基于全壽命周期的火電工程建設管理研究

張曉魯

(中國電力投資集團公司，北京 100033)

基于全壽命周期的火電工程建設管理研究

張曉魯

(中國電力投資集團公司，北京 100033)

針對火電工程建設具有很強的復雜性和特殊性，將全壽命周期理論應用于火電工程建設的控制和管理領域，建立了集火電工程建設的質量、進度、投資和安全為一體的集成控制概念模型和管理組織模式，論述了火電工程建設過程集成控制流程，并搭建了全壽命周期管理下的火電工程建設信息管理平臺。工程應用實例表明，所提出的理論和搭建的平臺能有效地提高火電工程建設管理水平，為火電工程建設的控制與管理提供理論與技術支持。

全壽命周期;集成控制;建設管理;信息管理平臺;火電工程

1 前言

火力發電工程建設過程是一個由勘探設計、土建施工、設備采購和安裝調試所組成的十分復雜龐大的系統，具有先進技術密集、施工工藝復雜、建設工期長、投資規模大、露天施工及高空作業多等特點［1］，建設管理與決策難度大。有效地提高火電工程建設過程控制和管理水平對于充分發揮項目全壽命周期的綜合效益具有十分重要的意義。如何才能做到對火電工程建設全過程的多目標的綜合集成控制與優化是擺在火電工程建設者面前的關鍵技術問題，全壽命周期管理理論為研究解決這一問題提供了有效的途徑。

基于全壽命周期理論的項目建設控制與管理是國內外相關領域研究的熱點，并取得一些應用研究成果。例如，Dan等人將全壽命周期理論與可靠度理論相結合用于大型橋梁的成本控制分析中［2］;李忠民等人提出了武器裝備采辦的全壽命周期各階段風險識別方法的組合選擇方案，對武器裝備采取全壽命周期風險的系統管理進行了研究［3］;李楷等人設計了面向船體生命周期的結構信息集成模型，改進了船體結構的管理［4］;高宇波將全壽命周期理論應用于住宅系統工程中，提出可持續住宅的理論內涵和內容要求，建立了全壽命周期可持續住宅的評價模型［5］;Youngsoo等人利用贏得值模型對工程項目建設期內的進度和成本集成控制進行了一定的研究［6］。上述研究成果推動了全壽命周期管理與集成控制的理論與應用研究，但都有其各自的側重點，尤其是針對火電工程建設領域的研究成果則很少。

文章針對火電工程建設中存在的很強的復雜性和特殊性，將全壽命周期理論應用于火電工程建設的控制和管理領域，建立了集火電工程建設的質量、進度、投資和安全為一體的集成控制概念模型，詳細論述了火電工程建設過程集成控制的管理組織模式和流程，并搭建了全壽命周期管理下的火電工程建設信息管理平臺，為火電工程建設的控制與管理提供了理論與技術支持。

2 全壽命周期管理與火電工程建設

現行火電項目的常規管理方法注重強調階段的劃分和順序性，對于項目規劃、可研、設計、建設、營運等各個階段，根據階段配置不同的項目管理組織模式進行管理和實施，各階段管理者主要關注本階段的目標和需解決的問題，著眼于階段性目標和眼前利益，往往只能達到局部優化和階段最優，缺乏對各個階段管理目標的有效協調，對項目總體利益缺乏統籌思考和追求，造成項目整體優化方面的不足。

在火電工程建設管理中推行全壽命周期管理理念，就是要從根本上轉變傳統的管理模式，一方面保證運行階段的要求在規劃設計過程中得到充分考慮，有助于從源頭提高設備和系統的可靠性，大大減少設計和建造階段失誤所造成的設備隱患，另一方面通過在項目規劃、立項、設計和設備招投標等決策環節通盤考慮建設和運行維護需求，以實現項目全壽命周期費用最優為目標，尋求一次投入與運行維護費用二者之間的最佳結合，徹底改變割裂兩者關系、片面追求項目一次投資最低的做法，實現項目全壽命周期各個階段的有機銜接，實現火電項目全壽命周期內效率的最大化和成本的最小化，努力提高火電工程建設管理水平。

3 基于全壽命周期的火電工程建設集成控制管理模式

3.1 集成控制必要性分析

在火電工程項目建設過程中，對質量、進度、投資和安全這四大要素的控制是工程項目管理的核心，直接決定了火電機組能否按期達標投產以及在投產后能否做到安全、穩定、經濟運行，同時，直接影響著火電建設項目全壽命周期的綜合效益。在全壽命周期內對這四大要素的控制過程中，安全是基礎，質量是生命，進度是執行力，投資是競爭力。其中，在安全控制過程中要充分考慮結構和設備的長周期安全，在設計階段就要采取調整設計裕度，優化系統性、功能性設計的措施來保障運行期的設備維護檢修安全;在質量控制過程中要抓住影響機組長期質量的關鍵點，根據在役機組的實際運行維護狀況，結合不同地域的環境要求和不同類型機組的特點，對設備、單位工程按重要程度確定不同的質量等級要求，確定不同的質量驗收標準，確定不同的質量控制手段;在進度控制過程中要注重對全壽命周期質量影響的考慮，合理確定施工工期，統籌確定項目開工時間、里程碑式關鍵進度節點時間等;在投資控制過程中要站在項目全壽命周期的角度，充分運用價值工程理念，在保證實現項目所需功能的基礎上，綜合考慮建設費用和運營費用的關系，實現全壽命周期的效益最大化。

然而，在實際的火電項目建設過程中，質量、進度、投資和安全等各要素之間是相互聯系、相互影響的，其影響關系如表1所示。對這四大要素的控制也不是孤立的，而是相互作用的，有時甚至是相互矛盾的。比如當建設項目進度滯后時，為了保證項目能夠按照預期進度計劃實施，需要采取一定的工程措施進行趕工以加快建設進度，但是這會帶來投資的增加，建設質量也有可能會隨之而下降，甚至導致事故的發生。同時，為了能控制項目的投資不超出預算，必然要對項目建設的人力、物力等投入進行控制，而這也有可能會引起進度的拖延，質量的下降等情況發生。可見，火電項目建設過程中的質量、進度、投資和安全四大控制是緊密相關的，不能偏廢，必須統籌考慮，協調發展，在火電建設過程中施行有效地集成控制。

表1 火電工程建設質量、進度、投資和安全之間的影響關系Table 1 Influence relationship between quality，schedule，investment＆ safety

3.2 集成控制概念模型

火電工程建設項目投資大，周期長，其建設過程是一個復雜的動態過程。因此，對火電項目建設的質量、進度、投資和安全四大控制也是動態變化的。通過對四大控制的動態集成分析可以建立火電工程建設集成管理概念模型，如圖1所示。在該模型中，通過對工程建設期間的四大控制的耦合協調分析與優化把對建設項目的控制集合成一個有機的整體，以建設項目的綜合效益最大化為控制目標，從而尋求整體達到最優。對各項控制耦合協調分析與優化后將利于整體效益最大的相應工程措施再反饋到各項控制當中，從而實現對火電項目建設過程的動態集成控制與分析。

圖1 火電工程建設集成管理概念模型Fig.1 The concept model of integrated control on thermal power project

3.3 集成控制管理組織

在火電項目建設過程中參與主體眾多，有投資方、設計方、設備供應方、施工方、監理方等，他們歸屬不同、利益不同甚至相互沖突。面對眾多的參建單位，面對相互影響的建設因素，必須實行集成化的管理組織模式才能統籌考慮、協調管理，才能實現在工程建設階段就著眼于全壽命周期最佳效益的策劃和實施。基于全壽命周期的火電工程項目建設集成控制管理組織模式如圖2所示。圖2中的“項目管理方”是集成控制管理的關鍵，項目管理方由專業化管理團隊組成，代表投資方以全壽命周期為視角，以全壽命成本效益最佳為出發點，吸收運行方和檢修方的思想和建議，深入分析建設與運行之間的關聯關系及建設期間的功能實現水平對運行期間性能水平的影響深度，統籌考慮質量、進度、投資和安全的權重調整，指揮協調設計單位、施工單位和調試單位的方案和活動。

圖2 基于全壽命周期的火電工程項目建設集成化管理組織模式Fig.2 The organization mode of integrated control based on life cycle

3.4 集成控制管理流程

火電工程項目集成控制是一個循環往復的過程，貫穿于火電工程建設全過程。其控制過程主要包括4個步驟:制定控制計劃及標準、實際控制成果分析、與計劃及標準比較分析和采取合理糾偏措施，控制流程如圖3所示。

圖3 火電工程建設集成控制流程Fig.3 The flow chart of integrated control on thermal power project

1)制定控制計劃及標準。根據火電建設項目的總體規劃方案，制定控制工作的計劃和標準。要從項目建設的質量、進度、投資和安全四個方面分別制定各自的計劃及目標，并針對這四個方面的控制目標細化成具體的控制指標，形成控制計劃及標準。

2)實際控制成果分析。在建設項目實施過程中，應該即時采集現場的質量、進度、投資和安全等信息，并對采集到的數據信息進行統計分析以便管理人員可以直觀、全面地掌握受控對象的實際控制狀態，從而對現場的實際控制成果有全面的了解。

由此可見，被害人故意做出虛假陳述的行為，一方面會對現有的有限的司法資源造成不必要的浪費，另一方面也使得正在進行的刑事偵查與審判活動受到極大的干擾，使得司法公正的實現更加履步維艱。因此采用科學的思維方法對被害人的陳述進行系統全面的審查是必不可少的,而證偽思維便是這樣的方法。

3)與計劃及標準比較分析。將質量、進度、投資和安全各項的實際控制分析成果與各自的計劃及標準進行對比分析，看是否有哪方面在控制過程中出現偏差。如出現偏差，要進一步分析該方面產生偏差的原因以及偏差的性質、程度、對其他方面的控制和整體效益帶來的影響等。

4)采取合理糾偏措施。通過比較分析后，對火電建設項目的質量、進度、投資和安全進行耦合協調分析與優化，采取合理的有針對性的糾偏措施，或重新修訂原有計劃及標準、以保證預期目標的順利實現。

4 火電工程建設信息管理平臺

4.1 信息管理平臺結構

為了能實現火電工程建設項目的全壽命周期管理，對項目建設全過程做到有效的集成控制與分析，搭建了全壽命周期下的火電工程建設信息管理平臺。該平臺以項目的投資方、管理方、監理方和承包商為用戶對象［9］，在項目建設的全壽命周期內進行建設信息的采集、存儲、分析、更新和維護，以火電項目全奉命周期的綜合效益最大化為目標，輔助管理人員及時、準確、完整地獲取信息，從而做到對建設過程實時地控制與分析決策。

信息管理由外部數據層、應用邏輯層和功能服務層所構成，其總體結構如圖4所示。其中，外部數據層主要是提供常用的項目管理軟件如P3、MS office、Project等與平臺的數據接口，把項目建設過程中產生的數據信息導入到平臺當中;應用邏輯層則由相應的應用模塊和平臺的中心服務器組兩部分構成。其中，平臺的應用模塊包括工程項目管理的質量控制、進度控制、投資控制和安全控制四大核心控制模塊，以及設備管理、資料管理和行政綜合管理等輔助管理模塊。平臺的中心服務器組用來對平臺信息進行存儲、管理和發布，包括數據庫服務器、Web服務器和應用程序服務器;功能服務層則是面向用戶服務的人機交互層，用來實現用戶的各種功能需求，如成果報表的打印輸出、文檔資料的查詢分析、控制措施反饋分析以及公文郵件服務等。

圖4 信息管理平臺結構Fig.4 The general structure of the information platform

4.2 統一編碼體系構建

為了保證全壽命周期信息的統一及連續，必須建立在電廠生命周期內的統一編碼體系，如圖5所示，從而實現從基建到生產的無縫銜接。統一編碼體系不再是停留在相互割裂的基建或生產、運行、檢修等各個階段的獨立編碼體系，而是一個全廠、全生命周期的統一分類原則。它以電站的生產、經營等基本原素為索引，涵蓋了電站各個階段的所有實物和過程編碼。電廠統一編碼體系是一個多編碼并存、各類業務編碼互轉互譯的分類及過程管理，其最基本的組成是管理控制和技術轉換。該編碼體系由基本編碼和業務編碼兩大類組成，基本編碼由編碼主管單位按照管理體系強制推廣執行，而業務編碼則通過一定的邏輯關系，并通過技術手段進行關聯與轉換，從而實現多重業務編碼、多重分類原則，在電廠全生命周期內的互轉互譯和有效管理。

4.3 信息管理平臺實現

以統一的編碼體系、統一的數據庫平臺、統一的網絡結構、統一的管理平臺為基礎，形成一個以集團公司為核心，二級單位為橋梁以及三級單位為基本數據源的統一網絡結構，從而實現集團公司、二級單位、項目公司、管理公司、監理單位、設計工代、主要施工承包商之間的數據訪問和交流，以達到工程管理信息的交流和共享，提高工程建設管理工作效率，降低建設管理成本，同時平臺與生產MIS有接口，可以平滑過渡。工程現場搭建的局域網絡采用星型網絡結構，通過中心交換機與業主、監理和承包商的內部網絡中的普通交互機相聯結從而形成一個大的局域網絡，為現場建設過程的集成控制與分析搭建了一個信息管理平臺。另外把現場的中心交換機通過VPN的方式可以接入Internet網絡，便于遠程授權用戶登錄平臺進行相應的分析決策。

圖5 火電工程建設統一編碼體系Fig.5 Integrate code system of integrated control on thermal power project

5 工程應用實踐

上海漕涇電廠工程廠址位于上海市金山區漕涇鎮，工程建設規模為兩臺國產超超臨界燃煤百萬千瓦機組，同步建設鍋爐煙氣脫硫和脫硝裝置。工程計劃1#機組于2007年11月15日澆灌主廠房第一罐混凝土正式開工，2010年2月15日投產，2#機組2010年5月15日投產，工程動態總投資84.6億元人民幣。

漕涇電廠工程引入了全壽命周期管理的理念，以項目全壽命周期作為管理目標，搭建了基于全壽命周期管理的工程建設信息管理平臺，從工程前期規劃決策即投入使用，并隨著項目開工建設不斷地完善和升級，以工程的全壽命周期為中心，對項目建設過程中的投資、進度、質量和安全進行實時有效地集成控制，實現了工程四大控制的均衡與協調。

1)利用平臺采集到的即時進度信息與各個關鍵節點進度計劃進行比較分析，分析偏差產生原因，有效地對建設進度進行控制。1#機組實際投產時間為2010年1月12日，2#機組實際投產時間為2010年4月5日，比原計劃均提前了1個月的時間。利用關鍵路徑方法對項目的網絡進度計劃分析，從中可以得出項目建設過程有12個關鍵進度節點，分別是主廠房開挖、主廠房澆第一罐混凝土、鍋爐主鋼架吊裝、大板梁吊裝、汽機房封閉止水、鍋爐水壓試驗完成、廠用受電、汽機扣缸完成、鍋爐酸洗完成、點火沖管開始、機組并網發電和168 h試運行完成。2臺機組對應的各個關鍵節點的實際進度與計劃進度的對比分析如表2所示，其中，在各個節點上實際進度比原計劃進度提前的天數用正值表示，滯后的天數用負值來表示。

表2 關鍵節點的進度對比Table 2 The comparison of schedule on key nodes

2)利用工程建設信息管理平臺，在工程的前期階段就對工程的建筑安裝費用、設備采購費用等進行了盤點，有效分析了工程的總體造價，挖掘工程全壽命周期管理的切入點。為實現工程全壽命管理目標，對工程的初步設計進行了優化，對工程的主(再熱)蒸汽管道布置、主廠房布置、圓形煤場、綜合碼頭、取排水隧道等方面進行了優化，節約工程造價近1億元。為滿足日益嚴格的排放要求，脫硝裝置預留了增加布置催化劑的空間，降低了將來工程改造的成本。漕涇電廠項目實際動態總投資79.9億元，比計劃動態總投資額節省了近5億元，對工程的投資實現了較好的控制。

3)在質量控制方面，針對影響機組內在質量和技術經濟指標(如受監焊口焊接、鍋爐防爆管、系統清潔度、汽機真空度、汽輪機熱耗等)的關鍵項目，組織參建單位從設備監造、安裝、調試等方面制定消除質量通病、提高機組技術經濟指標的專項措施并有效落實。機組在調試和試運階段進行了經濟運行的優化，摸索出了機組經濟運行的方式;生產SIS系統硬件安裝與工程建設同步，保證實時數據庫先行上線。利用SIS系統強大的數據存貯能力，最大限度地保留設備單體調試、分系統調試和整套試運期間各種的參數，為將來設備狀態檢修提供寶貴的信息。漕涇電廠投產以來，機組運行穩定，性能指標優良，2011年1月份實現實際供電煤耗278.42 g/(kW·h)。

4)工程建設期間充分考慮了機組運行后運行巡回檢查、操作和維護的需要，設計布置了足夠的安全設施、操作和檢修平臺，為后期的運行和檢修提供了安全保障，也降低了機組投產后進行改造的幾率和運行檢修費用。

6 結語

火電工程建設的控制和管理水平對于提高項目全壽命周期的綜合效益具有重要影響。文章首先對全壽命周期理論在火電工程建設管理領域的應用進行了詳盡的分析，構建了火電工程建設集成控制概念模型和管理組織模式，論述了火電工程建設過程質量、進度、投資和安全四大要素集成控制流程，搭建了全壽命周期下的火電工程建設信息管理平臺，并結合上海漕涇電廠工程建設進行了應用，提高了項目建設過程的分析決策與控制水平，提升了電力投資企業的軟實力。

［1］楊旭中，張政治.電力工程項目管理(第2版)［M］.北京:中國電力出版社，2007.

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Research of construction management on thermal power project based on life cycle theory

Zhang Xiaolu

(China Power Investment Corporation，Beijing 100033，China)

A method of applying life cycle theory into the control and management on thermal power project construction domain was proposed to fit the strong complexity and particularity in the construction process.An integrated control conceptual model on thermal power project construction was established which consists of quality，schedule，investment and safety.And the organization mode of integrated control was set up.Then，the integrated control flow was illustrated in detail.Finally，an information management platform on thermal power project was built up based on life cycle theory.The application result shows that the theory and the platform provide an effective technical support for the construction and management of the thermal power project.

life cycle;integrated control;construction management;information management platform;thermal power project

TM611

A

1009－1742(2011)04－0068－07

2010－02－20

張曉魯(1952—)，女，山東掖縣人，教授級高級工程師，研究方向為火電工程建設與管理;E-mail:zxl@cpicorp.com.cn