核电数字化建造多项目管理平台的过程。通过组织流程优化、数据开发利用、建立数字孪生等方法的应用，说明了两化融合是企业打造新型能力、提升核心竞争力的有效方法，也是确保公司核电数字化建造多项目管理平台顺利完成的关键成功因素。

关键词：两化融合;互联网+;核电施工;数字化建造

中图分类号：TP318;TP319 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）21-0093-05

Abstract：Based on the multi-project standardization management problem under the conditions of informatization，which faced by China Nuclear Industry Fifth Construction Co.，Ltd. In this paper through identifying，planning and implementing nuclear power cluster projects，the company has integrated management ability to build a nuclear power digital multi-project management platform that adapts to multi-project collaborative work and has the characteristics of industrial internet. Through the application of organizational process optimization，data development and utilization，and establishment of digital twin，it shows that the integration of informatization and industrialization is an effective method for enterprises to build new core competence，which also enhances the core success of the companys nuclear power construction multi-project management platform.

Keywords：integration of informatization and industrialization;internet plus;nuclear power construction;digital construction

0 引言

中國核工业第五建设有限公司（以下简称公司）是一家同时具备核电站核岛、常规岛施工总承包能力的公司，先后完成了国内多个核电站的建造。公司80年代末即开始推广核电项目信息化管理，在2010年建成核电站施工管理信息化辅助平台（CANPPE2），实现了核电施工全周期全要素流程化管理。目前，随着核电项目增多，公司急需将其升级以适应多项目协同工作，但在“物（物联网）、大（大数据）、互（互联网）、移（移动终端）、智（人工智能）”的发展形势面前，CANPPE2的升级面临严峻挑战：

（1）核电建设产业链上下游数据缺少实时打通、无法共享;

（2）公司在国内外多厂址、多堆型资源信息协调方面受到组织结构和业务流程等多方面的制约;

（3）随着BIM和智慧工地的兴起，公司所属的建筑行业整体信息化外部环境发生了重大变化;

（4）老的系统缺少管理者直接参与，缺少项目管理理论体系工业互联网思维的脱节。

如今，工业4.0等新理念正在重塑企业未来，在两化融合管理体系国家标准（GB/T 23000）正式发布后，越来越多的企业开始通过建立和运行两化融合管理体系来促进战略落地。在此背景下，公司决定开发实施一套全新的核电数字化建造多项目管理平台来替代CANPPE2，以达到集约化管控、规范化管理和标准化施工，提升公司的核心竞争力，也助力中国核电走出国门。这就需要对如何借助两化融合识别打造新型能力以获取可持续竞争优势加以研究，探索一套帮助企业充分利用“物、大、互、移、智”等新技术、有效实施“互联网+”战略的路径。

1 两化融合辅助打造新型能力的方法研究

1.1 新型能力和两化融合之间的关系

新型能力是企业为适应快速变化的环境进行能力改进以不断形成新的竞争优势的能力。两化融合是指信息化与工业化的融合发展。一般来说，企业肯定具备某些能力，只是由于内外部环境的变化使之显得不足，需要加以改进，重新赋予企业发展能力。而两化融合体系管理正是以新型能力打造为主线的，它为企业在信息化条件下打造新型能力提供了可靠路径。

1.2 两化融合管理体系标准及现状

目前可供企业执行的两化融合标准文件主要有下面三份[1-3]：

（1）GB/T 23000-2017《信息化和工业化融合管理体系基础和术语》;

（2）GB/T 23001-2017《信息化和工业化融合管理体系要求》;

（3）GB/T 23002-2017《信息化和工业化融合管理体系实施指南》。

两化融合体系有四大要素：数据、组织结构、业务流程和技术，而数据被定义为核心要素。图1完整地表达了该体系的基本框架[4]，主要包括三个循环：内部是要素循环，表示企业应当在数据驱动下不断调适组织结构、业务流程和技术，实现互动创新和持续优化;中间是管理循环，表示企业应当充分发挥领导的核心作用，通过PDCA循环推动新型能力螺旋式提升，可预期地获得可持续竞争优势;外层是战略循环，表示企业应当把两化融合理念融入公司战略，通过SWOT分析明确公司的可持续竞争优势需求，然后通过打造信息化环境下的新型能力来获得可持续竞争优势，促进战略落地。

自2017年6月7日正式发布两化融合体系国家标准以来，全国已有万余家企业开展了两化融合管理体系贯标，有1500余家企业通过了管理体系评定。同时，在工信部的网站上，有6万余家企业正在开展两化融合自评估、自诊断、自对标工作，形成了庞大的信息库。已有众多企业通过两化融合体系结合自身战略需求打造出了行业领先的新型能力。比如，上海三菱电梯打造了基于电梯物联网远程监视平台的主动服务能力，年均用户投诉从贯标前的31.7次下降到贯标后的16.3次，用户满意度从贯标前的88.7%上升到贯标后的91.9%。

1.3 信息化环境下新型能力打造方法

两化融合理论基础归纳起来就是通过在信息化环境下打造新型能力来获取与战略匹配的可持续竞争优势，所以说打造新型能力是主线，获得可持续竞争优势是目的[5，6]。标准明确指出了信息化环境下的新型能力的打造路径：

（1）通过对组织内外部环境进行SWOT分析确定匹配组织战略的可持续竞争优势需求;

（2）围绕可持续竞争优势需求确定需要打造的新型能力及其目标;

（3）对新型能力进行策划，以确定业务流程、组织结构、技术实现及数据开发利用等需求并提出支持保障计划等;

（4）根据策划的输入输出形成新型能力建设的实施方案;

（5）组织执行实施方案并进行动态控制。

中国两化融合服务联盟认为，企业成功打造新型能力的关键成功因素[5]包括以下方面：

（1）必须紧紧围绕公司战略，充分发挥战略循环对新型能力的识别作用;

（2）必须充分发挥领导的核心作用，因为组织变革、流程优化离不开最高管理者的决策、管理者代表的统筹以及企业各级领导的落实;

（3）必须始终围绕数据这一核心要素来梳理优化组织结构和业务流程以及推动技术应用。

目前，已经有多家企业在打造新型能力的过程中有效利用了两化融合方法论，取得了很好的效果。例如：青岛红领提出以数据的自动流动解决生产的不确定性和复杂性，通过对用户需求-订单信息-产品开发-工艺规划-生产制造-使用维护过程中所产生的数据进行自动采集、自动传输、自动成型、自动执行，不但提升了效率，而且更加贴近市场需求，成功打造了面向制造业服务化转型和面向大规模个性化定制生产管控的新型能力。

2 核电集群项目集成管理能力的打造

2.1 核电集群项目集成管理能力识别

公司在“十三五”规划中制订了“一个核心、两个转变、三个阶段、四类业务”战略发展蓝图。结合所面临的内外部形势，尤其是信息化、智能化的大趋势，通过SWOT分析，公司提出了以下五项与公司战略目标相匹配的可持续竞争优势。

（1）核电数字化建造优势需求。通过数字化建造进一步提升核电项目成本的精细化管控能力，使BIM数字孪生技术实现数字化移交可以为业主创造更大的价值，从而大幅提升客户满意度;

（2）多項目管控优势需求。要实现集约化、规范化、标准化地建造核电站群堆，必须建设一套集中部署、分布应用、资源共享的多项目群堆管理信息系统，才能实现项目的快速复制，实现规模降成本，标准强管理，达到降本增效的目的;

（3）经营决策分析优势需求。从战略出发制定经营计划，全面实时获取市场、工程、成本、财务等详细经营数据，充分利用互联网、大数据技术，辅助公司管理层实现数据分析和经营决策;

（4）投建一体化优势需求。提升公司融资能力，改变当前资金募集渠道单一的现状，充分发挥金融工具对工程建设业务的拉动效应，拓展细分领域，为公司增加新的增长点;

（5）全产业链综合服务优势需求。创造性地引入“投建营”产业链一体化模式，实现项目全周期、全产业链的综合服务能力。

同时，公司列出了核电集群项目集成管理能力、投建一体化协同管理能力等六项新型能力以获取到上述的可持续竞争优势。公司战略蓝图中的“一个核心”就是指以核工程、核军工业务为核心，但正如背景中指出的那样，公司如今在核电群堆建设和信息技术进步发展形势下面临严峻挑战，核心竞争力急需得到提升。因此，从重要性和紧迫性两方面衡量，公司提出将核电集群项目集成管理能力作为当下首要的新型能力，需优先进行打造，以期让核电建设领域重新获得稳定的可持续竞争优势，实现创新型跨越式发展。

图2描述了各项可持续竞争优势需求与所需新型能力之间的对应关系。

2.2 核电集群项目集成管理能力策划

公司因早已形成了完备复杂的核电项目管理制度，若重新梳理和优化，难度极大。为了达到预期的效果，由公司管理者组织，各部门负责人全面参与，对人、机、料、法、环等进行了全要素、全周期的检查和讨论，列出流程目录逐项优化，设计了管理层、作业层两层分离的新模式，从而减少管理层级，提高作业工效，在不同核电事业部和项目部实现了岗位标准化，并为适应不同堆型差异设置了动态调整机制。

其次，通过编制数据开发利用方案，对数据采集、更新共享、增长频率等技术进行了总结，提出以BIM模型导入、移动APP跟踪、IoT采集等信息集成化为源头，设计一次采集、全产业链共享的技术方案，确定了相应的能力打造目标：

（1）优化组织，简化流程，降本增效;

（2）施工过程可视化，通过碰撞检查、优化施工方案等实现工期优化;

（3）具备大数据处理能力，初步实现上下游协同，数据互联互通;

（4）降低返工率，提升质量安全管理技术水平，实现绿色施工;

（5）针对每个目标，定义可量化、可测量的绩效指标，例如采购周期缩短8%，同堆型工效提升10%等。

2.3 核电集群项目集成管理能力实施

根据建设要求，核电集群项目集成管理能力联合公司两化融合体系建立运行工作同步启动，发布《两化融合能力建设整体规划方案》《核电集群项目集成管理能力建设实施方案》用于指导工作的具体开展，其实施工作的核心是能力框架的载体——核电数字化建造多项目管理平台的建设。为了确保平台高质量如期完成，确定关键任务如下。

（1）组织和流程重构;

（2）ENPower（用于替代CANPPE2的软件）开发;

（3）移动施工APP开发;

（4）ENPower和BIM等其他子平台的集成。

在组织保障上，成立了以管理者代表为主要负责人的项目管理办公室，选拔了核电业务领域专家成立了专家组，建立了跨部门协调参与机制和项目例会制度;在沟通保障上，公司建设了专门的问题跟踪信息系统，在整个项目实施期间，该系统记录并解决了200多位使用者提交的1960个bug和改进需求;在设备保障上，公司建设了公有云和私有云相结合的具有资源调节能力的数据中心;在安全保障上，核心业务系统集成管理子平台（ENPower）按照二级等保要求设计开发运行。

通过以上建设措施，核电数字化建造多项目管理平台满足核电群堆多项目管控、上下游协同、数据互联互通需求，并在国内、国外两个核电建设项目中进行了试运行，使核电集群项目集成管理这一新型能力打造效果得到了验证。

3 研究成果

3.1 核電数字化建造多项目管理平台

核电数字化建造多项目管理平台是本次研究的重要成果。它的创新性、先进性表现在多项目管控、上下游协同、数据互联互通等诸多方面，其整体能力框架如图3所示：主要是由“ENPower”“焊客e家核电焊接技术众创”“核电移动施工管理”“核电建造过程可视化BIM管理”“核电建造设备集群运行监控”以及“核电建造智能检测与数据分析”等六个子平台构成。

（1）ENPower。该平台是一套基于B/S架构，具有IoT接入、海量数据和跨平台移动化等特点的信息系统。相对于其他子平台的聚焦功能，ENPower更加关注数据，包括多项目数据综合分析辅助决策、相同堆型基础数据复用、上下游数据共建共享等，各种业务引擎可轻松实现核电项目管理的能力平移和核心竞争力的螺旋式上升;

（2）移动施工子平台。该平台是移动端APP与ENPower深度融合，供一线作业人员和其他参建单位（如监理、业主）现场使用，实现对施工日志、安全、质量、物项等数据的实时采集;

（3）设备集群运行监控子平台。该平台基于物联网（IoT）技术的工业数据实时采集处理，是两化融合的典范，通过将核电现场设备运行参数和状态实时采集压缩发送到数据库，为精益施工提供大数据基础;

（4）可视化BIM子平台。用于核电站三维建模，与ENPower、APP等共同实现施工过程可视化和辅助实现数字化移交。BIM模型与ENPower数据相结合就构成了所谓数字孪生的概念。某核电站厂房实景与模型的对比如图4所示。

（5）智能检测与数据分析子平台。集成了核电主管道超声相控阵检测系统、X射线远程自动透照系统、实验室管理信息系统等，充分发挥工业设备自动化的优势，提高结构检测、理化实验、无损检测等数据采集工作的效率和准确性;

（6）焊客e家子平台。搭建面向社会的众创平台，通过整合内外部创新资源，实现多维度技术共享，解决核电多项目施工过程中工作地点多、设备人员分散、科研能力不足等问题。

核电数字化建造多项目管理平台借助于各子平台在“物、大、互、移、智”方面的技术实现，联合联结全球核电建造项目，纵向打通产业链数据通道，实现了大型核电建造的数据共享和资源整合，构建起“三维立体”、互联互通的协作平台，提升了我国核电建造行业的整体水平，助力中国核电走出国门。

3.2 建设成效

核电数字化建造多项目管理平台给公司战略落地提供了技术保障，助力公司通过新型能力螺旋形上升，满足公司不断变化的可持续竞争优势需求，具体表现如下：

（1）平台通过上下游协同管理、技术叠加，提升了公司在核电产业链中的竞争力，同时还获得了工业互联网产业联盟上海分联盟2018年度“工业互联网创新应用奖”;

（2）平台搭建了核电站的数字孪生平台，建立了设备运行大数据平台，实现了数据自动采集，大幅提高了现场工效;

（3）平台推动了焊接技术与智能设备制造、服务深度融合，实现核电建造信息与资源的共享，在满足核电集群建造的核心业务的同时也为公司在民用业务探索了新路径;

（4）平台在核电项目推广应用过程取得了实效。例如：在某核电项目部，通过实时监控和调配项目资源，通过BIM辅助施工方案优化，实现了生产效率提升10%，材料利用率提升10%，建造管理费用降低约5%。通过设备集群和焊客e家试点运行，设备维护费每年可节省14%，焊接设备资源、焊接技术研究投入成本下降30%左右。

4 结论

综上所述，通过本次核电数字化建造多项目管理平台建设与管理，可以得出以下结论：

（1）两化融合体系是核电市场围绕核心战略打造新型能力的有效方法[7];

（2）通过核电数字化建造多项目管理平台这一能力框架搭建，促进了公司核心竞争力，验证了公司两化融合管理体系运行是有效的;

（3）两化融合体系中通过有关组织结构与业务流程优化、技术实现、数据开发利用、匹配与规范化、运行控制、评测和改进等标准化程序，确保了核电数字化建造多项目管理平台的顺利完成。

参考文献：

[1] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.信息化和工业化融合管理体系基础和术语：GB/T 23000-2017 [S].北京：中国标准出版社，2017.

[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.信息化和工业化融合管理体系要求：GB/T 23001-2017 [S].北京：中国标准出版社，2017.

[3] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.信息化和工业化融合管理体系实施指南：GB/T 23002-2017 [S].北京：中国标准出版社，2017.

[4] 刘继承.“互联网+”时代的IT战略、架构与治理：传统企业信息化转型的顶层设计 [M].北京：机械工业出版社，2016.

[5] 李宁洁.互联网时代工业与信息化融合发展探讨 [J].现代工业经济和信息化，2018，8（15）：53-54+61.

[6] 杨位平，王玉峰.简析两化融合升级助推企业能源管理提升 [J].信息系统工程，2018（10）：59.