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一、可视化管理的概念
可视化管理是20世纪50年代丰田汽车公司董事长在美国参观大型超级市场得到的启发,作为一种生产、运送指令的传递工具而被创造出来,是丰田模式(TPS)的重要组成部分,其中以看板为主要载体的可视化管理是JIT(准时制)生产方式中独具特色的管理工具。经过50多年的发展,可视化管理已成为衡量现代企业现场管理水平的一项重要指标。
竞争在市场,竞争力在现场。可视化管理是现场改善活动的原动力,是一种利用视觉冲击力进行管理的科学方法。通过运用形象直观而又色彩适宜的各种视觉感知信息组织现场生产,使要求、状态、方法、进程、规则等内容,以“可视”方式呈现在“太阳底下”,实现生产透明化、管理可视化。由于可视化管理主要依靠的感觉器官是“眼睛”,因此可视化管理也被称为“一目了然管理”、“目视管理”、“看得见的管理”等。
二、可视化管理的作用
世界级的现场改善专家今井正明认为,提升质量最具关键性的地方是现场,所有企业都必须从事三项赚取利润的主要活动:开发、生产和销售,而现场正是这些活动发生的场所。可视化管理与5s活动可以说是企业现场管理的两大基本支柱,是现场改善最有效的工具,其作用表现在以下几个方面:
1、视觉化:改善企业形象,创建企业文化
可视化管理的目标是塑造一个“物流有序、作业有效、生产均衡、信息充分、物料节约、环境整洁”的工厂,通过5s、定置管理、安全标识等工具,改善现场环境,营造和谐的企业管理氛围;充分运用各类管理看板,展示员工自主状态和精神风貌,讨论企业宗旨方向、远景规划等积极向上的内容,增强全员组织凝聚力和向心力,创建良好的企业文化。
2、透明化:迅速传递信息,提高管理效率
现场是整个制造业的中心,是改善的源地。现场管理人员组织生产,实质是在各种指令信息,可视化管理依据人们的生理特征,充分利用符号、颜色、管理看板等方法发出视觉信号,快速传递生产和管理信息,从而合理安排生产,提高管理效率,促进大生产稳定有序。
3、规范化:明确工作方向,实现科学管理
企业的运营管理可以理解为与“看不见”的事物进行持续性对抗的过程。管理者常常为看不清“现场的运作细节”而忧心忡忡;下属总是抱怨“摸不清”领导的战略意图而深感焦虑;现场员工常常因为“搞不懂”日常问题的潜在危害而提心吊胆……所有的这些“看不见”都大大限制了员工智慧的有效发挥。而可视化管理使各种问题直接暴露,各级员工能够及时发掘异常信息,明确工作方向,促使企业内部管理更加规范化、科学化。
三、可视化管理的推进原则
1、员工认可、全员参与原则
根本的力量来自基层。在可视化管理推进策划中,充分激发现场员工潜能,发动员工全程参与定置化方案、安全警示、管理看板等内容的设定,使员工参与讨论的过程成为行为养成的教育过程。
2、“规范、简便、有效”原则
可视化管理是企业形象的有机组成部分,要严格管理标准、规范现场设置,广泛听取基层管理者和员工的意见,真正使现场可视化管理受欢迎、有实效。
3、少而精原则
在满足现场管理需求和员工需求的基础上,梳理、整合原有的可视化管理工作,使可视化的内容设置便于日常的更新、维护,实现动态化、长效化管理。
4、点面结合原则
选择条件好的1―2个车间或作业区率先重点推进,建立可视化管理样板区域,及时总结经验、固化成果、全面推广,力促以点带面,确保可视化管理均衡、有序推进。
四、可视化在企业管理中的应用
为深入开展可视化管理,梅钢能环部创建了推进团队,坚持“二三四”推进法,即:以“规范有效、行为养成”为目标,以“物流有序不繁琐、简便规范不重复、机动维护不反弹”为前提,以“广泛发动听意见、全面梳理定需求、以点带面夯基础、同步推进促改善”为抓手,深度思考,扎实推进,充分满足现场管理需求。
1、在安全管理中的应用
安全的可视化管理是要将危险的事物予以“显露化”,让员工知道何处是工厂的安全区和“猛兽”区(易燃易爆物品的区域、有毒有害区域、高压电区域等),更清楚地知道“不准做什么”、“怎么做”,进一步增强安全防范意识,防止事故、灾难的发生。
为此,梅钢能环部设置了各类安全警示牌,包括职业危害因素警示标识;高危作业、异常作业、历史事故警示;能源介质管道阀门、水封、盲板、末端设置标牌;受限空间设置警示牌;应急处置、安全防护设备设施使用等安全标准可视化;人员密集场所应急疏散路线图、高危作业应急预案可视化。
2、在生产管理中的应用
强化生产现场定点监控管理,确定了监控点的“目视标准模板”,定期跟踪“5S”监控点改善情况,月度监控照片,利用管理看板进行展示,让员工及时了解、感受监控点的变化情况,并形成了《梅钢能环部现场5S“五标一规”》,即:标志标识维护标准、物品定置维护标准、设备设施维护标准、环境保洁维护标准、文件资料维护标准、员工行为规范,助推员工行为养成。
同时制定物品定置标准,坚持做到“三不定三定”,即:有人值守的椅子不定位、无人值守的椅子定位,茶杯不定位、放杯子的托盘定位,现场消防箱定位不标识、定置图上定位标识;实行颜色线条管理,对物品划线定位;室内不放置与工作无关的物品,已定置放置的物品也要及时整理整顿;室外按区域或流程定置生产场所,确定设备、工器具的位置、存放区,定点、定量摆放物料,确保能够在短时间内准确拿到所需物料。
3、在设备管理中的应用
设备管理可视化实现了重点设备(机组)开、停机,运行过程中必须关注、确认的步骤或参数可视化;现场复杂作业步骤、关键作业要求可视化;人员流动较大岗位的关键操作步骤、要求可视化;能源管道的介质名称、流向,阀门的开闭状态及压力等关键参数可视化;制作定、年修项目可视化看板,将主控项目、危险源、以往事故教训等做成流动看板,放置在检修现场;关键设备点检维护标准、安全注意事项均实现可视化管理。
4、在管理信息传递中的应用
在广泛听取员工意见的基础上,按照“可看、可用、可保持”的要求,确定了“2+8”模块的管理看板内容,即“重点事项、练兵题目+ 绩效管理、改善计划、用户满意、标准化作业、TPM管理、作业分析、成本改善、学习园地”,同时固化形成《梅钢能环部作业现场管理看板维护标准》,结合岗位实际,动态修改、完善维护标准,有效发挥可视化对现场管理的支撑作用。
5、在自主管理方面的应用
在可视化推进旬小组例会上,团队成员争先介绍、交流危险源辨识、管理看板等方面的优秀案例,使大家借鉴彼此好的经验、措施,实现资源共享,推动了自主型员工队伍的建设。同时,通过物品定置是否有序、安全操作是否规范等内容的时刻提醒,有效刺激人的“视觉”和主观能动性,激励岗位员工自主发现现场安全隐患、自主规范现场物品摆放、自主解决现场遗留问题,提升了员工自我管理能力和水平。
五、可视化管理推进应注重五个结合
1、理论与实践相结合。以“规范、简便、有效”为工作出发点,将可视化理论有机地运用到企业各项工作中,通过直观、有效的安全标识、管理看板等载体灵活、机动地解决现场问题,改善现场环境,提升现场管理水平。
2、固定与变化相结合。在认真执行岗位规程、设备维修标准等制度的基础上,结合系统的动态变化,及时更新、完善安全标识、绩效管理、设备功能精度等可视内容,使可视化管理有效满足现场需求。
3、长期与短期相结合。行为符合规范,规范成为习惯。可视化管理的精髓就是要形成标准和执行标准,要使全体员工养成一种执行标准的习惯,坚持“发现、培育、分享、固化”的工作理念,而不是短期的“抄近路”和“走小路”,只有这样,才能使可视化管理实现常态化和长效化推进。
4、领导与群众相结合。各级管理者要“身”入一线,及时倾听员工心声,了解员工对现场可视化最直接的想法,并积极采纳员工的合理化建议,激发员工的工作热情,营造和谐愉悦的管理氛围。
5、时间与空间相结合。在推进过程中,不仅要注重日常的“规定动作”推进,更要侧重不定期的检查评比,通过过程管控,发挥绩效导向作用,“奖优罚劣、惩前毖后”。
构建低碳经济评估体系与平台的必要性
现有关于低碳经济评价的研究主要是立足于碳排放量及排放强度等,借助EKC模型及分解模型开展有关碳排放的分析。对于低碳经济评价指标的构建方面,一般注重的是经济、社会、科技以及环境等层面,指标范围较广,与可持续发展以及生态经济评价指标体系之间存在一定程度的重叠,导致低碳经济这一主题不够突出,并且更多的是关注碳排放量与碳排放强度等相关情况,没有对经济发展水平及环境的区域性差异予以高度关注。另外,关于子系统指标权重的确定,通常选择德尔菲法,其优势体现在可以对相关专家关于各项指标权重的意见予以全面考量,但是,因指标体系涉及不同社会、经济及科技的系统,同时经济发展水平及环境等存在区域性差异,不同系统带给低碳经济发展的影响有所差异,这就导致一个重要问题就是,专家所确定的权重适用于某一区域,但并不一定适用其他区域。
鉴于此,有必要开展有关低碳经济评估体系及可视化平台的探讨,彻底摒弃传统指标构建方式,有助于促进学科交叉探讨,形成协同创新新局面,推动能源环境核算进程,确保国民经济核算体系逐步改进,进一步优化国民经济分析体系,构建起科学完善的低碳经济政策体系,为国民经济统计能力的提升以及可持续发展战略的有效实现奠定坚实基础。
低碳经济评估体系设计方案
第一,系统设计原则。一是系统优化与层次化结合。评价低碳经济,一方面要注重全面性,即可以对低碳循环经济的方方面面给予真实反映,对城市发展水平作出客观展示,另一方面,还要尽可能防止指标相互间的重复性,所以,应对各项指标进行整体评价,选出综合最佳。为确保系统优化效果,还要以系统结构为依据进行层次划分,同时对指标进行分类,确保指标体系结构的清晰性及实际操作性。
二是科学性与可行性相结合。低碳经济评价指标体系应当涉及低碳经济的不同层面及环节,可以对低碳经济性质及特点予以全面揭示,同时还要注意评价指标的可用性及操作便利性。除此之外,目前资料中尚未收录,然而对低碳经济现象及其特征有所体现的指标也可以引入。
三是全面性与代表性相结合。低碳紧急指标体系涉及对低碳经济发展造成影响的各种因素,所以,要确保所选择的指标可以在不同层面对被评价体系特征予以真实反映;此外,还要注意指标的代表性,避免选择意义接近的指标。
四是动态性与稳定性相结合。低碳经济的构建与实现是一个系统性工程,其中必然存在动态发展性,所以,低碳经济评估体系中所选择的评价指标应当具备动态可比性以及横向可比性。根据低碳经济评估指标可比性标准,应严格筛选含义明确统一,与国际通行规范及国内制度设计相符合的指标,只有这样才能确保最终统计数据的有效性。
五是定性分析与定量分析相结合。对于低碳经济评估体系而言,其中所涉及的不论是指标体系还是评价体系,可测性及可比性是必备条件或者说是硬性要求,其中,定性指标必须具备量化方式,评价指标也要尽量选择能够量化的指标,然而实践过程中常常会遇到无法量化或者量化难度相当大的情况,对于此种情况,可以对其首先进行分级处理,在此基础之上再将定性指标予以量化。
第二,系统基本框架。低碳经济评估体系构建与低碳经济评估可视化平台之间存在紧密联系,出于低碳经济评估可视化实现便利性考虑,在低碳经济评估体系构建过程中采取自上到下的层级模型,低碳经济评估体系主要分为三个层次,分别是目标层、准则层以及指标层。
低碳经济评估体系第一层为目标层,构建低碳经济评估体系具有多重目标,主要可以归结为:第一,针对中国低碳经济开展全面客观的评估;第二,针对中国低碳经济监测开展预警分析;第三,针对中国低碳经济政策实施效应开展全面评估;第四,针对中国低碳经济发展整体规划与战略展开研究,决策目标因实际应用领域的不同而有所区别。第二层是准则层,具体又可以细分为两个层次,第一个层次是以低碳经济为核心的各国维度代表,具体涉及低碳能源、低碳产业、低碳消费、低碳技术、低碳环境、低碳政策以及低碳社会等几方面;第二个层次主要涉及规模主题、结构主题以及效率主题等几方面,其中,通过规模主题可以对各类维度总量水平有所了解,结构主题主要是对每一类维度内部要素情况予以反映,效率主题主要是对每种维度所对应的质量变化予以描述。第三层是指标层,鉴于对维度以及指标进行描述和评价的指标也并非一一对应,一般都是由一系列变量构成的指标集,采取指标集的形式还要确保各种决策目标变更需求的有效实现。
第三,系统关键指标。低碳经济评估体系主要涉及低碳产出、低碳消费、低碳资源以及低碳政策等四个指标,低碳产出指标主要对低碳技术进行评价,低碳消费指标主要是对消费模式进行描述,低碳资源指标展示的是低碳资源条件及开发状况,低碳政策指标则是政府部门对低碳经济的关注重视程度。笔者所构建的低碳经济评估体系是立足于现阶段国内主要城市低碳发展现状,然而鉴于不同省份及城市在经济发展程度上有所区别,出于严谨性与科学性的考虑,以世界低碳发展状况为依据,设定绝对值评价标准。
一是低碳产出指标。对低碳化进行评价一般最常使用的指标就是碳生产力,这一指标已经得到业内的广泛认可。碳生产力实现了因消耗资源造成的碳排放与GDO产出值的直接挂钩,因此,可以对社会经济碳资源整体利用状况进行更加直观的展示,不仅如此,还可以对某一国家或地区,特定时期的低碳技术水平进行更加全面的衡量。低碳产出指标也涉及诸如吨钢综合能耗、水泥综合能耗以及火电供电煤耗等关键产品单位能耗指标,能够对重点行业单位工业增加值碳排放指标进行对比。
二是低碳消费指标。借助碳消费水平,可以立足于消费视角,对一个国家或经济体人均碳需求及碳排放量进行综合评价。
三是低碳资源指标。低碳资源禀赋及利用程度一般涉及三大关键性指标,分别是非化石能源在一次性能源消费中所占比例,森林覆盖率、单位能源消费的二氧化碳排放因子等。诸如水力资源、太阳能、生物质能以及风能等属于可再生能源,除可再生能源之外,核能也被归结为零碳排放资源之列,可再生能源、核能,再加上为缓解气候变化具有积极意义的森林碳汇,都为一个国家或地区低碳化目标的实现创造有利物质条件。
四是低碳政策指标。低碳经济的基本立足点就是经济发展实际水平,同时还要尊重资源储备状况;发展低碳经济的一个基本前提就是对低碳经济的基本内涵要有全面客观的认识,并掌握低碳经济发展趋势,在经济与社会发展战略规划制定过程中,对能源结构清洁化、产业结构优化升级、技术水平的改进、消费模式的转型以及碳潜力的充分发掘等各方面都予以全面考量。大量的研究结果充分证实,能源结构清洁化程度与单位能源消费碳排放程度之间存在一定联系,具体来讲,就是随着能源结构清洁化程度的提升,单位能源消费的碳排放程度逐步下降;与此同时,产业结构对部门碳产出效率也会造成一定的影响。对一个国家或经济体的低碳经济转型所作出的努力程度进行评估的重要指标就是:是否立足当地实际情况,制定科学完善的低碳经济发展战略规划;是否构建起碳排放监测、统计与监管机制,是否积极开展有关低碳经济的宣传教育,树立低碳经济观念,是否制定有完善的建筑节能标准并且严格予以实施。除此之外,是否针对诸如小沼气、太阳能热水器以及生物质能等非商品能源等制定相应的奖励机制。
构建低碳经济评估体系可视化平台
低碳经济评估体系可视化平台是依托于低碳经济评估体系评估结果,按照一定标准对地方低碳经济发展状况进行排序,在此基础上整理出数据计算与图形分析结果,从而更加直观的展示低碳经济发展状况及评价结果。构建低碳经济评估可视化平台的意义在于,借助现代化信息技术对低碳经济评估指标进行计算,实现低碳经济评估数据可视化,从而更加直观的认识和了解低碳经济发展状况,为有关政策的制定提供可靠依据。
低碳经济评估体系可视化平台采取分层架构设计方案,该平台主要包括数据访问层、业务模型层以及表示层,每一层次均具有专属任务,相互分离,各司其职。数据层,作用是存储并保存信息与统计数据,同时将整理好的数据资料传输至模型层;模型层,一般包括模型与算法两部分,是低碳经济评估体系可视化平台的关键内容,作用主要是针对来自于数据层的数据资料进行初步处理,根据对应的模型及算法完成数据计算操作,并将处理后的数据信息传输至表示层;表示层,作用是采取诸如柱状图、饼形图等更加直观的方式展示来自于模型层的数据信息,对于表示层而言,关键就是优化数据展示形成。
低碳经济评估体系可视化平台的设计主要分为以下几步:首先,借助软件需求分析法,完成可视化平台的数据录入、模型管理、数据分析以及数值计算等模型构建操作,明确每一模块的需求,在此基础之上形成数据流图、实体联系图表示的逻辑模型;其次,模块结构设计,以上一步骤的需求分析结果为依据,借助事件驱动过程链或IDEF建模可视化系统,按照耦合小、内聚大的原则确定模块功能;最后,确定系统架构,在对平台各个模块层次结构及数据结构进行定义与优化之后,依托于逻辑视图、进程视图、实现视图以及部署视图等构建起低碳经济评估体系可视化平台。
关于低碳经济评估体系可视化平台计算,不必默守对低碳经济全部技术指标进行计算的陈规,可以根据实际情况筛选模型关键要素,对模型属性进行灵活配置,同时结合具体区域及环境因素进行模型分析与计算。第一步,对层次分析算法、指标综合合成算法以及成本效益分析方法等优点缺点进行综合评价,并对低碳经济评估体系模型管理算法进行分析,构建起评估模型;第二步,以本文构建的低碳经济评估体系四级层级结构及所涉及的指标,借助数据挖掘技术,针对我国经济模式及区域特点进行计算与分析;第三步,借助计算机算法语言描述,同时对算法的有效性进行检验,并与其他方法进行对比分析。
综上所述,低碳经济是人类社会发展到一定阶段的高级社会经济形态,技术创新及政策措施为低碳经济的实现提供强有力的支持,文章分别从低碳经济评估体系设计原则、系统基本框架以及关键指标等方面构建我国低碳经济评估体系设计方案,并对低碳经济评估可视化平台进行阐述。
【参考文献】
①朱启贵:《低碳经济评估体系的系统设计与平台构建》,《人民论坛・学术前沿》,2012年第12期。
②周巍:《区域低碳经济评估指标体系构建及应用研究》,《电脑知识与技术》,2011年第6期。
中南院在三维协同设计建设过程中重点把握好了三个关键点:科学、合理地搭建了相关的平台,做好必要的二次开发,并且通过实际项目有效推广三维协同设计软件应用和理念。
三维协同设计,也称三维可视化协同设计,不仅可以大幅度提高工作效率和设计质量,是设计院设计发展的趋势,也是实现工程项目全生命周期管理、数字化移交的开始和基础。但是,设计院在推广三维可视化协同设计过程中遇到一系列问题。
中南勘测设计研究院(简称中南院)在推广三维可视化协同设计过程中遇到的问题和采取的办法、措施,可以为其他相关机构提供有效借鉴。
平台搭建打好基础
目前国内水电行业,除了少数推广应用水平较高的设计院以外,大部分设计院还处在刚起步或尚未起步的阶段。如何在设计院推广三维设计成为设计院决策层面临的一个难题。为了满足水利水电工程勘测设计周期缩短,业主对设计质量和效率的要求又不断提高的需要,设计单位将引进三维技术这一国际先进的设计和管理手段、理念放到一个战略位置。
中南院在2010年专门成立了数字工程中心,并在当年年底与三维协同软件供应商Bentley签订了软件购买合同,大步迈上三维设计之路。中南院专门为三维设计应用推广制定了“追赶计划”和“登高计划”。目前“追赶计划”已经基本完成。
2010年底,中南院与Bentley签订第一期三维软件购买合同后,迅速用Bentley的MicroStation搭建了三维设计系统平台。中南院又在2012年底与Bentley签订了5年的企业授权协议。平台搭建工作包括安装、测试三维设计软件各个模块,对服务器、个人电脑进行硬件测试,购置服务器搭建三维协同设计平台ProjectWise,建设三维设计专题网站,建立中南院三维系统元件库等。
2011年7月,中南院在院内了ProjectWise服务器。ProjectWise用来管理三维设计项目的设计文件及相关资料。目前ProjectWise的应用范围已遍及全院所有相关的生产单位,对于专业设计协同起到了较好的效果,同时对设计文件系统调用、存档等起到了非常好的效果。
同时,中南院已在国内的宜昌设计院和国外的埃塞俄比亚GD3项目部部署了异地协同服务器,与总部数据服务器同步协同工作,可以实现三地同步开展三维设计工作,以及实时共享数据资料。
在实际项目中实施推广
在实际项目中应用是推广三维应用的重要手段,也是三维应用成功的标志。2011年,数字工程中心在完成基础建设和专业培训工作后,联合托巴、溧阳、琼中、龙盘项目部,采用集中办公的形式,在院外进行三维可视化协同设计。水工、机电、测绘、地质和施工等专业均参与了设计,完成了水电站所有模型的三维设计,并进行了工程量统计和二维切图。采用集中进行三维项目设计、边培训边实施的方式,帮助设计人员学习和巩固了三维系统软件使用方法。
2012年3月,中南院开展了抽蓄典型设计三维设计工作。本项目实施持续了三个月,深入、细致地完成了项目的建模、碰撞检查、二维出图和汇报材料制作工作,重点实施了碰撞检查和二维出图工作,检查出多个专业的内部和相互之间的错漏碰现象,同时制作了100多张二、三维图纸和一段三维汇报视频。通过此次三维设计工作,中南院的三维协同设计应用进入到了更深层次。
之后,中南院又在桃源、益地、托巴、GD3和天池等项目中采用了三维协同设计。跟以往不同的是,三维设计项目形式逐步由集中办公转变为办公室的常规化设计。这是推广三维可视化协同设计的必经之路。
现在,中南院的三维设计开展形式已经由集中办公形式向常态化办公形式转变;三维项目组织方式逐步从数字工程中心主导实施向生产部门独立实施、数字工程中心提供技术支持的方式转变;三维设计工作也已经列入项目总体工作计划中,参与项目的进度考核。
二次开发优化完善
由于Bentley是美国公司,因此其软件多少存在使用习惯不贴近我国本土设计人员、软件模块不完整的问题,需要进行二次开发。为此,中南院根据需要完成了厂用电系统的需求收集和软件研发工作,目前正在进行测试中。此外,结合2011年至2012年三维可视化协同设计项目,中南院完成了电气、水机、暖通等设备元件库的建设,广泛应用于现阶段的三维可视化协同设计中。
中南院在其他工程领域的三维可视化协同设计也已经在研究中,其中包括陆上风电、海上风电和其他新能源,以及工民建、市政交通和水务工程等领域的三维设计开展方式。
现在,在成功落实“追赶计划”的基础上,中南院开始落实“登高计划”,旨在开展具有中南院技术特色的科研创新,把在碾压混凝土坝、抽水蓄能电站、风力发电及其它新能源、工程总承包领域的优势融入到三维可视化协同系统中,并在此基础上向工程项目的数字化移交和数字化运营领域拓展,逐步形成完善的全生命周期解决方案;同时探索三维可视化管理系统和生产管理系统的集成,最终形成完整的三维数字集成设计系统。中南院“登高计划”拟于2017年底前完成。
值得一提的是,下一阶段中南院将在全院内推广ProjectWise,对所有二维图纸、报告、算稿进行归档和管理。目前中南院还在对ProjectWise的校审模块进行二次开发。不久的将来,ProjectWise将和院生产管理系统一起,对中南院的设计、生产进行全面、有效的管理。
链接 成功推广三维协同设计要解决好三个问题
三维可视化协同设计需要广大设计人员尽早研究部署,提前布局,分步实施,并且实施时要认真细致,特别应该解决好以下几个问题:
第一,三维设计是工具的变革,还是设计理念的变革?答案是两者兼而有之。在三维设计开展之初,常有设计人员抱怨三维设计难上手,或者抛不掉原来要先二维再三维的模式,不肯用心去学习。这就需要对设计人员进行培训,当前中南院三维培训工作由数字工程中心人员担当,参训的人员逐步由设计人员向院处级领导、校审人员、项目管理员转变。
[关键词]简述 瓦斯 防治 技术
中图分类号:TD722
一、概述:我国能源消费总量过快增长,近10年增长2.2倍,给资源环境带来巨大压力。我国GDP目前占世界生产总值不到10%,但能源消耗已经高于20%,能源排放的污染气体居世界首位,温室气体占世界总量的25%,GDP的能耗、污染排放和碳排放都过高。 “中国能源中长期(2030、2050)发展战略研究”提出转变能源供需模式,使其由“以粗放的供给满足增长过快的需求”,向“以科学的供给满足合理的需求”转变。
我国煤炭产量约占世界煤炭产量的45%,占世界总量的比重逐年增加,而一些发达国家的煤炭产量是下降的。煤电在电力中的比重将由当前的约60%逐步下降,2050年可降至35%左右。
煤炭科学产能是指在安全、高效、洁净、环境友好的条件下生产煤炭。而我国现在每年生产的30多亿吨原煤只有不到一半符合科学产煤标准。符合科学开采的煤炭产能在20年后预计可达到34亿-38亿吨。
煤炭目前是我国主力能源,煤炭的洗选、开采和利用必须改变粗放形态,走安全、高效、环保的科学发展道路,煤炭在我国总能耗中的比重应该逐步下降,2050年可望减至40%(甚至35%)以下,其战略地位将调整为重要的基础能源。
二、我国煤炭的赋存特点:跟我国的地形地貌一样,复杂多变。露天煤矿比重低,绝大部分是井工矿,且矿井条件复杂,煤与瓦斯突出、水、火、顶板等自然灾害多。
复杂的地质条件也造就了一支特别能战斗的队伍,经过多年的奋战,我们已拥有比较先进的煤炭科学技术和装备水平。
三、瓦斯防治发展: 2000年以来我国煤矿安全科技工作者围绕煤矿瓦斯灾害治理、防灭火、粉尘防治、水害防治、瓦斯利用、安全监测监控和应急救援等方面开展了大量基础研究及应用技术开发,取得了众多研究成果。
实践表明,煤矿瓦斯灾害的发生具有区域分布的特点,瓦斯灾害特别是煤与瓦斯突出,地质条件是其主控因素。
取得的3项创新成果:以瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术、多尺度突出区域预测瓦斯地质方法和指标及可视化预测等。
1、瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术
分源预测法和瓦斯地质数学模型法结合起来,通过技术互补,改进和完善了以瓦斯地质数学模型法为基础的瓦斯涌出量预测技术,并在郑煤集团告成矿和大平矿进行了示范应用。对大平矿3个工作面预测的相对误差分别为2.4%、4.4%、17.5%,平均误差为8.1%。
2、多尺度突出区域预测瓦斯地质方法及指标
突出区域预测瓦斯地质方法的核心是识别瓦斯富集区和构造软煤发育区。考虑到不同规模的构造对瓦斯赋存和构造软煤的控制作用是有差异的,井田的划分、矿井内部采区的安排以及工作面的布置都在很大程度上受到构造格局的影响。因此,从构造的尺度效应、矿井生产布局和突出区域预测的研究方法、获得构造软煤等基本数据的技术途径和精细可靠程度等多个因素来看,突出区域预测应在不同的尺度进行。
3、多尺度瓦斯地质编图方法及可视化预测系统
采用Visual C++ 6.0作为软件开发平台,利用GIS组件MapObjects2.3,结合瓦斯地质理论、GIS原理与方法、数据库技术和可视化理论等,实现了矿井基础图件的可视表达,建立了瓦斯地质信息库(包括断层、钻孔、瓦斯含量、突出点等信息),开发出了可独立运行的数字瓦斯地质编图系统,实现了瓦斯含量预测过程及预测结果的可视化。
4、基于电磁辐射原理的煤岩动力灾害预测技术
中国矿大研究了电磁辐射法监测预报煤岩动力灾害的技术及方法,开发了煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪,初步实现了电磁辐射的动态连续监测。
但在实用化技术方面需进一步研究完善,如在电磁辐射预警临界值及动态预警准则、煤岩动力灾害电磁辐射动态监测等方面,是这一技术得以广泛应用的关键,也是现场安全生产管理人员最为关注的问题。
5、电磁辐射预测技术成果
通过理论分析和进一步现场实测干扰源特征,对煤岩电磁辐射自动监测预报装备和动态监测软件进行了完善,提高了滤噪、抗干扰能力、稳定性和准确性。
同时,开发了在线式电磁辐射实时监测系统软件,可以对监测数据进行处理和分析,判断电磁辐射水平的变化趋势,从而对煤与瓦斯突出和冲击矿压危险发生的可能做出预测预报。实现了远程监视南山、峻德矿电磁辐射测试数据。
实现了与煤矿安全监测系统联网运行
四、地质雷达超前探测3项创新成果
针对不同深度、不同地质异常,开发了矿井受限空间防爆屏蔽单脉冲调制平面的系列天线(50MHz~200MHz),多种天线结合使用还可提高解释精度和降低物探多解性。
关键词:油田;注水系统;可视化技术
中图分类号:TB
文献标识码:A
文章编号:16723198(2013)01019401
以科学计算可视化作为基础发展起来的可视化技术,其最初主要应用在科学计算与工程测量中。伴随着可视化技术的不断发展,其所应用的领域也成扩大化的发展趋势。本文从油田注水系统的层面出发对可视化技术进行深入的研究与分析。
1可视化技术的应用
可视化技术指的是通过三维表现技术来实现对三维世界物体的再现,进而呈现出三维形体所具有的复杂信息。可视化技术是伴随着计算机图形学的发展而快速发展的新型技术,有着较广泛的应用途径。从现有石油行业的情况来看,可视化技术就被广泛的应用在石油勘探、油田开发以及油气集输等等诸多环节。油田注水系统中通过可视化技术的应用,能够极大的降低运营难度与成本,提高系统的安全性,进而有必要对油田注水系统的可视化技术进行深入的研究。从可视化技术的发展趋势来看,其与互联网、人工智能等等的结合会不断的促进自身技术优势的增加,进而在油田注水系统的优化中发挥更大的作用。
2油田注水系统的提升措施分析
油田注水的目的是为了维持油田能量,确保油层压力,进而促使供液能力的提高,并实现原油递减率的降低。简而言之,油田注水是油田维持地层压力的重要措施。从我国现有油田的实际情况来看,多数油田都处在高含水期,这就使得注水量大的问题导致油田生产投入成本的增加,进而有必要从油田的实际情况出发来确定油田注水系统的提升措施。
油田注水系统效率指的是油田注水到注水井中的总能量在注水泵电动机消耗总能量中所占的百分比。通常情况下,油田注水系统的效率分为电动机效率、注水泵平均运行效率以及管网效率三个部分。其中电动机效率指的是对注水泵电动机消耗能量的描述;而注水泵平均运行效率则是用来对注水泵消耗能量的描述;管网效率则是对管网的摩阻损失进行描述。正因为油田注水效率由这三大部分组成,决定了确定油田注水系统提升措施上也应从提高注水设备效率与调节注水系统参数入手来实现油田注水系统效率的提高。从提高注水设备效率的层面来看,需要加强对电机、泵以及管网等各个环节的优化。电机应用的优化主要指的是应结合油田的实际情况,确定合理节能高效的电机。泵的优化则指的是通过注水泵的优化来提高泵效率。管网的优化主要是指通过合理的布局来降低管网摩擦所导致的损失,合理确定注水管的管径,降低对能源的消耗。从调节注水系统参数的层面来看,主要是进行调节注水速度与节流来促进油田注水系统效率的提高。
3油田注水系统可视化技术的应用策略
在油田注水系统中,可视化技术的应用策略应包括以下内容:
3.1油田注水系统可视化程序的应用
可视化技术的应用需要油田注水系统可视化程序的支持。该程序是以注水系统能量平衡的数学模型、注水系统效率、注水系统能耗及注水系统的水力参数数值进行计算基础上,运用计算机编程技术编写油田注水系统可视化程序。该程序的基本功能是将油田注水站站内数据信息输入到系统中,进而实现油田注水站站内数据以及注水系统整体运行的可视化,同时还通过将连接数据信息、坐标数据信息以及站外数据信息的输入,实现了油田注水系统中注水网系统的可视化。油田注水系统可视化程序的基本操作主要包括数据信息输入、泵机组能耗分析、整个系统能耗分析、管线压力损失计算以及显示超过经济流速管线等等。
3.2油田注水系统可视化技术的应用流程
油田注水系统可视化的应用流程主要为以下几个步骤:
流程一:通过物质守恒原理与流体力学理论的应用,建立了油田注水系统效率与能耗的数学模型。
流程二:在确定出油田注水管网系统数学模型以及计算方法的基础上,以模块为基础构建了油田注水系统流程图,进而建立注水系统数据库。
流程三:对油田注水效率、能好以及注水系统水力参数进行计算的基础上,应用相应的计算机应用技术,编写油田注水系统可视化程序。
流程四:通过油田注释系统可视化程序的运用来进行油田注水系统注入动态以及可视化术分析,进而确定具体的油田注水系统管理的节能措施。
总之,伴随着可视化技术的发展,可视化技术在包括油田注水系统等在内的石油行业中的应用已经成了发展的必然趋势。因而,有必要结合油田的实际情况,不断的优化可视化技术在油田注水系统中的应用,进而促进整个石油行业的快速发展。
参考文献
[1]张卓,宣蕾,郝树勇.可视化技术研究与比较[J].现代电子技术,2010,(17):133138.
[2]周定照,柳进,罗强,黄朝斌,刘忠军,文涛.可视化技术在石油行业的应用[J].石油工业计算机应用,2012,(11):25.
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关键词:建筑信息模型;建筑设计;应用化
1.BIM的简介
BIM的全拼是Building Information Modeling,中文翻译最为贴切的、也被大家所认可的名称为:建筑信息模型。
这些建筑模型的数据在建筑信息模型中的存在是以多种数字技术为依托,从而以这个数字信息模型作为各个建筑项目的基础,去进行各个相关工作。建筑工程与之相关的工作都可以从这个建筑信息模型中拿出各自需要的信息,即可指导相应工作又能将相应工作的信息反馈到模型中。
建筑信息模型不是简单的将数字信息进行集成,它还是一种数字信息的应用,并可以用于设计、建造、管理的数字化方法,这种方法支持建筑工程的集成管理环境,可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。
在建筑工程整个生命周期中,建筑信息模型可以实现集成管理,因此这一模型既包括建筑物的信息模型,同时又包括建筑工程管理行为的模型。将建筑物的信息模型同建筑工程的管理行为模型进行完美的组合。因此在一定范围内,建筑信息模型可以模拟实际的建筑工程建设行为,例如:建筑物的日照、外部维护结构的传热状态等。
2.特点
那么BIM建筑信息模型也同CAD一样,也只是个设计绘图软件或者出图工具吗?对于这个问题,我们需要真正的认识BIM了。真正的BIM应该符合以下五个特点:
1.可视化:可视化即“所见所得”的形式,对于建筑行业来说,可视化的真正运用在建筑业的作用是非常大的,例如经常拿到的施工图纸,只是各个构件的信息在图纸上的采用线条绘制表达,但是其真正的构造形式就需要建筑业参与人员去自行想象了。对于一般简单的东西来说,这种想象也未尝不可,但是现在建筑业的建筑形式各异,复杂造型在不断的推出,那么这种光靠人脑去想象的东西就未免有点不太现实了。所以BIM提供了可视化的思路,让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前;现在建筑业也有设计方面出效果图的事情,但是这种效果图是分包给专业的效果图制作团队进行识读设计制作出的线条式信息制作出来的,并不是通过构件的信息自动生成的,缺少了同构件之间的互动性和反馈性,然而BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视,在BIM建筑信息模型中,由于整个过程都是可视化的,所以,可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成,更重要的是,项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
2.协调性:这个方面是建筑业中的重点内容,不管是施工单位还是业主及设计单位,无不在做着协调及相配合的工作。一旦项目的实施过程中遇到了问题,就要将各有关人士组织起来开协调会,找各施工问题发生的原因,及解决办法,然后出变更,做相应补救措施等进行问题的解决。那么这个问题的协调真的就只能出现问题后再进行协调吗?在设计时,往往由于各专业设计师之间的沟通不到位,而出现各种专业之间的碰撞问题,例如暖通等专业中的管道在进行布置时,由于施工图纸是各自绘制在各自的施工图纸上的,真正施工过程中,可能在布置管线时正好在此处有结构设计的梁等构件在此妨碍着管线的布置.
3.模拟性:模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型,还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段,BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验,例如:节能模拟、紧急疏散模拟、日照模拟、热能传导模拟等;在招投标和施工阶段可以进行4D模拟(三维模型加项目的发展时间),也就是根据施工的组织设计模拟实际施工,从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟(基于3D模型的造价控制),从而来实现成本控制;后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟,例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
4.优化性:事实上整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程,当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系,但在BIM的基础上可以做更好的优化、更好地做优化。优化受三样东西的制约:信息、复杂程度和时间。没有准确的信息做不出合理的优化结果,BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息,包括几何信息、物理信息、规则信息,还提供了建筑物变化以后的实际存在。
3.业主方与BIM的协调
业主方是建筑生产过程的总组织者、总集成者。BIM是一个涉及到整个建筑工程生命周期各个流程环节的完整实践过程,工程的设计、施工及管理等环节都对该技术具有相关性。在这过程中,业主承担的角色是BIM应用的总组织者,是BIM实施的主推动力,业主最关注的是投资回报率、工期的缩短以及成本降低等因素。业主通过BIM的应用受益表现在以下几方面:
1、产品通过BIM可以确定恰当的成本、能源及环境目标,得到更可靠的设计产品;
2、在组织方面是通过BIM的可视化效果,业主更多地参与设计过程提高对方案设计的把控能力;
3、在过程方面通过BIM可以在施工前对设施的外观和功能作出合理的评价,有助于对设计变更的管理,加快工程建设的进度。
关键词:新型技术;石油资源;地质勘探;GIS技术;测井技术;虚拟现实技术 文献标识码:A
中图分类号:TE135 文章编号:1009-2374(2015)13-0048-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.13.025
随着科学技术的逐渐进步,人们的生活与生产变得更加便利,同时也使得社会对石油的需求日益增多。目前,石油在多个领域都得到了较为广泛的应用,其石油产品已经覆盖了我们生活的很多方面,比如沥青、石油燃料、杀虫剂等,这些都是以石油为原料从而生产出来的。而且石油是属于不可再生资源,因此如何利用新型技术来提升石油开采的效率以及质量,有效地应用在石油地质勘探中,对于我国的发展具有重要意义。
1 石油勘探概述及其现状
1.1 石油勘探概述
石油勘探主要是为了寻找油气资源,从而使用多种的勘探手段来了解地下的情况,探析储油、生油、油气运移、保存等条件,进而评价含油气的远景,准确地确定出油气聚集的较为有利的地区。并且利用石油勘探还能够找到储油气的圈闭,探析出油气田的整体面积,查明油气层的产出能力以及相关的一些情况。石油勘探的过程主要是对其地理环境的岩性、物性以及地质构造等特征进行描述,从而确保提升原有采收率和油田的产量。
1.2 我国石油地质勘探的现状
社会的发展使人们对石油的依赖性日益增加,我国正在不断加大对石油地质勘探技术的创新与研究,并且资金的投入也在逐渐增加,取得了非常可观的进步,促进了我国很多个地区的发展与进步。但是,我国的石油地质勘探的新型技术在一定程度上与发达国家相比有很多的不足之处。随着社会的发展以及我国经济的增长,对石油资源的需求也会逐渐的增加,如果石油的储存量不能跟上经济发展的需求,便会产生较大的石油缺口,从而影响我国经济的健康发展。目前我国石油的储量以及后备采储量存在不足的现象,并且对于新型技术没有得到很好的突破,因此提升石油的勘探与开采是当前石油产业面临重要的问题。我国应该对石油地质勘探的工作给予高度的重视,加快新型技术的开发与应用,提升石油勘探和开采的效率,缓解我国石油资源匮乏的重大问题。
2 新型技术在石油地质勘探中应用的意义
目前,全球石油资源逐渐的枯竭,影响着全球经济的发展,因此对新型技术在石油地质勘探中的应用进行研究具有重要的意义。石油地质勘探中应用新型技术能够提升国家能源的安全,促进社会的健康发展。随着社会经济的发展,传统石油地质勘探技术的不足日益显露出来,且传统的石油勘探技术在经费方面以及石油开采等方面都存在着一定的缺陷,因此对于新型技术在石油地质勘探中的应用进行探索是时展所必须的。但是新型技术的石油地质勘探是要建立在可持续发展的基础上的,只有这样,才能够保持能源有效的开采和使用,所以在石油地质勘探中应用新型技术具有重要意义。
3 新型技术在石油地质勘探中的应用
3.1 GIS技术在石油勘探中的应用
GIS技术在石油勘探中主要应用在两个方面:一个是空间数据的应用;另一个是石油勘探成果的可视化。在石油勘探的过程中,能够积累大量的图形数据以及基础数据,所以利用GIS技术进行对数据的管理与存储,可以为工作人员提供灵活、完整的资料管理的环境。在实际工作中,主要应用Oracle数据库来对石油勘探进行管理与组织。使用服务器(B/S)/浏览器的操作模式,便能够允许用户可以组合直观的HTML界面,并且允许用户开发数据库,对石油勘探所得到的数据进行访问。GIS具有较为强大的空间数据的分析能力,这主要是针对数据的处理而言,所以GIS数据库能够将石油勘探过程中所得出的不同资料进行比较,进而得到具有意义的数据。对于石油勘探成果的可视化,主要是将基于GIS可视化系统用计算机数据和图形进行结合,并通过网络技术将实际的情况图文并茂的输出,更利于决策。和一般的数字石油应用的可视化系统相比较,石油勘探的可视化系统要满足以下层次的需求,主要是面向管理层、决策层和科研层。
3.2 测井技术
在石油地质勘探中,测井技术的发展,主要是因为计算机技术和电子技术的发展。目前,石油地质勘探工作中,利用计算机设备,能够有效地完成测井工作的数据分析、采集与处理,并能够将现有的数据转变为成像测井技术,从而提升数据的准确性和真实性,在短时间内,发送更全面的数据信息,而且通过对设备进行不同的组合,从而扩大范围,提升勘探的深度和采样的效率。除了测井技术,其中新型技术中还包括随钻测井技术、核磁共振技术、套管井技术等,这些技术都对石油地质勘探工作效率具有重要的作用。比如,在石油地质勘探中应用核磁共振技术,能够有效地提升测井效率,还能够提升测量的准确与精读,并且通过对应的测量平台,还能够减少测井过程中出现意外的发生,从而保证测井工作进行得更加顺利。核磁共振技术不仅能够缩短测井的时间,提升测量的效率,还能够保证设备的安全。在石油地质勘探中应用综合性的测井技术,对测井车、仪器以及计算机等设备和系统合理进行搭配,从而提升测井的成功率,加强测井的质量。
3.3 虚拟现实技术在石油勘探中的应用
在石油地质勘探中应用虚拟现实技术能够提升人们对勘探目标的识别能力。此功能能够提升勘探的效率和精度,并有效地降低在勘探时出现错误的几率。在传统的勘探中,一般需要足够的实践对数据进行整理和分析,但是,在虚拟现实技术系统中,仅需要几天就可以完成数据的分析工作,能够直观地显现,使数据更容易被人们理解。这种技术还能够对储集层的三层模型进行分析,以及对其进行处理,使工作人员可以更方便快捷地使用这些数据,能够有效地减少工作人员的工作时间,从而有效地提升工作人员的工作效率,推进石油勘探的进步。应用虚拟现实技术分析数据能够使交易更加容易,并能够减少工作人员出现错误的次数,保证石油勘探工作可以正常地运行。虚拟现实技术通过对传统数据进行分析与处理,从而形成直观的三维影像,对石油勘探工作中的相关数据进行分析与展示,让工作人员有身临其境的感觉,让数据的分析过程更加顺利。
4 结语
综上所述,探讨新型技术在石油地质勘探中的应用具有重要的意义。加强对石油地质勘探技术的创新,能够有效地提升石油勘探以及开采的效率,与国家能源安全以及社会的稳定密切相关。所以相关部门要对新型技术在石油地质勘探中的应用给予重视,加大技术和资金的投入力度,提升石油地质勘探的技术水平,从而有效地保证我国稳定的发展。
参考文献
[1] 王健.石油地质勘探策略浅谈[J].化工管理,2014,(35).
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