基于P6 的核電智慧工程信息系統(tǒng)探究與應(yīng)用

經(jīng) 靜，孫 吉，李 英

（上海核工程研究設(shè)計院有限公司，上海 200233）

0 引言

長期以來，國內(nèi)核電工程費用控制（簡稱費控）信息技術(shù)和關(guān)鍵平臺軟件相對缺失，國外的專業(yè)軟件產(chǎn)品價格昂貴、技術(shù)封閉、運維響應(yīng)速度慢、軟件之間存在數(shù)據(jù)孤島和數(shù)據(jù)不一致現(xiàn)象，導(dǎo)致數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)效率低、數(shù)據(jù)整合及驗證困難，繼而造成項目決策效率低，短期內(nèi)難以滿足核電工程費控數(shù)字化的迫切需求。國內(nèi)尚未建立跨系統(tǒng)、跨專業(yè)以及跨設(shè)計采購施工調(diào)試（Engineering Procurement Construction Startup，EPCS）各階段的整合費控體系，這在很大程度上制約了中國核電高新技術(shù)企業(yè)管理運行和決策水平及效率的提升。

針對軟件繁多、數(shù)據(jù)龐雜、組織復(fù)雜、管理嚴(yán)格、權(quán)限精細(xì)的核電工程管理現(xiàn)狀與難點，科研人員堅持自主創(chuàng)新，研發(fā)設(shè)計相結(jié)合，集成應(yīng)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能（Artificial Intelligence，AI）等新一代信息技術(shù)，自主研制了一套基于P6（Primavera 6.0）的核電工程進度、費控數(shù)字化管控系統(tǒng)——Nupower。該系統(tǒng)全面滲透到工程的設(shè)計、采購、施工、調(diào)試、進度、合同管理等項目管理過程中，以及與工程相關(guān)的業(yè)務(wù)協(xié)作和控制過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)工程管理、績效考核、經(jīng)營決策等各層之間的信息整合，低成本、高效率應(yīng)對高新技術(shù)企業(yè)工程管理過程中因時效性差、透明度低造成的組織不協(xié)調(diào)、管理難控制和經(jīng)營決策困難等問題，有利于實現(xiàn)管控智能化、生產(chǎn)管理精益化、成本效益最大化［1］。

目前，研究成果已被廣泛應(yīng)用于核電工程項目建設(shè)中，并用P6 輔助進行了項目質(zhì)量管理，降本增益提質(zhì)效果顯著。

1 總體研究思路

針對三代核電技術(shù)AP1000 引進、消化、吸收、再創(chuàng)新，該項研究借鑒國際先進的費用管理經(jīng)驗，加入創(chuàng)新管理和先進科技手段，利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、AI 等新一代信息技術(shù)，自主研制了一套核電智慧工程項目信息管理系統(tǒng)構(gòu)架，實現(xiàn)了系統(tǒng)典型應(yīng)用，并使系統(tǒng)在一定時期內(nèi)保持先進性［2］。同時，該項研究還體現(xiàn)出核電智慧工程在數(shù)字化時代信息管理手段和技術(shù)方面的突破，從生產(chǎn)執(zhí)行和經(jīng)營決策層面為高新技術(shù)企業(yè)工程管理降本增效提供了有力支撐。工程項目的進度管理部分借助P6實現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)和補充費用、風(fēng)險、預(yù)警、績效管理等功能。

2 系統(tǒng)簡介

核電智慧工程管控系統(tǒng)調(diào)控進度管理、成本管理、采購管理、物料產(chǎn)品管理、施工管理、安全質(zhì)量管理、接口管理、績效管理、預(yù)警管理、風(fēng)險管理、變更趨勢分析、贏得值管理、價格預(yù)測以及駕駛艙等模塊；采用數(shù)據(jù)中心和企業(yè)服務(wù)總線（Enterprise Service Bus，ESB）技術(shù)，與P6、采購管理軟件（Smart Plant Material，SPM）、費用管理軟件PRISM、調(diào)試管理軟件Maximo 等系統(tǒng)實現(xiàn)無縫銜接，打通企業(yè)上下信息流通渠道；集成應(yīng)用大數(shù)據(jù)、AI、虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）等新一代信息技術(shù)：基于大數(shù)據(jù)與AI 技術(shù)的智慧工程和智慧工地系統(tǒng)，構(gòu)建了智慧工程決策、設(shè)備材料價格庫及預(yù)測模型。通過預(yù)警管理、變更趨勢分析、贏得值管理和預(yù)測，運用多種算法對設(shè)備材料價格進行預(yù)估，減少生產(chǎn)資源閑置或浪費，防范風(fēng)險造成的損失，保持備件低庫存，同時為企業(yè)提供資金計劃決策依據(jù)，實現(xiàn)合理利用流動資金、保持現(xiàn)金流健康、提升企業(yè)運行生產(chǎn)效率的目標(biāo)。

3 系統(tǒng)主要模塊

核電智慧工程管控系統(tǒng)主要管控工程P6 的項目進度管理、預(yù)警管理、設(shè)計管理、采購管理、施工管理、調(diào)試管理的費控部分，獨立管控費用管理軟件、潛在趨勢管理模塊（Potential Trend Notice，PTN）、風(fēng)險管理模塊、合同變更管理模塊、設(shè)備價格數(shù)據(jù)庫、價格預(yù)測模型等模塊。

3.1 預(yù)警管理模塊

在P6 項目進度計劃、綜合進度計劃管理基礎(chǔ)上，實現(xiàn)項目的動態(tài)控制。結(jié)合業(yè)主、承包商、項目部預(yù)警功能，通過電子流程化管理實現(xiàn)進度預(yù)警管理細(xì)則中進度預(yù)警單流程閉環(huán)跟蹤管理，從而對工程進度進行控制，降低因進度延期而增加的成本，提升管理效率。此模塊擁有較為完善的編碼體系，在進度計劃基礎(chǔ)上配置預(yù)警和反饋功能，從而形成符合項目管控要求、促進管理水平提升、降低管理成本的系統(tǒng)。

3.2 采購費控

通過運用SPM 采購管理信息，并與P6 進度管理系統(tǒng)和Documentum 文檔管理系統(tǒng)集成，利用SPM 系統(tǒng)中已存在的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)采購模塊進行升級，實現(xiàn)對整體采購費用全過程的數(shù)字化管理。在此基礎(chǔ)上完善設(shè)備價格庫和成本預(yù)測的功能，節(jié)約項目資源成本。

3.3 價格庫及預(yù)算模塊

在P6 采購進度管理的基礎(chǔ)上管理設(shè)備價格庫。根據(jù)國際先進的項目管理經(jīng)驗，打造項目采購設(shè)備價格管理數(shù)據(jù)庫，以滿足報價與結(jié)算、管控與預(yù)測的需要。

3.4 贏得值管理及預(yù)測模塊

依據(jù)P6 目標(biāo)計劃編制贏得值管理的基線，依據(jù)P6 當(dāng)前實際進度編制贏得值管理的當(dāng)前贏得曲線。借鑒項目使用經(jīng)驗反饋，建構(gòu)一整套贏得值管理體系，快速識別是否存在項目進度和費用的偏差，預(yù)測項目成本，并及時提出解決方案加以修正。基于設(shè)備材料贏得值創(chuàng)建全系列預(yù)測模型，運用多種算法對設(shè)備材料價格進行預(yù)估，預(yù)估結(jié)果作為工程決策的依據(jù)［3］。

3.5 潛在趨勢PTN 管理模塊

在P6 里程碑計劃的基礎(chǔ)上開發(fā)PTN 管理模塊，對項目各領(lǐng)域在執(zhí)行過程中可能會對進度和費用產(chǎn)生影響的趨勢進行識別，實現(xiàn)預(yù)算、贏得、變更的數(shù)據(jù)跟蹤，提高管理效率，控制變更的影響，降低費用超支。此外，還可實現(xiàn)工程管理相關(guān)信息的動態(tài)管理和統(tǒng)計分析。

3.6 風(fēng)險管理模塊

基于P6 進度計劃管理經(jīng)驗開發(fā)風(fēng)險管理模塊，用于對工程項目的設(shè)計、采購、施工、調(diào)試、項目管理和商務(wù)合同等存在的風(fēng)險進行識別、監(jiān)控、跟蹤和關(guān)閉等；通過建立全局性的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險庫，形成風(fēng)險知識庫管理體系，加大對風(fēng)險的管控力度。

3.7 變更管理模塊

在P6 里程碑計劃執(zhí)行的基礎(chǔ)上，對照合同中收入支出情況開發(fā)變更管理模塊，用于匯總管理成本數(shù)據(jù)。根據(jù)總包合同和分包合同，結(jié)合管理成本，進行收入和支出的平衡控制；根據(jù)項目變更涉及的費用變更，計算出在項目合同價格上的變更、進度計劃上的變更以及其他變更。

4 系統(tǒng)應(yīng)用及成效

對項目費控系統(tǒng)進行高效的設(shè)計和建設(shè)是科技成果轉(zhuǎn)化的重點工作內(nèi)容?；赑6 的核電智慧工程管控系統(tǒng)已在核電項目中得到了試點應(yīng)用，實現(xiàn)了核電工業(yè)企業(yè)P6 進度調(diào)控、成本管理、采購管理、物料產(chǎn)品管理、施工管理、安全質(zhì)量管理、績效管理、預(yù)警管理、風(fēng)險管理、變更趨勢分析、贏得值管理以及價格預(yù)測的一體化費用管控，還實現(xiàn)了智能化工程管理業(yè)務(wù)模式的革新。

4.1 核電工程成本管理編碼體系

項目費控信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整，內(nèi)容豐富。在設(shè)計每個模塊時考慮了如何通過信息化、數(shù)字化手段降本增效，最后匯總到項目控制模塊進行全局把控。每類數(shù)據(jù)從輸入、流轉(zhuǎn)、輸出都遵循了項目管理的典型程序。融合P6 進度作業(yè)編碼體系，以各類賬號為核心，以計劃、作業(yè)進度、資源、協(xié)議、實際費用、變更等為輸入，利用贏得值技術(shù)進行成本管理，快速識別是否存在潛在的成本增加或工期延長問題，從而得出項目績效和偏差報告，并及時提出解決方案加以修正［4］。

4.2 核電工程費控管理實施成效

基于P6 的核電工程費控管理系統(tǒng)能在成熟的進度計劃管理體系的基礎(chǔ)上高效銜接各專業(yè)、系統(tǒng)、模塊、材料等核電工程信息的管理功能，實現(xiàn)跨專業(yè)、多控制的有機聯(lián)動和協(xié)同，對項目各領(lǐng)域的預(yù)警進行及時處理，減少因拖延造成的工期延誤和成本增加；對項目風(fēng)險進行前瞻性管理，避免因風(fēng)險應(yīng)對不足和次生風(fēng)險而產(chǎn)生不必要的費用。實踐證明，系統(tǒng)具有提高數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)效率、達到數(shù)據(jù)完整一致、仿造價、降低人為失誤、保障核電工程安全等優(yōu)點，同時也節(jié)省了大量的人工輸入和核對校驗數(shù)據(jù)的成本。

5 結(jié)語

信息管理系統(tǒng)包括設(shè)計、采購、施工和項目管理等費用預(yù)算及資金計劃的編制和審批，合同收支控制、費用變更管理，費用績效數(shù)據(jù)的收集、分析和評估，以及應(yīng)對措施的制定和實施。經(jīng)過系統(tǒng)科學(xué)合理地控制采購進度和成本，項目的可控性得到顯著提高［5］。通過系統(tǒng)實時準(zhǔn)確地掌握和控制項目人力資源調(diào)配，提高了項目人力成本核算及分析的科學(xué)性和規(guī)范性，為項目管理人工成本的核算提供了翔實可靠的依據(jù)。與進度控制、財務(wù)管理等相關(guān)系統(tǒng)進行有效集成，提高了管理效率與速度，減少了進度延遲引起費用超支的情況，實現(xiàn)了合同中相關(guān)信息的動態(tài)管理和統(tǒng)計分析，便于管理層對項目成本進行總體管控。在核電項目創(chuàng)新應(yīng)用方面，每天有超過90%的業(yè)務(wù)工程師在線使用該系統(tǒng)，一體化的核電工程建設(shè)項目管理信息化平臺集成了EPCS 全過程的信息化應(yīng)用，每年在提高資源使用效率及成本管理方面節(jié)約數(shù)千萬元。研發(fā)團隊建立的核電工程項目管理系統(tǒng)在實現(xiàn)降本增效的同時，也為其他項目的管理技術(shù)創(chuàng)新提供了經(jīng)驗，促進了我國先進核電信息管理技術(shù)創(chuàng)新能力提升。