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摘要：本文對(duì)比了電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程（俗稱(chēng)“運(yùn)行”）監(jiān)控層（Monitoring and Control Level）和監(jiān)管層（Supervisory Level）兩者間發(fā)展過(guò)程的鮮明差距，分析了電廠監(jiān)管信息系統(tǒng)（Supervisory Information System，簡(jiǎn)稱(chēng)SIS）概念問(wèn)世后，實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程“監(jiān)管層”的誕生、希望和發(fā)展困境。筆者還對(duì)電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程“監(jiān)管層”發(fā)展方向大膽提出了兩大“猜想”，并指出，只有高層啟動(dòng)決策，才能完成電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控和監(jiān)管總體運(yùn)行組織的第二次革命。

關(guān)鍵詞：監(jiān)管信息系統(tǒng)（SIS）；監(jiān)控層；監(jiān)管層；運(yùn)行組織變革

Abstract: The article shows the bright difference in the developing process between control level and supervisory level of real-time process in power plant. The birth, wishes and dilemma of the supervisory level is also analyzed after the conception of supervisory information system came out in power plant. The authors provide two ideas about control level and supervisory level of real-time process in power plant, and point out that the second revolution of control and supervisory operation construction about real-time process in power plant would happen only when the high-level leaders the pay attention to it.

Keywords: Supervisory information system（SIS）; Monitoring and control level; Supervisory level; Operation revolution

1　前言

筆者在《分散控制正走向衰亡》^[1]一文中論述了電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控平臺(tái)正由分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）向智能控制系統(tǒng)（Intelligent ControlSystem）發(fā)展。本文則對(duì)電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程另一個(gè)爭(zhēng)議不斷的平臺(tái)——監(jiān)管（Supervisory）平臺(tái)及其監(jiān)管信息系統(tǒng)（Supervisory InformationSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)SIS）發(fā)展的困境、問(wèn)題的關(guān)鍵，以及發(fā)展“猜想”進(jìn)行探討。

2　電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行組織

眾所周知，電廠是流程工業(yè)（非離散工業(yè)）中對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)性要求很高的一類(lèi)。傳統(tǒng)上，電廠將實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行組織分為兩個(gè)層級(jí)：

第一層：監(jiān)視和控制層（簡(jiǎn)稱(chēng)：監(jiān)控層或控制層）

在該層級(jí)中，主要依靠運(yùn)行值班人員（技術(shù)工人或一般技術(shù)人員），借助監(jiān)控工具——監(jiān)控系統(tǒng)（例如DCS），晝夜不間斷的值班，監(jiān)視和控制實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程，確保其運(yùn)行安全、高效。

第二層：管理層

在該層級(jí)中，負(fù)責(zé)和參與實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程管理的人，包括廠里的運(yùn)行專(zhuān)工、生產(chǎn)總工和廠長(zhǎng)，上級(jí)運(yùn)行管理人員，以及外部高級(jí)技術(shù)專(zhuān)家等，他們是一批管理和技術(shù)水平相對(duì)較高、經(jīng)驗(yàn)較豐富的人員。但遺憾的是，長(zhǎng)期以來(lái)他們借助的工具和工作方式一直非常落后，主要依靠運(yùn)行日志、報(bào)表、記錄曲線、一線監(jiān)控人員的口頭報(bào)告以及偶爾到控制室視察和會(huì)議討論等。因此，他們介入實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程的方式是非實(shí)時(shí)的，僅根據(jù)間斷性長(zhǎng)、殘缺不全、甚至誤導(dǎo)的信息，組織相關(guān)人員研究提出解決方案，指導(dǎo)一線監(jiān)控人員在線運(yùn)行處理或停運(yùn)檢修，效率低下，效果嚴(yán)重受限。正是由于條件限制，人們無(wú)法對(duì)他們提出更高的要求。

3　實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控層和管理層發(fā)展的鮮明對(duì)比

眾所周知，實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控層的發(fā)展異常迅速。幾十年來(lái)監(jiān)控工具不斷進(jìn)步，到20世紀(jì)八九十年代，我國(guó)電廠緊跟國(guó)際發(fā)展進(jìn)入數(shù)字化和信息化階段。同時(shí)可喜的是，監(jiān)控層的運(yùn)行組織，包括控制方式的變革，雖也遭遇激烈的爭(zhēng)論，但其變革仍異常迅速。例如，機(jī)組控制方式，從“就地控制”、“機(jī)爐分別控制”、“機(jī)爐集中控制”迅速發(fā)展到機(jī)爐電統(tǒng)一的“單元集中控制”；而全廠眾多的輔助車(chē)間，也在1997年電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院提出2000年示范電廠概念后，迅速?gòu)摹胺稚⒕偷乜刂啤卑l(fā)展到“煤灰水分別集中控制”和“全廠輔助車(chē)間集中控制”。運(yùn)行組織的適時(shí)變革，又充分發(fā)揮了現(xiàn)代監(jiān)控工具進(jìn)步的作用，極大提高了電廠安全經(jīng)濟(jì)效益。

與電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控層的監(jiān)控工具和監(jiān)控運(yùn)行組織蓬勃發(fā)展形成明顯對(duì)比，電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程管理層的工具和運(yùn)行組織正如前面所說(shuō)，長(zhǎng)期一直沿用與非實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程（檢修、財(cái)務(wù)等）相似的管理方式，停滯不前，十分落后。人是生產(chǎn)力中最活躍的要素，恰恰因?yàn)檫@種落后導(dǎo)致管理層大批高級(jí)人員的潛能沒(méi)有充分發(fā)揮。

4　實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程“監(jiān)管層”的誕生、希望及其發(fā)展困境

1997年，電廠監(jiān)管信息系統(tǒng)（SIS）概念問(wèn)世，歷經(jīng)五年開(kāi)發(fā)、試點(diǎn)以及首部標(biāo)準(zhǔn)頒布，期間雖爭(zhēng)論不斷，但SIS終成電廠標(biāo)配，而且開(kāi)始向更高層級(jí)發(fā)展。這是電廠歷史上又一次重大變革的開(kāi)始，它標(biāo)志著電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程管理也跨入了應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)的一個(gè)新時(shí)代。同時(shí)，這也標(biāo)志著電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程與非實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程（檢修、財(cái)務(wù)等）采用同類(lèi)“管理（Manage）”模式的時(shí)代應(yīng)該結(jié)束，探索進(jìn)入與實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程相匹配的“監(jiān)管（Supervisory）”模式時(shí)代的變革正式開(kāi)啟。

SIS發(fā)展初期階段，雖其功能和性能需要不斷發(fā)展和完善，但已經(jīng)可以為上層領(lǐng)導(dǎo)和高級(jí)專(zhuān)業(yè)人員提供大量有用信息。無(wú)數(shù)事例證明，即使在那個(gè)年代只要認(rèn)真關(guān)注和應(yīng)用這些信息，對(duì)提高電廠監(jiān)管水平就能發(fā)揮明顯的作用。有理由相信，隨著智能算法和數(shù)據(jù)挖掘等當(dāng)前正在迅猛發(fā)展的技術(shù)融入，它必將為實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)管提供更加豐富和智能的信息。但是，SIS系統(tǒng)畢竟是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，只有通過(guò)人的有效介入才能形成閉環(huán)，并產(chǎn)生效益。因此，除了SIS系統(tǒng)技術(shù)本身發(fā)展完善外（如智能算法和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用），著重研究人如何有效參與和介入也成了決定SIS成敗的一個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)。

但遺憾的是，長(zhǎng)期以來(lái)由于基本上仍然沿用過(guò)去傳統(tǒng)的管理方式，其結(jié)果正如有人所言“大數(shù)據(jù)躺在那兒睡覺(jué)”，“SIS高級(jí)應(yīng)用功能，沒(méi)有發(fā)揮作用”……于是質(zhì)疑 “SIS差強(qiáng)人意，是否要繼續(xù)投入大量國(guó)家資源”，這是相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)SIS發(fā)展的困境所在。那么人們不禁要問(wèn)電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)管的運(yùn)行組織變革為什么如此困難呢？筆者認(rèn)為，除了傳統(tǒng)觀念的束縛以及由此帶來(lái)惰性外（需知傳統(tǒng)的管理模式已有百年以上歷史），還涉及到高層運(yùn)行組織的變革問(wèn)題，需要高層研討和決策。當(dāng)前電力行業(yè)中沒(méi)有一個(gè)行業(yè)機(jī)構(gòu)，打破電力集團(tuán)界線，集中全國(guó)專(zhuān)家在全國(guó)范圍內(nèi)研討和交流這樣的運(yùn)行組織問(wèn)題，各自分散的研討必然事倍功半，這就是問(wèn)題的癥結(jié)所在。

5　電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)管層發(fā)展“猜想”

本文不準(zhǔn)備對(duì)發(fā)電企業(yè)各級(jí)SIS技術(shù)方面的發(fā)展進(jìn)行討論，僅僅集中在探討作者認(rèn)為當(dāng)前更為關(guān)鍵的監(jiān)管層的運(yùn)行組織問(wèn)題，并對(duì)此拋磚引玉，從宏觀高度提出兩大“猜想”。

猜想一：多級(jí)監(jiān)管模式的形成，以及監(jiān)控和監(jiān)管間界線的上移

2014年筆者在《積極推動(dòng)電廠控制方式的第二次變革》^[2]一文中，曾明確指出，隨著SIS技術(shù)的發(fā)展和推廣，電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行組織方式將發(fā)生變革，一個(gè)多級(jí)監(jiān)管模式將形成，并預(yù)測(cè)從單元集中控制（監(jiān)控）級(jí)向上發(fā)展，將根據(jù)各發(fā)電集團(tuán)自身特點(diǎn)，分別會(huì)形成廠級(jí)監(jiān)管中心、集團(tuán)（或分區(qū)）監(jiān)管中心和集團(tuán)科研級(jí)監(jiān)管中心等。目前，各集團(tuán)在這方面的建設(shè)程度不同但有加快的跡象。

筆者在本文中進(jìn)一步預(yù)測(cè)，隨著監(jiān)控和監(jiān)管技術(shù)的發(fā)展，智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用和自動(dòng)化程度的提高，監(jiān)控和監(jiān)管間界線上移的條件逐步具備，界線上移必將再一次發(fā)生，電廠的控制方式將由采用了半個(gè)多世紀(jì)的單元集中控制方式逐步上移進(jìn)入到全廠集中控制方式。即全廠建設(shè)一個(gè)控制室，配置1~2個(gè)正、副主值班人員，若干單元輔值班人員。為此，當(dāng)前應(yīng)在新建項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)開(kāi)始著手，早做統(tǒng)籌安排，積極開(kāi)展試點(diǎn)工作，取得經(jīng)驗(yàn)，加快推廣應(yīng)用。

猜想二：高級(jí)值班制將滲入監(jiān)管層

根據(jù)傳統(tǒng)習(xí)慣和客觀條件，實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控（控制）中心始終采用24小時(shí)不間斷的運(yùn)行值班制，而實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程管理則采用定期或不定期的“檢查、報(bào)告制方式”，顯然這大大限制了對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程安全高效運(yùn)行作用的發(fā)揮。實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)管信息系統(tǒng)出現(xiàn)后，已經(jīng)為擺脫傳統(tǒng)的低效落后的“檢查、報(bào)告制方式”創(chuàng)造了客觀技術(shù)手段和監(jiān)管工具。但是，相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，傳統(tǒng)習(xí)慣依然束縛著人們的思想，“監(jiān)管層”仍然延用過(guò)去“檢查、報(bào)告制”的管理模式。經(jīng)歷一段時(shí)間后，雖然也開(kāi)始在高層設(shè)立了“監(jiān)管中心”、“診斷中心”之類(lèi)名稱(chēng)的機(jī)構(gòu)，但大多以監(jiān)控信息系統(tǒng)本身維護(hù)開(kāi)發(fā)技術(shù)的專(zhuān)家為主（這好比單元機(jī)組值班以DCS專(zhuān)家為主），雖然有的也配置了少量的實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行專(zhuān)家，但其工作內(nèi)容和方式仍然沒(méi)有完全擺脫“檢查、報(bào)告制”的工作方式。筆者認(rèn)為，監(jiān)管層（監(jiān)管中心）的運(yùn)行組織應(yīng)當(dāng)徹底擺脫“檢查、報(bào)告制”模式，實(shí)施“高級(jí)值班制”模式，強(qiáng)化高級(jí)人員與過(guò)程的密切關(guān)系，適度提高實(shí)時(shí)性。當(dāng)然，監(jiān)管層（監(jiān)管中心）的“高級(jí)值班制”，也不同于單元控制的一般值班制，它應(yīng)由精通實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程的高級(jí)管理和技術(shù)人員進(jìn)行值班管理，并以他們?yōu)楹诵模瑧{借信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為支撐，組成一個(gè)完整的實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程分級(jí)管理體系。

監(jiān)管層（監(jiān)管中心）實(shí)施“高級(jí)值班制”運(yùn)行組織模式是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及一系列傳統(tǒng)管理方式的變革，涉及人員的特殊要求和培訓(xùn)，涉及高級(jí)監(jiān)管人員和運(yùn)行控制人員的職責(zé)分工和協(xié)調(diào)，以及總體指揮協(xié)調(diào)體系的建立等，這一系列問(wèn)題尚需要我們?nèi)ヒ粋€(gè)個(gè)研究落實(shí)。

這種新管理體系的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）強(qiáng)化了高級(jí)運(yùn)行管理專(zhuān)家和數(shù)據(jù)的結(jié)合，憑借豐富的數(shù)據(jù)（包括智能加工的數(shù)據(jù)）及時(shí)發(fā)現(xiàn)和研究實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中潛在的、正在發(fā)生的或者已經(jīng)發(fā)生的問(wèn)題，根據(jù)確立的職責(zé)分工，借助信息互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)手段分別采取向上級(jí)管理部門(mén)報(bào)告、直接指揮事件處理、發(fā)布運(yùn)行指導(dǎo)意見(jiàn)等，并最終匯總每個(gè)事件的處理報(bào)告。

（2）形成了監(jiān)管信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的火車(chē)頭。由于這批高級(jí)人員與監(jiān)管信息系統(tǒng)長(zhǎng)期密切結(jié)合，深知實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)管系統(tǒng)發(fā)展方向和具體需求，他們與監(jiān)管信息系統(tǒng)技術(shù)專(zhuān)家相結(jié)合，必定為監(jiān)管系統(tǒng)的高速發(fā)展注入生命力。

6　加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，迎接實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行組織第二次革命

眾所周知，電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行組織具有深遠(yuǎn)意義的第一次變革是單元集中控制（監(jiān)控）方式的確立及其監(jiān)控工具——DCS的發(fā)展。筆者預(yù)測(cè)，電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程多級(jí)監(jiān)管方式和體系的產(chǎn)生及其監(jiān)管工具——SIS的發(fā)展，將是實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行組織另一次具有深遠(yuǎn)意義的革命。但是，筆者深知，電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行組織的這一次變革遠(yuǎn)比第一次變革困難得多，這是因?yàn)椋?/p>

（1）前無(wú)先例，無(wú)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)給我們借鑒和推動(dòng)，阻力和困難遠(yuǎn)比過(guò)去第一次變革大。

（2）涉及變革的層級(jí)較高。監(jiān)控方式變革只涉及單元機(jī)組（機(jī)爐電）運(yùn)行管理，其監(jiān)控工具只涉及熱控專(zhuān)業(yè)。而監(jiān)管方式的變革涉及到過(guò)去很少變革的高層次管理（監(jiān)管）及其相關(guān)人員，如電廠運(yùn)行專(zhuān)工、總工、生產(chǎn)廠長(zhǎng)，上級(jí)運(yùn)行管理人員、高級(jí)技術(shù)專(zhuān)家等的運(yùn)行組織，以及工作方式和習(xí)慣，而監(jiān)管工具不僅涉及高級(jí)熱控技術(shù)，還涉及高級(jí)信息技術(shù)（例如云技術(shù)、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)等）。

（3）到目前為止，全國(guó)電力行業(yè)機(jī)構(gòu)大都只研究技術(shù)問(wèn)題，幾乎沒(méi)有一個(gè)全國(guó)性行政機(jī)構(gòu)或行業(yè)組織以及相應(yīng)層級(jí)人員參與，對(duì)有關(guān)電廠監(jiān)管層級(jí)的運(yùn)行組織變革問(wèn)題，以及多級(jí)監(jiān)管系統(tǒng)的技術(shù)路線問(wèn)題進(jìn)行研討，更談不上修訂能引領(lǐng)技術(shù)革命的新標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，這是當(dāng)前令人失望的現(xiàn)狀。

綜上所述，電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行組織的這一次變革，需要高層推動(dòng)和組織，打破電力集團(tuán)界線，集中全國(guó)管理和技術(shù)專(zhuān)家開(kāi)展交流和研究，再根據(jù)各自具體情況，進(jìn)行頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)，才有可能沖破重重阻力，推進(jìn)電廠實(shí)時(shí)生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)行組織健康和高效向前發(fā)展。

7　后記

本文涉及的是電廠宏觀管理問(wèn)題，也只是提供了一些方向性建議。不過(guò)筆者希望能拋磚到玉，開(kāi)闊思路，引起多層次變革深入的探索。

參考文獻(xiàn)：

[1] 侯子良. 分散控制系統(tǒng)正走向衰亡[J]. 自動(dòng)化博覽, 2019，36,（3）.

[2] 侯子良. 積極推動(dòng)電廠控制方式的第二次變革[J]. 自動(dòng)化博覽 2014，31,（4）.

作者簡(jiǎn)介：

侯子良（1935-），男，上海人，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事電廠自動(dòng)化行業(yè)管理、標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)計(jì)及技術(shù)研究。

摘自《自動(dòng)化博覽》2019年7月刊