基于兩化融合打造核電數字化建造多項目管理平臺

任常春 楊昱 劉衛華 陳月峰

摘? 要：本文以中國核工業第五建設有限公司在信息化條件下所面臨多項目標準化管理難題為背景，介紹了公司通過識別、策劃和實施核電集群項目，集成管理能力打造出一個適應多項目協同工作、具備工業互聯網特征的核電數字化建造多項目管理平臺的過程。通過組織流程優化、數據開發利用、建立數字孿生等方法的應用，說明了兩化融合是企業打造新型能力、提升核心競爭力的有效方法，也是確保公司核電數字化建造多項目管理平臺順利完成的關鍵成功因素。

關鍵詞：兩化融合;互聯網+;核電施工;數字化建造

中圖分類號：TP318;TP319? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：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

中國核工業第五建設有限公司（以下簡稱公司）是一家同時具備核電站核島、常規島施工總承包能力的公司，先后完成了國內多個核電站的建造。公司80年代末即開始推廣核電項目信息化管理，在2010年建成核電站施工管理信息化輔助平臺（CANPPE2），實現了核電施工全周期全要素流程化管理。目前，隨著核電項目增多，公司急需將其升級以適應多項目協同工作，但在“物（物聯網）、大（大數據）、互（互聯網）、移（移動終端）、智（人工智能）”的發展形勢面前，CANPPE2的升級面臨嚴峻挑戰：

（1）核電建設產業鏈上下游數據缺少實時打通、無法共享;

（2）公司在國內外多廠址、多堆型資源信息協調方面受到組織結構和業務流程等多方面的制約;

（3）隨著BIM和智慧工地的興起，公司所屬的建筑行業整體信息化外部環境發生了重大變化;

（4）老的系統缺少管理者直接參與，缺少項目管理理論體系工業互聯網思維的脫節。

如今，工業4.0等新理念正在重塑企業未來，在兩化融合管理體系國家標準（GB/T 23000）正式發布后，越來越多的企業開始通過建立和運行兩化融合管理體系來促進戰略落地。在此背景下，公司決定開發實施一套全新的核電數字化建造多項目管理平臺來替代CANPPE2，以達到集約化管控、規范化管理和標準化施工，提升公司的核心競爭力，也助力中國核電走出國門。這就需要對如何借助兩化融合識別打造新型能力以獲取可持續競爭優勢加以研究，探索一套幫助企業充分利用“物、大、互、移、智”等新技術、有效實施“互聯網+”戰略的路徑。

1? 兩化融合輔助打造新型能力的方法研究

1.1? 新型能力和兩化融合之間的關系

新型能力是企業為適應快速變化的環境進行能力改進以不斷形成新的競爭優勢的能力。兩化融合是指信息化與工業化的融合發展。一般來說，企業肯定具備某些能力，只是由于內外部環境的變化使之顯得不足，需要加以改進，重新賦予企業發展能力。而兩化融合體系管理正是以新型能力打造為主線的，它為企業在信息化條件下打造新型能力提供了可靠路徑。

1.2? 兩化融合管理體系標準及現狀

目前可供企業執行的兩化融合標準文件主要有下面三份[1-3]：

（1）GB/T 23000-2017《信息化和工業化融合管理體系 基礎和術語》;

（2）GB/T 23001-2017《信息化和工業化融合管理體系 要求》;

（3）GB/T 23002-2017《信息化和工業化融合管理體系 實施指南》。

兩化融合體系有四大要素：數據、組織結構、業務流程和技術，而數據被定義為核心要素。圖1完整地表達了該體系的基本框架[4]，主要包括三個循環：內部是要素循環，表示企業應當在數據驅動下不斷調適組織結構、業務流程和技術，實現互動創新和持續優化;中間是管理循環，表示企業應當充分發揮領導的核心作用，通過PDCA循環推動新型能力螺旋式提升，可預期地獲得可持續競爭優勢;外層是戰略循環，表示企業應當把兩化融合理念融入公司戰略，通過SWOT分析明確公司的可持續競爭優勢需求，然后通過打造信息化環境下的新型能力來獲得可持續競爭優勢，促進戰略落地。

自2017年6月7日正式發布兩化融合體系國家標準以來，全國已有萬余家企業開展了兩化融合管理體系貫標，有1500余家企業通過了管理體系評定。同時，在工信部的網站上，有6萬余家企業正在開展兩化融合自評估、自診斷、自對標工作，形成了龐大的信息庫。已有眾多企業通過兩化融合體系結合自身戰略需求打造出了行業領先的新型能力。比如，上海三菱電梯打造了基于電梯物聯網遠程監視平臺的主動服務能力，年均用戶投訴從貫標前的31.7次下降到貫標后的16.3次，用戶滿意度從貫標前的88.7%上升到貫標后的91.9%。

1.3? 信息化環境下新型能力打造方法

兩化融合理論基礎歸納起來就是通過在信息化環境下打造新型能力來獲取與戰略匹配的可持續競爭優勢，所以說打造新型能力是主線，獲得可持續競爭優勢是目的[5，6]。標準明確指出了信息化環境下的新型能力的打造路徑：

（1）通過對組織內外部環境進行SWOT分析確定匹配組織戰略的可持續競爭優勢需求;

（2）圍繞可持續競爭優勢需求確定需要打造的新型能力及其目標;

（3）對新型能力進行策劃，以確定業務流程、組織結構、技術實現及數據開發利用等需求并提出支持保障計劃等;

（4）根據策劃的輸入輸出形成新型能力建設的實施方案;

（5）組織執行實施方案并進行動態控制。

中國兩化融合服務聯盟認為，企業成功打造新型能力的關鍵成功因素[5]包括以下方面：

（1）必須緊緊圍繞公司戰略，充分發揮戰略循環對新型能力的識別作用;

（2）必須充分發揮領導的核心作用，因為組織變革、流程優化離不開最高管理者的決策、管理者代表的統籌以及企業各級領導的落實;

（3）必須始終圍繞數據這一核心要素來梳理優化組織結構和業務流程以及推動技術應用。

目前，已經有多家企業在打造新型能力的過程中有效利用了兩化融合方法論，取得了很好的效果。例如：青島紅領提出以數據的自動流動解決生產的不確定性和復雜性，通過對用戶需求-訂單信息-產品開發-工藝規劃-生產制造-使用維護過程中所產生的數據進行自動采集、自動傳輸、自動成型、自動執行，不但提升了效率，而且更加貼近市場需求，成功打造了面向制造業服務化轉型和面向大規模個性化定制生產管控的新型能力。

2? 核電集群項目集成管理能力的打造

2.1? 核電集群項目集成管理能力識別

公司在“十三五”規劃中制訂了“一個核心、兩個轉變、三個階段、四類業務”戰略發展藍圖。結合所面臨的內外部形勢，尤其是信息化、智能化的大趨勢，通過SWOT分析，公司提出了以下五項與公司戰略目標相匹配的可持續競爭優勢。

（1）核電數字化建造優勢需求。通過數字化建造進一步提升核電項目成本的精細化管控能力，使BIM數字孿生技術實現數字化移交可以為業主創造更大的價值，從而大幅提升客戶滿意度;

（2）多項目管控優勢需求。要實現集約化、規范化、標準化地建造核電站群堆，必須建設一套集中部署、分布應用、資源共享的多項目群堆管理信息系統，才能實現項目的快速復制，實現規模降成本，標準強管理，達到降本增效的目的;

（3）經營決策分析優勢需求。從戰略出發制定經營計劃，全面實時獲取市場、工程、成本、財務等詳細經營數據，充分利用互聯網、大數據技術，輔助公司管理層實現數據分析和經營決策;

（4）投建一體化優勢需求。提升公司融資能力，改變當前資金募集渠道單一的現狀，充分發揮金融工具對工程建設業務的拉動效應，拓展細分領域，為公司增加新的增長點;

（5）全產業鏈綜合服務優勢需求。創造性地引入“投建營”產業鏈一體化模式，實現項目全周期、全產業鏈的綜合服務能力。

同時，公司列出了核電集群項目集成管理能力、投建一體化協同管理能力等六項新型能力以獲取到上述的可持續競爭優勢。公司戰略藍圖中的“一個核心”就是指以核工程、核軍工業務為核心，但正如背景中指出的那樣，公司如今在核電群堆建設和信息技術進步發展形勢下面臨嚴峻挑戰，核心競爭力急需得到提升。因此，從重要性和緊迫性兩方面衡量，公司提出將核電集群項目集成管理能力作為當下首要的新型能力，需優先進行打造，以期讓核電建設領域重新獲得穩定的可持續競爭優勢，實現創新型跨越式發展。

圖2描述了各項可持續競爭優勢需求與所需新型能力之間的對應關系。

2.2? 核電集群項目集成管理能力策劃

公司因早已形成了完備復雜的核電項目管理制度，若重新梳理和優化，難度極大。為了達到預期的效果，由公司管理者組織，各部門負責人全面參與，對人、機、料、法、環等進行了全要素、全周期的檢查和討論，列出流程目錄逐項優化，設計了管理層、作業層兩層分離的新模式，從而減少管理層級，提高作業工效，在不同核電事業部和項目部實現了崗位標準化，并為適應不同堆型差異設置了動態調整機制。

其次，通過編制數據開發利用方案，對數據采集、更新共享、增長頻率等技術進行了總結，提出以BIM模型導入、移動APP跟蹤、IoT采集等信息集成化為源頭，設計一次采集、全產業鏈共享的技術方案，確定了相應的能力打造目標：

（1）優化組織，簡化流程，降本增效;

（2）施工過程可視化，通過碰撞檢查、優化施工方案等實現工期優化;

（3）具備大數據處理能力，初步實現上下游協同，數據互聯互通;

（4）降低返工率，提升質量安全管理技術水平，實現綠色施工;

（5）針對每個目標，定義可量化、可測量的績效指標，例如采購周期縮短8%，同堆型工效提升10%等。

2.3? 核電集群項目集成管理能力實施

根據建設要求，核電集群項目集成管理能力聯合公司兩化融合體系建立運行工作同步啟動，發布《兩化融合能力建設整體規劃方案》《核電集群項目集成管理能力建設實施方案》用于指導工作的具體開展，其實施工作的核心是能力框架的載體——核電數字化建造多項目管理平臺的建設。為了確保平臺高質量如期完成，確定關鍵任務如下。

（1）組織和流程重構;

（2）ENPower（用于替代CANPPE2的軟件）開發;

（3）移動施工APP開發;

（4）ENPower和BIM等其他子平臺的集成。

在組織保障上，成立了以管理者代表為主要負責人的項目管理辦公室，選拔了核電業務領域專家成立了專家組，建立了跨部門協調參與機制和項目例會制度;在溝通保障上，公司建設了專門的問題跟蹤信息系統，在整個項目實施期間，該系統記錄并解決了200多位使用者提交的1960個bug和改進需求;在設備保障上，公司建設了公有云和私有云相結合的具有資源調節能力的數據中心;在安全保障上，核心業務系統集成管理子平臺（ENPower）按照二級等保要求設計開發運行。

通過以上建設措施，核電數字化建造多項目管理平臺滿足核電群堆多項目管控、上下游協同、數據互聯互通需求，并在國內、國外兩個核電建設項目中進行了試運行，使核電集群項目集成管理這一新型能力打造效果得到了驗證。

3? 研究成果

3.1? 核電數字化建造多項目管理平臺

核電數字化建造多項目管理平臺是本次研究的重要成果。它的創新性、先進性表現在多項目管控、上下游協同、數據互聯互通等諸多方面，其整體能力框架如圖3所示：主要是由“ENPower”“焊客e家核電焊接技術眾創”“核電移動施工管理”“核電建造過程可視化BIM管理”“核電建造設備集群運行監控”以及“核電建造智能檢測與數據分析”等六個子平臺構成。

（1）ENPower。該平臺是一套基于B/S架構，具有IoT接入、海量數據和跨平臺移動化等特點的信息系統。相對于其他子平臺的聚焦功能，ENPower更加關注數據，包括多項目數據綜合分析輔助決策、相同堆型基礎數據復用、上下游數據共建共享等，各種業務引擎可輕松實現核電項目管理的能力平移和核心競爭力的螺旋式上升;

（2）移動施工子平臺。該平臺是移動端APP與ENPower深度融合，供一線作業人員和其他參建單位（如監理、業主）現場使用，實現對施工日志、安全、質量、物項等數據的實時采集;

（3）設備集群運行監控子平臺。該平臺基于物聯網（IoT）技術的工業數據實時采集處理，是兩化融合的典范，通過將核電現場設備運行參數和狀態實時采集壓縮發送到數據庫，為精益施工提供大數據基礎;

（4）可視化BIM子平臺。用于核電站三維建模，與ENPower、APP等共同實現施工過程可視化和輔助實現數字化移交。BIM模型與ENPower數據相結合就構成了所謂數字孿生的概念。某核電站廠房實景與模型的對比如圖4所示。

（5）智能檢測與數據分析子平臺。集成了核電主管道超聲相控陣檢測系統、X射線遠程自動透照系統、實驗室管理信息系統等，充分發揮工業設備自動化的優勢，提高結構檢測、理化實驗、無損檢測等數據采集工作的效率和準確性;

（6）焊客e家子平臺。搭建面向社會的眾創平臺，通過整合內外部創新資源，實現多維度技術共享，解決核電多項目施工過程中工作地點多、設備人員分散、科研能力不足等問題。

核電數字化建造多項目管理平臺借助于各子平臺在“物、大、互、移、智”方面的技術實現，聯合聯結全球核電建造項目，縱向打通產業鏈數據通道，實現了大型核電建造的數據共享和資源整合，構建起“三維立體”、互聯互通的協作平臺，提升了我國核電建造行業的整體水平，助力中國核電走出國門。

3.2? 建設成效

核電數字化建造多項目管理平臺給公司戰略落地提供了技術保障，助力公司通過新型能力螺旋形上升，滿足公司不斷變化的可持續競爭優勢需求，具體表現如下：

（1）平臺通過上下游協同管理、技術疊加，提升了公司在核電產業鏈中的競爭力，同時還獲得了工業互聯網產業聯盟上海分聯盟2018年度“工業互聯網創新應用獎”;

（2）平臺搭建了核電站的數字孿生平臺，建立了設備運行大數據平臺，實現了數據自動采集，大幅提高了現場工效;

（3）平臺推動了焊接技術與智能設備制造、服務深度融合，實現核電建造信息與資源的共享，在滿足核電集群建造的核心業務的同時也為公司在民用業務探索了新路徑;

（4）平臺在核電項目推廣應用過程取得了實效。例如：在某核電項目部，通過實時監控和調配項目資源，通過BIM輔助施工方案優化，實現了生產效率提升10%，材料利用率提升10%，建造管理費用降低約5%。通過設備集群和焊客e家試點運行，設備維護費每年可節省14%，焊接設備資源、焊接技術研究投入成本下降30%左右。

4? 結? 論

綜上所述，通過本次核電數字化建造多項目管理平臺建設與管理，可以得出以下結論：

（1）兩化融合體系是核電市場圍繞核心戰略打造新型能力的有效方法[7];

（2）通過核電數字化建造多項目管理平臺這一能力框架搭建，促進了公司核心競爭力，驗證了公司兩化融合管理體系運行是有效的;

（3）兩化融合體系中通過有關組織結構與業務流程優化、技術實現、數據開發利用、匹配與規范化、運行控制、評測和改進等標準化程序，確保了核電數字化建造多項目管理平臺的順利完成。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.信息化和工業化融合管理體系基礎和術語：GB/T 23000-2017 [S].北京：中國標準出版社，2017.

[2] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.信息化和工業化融合管理體系要求：GB/T 23001-2017 [S].北京：中國標準出版社，2017.

[3] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.信息化和工業化融合管理體系實施指南：GB/T 23002-2017 [S].北京：中國標準出版社，2017.

[4] 劉繼承.“互聯網+”時代的IT戰略、架構與治理：傳統企業信息化轉型的頂層設計 [M].北京：機械工業出版社，2016.

[5] 李寧潔.互聯網時代工業與信息化融合發展探討 [J].現代工業經濟和信息化，2018，8（15）：53-54+61.

[6] 楊位平，王玉峰.簡析兩化融合升級助推企業能源管理提升 [J].信息系統工程，2018（10）：59.

[7] 趙曉虎，孔輝.兩化融合管理體系在國防科研院所中的應用與實踐 [J].中國管理信息化，2018，21（19）：71-75.

作者簡介：任常春（1973-），男，漢族，山西大同人，高級工程師，本科，研究方向：信息化技術。