核電廠焊接信息管理系統(tǒng)研制及應(yīng)用

徐寶坪 晉嘉昱 劉桂剛 鄭德旭 朱家澤

摘? ?要：核電廠運(yùn)行階段通過研制焊接信息化管理系統(tǒng)進(jìn)行焊接管理，可有效解決傳統(tǒng)紙質(zhì)文件管理效率低下、數(shù)據(jù)分散、數(shù)據(jù)冗余等問題，還能及時(shí)對(duì)焊接工程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的跟蹤、檢索和管理。同時(shí)，通過充分利用便利的信息化電子流程，完整記錄生產(chǎn)過程各種繁雜數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多用戶終端對(duì)系統(tǒng)焊接數(shù)據(jù)同時(shí)查詢和編輯，為相關(guān)部門焊接工作提供有力支持，大大提升焊接生產(chǎn)管理效率，提升了核電廠焊接管理水平，同時(shí)亦為核電廠群堆焊接管理降本增效作出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：核電廠? 焊接? 信息化

Abstract：In the production stage of nuclear power plant， the development of welding information management system for welding management can effectively solve the problems of low efficiency of traditional paper document management， data dispersion， data redundancy， etc.， as well as the real-time and effective tracking， retrieval and management of various data in welding engineering. At the same time， through electronic process， make full use of the convenient information full records the production process a variety of complex data， realize the user terminal system welding data query and edit at the same time， provide strong support for the related departments of welding work， greatly improve the welding production management efficiency， improve the management level of nuclear power plant welding， at the same time also contribute to nuclear power plant group of authors heap welding management efficiency.

隨著核電廠全壽期管理要求和核電大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，信息化管理的應(yīng)用將貫穿整個(gè)核電廠設(shè)計(jì)、采購、土建、安裝、調(diào)試、移交和運(yùn)行、退役的全階段。焊接是核電廠金屬部件連接、修復(fù)的重要方法，亦是運(yùn)行機(jī)組維修中的一項(xiàng)重要活動(dòng)。如核電廠運(yùn)行期間，設(shè)備易受到?jīng)_蝕、腐蝕、疲勞等多種因素影響，導(dǎo)致設(shè)備材料性能惡化，工件有效承載截面減薄，各種形式的裂紋萌生并擴(kuò)展甚至斷裂[1]。因而，在機(jī)組大修、日常期間需要對(duì)受損部件進(jìn)行焊接修復(fù)。此外，廠內(nèi)已運(yùn)行機(jī)組以及同行電廠經(jīng)驗(yàn)反饋而額外新增大量焊縫RT排查及返修。

因此，為確保機(jī)組安全、可靠運(yùn)行，則必須加強(qiáng)電廠焊接管理，尤其在機(jī)組運(yùn)行階段對(duì)新焊縫生產(chǎn)過程及質(zhì)量控制進(jìn)行有效管理，對(duì)保障核電機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。當(dāng)前國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)運(yùn)行電廠焊接管理，仍采用Excel表格離線管理或手工模式管理。而采用Excel表格離線管理，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理，不能保證數(shù)據(jù)安全性和完整性;采用傳統(tǒng)手工模式管理，已不具備企業(yè)所需求的數(shù)據(jù)快速交接能力，信息得不到快速處理必然導(dǎo)致運(yùn)作效率低下。

當(dāng)今企業(yè)信息化已成為企業(yè)發(fā)展潮流，隨著核電焊接技術(shù)高速發(fā)展，傳統(tǒng)的焊接管理方式，已無法滿足核電焊接管理模塊需求。因此，根據(jù)運(yùn)行機(jī)組自身的焊接管理模式、生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程及特點(diǎn)，研制開發(fā)一套適用的焊接信息管理系統(tǒng)進(jìn)行核電生產(chǎn)焊接管理已成大勢(shì)所趨。

1? 研制目的及意義

建立核電廠焊接信息管理系統(tǒng)主要目的是對(duì)運(yùn)行機(jī)組大修、日常焊接整個(gè)流程以及焊接生產(chǎn)信息進(jìn)行有效管理和利用，同時(shí)為焊接承包商建立焊接管理標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、業(yè)務(wù)流程和表單一體化統(tǒng)一的信息化平臺(tái)，為決策層、承包商、焊接技術(shù)管理部門提供準(zhǔn)確而及時(shí)的信息資源，便于進(jìn)行工作預(yù)安排、有效管理焊接質(zhì)量、控制成本，為核電廠運(yùn)行機(jī)組焊接管理提供科學(xué)、準(zhǔn)確、快捷的信息服務(wù)。

通過研制開發(fā)焊接管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)核電焊接相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備信息數(shù)字化、工作流程電子化，不僅能系統(tǒng)性地管理焊接相關(guān)文檔和數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)可以進(jìn)行快速交接，而且還能存儲(chǔ)大量的焊接資料，特定數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示使得資源的利用得到可控，從而有效、安全管理核電生產(chǎn)階段日積月累的“海量”焊接數(shù)據(jù)，亦解決傳統(tǒng)紙質(zhì)文件管理方式效率低下、數(shù)據(jù)分散、數(shù)據(jù)冗余、實(shí)時(shí)性不足等問題。同時(shí)，采用信息系統(tǒng)進(jìn)行焊接管理可對(duì)焊接工程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的跟蹤、檢索，實(shí)現(xiàn)多用戶終端對(duì)系統(tǒng)焊接數(shù)據(jù)同時(shí)查詢和編輯，對(duì)提升核電廠焊接管理水平具有十分重要意義。

2? 電廠焊接管理模式、流程探討

核電廠焊接管理包括對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)等管理。目前，各個(gè)運(yùn)行電廠焊接組織管理模式、流程已基本定型。組織管理[2]是指依據(jù)焊接專業(yè)結(jié)構(gòu)的特殊性，結(jié)合分工明確、職責(zé)清晰原則，根據(jù)組織機(jī)構(gòu)的設(shè)立情況，設(shè)立焊接職能部門和相應(yīng)崗位以及輔助部門。

運(yùn)行電廠根據(jù)職責(zé)分工，一般由技術(shù)部門負(fù)責(zé)焊接技術(shù)管理，并為現(xiàn)場(chǎng)維修和改造焊接活動(dòng)提供焊接質(zhì)量控制、無損檢驗(yàn)，由維修部門負(fù)責(zé)組織所轄焊接承包商實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)焊接活動(dòng)。運(yùn)行電廠焊接管理模式及一般流程圖，如圖1所示。

由此可見，核電廠焊接管理是從焊接工作申請(qǐng)開始，到文件準(zhǔn)備再到現(xiàn)場(chǎng)焊接實(shí)施，最后到焊接完工文件存檔，整個(gè)工作流程呈線型流程管理模式。

3? 信息管理系統(tǒng)研制

3.1 功能模塊設(shè)計(jì)

焊接信息管理系統(tǒng)主要為用戶管理焊接整體工作以及焊接工作中會(huì)用到的信息管理。焊接工作管理包含焊接工作申請(qǐng)、焊接工作返修、焊接記錄關(guān)閉、焊接工作狀態(tài)查詢。焊接工作輔助功能包含焊接工藝卡/評(píng)定管理、焊接文檔管理、焊工管理、焊材管理、焊縫信息管理、材料手冊(cè)管理等。

3.2 主要模塊功能

3.2.1 焊接工作管理

此模塊主要功能為焊接實(shí)施承包商發(fā)起焊接工作申請(qǐng)，并在焊接實(shí)施前在系統(tǒng)里完成焊接質(zhì)量計(jì)劃編、審、批及承包商內(nèi)部焊接QC選點(diǎn)，再提交電廠焊接QC選點(diǎn)、批準(zhǔn)后返回承包商系統(tǒng)平臺(tái)打印。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接實(shí)施過程中，若出現(xiàn)焊縫返修情況，則同樣在系統(tǒng)編制文件并進(jìn)行QC選點(diǎn)后實(shí)施，焊接完成后由承包商對(duì)完工焊縫信息進(jìn)行錄入。

（1）焊接工作申請(qǐng)。

在系統(tǒng)焊接工作申請(qǐng)流程中，由焊接承包商/維修部門提交焊接工作申請(qǐng)→維修部門確認(rèn)提交的焊接工作申請(qǐng)→承包商準(zhǔn)備焊接工作文件→提交技術(shù)部門審批，審批通過系統(tǒng)自動(dòng)郵件反饋提交焊接工作申請(qǐng)人、維修工作確認(rèn)人以及文件準(zhǔn)備人，提醒焊接文件準(zhǔn)備已完成。

（2）焊接工作返修。

焊后目視檢查和無損檢驗(yàn)不合格的焊縫，由焊接承包商在系統(tǒng)里發(fā)起返修流程，在原焊接質(zhì)量計(jì)劃下填寫返修焊控單，交由承包商、電廠焊接QC選點(diǎn)并批準(zhǔn)后打印用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施返修。

（3）焊接工作記錄關(guān)閉。

現(xiàn)場(chǎng)焊接工作完成后，由承包商錄入焊接及無損檢測(cè)信息，提交由電廠焊接QC審核、簽點(diǎn)關(guān)閉焊接質(zhì)量計(jì)劃，由承包商掃描焊接質(zhì)量計(jì)劃、焊接控制單等現(xiàn)場(chǎng)焊接跟蹤文件，并上傳焊接信息管理系統(tǒng)進(jìn)行電子存檔。

3.2.2 焊接工藝管理

根據(jù)上游焊接規(guī)范[3]要求，不同焊接承包商之間焊接工藝評(píng)定、焊接工藝卡不可相互引用。因此，該模塊為焊接承包商設(shè)計(jì)的獨(dú)立模塊，由承包商各自建立、維護(hù)焊接工藝卡/評(píng)定信息臺(tái)賬。承包商之間模塊互不影響、互不能瀏覽。

（1）焊接工藝卡/評(píng)定維護(hù)。

由承包商在信息管理系統(tǒng)中錄入焊接工藝卡/評(píng)定關(guān)鍵字段，并上傳焊接工藝評(píng)定報(bào)告原件作為附件，為承包商進(jìn)行實(shí)施前焊接文件準(zhǔn)備時(shí)選用。

（2）焊接工藝卡與焊接工藝評(píng)定關(guān)聯(lián)。

焊接工藝評(píng)定與焊接工藝卡是“一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多”的關(guān)系，在信息系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)焊接工藝卡與焊接工藝評(píng)定的互相關(guān)聯(lián)與互相查找。

（3）焊接工藝卡/評(píng)定與焊接控制單關(guān)聯(lián)。

啟動(dòng)焊接文件準(zhǔn)備流程，承包商編制焊接控制單、焊接返修控制單，能夠通過關(guān)鍵字段快速查找到適用的焊接工藝卡與工藝評(píng)定，并隨流程往下一環(huán)節(jié)流轉(zhuǎn)，后續(xù)審批人員能夠通過焊接控制單中鏈接，打開引用的焊接工藝卡/評(píng)定進(jìn)行文件符合性審查。

3.2.3 焊工管理

焊工管理模塊主要用于記錄、維護(hù)焊工持證信息和資格項(xiàng)目信息，查詢方便、快捷，同時(shí)系統(tǒng)具備證書或資格項(xiàng)目到期預(yù)警功能。此外，系統(tǒng)中還統(tǒng)計(jì)焊工入廠、離廠信息，以實(shí)時(shí)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)焊接人員動(dòng)態(tài)。此模塊跟焊接工作管理模塊關(guān)聯(lián)，可直接調(diào)取各焊工信息導(dǎo)入焊縫完工信息中。

（1）焊工資格信息維護(hù)。

焊接承包商可在此模塊上傳本單位焊工基本信息、焊工資格項(xiàng)目信息。上傳資格項(xiàng)目信息后，系統(tǒng)根據(jù)其資格有效期，采用高亮顯示提前預(yù)警某個(gè)資格項(xiàng)目快到期。

（2）焊工信息與焊接控制單關(guān)聯(lián)。

啟動(dòng)焊接文件準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，承包商將焊工資格項(xiàng)目關(guān)聯(lián)在焊接控制單中，上游部門在進(jìn)行文件審查時(shí)對(duì)焊工持證項(xiàng)目是否具備焊接資質(zhì)進(jìn)行確認(rèn)。在焊接工作記錄關(guān)閉環(huán)節(jié)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況，以及焊縫信息反饋錄入環(huán)節(jié)，對(duì)焊工信息進(jìn)行再次確認(rèn)，確保記錄信息的準(zhǔn)確性。

（3）焊工工作量統(tǒng)計(jì)。

焊工管理模塊中設(shè)計(jì)能夠根據(jù)錄入的焊縫信息，快速查詢某名焊工一段時(shí)間內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)焊接實(shí)施完成的工作量，同時(shí)可查詢、跟蹤該焊工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施每一條焊縫具體信息。

3.2.4 焊材管理

焊材管理模塊分為焊材一級(jí)庫、焊材二級(jí)庫管理、庫房溫濕度記錄、焊接設(shè)備登記臺(tái)賬等功能。通過此模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊材、焊接設(shè)備進(jìn)行有效管理。

（1）焊材一級(jí)庫管理。

焊材一級(jí)庫為采購焊材的存儲(chǔ)“總站”，一般會(huì)有大批量?jī)?chǔ)存，同時(shí)經(jīng)常由出、入庫。此模塊記錄各批次焊材入庫信息及質(zhì)保文件，同時(shí)記錄、統(tǒng)計(jì)每種型號(hào)焊材入庫、出庫、報(bào)廢等流水信息，并對(duì)庫存進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。

（2）焊材二級(jí)庫管理。

焊材二級(jí)庫是焊材存儲(chǔ)“分站”，相對(duì)小批量?jī)?chǔ)存，主要提供現(xiàn)場(chǎng)焊接工作使用。此模塊將一級(jí)庫正常出庫量統(tǒng)計(jì)為二級(jí)庫的入庫信息。對(duì)于已入庫焊材，在系統(tǒng)中記錄其烘干、保溫（焊條）、發(fā)放、回收等記錄。同時(shí)，將使用完回收焊材（焊絲頭、焊條頭）與發(fā)放焊材進(jìn)行匹配，對(duì)使用后未進(jìn)行回收的焊材進(jìn)行自動(dòng)提醒。

4? 工程應(yīng)用及效益

4.1 工程應(yīng)用

某電廠焊接信息管理系統(tǒng)自2016年9月正式上線，已成功應(yīng)用在1、2、3、4號(hào)機(jī)組大修（103、202、203、301、302、401）及日常檢維修焊接工作，實(shí)現(xiàn)了多機(jī)組、多部門焊接信息數(shù)字化、工作流程電子化管理。該系統(tǒng)的應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)同行電廠焊接管理尚屬首次。

4.2 產(chǎn)生效益

機(jī)組運(yùn)行階段，該系統(tǒng)全年同時(shí)為多家焊接承包商實(shí)施大修、日常焊接服務(wù)，為不同的焊接承包商提供了統(tǒng)一的焊接信息化管理平臺(tái)，從而規(guī)范了各家承包商焊接工作流程，亦解決了以往一直采用紙質(zhì)文件進(jìn)行傳遞的焊接管理效率低下的問題。

該系統(tǒng)自投用以來，錄入、維護(hù)各家承包商大修焊接工藝評(píng)定300多項(xiàng)、焊接工藝卡500余份，記錄、維護(hù)焊接文檔250余份;已開啟、關(guān)閉焊接質(zhì)量計(jì)劃2000余份，錄入完工焊縫12000余條。該信息系統(tǒng)所有記錄數(shù)據(jù)完整、有效、安全、可追溯，用戶可根據(jù)需求進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的跟蹤、檢索，實(shí)現(xiàn)了多用戶終端對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同時(shí)查詢和編輯。

該信息系統(tǒng)較之前機(jī)組采用EXCEL表格離線管理相比，采用信息化系統(tǒng)管理由其諸多優(yōu)勢(shì)，且大大節(jié)省了電廠人力、物力，有力保障了機(jī)組大修、日常焊接活動(dòng)有序、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而保障了焊接質(zhì)量。

5? 結(jié)語

（1）運(yùn)行電廠焊接管理由在線管理代替了以往Excel表格離線管理或手工管理模式，規(guī)范、科學(xué)地管理群堆機(jī)組大修、日常產(chǎn)生的焊接數(shù)據(jù)和文檔，保證了群堆機(jī)組焊接數(shù)據(jù)的有效性、安全性和完整性。

（2）通過啟用焊接信息管理系統(tǒng)，為焊接承包商提供了統(tǒng)一的焊接管理平臺(tái)，使電廠焊接管理工作規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，有效地控制成本，提高焊接工作效率，保障了焊接質(zhì)量，提升了核電廠焊接管理水平。

（3）某電廠焊接信息管理系統(tǒng)研制并上線應(yīng)用，首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)運(yùn)行電廠焊接信息化管理。同行電廠可以此系統(tǒng)為原型，修改配置后作為本電廠焊接信息化管理系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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