核電廠SRCM分析及可靠性數(shù)據(jù)庫平臺(tái)

李艷良，劉丙月，高建勇，戴 兵，金國強(qiáng)

（1.核動(dòng)力運(yùn)行研究所，湖北 武漢430223；2.中核集團(tuán)秦山核電有限公司，浙江 海鹽314300）

核電廠工藝系統(tǒng)多，設(shè)備種類及數(shù)量龐大而繁雜，在應(yīng)用傳統(tǒng)RCM方法優(yōu)化核電廠設(shè)備預(yù)防性維修大綱時(shí)，往往占用太多的人力和物力資源。為降低RCM的分析費(fèi)用，美國電科院（EPRI）于20世紀(jì)90年代中期專門立項(xiàng)進(jìn)行研究，并由此創(chuàng)建了SRCM方法。SRCM方法簡化了分析流程（見圖1），利用軟件通過計(jì)算機(jī)輔助用戶進(jìn)行分析，且在維修任務(wù)選擇時(shí)，采用了由EPRI開發(fā)的PM模板和行業(yè)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，具有知識庫的雛形，因而縮短了分析周期，提高了分析效率，SRCM分析軟件與PM模板數(shù)據(jù)庫成為應(yīng)用SRCM方法的兩大不可缺少的工具。SRCM方法自創(chuàng)建以來不斷得到應(yīng)用，在應(yīng)用過程中，SRCM的分析環(huán)節(jié)基本固定，SRCM的基本體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成。而EPRI的PM模板也不斷得以更新和充實(shí)。

核動(dòng)力運(yùn)行研究所（RINPO）從2009年開始關(guān)注SRCM的應(yīng)用，并開始與核電廠進(jìn)行相關(guān)合作。RINPO在與核電廠項(xiàng)目合作過程中，積累了SRCM的項(xiàng)目開展經(jīng)驗(yàn)。在沒有SRCM分析軟件的情況下，采用傳統(tǒng)紙板文件記錄分析過程和保存分析結(jié)果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在著諸多弊端，如：

1）不利于文檔的修改，多次修改后文檔版本比較混亂；

2）不利于文檔編寫以外的人查閱；

3）對故障模式、故障原因等的描述往往各個(gè)分析人員用語不規(guī)范，難以形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

RINPO通過對比國內(nèi)外多款RCM/SRCM分析軟件，發(fā)現(xiàn)軟件若要完全滿足用戶需求必須自主開發(fā)，且目前國外應(yīng)用廣泛的EPRI的PM模板庫也并非總是有效，即便是EPRI的會(huì)員單位，也需要分析者認(rèn)真考慮模板提供的建議，并結(jié)合實(shí)際情況綜合考慮確定維修任務(wù)及其頻度。我國核電廠運(yùn)行周期不長，部分設(shè)備的制造水平、應(yīng)用環(huán)境、使用情況不同于國外，在應(yīng)用EPRI的PM模板經(jīng)驗(yàn)時(shí)更需慎重考慮。所以，RINPO開發(fā)了基于瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，B/S）結(jié)構(gòu)的SRCM分析軟件，并在軟件中嵌入設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)庫。

圖1 SRCM工作流程Fig.1 Flowchart of SRCM

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

B/S結(jié)構(gòu)只需安裝維護(hù)一個(gè)服務(wù)器（Server），而不用在用戶計(jì)算機(jī)上另行安裝專門的軟件，只需一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)頁瀏覽器即可完成工作，降低了對客戶端軟硬件設(shè)備以及用戶計(jì)算機(jī)知識水平的要求，減少了客戶端維護(hù)更新的工作量，并且具有良好的擴(kuò)展性。

基于B/S結(jié)構(gòu)構(gòu)建的SRCM分析及可靠性數(shù)據(jù)庫平臺(tái)主要由SRCM分析軟件、可靠性數(shù)據(jù)庫兩個(gè)模塊組成。各終端計(jì)算機(jī)可以直接通過網(wǎng)絡(luò)在本機(jī)上使用IE瀏覽器實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的瀏覽和管理。

1）SRCM分析模塊。SRCM分析支持多人同時(shí)在線分析，但由于大多為文檔信息，統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算少，因此不單獨(dú)設(shè)置專門的服務(wù)器，一般的辦公電腦即可實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能。

2）可靠性數(shù)據(jù)庫模塊。用來存儲(chǔ)和加載設(shè)備可靠性數(shù)據(jù)庫信息。由于數(shù)據(jù)量少，一般的辦公電腦即可實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)功能。

2 客戶端設(shè)計(jì)

客戶端按照SRCM工作流程設(shè)計(jì)，并融合可靠性數(shù)據(jù)庫。SRCM分析中心重要步驟包括：

1）分析系統(tǒng)篩選；

2）分析系統(tǒng)相關(guān)資料和設(shè)備維修與故障歷史信息搜集；

3）系統(tǒng)功能分析；

4）設(shè)備故障模式及影響分析（FMEA）；

5）設(shè)備故障后果分析/設(shè)備關(guān)鍵性分析；

6）設(shè)備預(yù)防性維修任務(wù)選擇；

7）任務(wù)比較。

2.1 用戶角色設(shè)計(jì)

SRCM分析及可靠性數(shù)據(jù)庫平臺(tái)設(shè)置系統(tǒng)管理員、督導(dǎo)員、系統(tǒng)工程師、機(jī)械工程師、電氣工程師和儀控工程師、審核專家、可靠性數(shù)據(jù)管理員8類用戶角色，各角色分負(fù)不同的職責(zé)，可同時(shí)在線開展工作。

1）系統(tǒng)管理員。系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)用戶角色的設(shè)置，分析系統(tǒng)的篩選，分析標(biāo)準(zhǔn)如系統(tǒng)篩選準(zhǔn)則、關(guān)鍵度準(zhǔn)則、維修類型等的設(shè)定。

2）督導(dǎo)員。督導(dǎo)員主導(dǎo)工藝系統(tǒng)的分析，系統(tǒng)分析前組織各參與人員搜集系統(tǒng)相關(guān)資料，這些資料包括：系統(tǒng)設(shè)備清單及其編碼，系統(tǒng)維護(hù)歷史記錄，與系統(tǒng)有關(guān)的熱力、電氣圖紙、工藝流程圖、設(shè)計(jì)手冊，有關(guān)的邏輯圖，現(xiàn)有的設(shè)備維護(hù)大綱以及供貨商的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)資料等。分析過程中控制分析進(jìn)度。

3）系統(tǒng)工程師。系統(tǒng)工程師來自于電廠的運(yùn)行部門或?qū)﹄姀S運(yùn)行熟悉。分析過程中負(fù)責(zé)系統(tǒng)功能及其失效的分析。并根據(jù)關(guān)鍵度判斷準(zhǔn)則識別出關(guān)鍵的系統(tǒng)功能，這是下一步設(shè)備關(guān)鍵性分析的基礎(chǔ)。

4）機(jī)械、電氣、儀控工程師。查閱設(shè)備相關(guān)維護(hù)歷史、故障歷史信息，負(fù)責(zé)機(jī)械、電氣、儀控設(shè)備的FMEA，根據(jù)設(shè)備失效對系統(tǒng)功能的影響識別出關(guān)鍵、非關(guān)鍵設(shè)備，對關(guān)鍵、非關(guān)鍵設(shè)備做出不同的維修任務(wù)選擇，并與設(shè)備原有預(yù)維大綱任務(wù)進(jìn)行比較。

5）審核專家。審核專家在系統(tǒng)功能分析完畢后進(jìn)行一次審核，在系統(tǒng)全部設(shè)備關(guān)鍵度判斷、任務(wù)選擇、對比后再次對分析結(jié)果進(jìn)行審核。

6）可靠性數(shù)據(jù)庫管理員?？煽啃怨こ處煂ｉT負(fù)責(zé)可靠性數(shù)據(jù)庫信息維護(hù)?？煽啃詳?shù)據(jù)庫為SRCM分析提供專家經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)參考。SRCM分析時(shí)，分析人員只能從數(shù)據(jù)庫引用信息，而不能隨便修改數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。數(shù)據(jù)庫內(nèi)容有專家組討論后授權(quán)可靠性數(shù)據(jù)庫管理員更新。

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

SRCM分析及可靠性數(shù)據(jù)庫平臺(tái)主要包括4個(gè)功能模塊：

● 項(xiàng)目信息維護(hù)；

● 系統(tǒng)信息維護(hù)；

● 系統(tǒng)SRCM分析；

● 可靠性數(shù)據(jù)庫維護(hù)。

1）項(xiàng)目信息維護(hù)。SRCM分析以一個(gè)核電機(jī)組或核電廠為一個(gè)項(xiàng)目。SRCM分析及可靠性數(shù)據(jù)庫平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)目同時(shí)在線開展工作，項(xiàng)目轉(zhuǎn)換時(shí)不必退出運(yùn)行。各項(xiàng)目按照自身項(xiàng)目特點(diǎn)設(shè)置SRCM分析相關(guān)參數(shù)，如系統(tǒng)篩選準(zhǔn)則、設(shè)備關(guān)鍵度準(zhǔn)則、關(guān)鍵度級別、維修策略類型及邏輯決斷問題等。每個(gè)項(xiàng)目設(shè)置自己的用戶角色與權(quán)限，獨(dú)立進(jìn)行系統(tǒng)篩選。此模塊功能由系統(tǒng)管理員完成。

2）系統(tǒng)信息維護(hù)。雖然在核電廠工藝系統(tǒng)上展開，此部分主要維護(hù)內(nèi)容為分析系統(tǒng)開展SRCM所需的相關(guān)資料，由每個(gè)系統(tǒng)的督導(dǎo)員完成。包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊、設(shè)備原有維修大綱、設(shè)備廠家維護(hù)手冊、設(shè)備維修與故障歷史、外部經(jīng)驗(yàn)反饋等信息，這些都是后續(xù)分析的一個(gè)重要參考信息。有了這些信息，設(shè)備關(guān)鍵度判斷、故障模式及其影響分析才能更準(zhǔn)確。

3）系統(tǒng)S R C M分析。系統(tǒng)分析過程按照SRCM分析流程采用步進(jìn)式設(shè)計(jì)，包含系統(tǒng)邊界劃分、系統(tǒng)功能分析、設(shè)備詳情記錄、設(shè)備故障模式及影響分析（FMEA）、設(shè)備關(guān)鍵性分析/非關(guān)鍵評估，維修任務(wù)選擇、維修周期計(jì)算和任務(wù)比較。參與分析的人員包括系統(tǒng)工程師和機(jī)械、電氣、儀控設(shè)備工程師及審核專家，分析過程中設(shè)置兩個(gè)審核節(jié)點(diǎn)，分別是系統(tǒng)功能審核節(jié)點(diǎn)和分析報(bào)告審核節(jié)點(diǎn)，專家在線審核，由督導(dǎo)員控制分析進(jìn)度。

4）可靠性數(shù)據(jù)庫維護(hù)。主要按設(shè)備類別給出失效模式、失效機(jī)理、維修策略建議、維修周期建議。各種維修任務(wù)適用條件，存在的維修風(fēng)險(xiǎn)等。設(shè)備類別信息還包括設(shè)備類的結(jié)構(gòu)，分解圖、基本原理、可維修件。實(shí)施SRCM分析時(shí)，分析設(shè)備以設(shè)備類別與可靠性數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，當(dāng)分析設(shè)備的類別確定后，分析時(shí)可靠性數(shù)據(jù)庫的相關(guān)信息便可供分析者隨時(shí)參考、引用。因而能夠縮短分析周期，提高分析效率。

2.3 其他功能

除以上主要功能模塊外，SRCM分析及可靠性數(shù)據(jù)庫平臺(tái)還設(shè)置有分析報(bào)告定制與打印、預(yù)防性維修大綱輸出與打印、專家在線審核及審核意見輸出、分析進(jìn)度提醒，我的任務(wù)提醒、用戶日志記錄等功能，同時(shí)還專設(shè)資料學(xué)習(xí)模塊，主要存放EPRI、NRC、EDF等國外核電研究機(jī)構(gòu)和國內(nèi)科研院所有關(guān)RCM/SRCM相關(guān)資料、設(shè)備可靠性研究結(jié)果、可靠性計(jì)算方法、最新的設(shè)備可靠性管理研究方法等信息。使SRCM分析及可靠性數(shù)據(jù)庫平臺(tái)真正成為可靠性工程師工作與學(xué)習(xí)的園地。

3 需要關(guān)注的問題

SRCM分析及可靠性數(shù)據(jù)庫平臺(tái)將分析流程固化，但用戶仍有較大的靈活性去設(shè)定分析參數(shù)，如系統(tǒng)篩選準(zhǔn)則、關(guān)鍵度判斷準(zhǔn)則等，在具體設(shè)置時(shí)，可以參考美國電科院（EPRI）的系統(tǒng)篩選建議，如系統(tǒng)是否有較多的工作任務(wù)，系統(tǒng)是否有較多的狀態(tài)需要檢測或適合進(jìn)行狀態(tài)檢測，系統(tǒng)是否可用率及可靠性差，等等。除此以外，還要考慮國家法規(guī)、核安全法規(guī)、核電業(yè)績標(biāo)準(zhǔn)的約束。

此外，EPRI的PM模板數(shù)據(jù)庫為其會(huì)員單位的設(shè)備可靠性管理、維修策略制定提供了豐富的專家經(jīng)驗(yàn)。我國也應(yīng)借鑒建立類似的可靠性數(shù)據(jù)庫，集全核電行業(yè)之力，共建專家經(jīng)驗(yàn)知識庫。

[1]徐習(xí)東，朱駿永，呂一農(nóng)，等. 一種改進(jìn)的RCM方法——精簡型RCM（SRCM）[J]. 華北電力技術(shù)，2006（3）.（XU Xi-dong, ZHU Jun-yong, LV Yi-nong, et al. A Modified RCM Method——Simplified RCM (SRCM)[J]. North China Electric Power Technology,2006(3).）

[2]S R C M分析導(dǎo)則[R]. 中核集團(tuán)秦山核電有限公司.（Guide for SRCM Analysis[R]. Qinshan Nuclear Power Co., Ltd., CNNC.）

[3]黃立軍，陳宇. 精簡型R C M（S R C M）的發(fā)展及其在核電廠的應(yīng)用[C]//2009年核能行業(yè)可靠性維修（RCM）研討會(huì)（?？?（HUANG Lijun, CHEN Yu. Development of Simplified RCM (SRCM) and Its Application in Nuclear Power Plant[C]. Seminar on Reliability Centered Maintenance (RCM)of Nuclear Power Industry in2009 (Special issue).）

[4]EPRI. Reliability Centered Maintenance Workstation User's Guide，TR-101967-V2，1993.