“華龍一號(hào)”研發(fā)管理及創(chuàng)新

劉世光,李大波,袁 坤

(中國(guó)核電工程有限公司,北京 100840)

1 “華龍一號(hào)”研發(fā)管理創(chuàng)新背景

1.1 實(shí)現(xiàn)核電自主化,促進(jìn)我國(guó)由核電大國(guó)向核電強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變

2011年3 月,日本福島核電站反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)失控,導(dǎo)致大量放射性物質(zhì)外泄。各國(guó)紛紛調(diào)整了核電政策,并對(duì)新建核電廠的核安全標(biāo)準(zhǔn)提出了更加嚴(yán)格的要求,第三代核電廠 (或者先進(jìn)核電廠)成為當(dāng)今世界核電發(fā)展的主流技術(shù)。我國(guó)長(zhǎng)期以來通過消化吸收再創(chuàng)新形成的二代改進(jìn)型核電技術(shù)將逐步退出。同時(shí)由于我國(guó)核電技術(shù)是在引進(jìn)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù),尚未能實(shí)現(xiàn)核電型號(hào)的整體創(chuàng)新并形成我國(guó)自主的核電產(chǎn)品,因此在國(guó)際核能合作領(lǐng)域及核電市場(chǎng)上話語權(quán)很小。為適應(yīng)國(guó)內(nèi)國(guó)際核電技術(shù)發(fā)展要求,推進(jìn)我國(guó)核電技術(shù)的自主發(fā)展,開展三代核電技術(shù)的自主研發(fā)極為必要。

1.2 支撐核電走出去,適應(yīng)國(guó)家 “一帶一路”倡議要求

我國(guó)核電技術(shù)在起步階段經(jīng)歷過了引進(jìn)、消化及再創(chuàng)新的過程,并通過多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)形成了二代改進(jìn)型核電型號(hào)技術(shù)。但由于當(dāng)初技術(shù)引進(jìn)過程中外方施加了限制條件,盡管我國(guó)在二代改進(jìn)型核電技術(shù)中做了重要的技術(shù)改進(jìn),但由于未能形成核電型號(hào)的整體創(chuàng)新,知識(shí)產(chǎn)權(quán)仍受外方限制,不能實(shí)現(xiàn)核電的自主出口。因此,要支撐“一帶一路”倡議,實(shí)現(xiàn)核電走出去,必須要實(shí)現(xiàn)核電技術(shù)的自主化,只有具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核電技術(shù),才能順利實(shí)現(xiàn)核電的整機(jī)出口,擺脫外方知識(shí)產(chǎn)權(quán)束縛,打破核技術(shù)大國(guó)的封鎖,實(shí)現(xiàn)我國(guó)核電技術(shù)在國(guó)際市場(chǎng)上的可持續(xù)發(fā)展。

1.3 帶動(dòng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要

核電行業(yè)由于對(duì)安全性要求高,其相應(yīng)的核設(shè)施及核設(shè)備技術(shù)門檻高,隨著核電技術(shù)的發(fā)展,可帶動(dòng)裝備業(yè)水平和能力的進(jìn)一步提升,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)及技術(shù)更新?lián)Q代。發(fā)展自主三代核電技術(shù),核電主要系統(tǒng)及設(shè)備在我國(guó)現(xiàn)有的成熟核電裝備制造業(yè)體系進(jìn)行升級(jí)改進(jìn),在三代核電項(xiàng)目國(guó)內(nèi)建設(shè)及配合國(guó)家實(shí)施核電 “走出去”的戰(zhàn)略中,依托核電項(xiàng)目可有效消納化解核電產(chǎn)業(yè)鏈過剩產(chǎn)能,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勝劣汰。

2 加強(qiáng)頂層策劃,制定自主化研發(fā)技術(shù)路線

根據(jù)三代核電技術(shù)的發(fā)展要求及國(guó)內(nèi)核電研究技術(shù)基礎(chǔ),工程公司組織討論確定 “華龍一號(hào)”總體研發(fā)思路:在充分利用我國(guó)批量化壓水堆設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成熟技術(shù)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,借鑒國(guó)際三代核電技術(shù)的設(shè)計(jì)理念,吸取福島事故的經(jīng)驗(yàn)反饋,開展進(jìn)一步的自主研發(fā),實(shí)現(xiàn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電型號(hào)的研制。

2.1 頂層策劃確定 “華龍一號(hào)”總體技術(shù)特征,明確自主創(chuàng)新要求

“華龍一號(hào)”作為我國(guó)自主研發(fā)的三代核電型號(hào),需滿足國(guó)際上對(duì)三代核電技術(shù)指標(biāo)的要求,并具備良好的安全性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。

為確保 “華龍一號(hào)”型號(hào)技術(shù)的自主創(chuàng)新性,在頂層策劃中,確定在總體設(shè)計(jì)、堆芯系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗震技術(shù)、嚴(yán)重事故預(yù)防系統(tǒng)和應(yīng)急能力等核電整體型號(hào)的核心領(lǐng)域采用自主技術(shù),在滿足三代核電技術(shù)指標(biāo)要求的基礎(chǔ)上,也突破外方知識(shí)產(chǎn)權(quán)限制,實(shí)現(xiàn) “華龍一號(hào)”整體型號(hào)技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自主化。完成技術(shù)創(chuàng)新后,“華龍一號(hào)”將形成的主要技術(shù)特征,包括177堆芯、單堆布置、雙層安全殼、能動(dòng)與非能動(dòng)安全設(shè)計(jì)理念、抗震能力、抗商用大飛機(jī)撞擊能力和應(yīng)急能力提高等。

2.2 明確技術(shù)路線方案,指導(dǎo)項(xiàng)目實(shí)施

作為漸進(jìn)式的先進(jìn)壓水堆設(shè)計(jì),“華龍一號(hào)”是基于成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上開展的各系統(tǒng)的研發(fā)。根據(jù)總體技術(shù)特征及自主研發(fā)要求,確定的研發(fā)方式包括創(chuàng)新研發(fā)、漸進(jìn)式改進(jìn)及消化吸收再創(chuàng)新。

對(duì)于 “華龍一號(hào)”新增的安全系統(tǒng),確定由設(shè)計(jì)單位提出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求或初步設(shè)計(jì)方案,聯(lián)合國(guó)內(nèi)具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的科研院所完成新增系統(tǒng)的研發(fā)和驗(yàn)證,如堆腔注水冷卻系統(tǒng) (CIS)驗(yàn)證試驗(yàn)、二次側(cè)非能動(dòng)余熱導(dǎo)出系統(tǒng) (PRS)驗(yàn)證試驗(yàn)、非能動(dòng)安全殼熱量排出系統(tǒng) (PCS)驗(yàn)證試驗(yàn)等,確保系統(tǒng)的工程可用性及知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自主性。

對(duì)于核電型號(hào)中的核蒸汽供應(yīng)主工藝系統(tǒng),確定在國(guó)內(nèi)已有成熟運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的三環(huán)路設(shè)計(jì)方案上進(jìn)行優(yōu)化。其相應(yīng)的系統(tǒng)和配置,由設(shè)計(jì)單位根據(jù)已有的核電運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)反饋及 “華龍一號(hào)”的技術(shù)要求進(jìn)行改進(jìn)。主要關(guān)鍵設(shè)備 (壓力容器、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、燃料組件、蒸發(fā)器、主泵、主管道、穩(wěn)壓器和數(shù)字化儀控系統(tǒng)等)也是基于我國(guó)現(xiàn)有的成熟核電裝備制造業(yè)體系及國(guó)產(chǎn)化能力進(jìn)行改進(jìn)。

對(duì)于核電設(shè)計(jì)與分析軟件的研發(fā),在消化吸收國(guó)外分析軟件的基礎(chǔ)上開展自主創(chuàng)新,通過分析掌握國(guó)外先進(jìn)軟件的理論模型和程序流程,結(jié)合國(guó)內(nèi)已有核電設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行的實(shí)際情況,充分利用國(guó)內(nèi)前期已有的研發(fā)基礎(chǔ),添加或改進(jìn)理論模型,按照核電軟件相關(guān)法規(guī)的要求,在統(tǒng)一的框架下開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套核電設(shè)計(jì)、分析、運(yùn)行支持軟件,形成自主的核電設(shè)計(jì)與分析軟件。

3 建立項(xiàng)目管理組織模式,構(gòu)建技術(shù)分層決策體系

3.1 完善研發(fā)組織體系

為適應(yīng)市場(chǎng)機(jī)制、推進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展、全面提升核心競(jìng)爭(zhēng)力,早日實(shí)現(xiàn)國(guó)際一流研發(fā)公司的目標(biāo),工程公司實(shí)施管理體系優(yōu)化工作。以 “市場(chǎng)導(dǎo)向、精干高效;項(xiàng)目核心、強(qiáng)化責(zé)任;板塊支持、分工協(xié)作;流程清晰、責(zé)權(quán)對(duì)等”為基本原則,管理優(yōu)化新設(shè)立4個(gè)業(yè)務(wù)板塊,設(shè)置13個(gè)職能部門,明確提出了職能部門服務(wù)業(yè)務(wù)板塊的核心理念,各職能部門全力配合業(yè)務(wù)板塊 “華龍一號(hào)”的研發(fā)工作,進(jìn)一步優(yōu)化研發(fā)管理決策層、管理層和執(zhí)行層合理分工和高效協(xié)同的組織架構(gòu)。

在公司總體研發(fā)體系建設(shè)上,由相關(guān)職能部門牽頭開展計(jì)劃管理體系、質(zhì)量管理體系、經(jīng)費(fèi)管理體系、知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理體系、合同管理體系和信息化管理體系建設(shè),建立起以公司科研管理為中心,以科研進(jìn)度管理、經(jīng)費(fèi)管理、專利管理等一系列程序和細(xì)則為紐帶的科研項(xiàng)目管理體系,為科研項(xiàng)目管理和實(shí)施的有序開展提供支撐。

圖1 “華龍一號(hào)”研發(fā)管理體系Fig.1 HPR1000 R&D management system

3.2 建立 “華龍一號(hào)”項(xiàng)目技術(shù)分層決策體系,提高項(xiàng)目技術(shù)決策效率

完善 “華龍一號(hào)”項(xiàng)目技術(shù)決策體系,解決一般科研項(xiàng)目實(shí)施技術(shù)決策效率低的問題,針對(duì)型號(hào)研發(fā)系統(tǒng)性強(qiáng),專業(yè)交叉多,系統(tǒng)技術(shù)接口多的特點(diǎn),在實(shí)踐中逐步摸索并建立了 “華龍一號(hào)”項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師-型號(hào)總師-專業(yè)總設(shè)計(jì)師的技術(shù)分層決策體系,制定了 《中國(guó)核電工程有限公司首席專家職位設(shè)置》《中國(guó)核電工程有限公司型號(hào)總設(shè)計(jì)師管理辦法》和 《中國(guó)核電工程有限公司 “華龍一號(hào)”專業(yè)總設(shè)計(jì)師管理辦法》。根據(jù)職責(zé)分工,各專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)問題及技術(shù)方案由各專業(yè)總設(shè)計(jì)師進(jìn)行解決和決策;型號(hào)總師負(fù)責(zé)組織完成項(xiàng)目總體技術(shù)方案,并統(tǒng)籌協(xié)調(diào)多專業(yè)領(lǐng)域間的技術(shù)問題以及與參研單位之間的技術(shù)協(xié)調(diào);總設(shè)計(jì)師負(fù)責(zé)提出項(xiàng)目總體技術(shù)路線,審查并確定項(xiàng)目總體技術(shù)方案,參與解決多系統(tǒng)的技術(shù)協(xié)調(diào)。在確定的分層技術(shù)決策體系下,各類技術(shù)問題高效地在各決策層級(jí)權(quán)限范圍內(nèi)部解決,與過去各類技術(shù)問題都需要總工程師/副總工程師決策解決的低效局面形成鮮明對(duì)比,提高了項(xiàng)目研發(fā)決策效率。

3.3 完善激勵(lì)機(jī)制,加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)

科技創(chuàng)新研發(fā)具有不確定性,技術(shù)難度高于工程設(shè)計(jì),為鼓勵(lì)公司員工積極開展科技創(chuàng)新,工程公司建立覆蓋面廣且重點(diǎn)突出的科技獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,先后發(fā)布、升版一系列關(guān)于專利、科技成果和科技創(chuàng)新評(píng)價(jià)獎(jiǎng)勵(lì)的制度。工程公司設(shè)立每年140萬元的科技創(chuàng)新獎(jiǎng)勵(lì)基金,通過對(duì)專利、計(jì)算機(jī)軟件、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、成果鑒定、科技論文等進(jìn)行計(jì)分的形式,對(duì)參與科技研發(fā)的單位進(jìn)行科技創(chuàng)新評(píng)價(jià),對(duì)獲獎(jiǎng)單位予以表彰和獎(jiǎng)勵(lì)。同時(shí),在專項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)方面,工程公司尤其加強(qiáng)了對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的獎(jiǎng)勵(lì),對(duì)獲得授權(quán)的發(fā)明專利獎(jiǎng)勵(lì)1萬元、實(shí)用新型專利獎(jiǎng)勵(lì)3 000元;對(duì)獲得國(guó)家或省部級(jí)的科技成果獎(jiǎng),除上級(jí)部門獎(jiǎng)勵(lì)外,公司進(jìn)行等額的配套獎(jiǎng)勵(lì)。根據(jù)規(guī)定,這些獎(jiǎng)勵(lì)必須落實(shí)到開展科技創(chuàng)新的具體員工,如專利的發(fā)明人、科技成果的完成人、軟件的開發(fā)者,用于調(diào)動(dòng)廣大基層科技人員開展科技創(chuàng)新和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的積極性。

科技創(chuàng)新戰(zhàn)略實(shí)施需要有一支優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)管理隊(duì)伍和技術(shù)人才隊(duì)伍的支撐。為保障 “華龍一號(hào)”型號(hào)研發(fā)所需的管理及技術(shù)人才,工程公司制定 《中國(guó)核電工程有限公司培訓(xùn)體系管理辦法》,建立由培訓(xùn)管理體系、培訓(xùn)課程體系、培訓(xùn)講師體系和培訓(xùn)信息化支持體系四部分組成的培訓(xùn)體系。培訓(xùn)管理體系以 “分層級(jí)、分階段、分通道”的培訓(xùn)管理體系為核心理念,培訓(xùn)課程體系和培訓(xùn)核心體系為保障,培訓(xùn)信息支持體系為有效支撐。

4 加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)策劃和保護(hù)

中國(guó)核電走過了引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新的歷程。為防止中國(guó)核電企業(yè)成長(zhǎng)并與其競(jìng)爭(zhēng),在簽訂技術(shù)引進(jìn)協(xié)議時(shí),西方核電公司作為技術(shù)許可方,以其掌握的知識(shí)產(chǎn)權(quán),給中國(guó)核電企業(yè)設(shè)置了種種限制,尤其是限制中方引進(jìn)的技術(shù)只能用于中國(guó)大陸地區(qū),將中國(guó)核電出口之門封堵的嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)。因此,自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)積累不足,技術(shù)引進(jìn)受限嚴(yán)重,成為中國(guó)核電 “走出去”難以逾越的壁壘。盡管之前在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面開展過大量工作,但如何在核電技術(shù)創(chuàng)新過程中保護(hù)好自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán),避免侵犯他人知識(shí)產(chǎn)權(quán),尤其是擺脫當(dāng)年技術(shù)引進(jìn)過程中的各種限制,使自己的研發(fā)成果走出國(guó)門,是“華龍一號(hào)”研發(fā)管理工作中面臨的一項(xiàng)重大課題。

4.1 明確知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理的基本目標(biāo)、基本原則

在項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師的主持下,經(jīng)各方充分討論,確認(rèn) “華龍一號(hào)”科研項(xiàng)目知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理的基本目標(biāo)是:保護(hù)自有創(chuàng)新成果,獲取自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),防止侵犯他人合法權(quán)益,為研發(fā)成果走出國(guó)門提供保障。

在此基本目標(biāo)下,確立一些基本原則:在對(duì)外合作工作中,本著 “開放、包容、合作、共贏”的原則, “華龍一號(hào)”研發(fā)產(chǎn)生的知識(shí)產(chǎn)權(quán),確保不影響后續(xù)自行使用,積極爭(zhēng)取獨(dú)享,與國(guó)內(nèi)核電設(shè)備供應(yīng)商協(xié)商處理設(shè)備國(guó)產(chǎn)化過程中的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題;對(duì)創(chuàng)新成果保護(hù),根據(jù)使用方式、生命周期、保密難易程度等采取技術(shù)秘密＋專利＋著作權(quán)的多種知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)方式;跟兄弟單位之間,專利申請(qǐng)要打破分工界限,只要是自己取得的發(fā)明構(gòu)思,就應(yīng)該及時(shí)申請(qǐng)專利。

4.2 構(gòu)建全方位參與的知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理組織

作為組織保障,圍繞 “華龍一號(hào)”科研項(xiàng)目的知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理,構(gòu)建一套各方全面參與的知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理組織。在中核集團(tuán)公司層面,根據(jù)總設(shè)計(jì)師的推薦,任命公司專業(yè)副總工程師為項(xiàng)目知識(shí)產(chǎn)權(quán)專員,負(fù)責(zé)組織開展專項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)策劃,在項(xiàng)目立項(xiàng)論證、研發(fā)過程、驗(yàn)收等各個(gè)階段開展知識(shí)產(chǎn)權(quán)具體工作。在公司內(nèi)部,任命知識(shí)產(chǎn)權(quán)專職管理人員為項(xiàng)目知識(shí)產(chǎn)權(quán)副專員,協(xié)助專員開展項(xiàng)目的知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理工作。另外,設(shè)置知識(shí)產(chǎn)權(quán)兼職設(shè)總和各專業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)聯(lián)絡(luò)員。從而構(gòu)建知識(shí)產(chǎn)權(quán)專員組織落實(shí)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)專業(yè)機(jī)構(gòu)介入服務(wù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理部門全程深入跟蹤的“華龍一號(hào)”知識(shí)產(chǎn)權(quán)工作體系。

作為公司副總經(jīng)理,項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師邢繼為各單位設(shè)定專利考核目標(biāo)。結(jié)合項(xiàng)目例會(huì)制度,將知識(shí)產(chǎn)權(quán)工作納入行動(dòng)跟蹤項(xiàng),及時(shí)通報(bào)相關(guān)工作的進(jìn)展和遇到的問題。

4.3 與市場(chǎng)緊密結(jié)合,排查知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)

聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)技術(shù)引進(jìn)合同中制約核電 “走出去”的限制條款進(jìn)行分析,包括1986年 《大亞灣核電站核島技術(shù)許可協(xié)議》、1992年 《秦山二期核島技術(shù)咨詢協(xié)議》、1995年《嶺澳一期核島技術(shù)許可協(xié)議》、1991年 《大亞灣燃料組件技術(shù)轉(zhuǎn)移協(xié)議 (2G)》、1998年 《燃料組件技術(shù)轉(zhuǎn)移協(xié)議 (3G)》,避免發(fā)生不遵守技術(shù)引進(jìn)合同約定而引發(fā)合同糾紛,并為 “華龍一號(hào)”開展自主創(chuàng)新提出目標(biāo)和要求。

此外,針對(duì)目標(biāo)出口國(guó),組織相應(yīng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)法律法規(guī)及法制環(huán)境調(diào)研,以防侵犯他人專利權(quán),遭遇專利糾紛。

4.4 積極申請(qǐng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)

在 “華龍一號(hào)”核電機(jī)組研發(fā)過程中,知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作貫穿全過程,采用商業(yè)秘密、專利、商標(biāo)和計(jì)算機(jī)軟件等知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)方式,構(gòu)建完善的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)網(wǎng)。對(duì)于滿足 “新穎性”“創(chuàng)造性”“實(shí)用性”等相關(guān)要求且適用范圍廣、具備一定通用性的創(chuàng)新方案,如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、配方、系統(tǒng)組成、施工調(diào)試工藝以及容易被加工制造廠商、與公司有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系者知悉的創(chuàng)新技術(shù)方案,都通過申請(qǐng)專利的方式加以保護(hù)。對(duì)于市場(chǎng)周期短、僅被公司員工掌握的技術(shù)訣竅或僅在公司內(nèi)部實(shí)施不易擴(kuò)散的技術(shù)方案優(yōu)先通過技術(shù)秘密的方式加以保護(hù)。對(duì)于新開發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件,及時(shí)申請(qǐng)著作權(quán)登記。為加強(qiáng)品牌建設(shè)和保護(hù),在公司范圍組織開展圖形商標(biāo)設(shè)計(jì),并及時(shí)將 “華龍一號(hào)”的中文(“華龍”“華龍一號(hào)”“華龍二號(hào)”)、英文(“HPR1000”“HUALONG1000”)和圖形在中國(guó)和潛在海外市場(chǎng)開展商標(biāo)注冊(cè)。

圖2 “華龍一號(hào)”圖形商標(biāo)Fig.2 HPR1000 logo

5 建立產(chǎn)學(xué)研用和國(guó)內(nèi)外協(xié)同創(chuàng)新研發(fā)模式,搭建協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)

隨著技術(shù)的復(fù)雜性、技術(shù)創(chuàng)新的不確定性和創(chuàng)新模式的融合性加劇,單個(gè)企業(yè)的創(chuàng)新能力及科技創(chuàng)新資源日益受到挑戰(zhàn)。“華龍一號(hào)”屬于型號(hào)研發(fā),涉及核電領(lǐng)域各專業(yè),系統(tǒng)性強(qiáng),技術(shù)難度大,為了有效推進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施,工程公司開拓思路,在集中內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)資源的基礎(chǔ)上,廣泛開展社會(huì)協(xié)作,利用各方科技人才、技術(shù)及研發(fā)設(shè)施資源,開展協(xié)同攻關(guān),形成研發(fā)合力。

5.1 集中中核集團(tuán)內(nèi)部?jī)?yōu)勢(shì)資源開展專業(yè)攻關(guān)

為集中自身資源提升核心競(jìng)爭(zhēng)力,工程公司聯(lián)合中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院以及中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司形成核心研發(fā)團(tuán)隊(duì),集中優(yōu)勢(shì)力量重點(diǎn)在 “華龍一號(hào)”型號(hào)研發(fā)的頂層設(shè)計(jì)與謀劃、總體布置、燃料組件、堆芯系統(tǒng)等方面開展研究。結(jié)合各單位的研發(fā)能力和技術(shù)基礎(chǔ),工程公司作為設(shè)計(jì)總體院,負(fù)責(zé)完成 “華龍一號(hào)”總體設(shè)計(jì)方案,提出各系統(tǒng)及設(shè)備的輸入及技術(shù)要求;中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院作為核電站中主工藝系統(tǒng)核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的責(zé)任單位,負(fù)責(zé)燃料組件的研究設(shè)計(jì)及核電站一回路系統(tǒng)和關(guān)鍵設(shè)備的研制;中核武漢核電運(yùn)行技術(shù)股份有限公司具備多年的核電站運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn),主要負(fù)責(zé)核電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的研發(fā)。各單位根據(jù)各自職責(zé)分工開展相關(guān)研發(fā)工作,工程公司作為牽頭單位負(fù)責(zé)總體研發(fā)進(jìn)度的控制和各系統(tǒng)間的接口協(xié)調(diào),整體把握項(xiàng)目的研發(fā)進(jìn)度。

5.2 積極開展社會(huì)化大協(xié)作,建立社會(huì)協(xié)作創(chuàng)新機(jī)制

創(chuàng)立以 “以項(xiàng)目為載體,以技術(shù)為紐帶,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),共同攻關(guān)”科技創(chuàng)新合作模式,在明確研發(fā)總體技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,確定研發(fā)分工,充分發(fā)揮全國(guó)科研院所、高校和企業(yè)以及國(guó)際合作科技資源,發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研用的結(jié)合優(yōu)勢(shì),集中力量開展科技攻關(guān)。在把自身有限資源投入到 “小核心”的同時(shí),充分吸納國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)資源參與到“華龍一號(hào)”型號(hào)研發(fā)設(shè)計(jì)中來。工程公司具有豐富的核電設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),在 “華龍一號(hào)”研發(fā)中,在系統(tǒng)研發(fā)方面,根據(jù) “華龍一號(hào)”的總體技術(shù)要求,在完成各系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上,主要通過聯(lián)合研究的形式,與有技術(shù)優(yōu)勢(shì)及研發(fā)平臺(tái)的科研院所進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān),完成系統(tǒng)方案的試驗(yàn)驗(yàn)證,形成研究成果并共享知識(shí)產(chǎn)權(quán)。對(duì)核電設(shè)備研制,則由工程公司提出設(shè)備研制要求,通過委托設(shè)備制造廠,以設(shè)備研發(fā)與產(chǎn)品供貨相關(guān)聯(lián)的形式,鼓勵(lì)設(shè)備制造廠開展設(shè)備研發(fā)及技術(shù)更新,形成國(guó)內(nèi)核電設(shè)備的自主供貨能力。在 “華龍一號(hào)”的研發(fā)過程中,包括國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)、法國(guó)輻射防護(hù)與核安全研究院 (IRSN)、BERTIN TECHNOLOGIES等14家國(guó)際組織及機(jī)構(gòu),國(guó)內(nèi)清華大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、北京中核東方控制系統(tǒng)工程有限公司、大連寶原核設(shè)備有限公司、中冶建筑研究總院有限公司等75家高校、科研機(jī)構(gòu)、設(shè)備制造廠共同參與,協(xié)作完成了風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)向研究、嚴(yán)重事故源項(xiàng)分析程序引進(jìn)、超大型高位收水冷卻塔國(guó)際咨詢、重要廠用水冷卻塔用核級(jí)風(fēng)機(jī)研發(fā)、雙層安全殼機(jī)械貫穿件研制與鑒定試驗(yàn)研究等共計(jì)179項(xiàng)研發(fā)工作。同時(shí),在 “華龍一號(hào)”的研制過程中,提請(qǐng)邀請(qǐng)潛在核電業(yè)主參與重要技術(shù)方案的評(píng)審和最終項(xiàng)目的驗(yàn)收見證,確保新研發(fā)核電技術(shù)的可實(shí)施性,并滿足核電業(yè)主的要求。通過廣泛利用社會(huì)研發(fā)資源,極大地加快了 “華龍一號(hào)”的研發(fā)進(jìn)程。

6 實(shí)行 “互聯(lián)網(wǎng)＋三維協(xié)同”設(shè)計(jì)一體化,促進(jìn)行業(yè)研發(fā)設(shè)計(jì)模式升級(jí)

核電工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程,國(guó)內(nèi)核電設(shè)計(jì)起步較晚,在設(shè)計(jì)過程中,由于工作流程不夠順暢,各專業(yè)之間接口溝通不暢而造成的工作反復(fù)和返工現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,如果仍照以前那種按部就班的設(shè)計(jì)方式進(jìn)行工作,勢(shì)必會(huì)影響到設(shè)計(jì)進(jìn)度,延誤工程進(jìn)展,為提高設(shè)計(jì)效率以及設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,在 “互聯(lián)網(wǎng)＋”大力發(fā)展的今天,工程公司引入了 “互聯(lián)網(wǎng)＋三維協(xié)同”的新設(shè)計(jì)思路?；ヂ?lián)網(wǎng)既是一種技術(shù),也是一種能力,有利于產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了以人為本的全新理念。 “互聯(lián)網(wǎng)＋”是互聯(lián)網(wǎng)的形態(tài)演進(jìn),而其發(fā)展的基礎(chǔ)來源于互聯(lián)網(wǎng),又高于互聯(lián)網(wǎng)。利用互聯(lián)網(wǎng)廣泛互聯(lián)的特點(diǎn)將碎片化業(yè)務(wù)整合起來,為設(shè)計(jì)部門進(jìn)行集中式的開發(fā)設(shè)計(jì)活動(dòng)提供了統(tǒng)一平臺(tái),并與各行各業(yè)相結(jié)合,從而賦予后者新的力量。工程公司基于這種新興的技術(shù)形式,將 “互聯(lián)網(wǎng)＋三維協(xié)同”的思想應(yīng)用到工程公司目前的設(shè)計(jì)工作之中。

6.1 開發(fā)”互聯(lián)網(wǎng)＋三維協(xié)同”設(shè)計(jì)一體化工作平臺(tái)

采用由英國(guó)AVEVA公司開發(fā)的三維工廠設(shè)計(jì)系統(tǒng)PDMS(Plant Design Management System),基本涵蓋工廠設(shè)計(jì)中的各個(gè)專業(yè),包括配管、設(shè)備、結(jié)構(gòu)、暖通、電氣、儀表、給排水等,各專業(yè)可在同一軟件系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì),實(shí)時(shí)進(jìn)行碰撞檢查。在設(shè)計(jì)過程中,不僅配管專業(yè)進(jìn)行三維管道設(shè)計(jì),其他專業(yè)包括設(shè)備、結(jié)構(gòu)、土建、暖通、儀表、電氣、給排水等也可以在PDMS設(shè)計(jì)環(huán)境中建立三維外形實(shí)體模型,從而實(shí)現(xiàn)管道與管道之間、管道與鋼結(jié)構(gòu)之間、樓板開口與設(shè)備之間等的協(xié)同設(shè)計(jì),解決管道系統(tǒng)之間、各專業(yè)之間的碰撞、土建基礎(chǔ)條件的校驗(yàn)、分區(qū)管道的連接設(shè)計(jì)問題,進(jìn)而整體提升設(shè)計(jì)質(zhì)量,降低在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題的可能。

經(jīng)過多年的三維設(shè)計(jì)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)積累,工程公司形成以三維布置設(shè)計(jì)為主的多專業(yè)工作平臺(tái),精細(xì)化設(shè)計(jì)水平得到提高。在此基礎(chǔ)上,與“互聯(lián)網(wǎng)＋”相結(jié)合,形成 “互聯(lián)網(wǎng)＋三維協(xié)同”的獨(dú)特設(shè)計(jì)方式,以此實(shí)現(xiàn)異地設(shè)計(jì)人員訪問同一個(gè)三維模型,對(duì)其進(jìn)行修改,并通過視頻、語音的形式進(jìn)行溝通。同時(shí)利用協(xié)調(diào)策略,對(duì)其中存在的沖突進(jìn)行處理,進(jìn)而保證異地協(xié)同設(shè)計(jì)工作能夠高效開展。

6.2 整合數(shù)據(jù),協(xié)同作業(yè),提高設(shè)計(jì)質(zhì)量

“華龍一號(hào)”研發(fā)涉及70多個(gè)專業(yè),有上千名來自各地的設(shè)計(jì)人員同步參與,利用互聯(lián)網(wǎng)和圖像數(shù)據(jù)同步重建技術(shù),搭建起了三維綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)。“華龍一號(hào)”三維綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)”辦公室一共有40多名工作人員,如有的人負(fù)責(zé) “華龍一號(hào)”設(shè)備冷卻水熱交換器的三維設(shè)計(jì)工作,而這一設(shè)備僅僅是核電站設(shè)備系統(tǒng)中的萬分之一?！叭A龍一號(hào)”在采用三維綜合設(shè)計(jì)平臺(tái)后,除包括中核工程公司、中核動(dòng)力院協(xié)同設(shè)計(jì)外,還與核電業(yè)主、項(xiàng)目管理、工程采購(gòu)、設(shè)備制造廠以及土建與安裝施工等單位連接,提供相關(guān)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)支持,互聯(lián)單位共約20家。同時(shí)三維設(shè)計(jì)平臺(tái)可使分布在北京、上海、成都、福建、西安、石家莊、鄭州等地單位相連,協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)的終端數(shù)量達(dá)到500個(gè),該平臺(tái)還可以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)充。通過三維設(shè)計(jì)平臺(tái),設(shè)計(jì)人員隨時(shí)可以了解相關(guān)信息與其他專業(yè)設(shè)計(jì)情況,隨時(shí)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)接口;同時(shí),平臺(tái)提供了自動(dòng) “碰撞檢查”功能,快速準(zhǔn)確,使 “零碰撞”成為可能,從而大幅提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

6.3 開展可視化的工程進(jìn)度管理

工程進(jìn)度管理可視化是工程建造可視化的一個(gè)重要方面,工程建造可視化的實(shí)質(zhì)就是將設(shè)計(jì)成果三維模型和工程進(jìn)度管理關(guān)聯(lián),建立工程進(jìn)度管理的三維模型,給三維模型增加 “時(shí)間軸”,并通過互聯(lián)網(wǎng)的模式讓在各地的工作人員都可以輕松查看,明確工程進(jìn)度?！盎ヂ?lián)網(wǎng)＋三維協(xié)同”模式的引入,增強(qiáng)了工程進(jìn)度計(jì)劃的可視化管理,在計(jì)算機(jī)中可以自由查看并調(diào)用可視化工程進(jìn)度,并以此模型為各方交流的平臺(tái),提高了工程參與各方的溝通效率,以及管理工程施工進(jìn)度的效率,同時(shí),在計(jì)算機(jī)中可視化再現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)度,給工程協(xié)調(diào)提供直觀的信息,更可以及時(shí)地進(jìn)行決策,使工程進(jìn)度可以得到更有效的控制和監(jiān)督,以最小的資源消耗,取得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

7 結(jié)論

本文通過探討三代核電技術(shù) “華龍一號(hào)”研發(fā)管理創(chuàng)新的實(shí)施背景,通過創(chuàng)新研發(fā)管理模式實(shí)現(xiàn)研發(fā)體系轉(zhuǎn)型升級(jí),構(gòu)架一體化知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理與研發(fā)體系實(shí)現(xiàn)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),搭建全球化協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)整合技術(shù)資源,創(chuàng)建 “互聯(lián)網(wǎng)＋”核能一體化三維協(xié)同研發(fā)設(shè)計(jì)平臺(tái)大幅提升創(chuàng)新研發(fā)效率,成功研發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電型號(hào) “華龍一號(hào)”,完成了支撐完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)核電項(xiàng)目走出去的研發(fā)管理體系構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)型號(hào)開發(fā),打破國(guó)際壟斷,提升我國(guó)核電話語權(quán),推動(dòng)我國(guó)核電項(xiàng)目 “走出去”。

[1]袁坤,劉立平,劉世光,等.中國(guó)核電工程有限公司產(chǎn)品研發(fā)管理體系V1.0[R]．北京:中國(guó)核電工程有限公司,2017:6-8．

[2]劉立平,袁坤,等.中國(guó)核電工程有限公司科研項(xiàng)目管理辦法 [R]．北京:中國(guó)核電工程有限公司,2013:10-31．

[3]李大波,袁坤,等.中國(guó)核電工程有限公司科研項(xiàng)目知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理細(xì)則 [R]．北京:中國(guó)核電工程有限公司,2015:9-30．

[4]王秋林,等.中國(guó)核電工程有限公司型號(hào)總設(shè)計(jì)師管理辦法 [R]．北京:中國(guó)核電工程有限公司,2014:9-23．