楊啟超

（國能常州發(fā)電有限公司，江蘇 常州 213000）

1 引言

隨著能源需求的不斷增長，火力發(fā)電作為重要的電力供應(yīng)方式，在能源產(chǎn)業(yè)中扮演著不可替代的角色。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，火力發(fā)電廠運(yùn)維過程中出現(xiàn)了諸多挑戰(zhàn)和機(jī)遇。集控運(yùn)維系統(tǒng)作為現(xiàn)代火力發(fā)電廠的核心，已經(jīng)成為確保發(fā)電設(shè)備安全高效運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，隨著火力發(fā)電廠規(guī)模的不斷擴(kuò)大和運(yùn)維工作的復(fù)雜化，如何在人機(jī)協(xié)作中實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)維，以及如何優(yōu)化人因工程，提升運(yùn)維人員的工作效率和安全性，已經(jīng)成為亟待解決的問題。

2 火力發(fā)電廠集控系統(tǒng)的特點(diǎn)與挑戰(zhàn)

2.1 基本運(yùn)作模式和集控系統(tǒng)的架構(gòu)

在火力發(fā)電廠中，集控系統(tǒng)作為關(guān)鍵的管理和監(jiān)控平臺(tái)，起著至關(guān)重要的作用?；鹆Πl(fā)電廠通常由多個(gè)關(guān)聯(lián)設(shè)備和工藝單元組成，包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等。這些設(shè)備需要緊密協(xié)同工作，以保障電力的穩(wěn)定供應(yīng)。集控系統(tǒng)的架構(gòu)通常是多層次的，涵蓋了從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析和決策的全過程。運(yùn)維人員通過集控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)獲取設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)數(shù)據(jù)和報(bào)警信息，從而及時(shí)采取必要的措施，確保發(fā)電廠的正常運(yùn)行。

集控系統(tǒng)的架構(gòu)通常包括監(jiān)控層、控制層和管理層。監(jiān)控層負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測和采集各種設(shè)備的數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、流量等參數(shù)?？刂茖迂?fù)責(zé)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，以保持其在安全和高效的運(yùn)行狀態(tài)。管理層則負(fù)責(zé)整合各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和決策，以支持運(yùn)營和管理的決策制定。此外，集控系統(tǒng)還通常具備報(bào)警功能，能夠在設(shè)備出現(xiàn)異?；蚬收蠒r(shí)及時(shí)通知運(yùn)維人員，以便迅速響應(yīng)和處理。

2.2 集控運(yùn)維面臨的挑戰(zhàn)

（1）火力發(fā)電廠的設(shè)備眾多且種類繁多，涵蓋鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等各種工藝單元，因此集控運(yùn)維需要處理大量不同類型的設(shè)備數(shù)據(jù)和信息，而這些數(shù)據(jù)往往存在復(fù)雜的關(guān)聯(lián)和交互關(guān)系，使得集控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、配置和管理變得復(fù)雜且具有挑戰(zhàn)性。

（2）火力發(fā)電廠的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)相對較高，因?yàn)椴涣嫉倪\(yùn)行狀態(tài)可能導(dǎo)致設(shè)備故障、損壞甚至事故發(fā)生，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境損失。集控運(yùn)維需要及時(shí)監(jiān)測設(shè)備的工作狀態(tài)，預(yù)測潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)，以及采取有效的措施進(jìn)行干預(yù)和防范。這需要高度敏感的監(jiān)測系統(tǒng)、智能化的預(yù)測分析，以及快速反應(yīng)的能力，以確?；鹆Πl(fā)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）火力發(fā)電廠集控運(yùn)維對操作人員的素質(zhì)要求較高。操作人員需要具備豐富的電力工程知識(shí)和專業(yè)技能，能夠準(zhǔn)確地理解設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，迅速判斷異常情況，并采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。此外，操作人員還需要具備有效的溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，以便在緊急情況下與其他團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行協(xié)調(diào)和合作，以保障運(yùn)維的連續(xù)性和高效性。

3 人機(jī)協(xié)作在火力發(fā)電廠集控運(yùn)維中的應(yīng)用優(yōu)化

3.1 人機(jī)界面設(shè)計(jì)與交互優(yōu)化

（1）界面布局與可視化。在火力發(fā)電廠集控運(yùn)維系統(tǒng)中，人機(jī)界面的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。界面布局和可視化設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮操作人員的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，使其能夠迅速理解系統(tǒng)狀態(tài)和關(guān)鍵信息。通過采用直觀的圖表、圖像和顏色編碼，有效傳遞信息，減少操作人員在查找信息時(shí)的時(shí)間和精力消耗。例如，通過動(dòng)態(tài)的圖表顯示發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和關(guān)鍵參數(shù)，操作人員可以一目了然地了解設(shè)備的運(yùn)行情況，從而更好地做出決策。

（2）信息分層與分類。在界面設(shè)計(jì)中，信息分層與分類是為了避免信息過載，使操作人員能夠快速準(zhǔn)確地獲取所需信息。通過將信息按照優(yōu)先級(jí)和類別進(jìn)行分層，可以將關(guān)鍵信息放置在顯眼的位置，同時(shí)將次要信息和附加信息進(jìn)行合理分類。例如，將緊急警報(bào)和異常狀態(tài)放置在界面的顯著位置，使其在第一時(shí)間引起操作人員的注意，而將常規(guī)狀態(tài)和操作選項(xiàng)進(jìn)行分類顯示，以便操作人員能夠有序地進(jìn)行操作。

（3）操作邏輯的簡化。簡化操作邏輯是提高人機(jī)交互效率的關(guān)鍵策略之一。在火力發(fā)電廠的集控運(yùn)維中，操作流程通常涉及多個(gè)步驟和多個(gè)控制點(diǎn)，過于復(fù)雜的操作流程可能導(dǎo)致操作人員的困惑和錯(cuò)誤。因此，需要對操作流程進(jìn)行優(yōu)化，去除不必要的步驟，簡化操作界面，降低操作的復(fù)雜度。例如，在設(shè)備啟動(dòng)和停止的操作中，可以通過設(shè)計(jì)一鍵式操作按鈕來代替多個(gè)獨(dú)立的步驟，從而減少操作的繁瑣性。

3.2 智能輔助決策與操作支持

（1）數(shù)據(jù)分析與預(yù)測。在火力發(fā)電廠集控運(yùn)維中，通過機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)對大量歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以預(yù)測設(shè)備的故障和運(yùn)行狀態(tài)。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測能力為操作人員提供了重要的決策依據(jù)。通過分析數(shù)據(jù)中的趨勢、異常和規(guī)律，系統(tǒng)可以自動(dòng)預(yù)測潛在的故障風(fēng)險(xiǎn)，幫助操作人員提前采取措施，防止設(shè)備損壞和生產(chǎn)中斷。例如，根據(jù)溫度、壓力和震動(dòng)等參數(shù)的變化，系統(tǒng)可以預(yù)測出設(shè)備的可能故障類型，從而指導(dǎo)維護(hù)人員有針對性地進(jìn)行檢修和維護(hù)。

（2）告警與提醒系統(tǒng)。在火力發(fā)電廠集控運(yùn)維中，智能告警系統(tǒng)的建立可以迅速通知操作人員關(guān)于設(shè)備狀態(tài)和異常情況的信息。系統(tǒng)可以根據(jù)設(shè)定的規(guī)則和閾值，自動(dòng)檢測設(shè)備的狀態(tài)變化，并在出現(xiàn)重要事件或異常情況時(shí)發(fā)出告警通知。這種即時(shí)的告警系統(tǒng)有助于操作人員及時(shí)響應(yīng)，避免事故的發(fā)生或擴(kuò)大。告警通知可以通過多種途徑傳達(dá)，如手機(jī)短信、電子郵件、聲音警報(bào)等，以確保操作人員能夠隨時(shí)接收并處理信息。

（3）遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制。借助現(xiàn)代通信技術(shù)，火力發(fā)電廠集控運(yùn)維系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制功能。操作人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)連接到系統(tǒng)，遠(yuǎn)程查看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)變化和報(bào)警信息。在需要時(shí)，他們還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，例如遠(yuǎn)程啟停設(shè)備、調(diào)整參數(shù)等。這種遠(yuǎn)程監(jiān)控與控制的能力使操作人員不再局限于現(xiàn)場，能夠隨時(shí)隨地進(jìn)行運(yùn)維操作，提高了運(yùn)維的靈活性和效率。

3.3 人機(jī)協(xié)作模式的建立與優(yōu)化

（1）跨部門協(xié)作平臺(tái)。在火力發(fā)電廠集控運(yùn)維中，不同部門之間的協(xié)作是關(guān)鍵，因?yàn)檫\(yùn)維涉及多個(gè)環(huán)節(jié)和崗位。建立一個(gè)跨部門的協(xié)作平臺(tái)可以促進(jìn)信息的共享和協(xié)同工作，從而提高整體的運(yùn)維效率。這個(gè)平臺(tái)可以包括在線溝通工具、文件共享系統(tǒng)，以及協(xié)作項(xiàng)目管理工具。操作人員可以在平臺(tái)上實(shí)時(shí)交流，共享問題和解決方案，確保團(tuán)隊(duì)在處理設(shè)備故障、計(jì)劃維護(hù)和應(yīng)急事件時(shí)能夠緊密合作，減少信息滯后和誤解的可能性。

（2）實(shí)時(shí)信息共享。搭建一個(gè)實(shí)時(shí)信息共享平臺(tái)是確保操作人員能夠快速獲取其他團(tuán)隊(duì)信息的關(guān)鍵。在火力發(fā)電廠的復(fù)雜環(huán)境中，突發(fā)事件可能會(huì)影響多個(gè)部門，因此及時(shí)了解其他團(tuán)隊(duì)的活動(dòng)和決策對于做出迅速響應(yīng)至關(guān)重要。這個(gè)平臺(tái)可以整合各個(gè)部門的數(shù)據(jù)和信息，提供實(shí)時(shí)更新，使操作人員能夠即時(shí)了解當(dāng)前的情況，并采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。這種信息的透明性和共享性有助于消除信息孤島，提高團(tuán)隊(duì)的協(xié)同效率。

（3）跨崗位培訓(xùn)與輪崗。為了促進(jìn)團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的理解和合作，火力發(fā)電廠可以實(shí)施跨崗位培訓(xùn)和輪崗計(jì)劃。通過讓不同崗位的操作人員互相了解彼此的工作職責(zé)和挑戰(zhàn)，可以增進(jìn)團(tuán)隊(duì)的協(xié)作和共鳴。操作人員可以參與其他崗位的培訓(xùn)課程，學(xué)習(xí)相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)和技能，從而更好地理解整個(gè)運(yùn)維流程。此外，輪崗也有助于提高操作人員的多樣化能力，使他們能夠適應(yīng)不同崗位的需求，減少團(tuán)隊(duì)因個(gè)別人員變動(dòng)而面臨的風(fēng)險(xiǎn)。

4 人因工程在火力發(fā)電廠運(yùn)維中的優(yōu)化策略

4.1 任務(wù)分配與工作負(fù)荷的合理規(guī)劃

（1）明確崗位職責(zé)。在火力發(fā)電廠集控運(yùn)維中，不同崗位的職責(zé)和權(quán)限應(yīng)得到明確定義。這有助于避免操作人員任務(wù)重疊和混淆，確保每個(gè)人員清楚自己的職責(zé)范圍。例如，可以設(shè)立主管操作員、技術(shù)維護(hù)人員、緊急響應(yīng)人員等不同崗位，并明確其各自的工作職責(zé)。這樣一來，操作人員可以更專注地執(zhí)行自己的任務(wù)，減少不必要的交叉干擾，提高整體工作效率。

（2）輪班制度的優(yōu)化。合理的輪班制度對于操作人員的身心健康和工作效率至關(guān)重要。在優(yōu)化輪班制度時(shí)，需要充分考慮操作人員的休息時(shí)間和工作強(qiáng)度。合理的輪班安排不僅要保障每位操作人員有足夠的休息時(shí)間，還要避免過于頻繁的輪班變動(dòng)，以減少身體適應(yīng)的負(fù)擔(dān)。輪班制度的合理優(yōu)化有助于降低操作人員的疲勞程度，提高其工作效率和工作滿意度。

（3）任務(wù)分配算法的引入。為了提高火力發(fā)電廠集控運(yùn)維的效率，引入任務(wù)分配算法，使任務(wù)更加合理、高效地分配給操作人員。這種算法可以根據(jù)操作人員的技能、經(jīng)驗(yàn)和實(shí)時(shí)工作負(fù)荷情況，自動(dòng)決定誰應(yīng)該執(zhí)行何種任務(wù)。例如，某些緊急任務(wù)可以根據(jù)操作人員的緊急響應(yīng)能力分配給最合適的人員，而一些例行性的工作可以由技術(shù)維護(hù)人員執(zhí)行。這樣的智能任務(wù)分配能夠提高工作的優(yōu)先級(jí)和匹配度，減少任務(wù)排隊(duì)時(shí)間，從而提高運(yùn)維效率。

4.2 人員培訓(xùn)與技能提升的策略

（1）持續(xù)培訓(xùn)計(jì)劃。在火力發(fā)電廠集控運(yùn)維中，持續(xù)培訓(xùn)計(jì)劃的建立是確保操作人員技能不斷提升的關(guān)鍵策略。隨著技術(shù)的不斷更新，操作人員需要不斷學(xué)習(xí)適應(yīng)新技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，以保持工作的高效性和安全性。該計(jì)劃應(yīng)該涵蓋多樣化的培訓(xùn)內(nèi)容，包括新設(shè)備操作、安全標(biāo)準(zhǔn)更新、緊急情況處理等方面。通過面對面培訓(xùn)、在線學(xué)習(xí)和研討會(huì)等多種形式，操作人員可以根據(jù)自身情況選擇學(xué)習(xí)方式。要定期審查和更新培訓(xùn)內(nèi)容，以確保培訓(xùn)始終與最新技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)保持一致。此外，收集操作人員的培訓(xùn)反饋，并根據(jù)反饋意見不斷改進(jìn)培訓(xùn)計(jì)劃，有助于提高培訓(xùn)效果和操作人員的滿意度。

（2）跨崗位培訓(xùn)。鼓勵(lì)不同崗位的操作人員進(jìn)行跨崗位培訓(xùn)可以促進(jìn)整個(gè)團(tuán)隊(duì)的知識(shí)共享和技能提升。通過定期組織交流會(huì)議、培訓(xùn)活動(dòng)和輪崗機(jī)制，不同崗位的操作人員可以互相分享經(jīng)驗(yàn)和技能，促進(jìn)合作和學(xué)習(xí)。跨崗位培訓(xùn)還有助于實(shí)現(xiàn)技能的互補(bǔ)，讓團(tuán)隊(duì)的整體素質(zhì)得到提升。通過這種方式，操作人員可以更好地理解整個(gè)運(yùn)維流程，更靈活地應(yīng)對各種情況，從而提高團(tuán)隊(duì)的適應(yīng)能力和協(xié)作效率。

4.3 疲勞管理與健康保障的優(yōu)化措施

（1）健康檢查與心理輔導(dǎo)。在火力發(fā)電廠集控運(yùn)維中，操作人員需要長時(shí)間保持高度警惕，這對其身體健康和心理狀態(tài)提出了挑戰(zhàn)。為確保操作人員的身心健康，可采取多種措施。首先，定期進(jìn)行全面的健康檢查，涵蓋體檢和專項(xiàng)檢查，以及眼耳鼻喉方面的評估，旨在及早發(fā)現(xiàn)潛在的健康問題。其次，通過提供心理輔導(dǎo)服務(wù)，協(xié)助操作人員有效應(yīng)對工作壓力、緊急情況和長時(shí)間高強(qiáng)度的工作。心理輔導(dǎo)可包括個(gè)體咨詢、團(tuán)體交流和心理訓(xùn)練，旨在提供情感支持和應(yīng)對策略，確保操作人員心理健康穩(wěn)定。最后，幫助操作人員學(xué)習(xí)情緒管理技巧，使其能夠在高壓環(huán)境下保持冷靜，集中注意力，有效處理突發(fā)情況，從而增強(qiáng)工作的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

（2）疲勞監(jiān)測與預(yù)警。為應(yīng)對長時(shí)間集控運(yùn)維可能導(dǎo)致的疲勞問題，可以引入疲勞監(jiān)測技術(shù)并建立相應(yīng)的預(yù)警系統(tǒng)。通過穿戴式設(shè)備或傳感器監(jiān)測操作人員的生理指標(biāo)，如心率、體溫等，以便及時(shí)評估其疲勞程度?；诒O(jiān)測結(jié)果，建立疲勞預(yù)警系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)操作人員的生理指標(biāo)異常，系統(tǒng)將自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，提醒操作人員休息或調(diào)整工作狀態(tài)。此外，合理規(guī)劃操作人員的工作時(shí)間也是防止疲勞的關(guān)鍵。通過根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)設(shè)置適當(dāng)?shù)墓ぷ鲿r(shí)間和休息間隔，可有效減少操作人員的連續(xù)工作時(shí)間，保障其精力充沛，從而提高工作效率和安全性。通過健康檢查、心理輔導(dǎo)、疲勞監(jiān)測和合理工作時(shí)間規(guī)劃等綜合措施，可以確?；鹆Πl(fā)電廠操作人員的身心健康，從而支持其在高壓環(huán)境下高效、安全地執(zhí)行集控運(yùn)維任務(wù)。

5 結(jié)語

綜上所述，人機(jī)協(xié)作和人因工程在火力發(fā)電廠集控運(yùn)維中的應(yīng)用，能夠有效提升工作效率、安全性和人員舒適度。通過界面優(yōu)化、智能決策支持，以及任務(wù)分配策略的優(yōu)化，可以使操作人員更好地應(yīng)對各種情況。同時(shí)，通過持續(xù)培訓(xùn)計(jì)劃、跨崗位培訓(xùn)，以及疲勞管理和健康保障的措施，可以保障操作人員的持續(xù)發(fā)展和健康狀況，確保運(yùn)維工作的可持續(xù)性。因此，將人機(jī)協(xié)作與人因工程相結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠集控運(yùn)維可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵途徑。