大型水電項目工程設備智能化管理淺析

葉 波

（雅礱江公司楊房溝建設管理局，四川 成都 610021）

1 概述

隨著云計算、大數據、物聯網、移動互聯等技術的革新和進步，智能化已滲透到各行各業。工程設備是指構成或計劃構成永久工程一部分的機電設備、金屬結構設備、儀器裝置及其他類似的設備和裝置。在保證質量、注重效率、確保安全的倉儲原則下，保證到貨工程設備倉儲及流轉環節的安全、可靠和及時。大型水電項目往往位于深山峽谷地帶，為節省投資和減少對周圍環境的破壞，工程現場可用于建設施工期臨時機電倉庫的場地有限。為滿足施工期工程設備的倉儲要求，建設方希望以盡可能省的投資、最高效的利用和嚴格規范的管理來提高現場工程設備倉庫的使用效率；設備廠家要求現場環境、場地、存儲面積、維護與保養等滿足倉儲要求，工地現場存放做好防潮、防銹、防損壞等措施；安裝單位希望到貨設備既要與現場安裝進度相匹配，又要保證領用流程盡可能高效，減少二次倒運的距離；倉庫運行管理單位則以自己專業化、規范化、流程化的管理，減少倉儲期間的貨損、貨缺問題，規避自身的管理責任。因此，工程設備的現場管理，看似只是“輔助”工程項目，卻對工程設備的安裝進展和性能保證起著舉足輕重的作用。文中通過對工程設備日常管理的梳理，結合行業內智能化電站建設的契機，探索開展工程設備智能化管理。

2 工程設備倉儲類型及管理要求

根據大型水電項目不同工程設備的倉儲當地要求，工程設備現場存放分為露天堆場存放、保溫庫房存放、封閉庫房存放、敞篷庫房存放、化工庫房存放及冷藏庫房存放等。主要存儲的工程設備包括水力機械設備、電氣一次設備、電氣二次設備、通風空調設備、電梯及給排水設備、金屬結構設備等。根據設備廠家對工程設備的倉儲要求，結合現場倉儲場地規劃及設備起吊及裝卸能力，以及現場定置規劃等，一般情況下各工程設備的倉儲類型見表1所示，但具體可根據工程所在地實際情況和倉儲規劃進行調整。

表1 工程設備的倉儲類型

3 工程設備到貨驗收及交接管理

為規范工程設備的到貨驗收及交接管理，按照設備到貨驗收及交接管理工作程序，明晰各方的工作范圍、內容、責任和義務，提升設備精細化管理水平，工程設備的到貨驗收和交接管理一般包括如下工作內容。

3.1 接貨卸貨

每批設備發運前，需將擬發運設備信息通知工程現場接貨單位，現場應熟悉發運的合同設備項目、數量、運輸車輛、設備卸車吊裝要求、倉儲環境要求、安全注意事項等。現場接貨單位應根據設備裝箱單做好卸貨準備，包括存儲區域規劃、人員和機具安排、卸車方案準備、卸車工具的檢查與清點等。以快遞方式發運的小件設備，供貨廠家在發運設備的同時將托運清單、物流公司及快遞單號、收件人等信息提供至接貨單位。

3.2 到貨清點

設備到貨后，現場各方和設備廠家一起參加每批次設備的現場到貨清點，廠家未能參加到貨清點不免除其應承擔的責任，認可現場到貨清點的結果，并對到貨清點發現的問題進行處理。到貨清點過程中應收集貨物的影像資料，并與設備清單、裝箱單進行核對，對設備的包裝、外觀、裝運件數、運輸記錄等進行初步檢查。

3.3 入庫管理

所有到貨的工程設備均應辦理入庫手續，先入庫后存儲。

3.4 開箱驗收

每批次工程設備運抵現場后，均應組織開箱驗收，相關各方都應參加。開箱驗收是對設備的包裝、外觀、數量、規格、質量等方面進行仔細檢驗并作詳細記錄，開箱驗收完成后參與驗收各方應在驗收現場簽署設備開箱檢驗記錄表。

（1）裝箱到貨設備，需對照裝箱單逐一核對。原則上非真空包裝的設備都需要進行開箱檢查，包括箱內設備包裝是否完好、是否有漏水，是否有明顯的破損、擠壓磕碰及損壞丟失等異常情況，檢查完畢后對外包裝箱進行恢復。真空包裝的設備對外觀做詳細檢查。

（2）裸件到貨設備，對設備外觀做認真檢查，包括設備出廠標識，設備外觀是否有碰撞、擠壓、摩擦造成的損傷。

（3）已裝配在一起的設備，例如開關柜、控制柜等，需要對主要的零部件的品牌與合同要求的一致性進行檢查。

（4）表面局部鍍銀的設備，例如發電機集電環、封閉母線軟連接等，應對鍍銀情況進行檢查，不得有銹蝕和損傷。

（5）重要的精加工表面，例如水輪機和發電機導軸承軸領、發電機鏡板面，如果需要進行較長時間的儲存，開箱驗收時應在廠家設備管理人員在場的情況下進行清理檢查，確認無異常后再次涂抹防銹劑并做包裝和密封處理。

3.5 倉儲保管

除應遵守設備廠家的存儲要求外，還應滿足以下要求。

（1）設備堆放應規范，不得因設備底部支撐不規范而導致設備變形，設備碼放層數應符合廠家要求。重型、大型部件的支撐，應充分考慮存放場地的地基承載能力，防止塌陷、下沉。支撐材料應平整，結實，穩固，支撐點距離要適中、均勻，避免設備發生變形。設備的加工面和重要部位不得做為支撐點，如必需作為支撐點時應采取必要的防護措施。存放在露天、敞棚或非硬質地面倉庫的零部件，均應墊高不低于250 mm；混凝土地面應墊高不低于150 mm；采用混凝土塊或砌磚等作為墊高支撐時，在與零部件接觸面間應加防潮和防銹層。

（2）原則上裝箱設備應在庫房內存放，裸件設備可存放在露天堆放場，但在場地允許、起吊設備允許的情況下裸件設備也應盡量存放在庫房內。冬季入庫時，一般在移入庫內24 h后再開箱，以免零部件表面結露引起銹蝕。

（3）存在局部鍍銀表面的設備，例如發電機集電環、封閉母線軟連接部位等，應存儲在庫房內，如果需要露天存在，應按照廠家要求做好鍍銀面的防護，嚴禁鍍銀部位裸露在室外。

（4）存放在露天的設備，應加強保護。機加工部位應采用篷布包裹，設備上附帶的電機、傳感器等電氣設備必須做好防雨、防潮工作，設備上的螺栓孔、鍵槽等部位應涂抹黃油等防銹劑。

（5）詳細統計保質期較短的油漆、化工材料生產日期、保質期信息，保質期到期前應提前及時提醒。

（6）定期巡檢，一旦發現設備及包裝有受潮、發霉、變形、銹蝕等異常情況時應立即采取保護措施。定期盤點，確保臺賬與實物相符。

3.6 出庫管理

按要求填寫設備領用申請單，履行審批簽字流程后辦理設備出庫移交。

3.7 退庫管理

已經出庫但現場不再安裝的工程設備、挪用的備品備件、借用的專用工器具均應辦理退庫手續。退庫前，應對退庫設備及工器具進行維護保養，所退設備及工器具的油、水、氣、電管線和接口等封堵完好，電氣屏內電氣設備的儀表、指示、門鎖等完好，需涂抹黃油進行防銹保護的機械設備已防護到位。退庫前，對退庫設備及配件的完整性、完好性進行檢查并如實進行記錄，并將退庫設備、隨機資料用木箱分類進行包裝，包裝箱內應放置裝箱清單。

3.8 挪用及借用管理

設備安裝、調試、試運行過程中如需挪用設備或備品備件，必須履行挪用申請手續。挪用手續中應對 “挪用原因”“責任方”“歸還計劃”等進行明確。專用工器具采用借用制度，借用人應加強使用期間的維護、保養與保管，如出現損壞、遺失等情況須進行修復或賠償。

3.9 臺賬資料管理

設備開箱驗收之后，應將零部件按臺序、類別入庫，并登記、編號建立檔案，隨機文件應妥善保管。設備開箱后各零部件上的標簽應保持清潔完整，標簽上應有零部件的名稱、圖號或裝配號、數量和臺序等。專業的檔案人員應參與永久機電設備的到貨清點、開箱檢驗、出入庫等臺賬資料的管理。隨設備運輸的裝箱清單以及現場安裝使用的資料（主要包括：隨機圖紙，安裝說明書或安裝手冊，主要部件的組裝工藝或工藝守則，QCR表以及現場安裝技術指導文件，運行、維修說明書，搬運、裝卸及貯存說明書，設備交貨明細表，各種自動化元件和監測元件的整定值表，竣工圖縮印本），在到貨清點和開箱驗收的同時統一進行收集、登記，并進行簽字確認。

3.10 信息管理

接貨的同時根據系統貨訊信息及實際到貨信息錄入到貨接收信息。設備進行開箱驗收時錄入開箱驗收和入庫的信息。現場到貨及開箱驗收環節在系統中的信息錄入必須及時、準確。現場應建立月報制度，對本月到貨的各合同設備統計、庫房設備的盤點情況、庫房規劃使用情況、設備到貨驗收過程中是否存在到貨設備型號數量不符、包裝不嚴、標識不清、防潮防銹措施不當以及貨缺、貨損等情況。現場在設備到貨清點、開箱驗收以及日常巡查等環節進行拍照，并做好電子照片的分類收集與歸檔工作。

3.11 缺陷管理

設備在到貨清點、開箱驗收過程中發現的缺陷，應在第一時間通知相關各方進行確認，并進行責任界定，因設備在設計、制造、場外運輸等環節出現的質量問題或缺陷，由設備廠家解決；設備在入庫后由于倉儲保管、場內轉運、現場安裝調試的原因出現的缺陷或損壞，由責任單位與供貨廠家協調限期解決。

4 工程設備現場管理的重難點

4.1 到貨設備出現貨缺、貨損等情況時，第一時間的責任界定是關鍵

由于大型水電工程機電及金屬結構設備生產廠家眾多，部分設備由設備本廠生產制造，部分設備可能外購外協，設備運輸也可能是自己負責運輸，也有可能是委托專業的運輸公司負責運輸。由于不同設備對運輸的要求不同，不同廠家對包裝發運的管理要求也存在差異，設備到現場車板交貨后還存在場內二次轉運等問題，一旦存在貨缺、貨損、實際到貨與裝箱清單不一致等問題時，如不能客觀公正地及時對責任進行界定，出現推諉扯皮情況時將會對現場安裝進度造成影響。因此，設備到貨后應及時進行開箱和清點，在檢查和清點過程中，應有設備廠家代表及有關單位人員參加認定，并及時拍照形成影響資料以備后續調查時使用。同時，宜在設備采購合同和安裝合同中進行明確，針對需要重新提供新設備、需要返廠修復、需要現場修復或返工處理情形的應急處置措施及費用處理方案。

4.2 設備種類繁多，到貨量大，專業化和規范化的現場管理是重點

機電及金屬結構設備正式安裝開始后，設備到貨時間集中，到貨量大，入庫及出庫頻繁，同時為規避道路運輸受阻的風險，部分設備也會提前到貨。不同廠家對設備現場存儲環境如溫度、濕度、空氣清潔度、防油污、避免陽光照射等要求不一，部分設備在安裝前需定期進行檢查和維護，大量設備到現場后的存放和保管，對專業化和規范化的要求較高。

4.3 設備到現場的裝卸吊運及二次轉運安全風險大

根據設備各零部件的特點，到貨設備有裸裝、半裸裝、捆裝、箱裝和車裝等包裝形式，并在箱上標識有該箱或零部件的尺寸、重量和吊點等。現場裝卸吊運需按照設備包裝箱上的尺寸和重量選擇吊車和鋼絲繩等，并按照包裝箱上標識的吊點起吊。在吊裝設備時，應合理選擇鋼絲繩的長度，不得因鋼絲繩過短對包裝箱或零部件造成夾傷或變形。設備在吊裝過程中，必須緩起緩落平穩起吊，不得突然起落對箱內零部件產生沖擊或吊裝不當造成摔箱。

5 工程設備智能化管理的探討

5.1 建立統一的編碼系統

由于水電廠設備種類繁多，一般以字段和碼位組合，按照系統、子系統和設備的層次結構，以數字為標識或數字和字母相結合為標識的系統，存在著標識不唯一、不易于計算機處理，編碼索引對水電設備覆蓋不全面的風險，為確保設備編碼的唯一性、科學性、實用性，在大型水電項目建設過程中，采用成熟的PPIS（Power Plant Identification System）或KKS編碼技術，建立工程設備編碼系統，形成統一的設備信息管理庫，從設備采購合同簽訂開始，包含設備廠內生產、設備出廠、運輸、到貨清點、開箱驗收、設備入庫、倉儲、盤存、出庫、現場安裝、設備運行等全鏈條的管理，開展工程設備全生命周期的管理。

5.2 搭建工程設備智能化管理平臺

從設計、采購的源頭開始，明確應對設備按要求進行三維設計，各設備廠家基于三維設計的數據模型需提供總集成方，并在設備合同中約定基于三維設計的平臺或可兼容的平臺及采用的格式，并明確要求可編輯。如提供的三維圖紙要求采用AUTO REVIT平臺或其他AUTO REVIT可兼容的平臺，采用RFA和RVT格式且可編輯。運用大數據技術，將設備從廠內制造、現場安裝到運行檢修的全生命周期信息均在系統中進行集成，將設備設計圖紙、廠家技術資料、安裝階段施工方案及驗收、試驗記錄、投運后的檢修方案、檢修作業卡、設備故障情況等信息均直觀、準確地在平臺上進行展現，建立三維仿真模擬作業操作、設備控制等過程，實現動態數據查詢和展示。

5.3 建立4D模型

利用BIM技術，在三維設計的基礎上，疊加時間維度，形成4D模型，將工程設備的生產進度、安裝及檢修進度計劃嵌入三維設計，使設備廠內排產與現場安裝進度計劃相匹配。在BIM三維模型的基礎上融合時間概念后，可實現四維模擬，避免施工延期。通過直觀地體現施工的界面、順序，使設備生產與現場施工之間的協調變得清晰。通過四維施工模擬與施工組織方案的結合，使設備材料進場、勞動力配置、機械臺班等各項工作的安排變得更為有效、經濟。設備吊裝方案及一些重要的施工步驟，都可以用四維模擬的方式很明確地展示出來。

5.4 開展智能診斷

國內外水電項目經過多年的開發，從制造到安裝均形成了豐富的經驗積累，在施工的過程中，往往存在到貨設備成套性差、因缺件導致現場停工的現象。在進行工程設備設計、采購、運輸、安裝、驗收、運行等全生命周期管理的同時，利用大數據技術，將設備的生產進度、運輸時間、安裝進度等的經驗數據嵌入設備智能診斷系統，可及時提醒相關方設備生產進度是否滯后，到貨進度是否會影響現場安裝，即將開始安裝的設備是否缺件等，通過設定判定條件，系統自行提取相關信息后及時進行預警，避免了人為清理遺漏的風險，減少缺件對現場施工的干擾。

6 結語

大型水電項目工程設備的智能化管理，是一個涉及設計、采購、安裝等多環節的系統性工程。文章以大型水電項目工程設備現場倉儲管理和設備到貨驗收與交接管理入手，對工程設備現場管理的重難點進行分析，探討了智能化管理方法在工程設備現場管理方面的迫切需求，為同類項目工程設備的智能化管理提供借鑒。