“華龍一號(hào)”核電廠工程數(shù)據(jù)數(shù)字化移交研究

楊偉偉

(福建福清核電有限公司，福清 300318)

近年來，隨著電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，工程建設(shè)領(lǐng)域正全面邁入數(shù)字化時(shí)代，各大設(shè)計(jì)院，為了設(shè)計(jì)、審查、施工更便捷，也開始謀劃著如何實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)文件數(shù)字化交付”。目前國外僅有行業(yè)協(xié)會(huì)組織以工業(yè)項(xiàng)目形式開展的“數(shù)據(jù)移交指南”或“數(shù)據(jù)移交規(guī)范”編制工作，尚未形成國際標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)。這些工作也僅僅是針對(duì)流程工廠(包括石油和天然氣生產(chǎn)設(shè)施對(duì)象)開展的，國內(nèi)也剛剛在這些基礎(chǔ)上形成發(fā)電工程數(shù)據(jù)移交標(biāo)準(zhǔn)，核電領(lǐng)域以及數(shù)字化移交領(lǐng)域都還沒有涉及。工程數(shù)據(jù)數(shù)字化移交是工程公司(設(shè)計(jì)院)數(shù)字化、集成化協(xié)同設(shè)計(jì)的目標(biāo)之一，研究相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)并建設(shè)數(shù)字化移交平臺(tái)是工程業(yè)務(wù)模式數(shù)字化轉(zhuǎn)變的重要標(biāo)志。通過數(shù)字化移交的建設(shè)，幫助企業(yè)接收和管理服務(wù)方移交的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，為后期數(shù)字電廠建設(shè)運(yùn)營提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

中國核能發(fā)電事業(yè)發(fā)展至今，積累了很多經(jīng)驗(yàn)。福建福清核電有限公司成立于2006年5月16日，項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)6臺(tái)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電機(jī)組，一次規(guī)劃、分期連續(xù)建設(shè)。5、6號(hào)機(jī)組采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)第三代核電技術(shù)“華龍一號(hào)”(Hualong-1 pressurized reactor，HPR1000)技術(shù)路線。福清核電工程項(xiàng)目將全面驗(yàn)證“華龍一號(hào)”先進(jìn)核電技術(shù)，完善自主三代核電的標(biāo)準(zhǔn)體系和品牌，為后續(xù)“華龍一號(hào)”核電工程建設(shè)和運(yùn)營提供經(jīng)驗(yàn)和借鑒。隨著國家能源戰(zhàn)略的調(diào)整，為了適應(yīng)核電產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化、規(guī)模化的快速發(fā)展，中國各大核電企業(yè)紛紛組建了核電工程公司，大力推行業(yè)主負(fù)責(zé)制的工程公司總承包管理模式，有力地促進(jìn)了核電工程的建設(shè)管理。然而，作為電站重要資產(chǎn)的工程建造全過程數(shù)據(jù)的移交尚未引起足夠重視，各方核電廠業(yè)主在工程移交接產(chǎn)階段仍然面臨工程總承包商采用以資產(chǎn)、文檔(紙質(zhì)和電子)以及部分電子化數(shù)據(jù)的初級(jí)方式開展實(shí)際移交工作，導(dǎo)致進(jìn)入核電運(yùn)營階段后，生產(chǎn)運(yùn)營所亟須的大量工程數(shù)據(jù)信息需要進(jìn)行額外整理、查漏補(bǔ)缺等，帶來額外的工作量和成本。

福清核電工程業(yè)主從實(shí)際需求出發(fā)，構(gòu)建面向“華龍一號(hào)”的數(shù)字核電廠，滿足業(yè)主在不同階段的業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用的目標(biāo)。在設(shè)計(jì)、采購、建設(shè)階段所形成的工程信息和數(shù)據(jù)，以數(shù)字化方式，借助數(shù)字化移交平臺(tái)分階段進(jìn)行移交，以滿足各階段間相互的業(yè)務(wù)需求[1]，即為工程數(shù)據(jù)數(shù)字化移交。工程數(shù)據(jù)移交標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是為了在“華龍一號(hào)”建設(shè)過程中，從核電廠業(yè)主方的角度明確數(shù)字化移交的需求，確定承建方向業(yè)主方移交的范圍和內(nèi)容，規(guī)范承建方向業(yè)主方移交的流程和質(zhì)量。通過明確和規(guī)范的移交內(nèi)容、流程和質(zhì)量，承建方按時(shí)保質(zhì)提交數(shù)字化內(nèi)容，業(yè)主方定時(shí)接收審核提交的移交成果，并轉(zhuǎn)換為運(yùn)營期所需的內(nèi)容，既為業(yè)主方建立數(shù)字化移交管理奠定基礎(chǔ)，又為業(yè)主方收集建設(shè)期數(shù)據(jù)提供手段，同時(shí)保證建設(shè)期移交工作的順利開展。

數(shù)據(jù)數(shù)字化移交平臺(tái)是數(shù)字核電的重要支撐，面向核電廠全生命周期中，以配置管理為手段，以核電廠構(gòu)筑物、系統(tǒng)和部件(structures，systems，components，SSC)等主要設(shè)備對(duì)象結(jié)構(gòu)為核心，實(shí)現(xiàn)核電廠數(shù)據(jù)的管理，保障數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性等，實(shí)現(xiàn)核電從概念設(shè)計(jì)到延壽退役過程中所產(chǎn)生的各類生產(chǎn)、技術(shù)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和掛接，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行和管理提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和便利。

通過詳細(xì)分析研究“華龍一號(hào)”全球首堆核電工程運(yùn)營期實(shí)際需求，創(chuàng)新地從數(shù)字化角度開展移交標(biāo)準(zhǔn)研究，進(jìn)行剖析。梳理闡明核電站工程移交的內(nèi)容、流程和質(zhì)量，承建方按時(shí)保質(zhì)提交數(shù)字化內(nèi)容，業(yè)主方定時(shí)接收審核提交的移交成果，并轉(zhuǎn)換為運(yùn)營期所需的內(nèi)容，既為業(yè)主方建立數(shù)字化移交管理奠定基礎(chǔ)，又為業(yè)主方收集建設(shè)期數(shù)據(jù)提供手段，同時(shí)保證建設(shè)期移交工作的順利開展。更重要的是業(yè)主方將實(shí)現(xiàn)從源頭上掌握電廠運(yùn)行管理數(shù)據(jù)，并以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)電廠數(shù)字化，開展現(xiàn)代化的運(yùn)維管理及設(shè)備資產(chǎn)管理，從而實(shí)現(xiàn)全生命周期的數(shù)字化管理，對(duì)前承接項(xiàng)目建設(shè)期的工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)成果。

1 工程數(shù)據(jù)數(shù)字化移交范圍與內(nèi)容

“華龍一號(hào)”示范工程總包方向核電廠業(yè)主交付數(shù)據(jù)范圍涉及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、SSC數(shù)據(jù)、對(duì)象數(shù)據(jù)、文件數(shù)據(jù)、調(diào)試數(shù)據(jù)、竣工數(shù)據(jù)共計(jì)六類數(shù)據(jù)。

1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)交付范圍包括安全等級(jí)、抗震類別、規(guī)范等級(jí)、鑒定等級(jí)等11項(xiàng)，如表1所示。

表1 移交基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分類Table 1 Classification of basic data handover

1.2 SSC數(shù)據(jù)

SSC數(shù)據(jù)交付范圍包括區(qū)域清單、機(jī)組清單、土建子項(xiàng)清單、土建層位清單等9項(xiàng)，如表2所示。

1.3 對(duì)象數(shù)據(jù)

對(duì)象數(shù)據(jù)交付范圍包括設(shè)備通用數(shù)據(jù)、電纜線段數(shù)據(jù)、在役檢查管道焊縫數(shù)據(jù)、設(shè)備專用數(shù)據(jù)共計(jì)4項(xiàng)。

1.3.1 設(shè)備通用數(shù)據(jù)

包括設(shè)備位號(hào)編碼、機(jī)組、系統(tǒng)等共計(jì)47項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性。

(1)設(shè)備通用數(shù)據(jù)以系統(tǒng)為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)交付。

(2)設(shè)備通用數(shù)據(jù)中設(shè)備位號(hào)數(shù)據(jù)交付范圍為具有位碼唯一標(biāo)識(shí)的設(shè)備、閥門、在線部件，即現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試移交時(shí)有標(biāo)牌的設(shè)備。

(3)設(shè)備位號(hào)區(qū)分兩種情況進(jìn)行整理和交付。第一種是設(shè)計(jì)圖紙中有設(shè)備編碼標(biāo)識(shí)的(核島區(qū)域)，整理出數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)交付。第二種是設(shè)計(jì)圖紙中沒有設(shè)備編碼標(biāo)識(shí)的(輔助廠房、常規(guī)島區(qū)域)，僅交付調(diào)試收錄信息，如業(yè)主對(duì)其中重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備有特殊數(shù)據(jù)需求，由雙方協(xié)商確定該部分設(shè)備整理交付數(shù)據(jù)內(nèi)容。

1.3.2 電纜線段數(shù)據(jù)

包括電纜線段編碼、系統(tǒng)編碼、電纜類型代碼等共計(jì)27項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性。電纜線段數(shù)據(jù)交付范圍為中壓(6.6 kV)及以上電纜線段工程數(shù)據(jù)。

1.3.3 在役檢查焊縫數(shù)據(jù)

包括焊縫識(shí)別編碼、機(jī)組、系統(tǒng)等共計(jì)18項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性，在役檢查焊縫數(shù)據(jù)交付范圍為核島管道在役檢查焊縫工程數(shù)據(jù)。

1.3.4 設(shè)備專用數(shù)據(jù)

(1)設(shè)備專用數(shù)據(jù)以系統(tǒng)為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)交付，系統(tǒng)范圍為24個(gè)重要核安全相關(guān)系統(tǒng)。

(2)設(shè)備專用數(shù)據(jù)中設(shè)備位號(hào)數(shù)據(jù)交付范圍為具有位碼唯一標(biāo)識(shí)的設(shè)備、閥門、在線部件，即現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試移交時(shí)有標(biāo)牌的設(shè)備。

1.4 調(diào)試數(shù)據(jù)

調(diào)試數(shù)據(jù)交付范圍包括定值清單、鑰匙清單、專用工器具清單、儀表通道校準(zhǔn)報(bào)告清單共計(jì)4項(xiàng)。

(1)定值清單：包括機(jī)械、電氣、儀控三類設(shè)備的數(shù)據(jù)模板，以及設(shè)備位號(hào)編碼、機(jī)組、系統(tǒng)等共計(jì)8～9項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性。

(2)鑰匙清單：數(shù)據(jù)模板包括鑰匙編碼、系統(tǒng)編碼、設(shè)備位號(hào)編碼等共計(jì)23項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性。

(3)專用工器具清單：數(shù)據(jù)模板包括專用工器具編碼、系統(tǒng)編碼、設(shè)備位號(hào)編碼等共計(jì)20項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性。

(4)儀表通道校準(zhǔn)報(bào)告清單：數(shù)據(jù)模板包括儀表通道校準(zhǔn)報(bào)告編碼、設(shè)備位號(hào)編碼、試驗(yàn)項(xiàng)目名稱等共計(jì)7項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性。

1.5 文件數(shù)據(jù)

文件數(shù)據(jù)交付范圍包括工程文件索引、設(shè)計(jì)改進(jìn)通知單、設(shè)計(jì)文件修改通知單、現(xiàn)場(chǎng)變更申請(qǐng)、設(shè)備技術(shù)變更申請(qǐng)、技術(shù)澄清要求、調(diào)試設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)、調(diào)試試驗(yàn)澄清申請(qǐng)、不符合項(xiàng)共計(jì)9項(xiàng)，這些文件數(shù)據(jù)最少要求包括各自的單據(jù)流水碼、文件版本、文件編碼等，除此之外還有16～18個(gè)不等的數(shù)據(jù)屬性。

1.6 竣工數(shù)據(jù)

竣工數(shù)據(jù)交付范圍包括建安竣工文件/竣工圖/調(diào)試文件/監(jiān)理文件、設(shè)備竣工組卷、設(shè)計(jì)文件組卷共計(jì)3項(xiàng)。

(1)建安竣工文件/竣工圖/調(diào)試文件/監(jiān)理文件：數(shù)據(jù)模板包括文件分類號(hào)、文件代碼、文件中文題名等共計(jì)30項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性。

(2)設(shè)備竣工組卷：數(shù)據(jù)模板包括檔案類型、檔案分類號(hào)、排架號(hào)等共計(jì)27項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性。

(3)設(shè)計(jì)文件組卷：數(shù)據(jù)模板包括文件分類號(hào)、文件代碼、文件中文題名等共計(jì)25項(xiàng)數(shù)據(jù)屬性。

2 工程數(shù)據(jù)數(shù)字化移交管理規(guī)范

工程數(shù)據(jù)數(shù)字化移交主要分成四個(gè)階段：移交策略制訂、移交格式確定、移交流程制訂和移交質(zhì)量保證。其管理也緊密圍繞這四個(gè)階段開展。

2.1 移交策略

移交策略是整個(gè)工程信息策略的重要組成部分, 它可以是某個(gè)企業(yè)明確的策略, 也可只與某個(gè)工程相關(guān)、跨越企業(yè)范疇的策略[2]。移交策略應(yīng)包含：①定義、總體目標(biāo)、重要性；②范圍和內(nèi)容；③經(jīng)濟(jì)效益和意義；④各參與方的目標(biāo)、原則、范圍、責(zé)任和義務(wù)；⑤項(xiàng)目組組織機(jī)構(gòu)；⑥數(shù)據(jù)接收信息系統(tǒng)；⑦質(zhì)量控制和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 移交格式

信息格式有結(jié)構(gòu)形式和文件形式兩種格式。移交期的信息存儲(chǔ)方式有存儲(chǔ)于物理介質(zhì)上和以電子形式存儲(chǔ)兩種方式，在數(shù)字化電廠全生命周期信息管理中，更多地采用計(jì)算機(jī)作為媒介，再參考富文本格式(rich text format,RTF)、工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和集成標(biāo)準(zhǔn)ISO15926、STEP(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織所屬技術(shù)委員會(huì)制訂的國際統(tǒng)一CAD數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn))等標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式對(duì)移交期的信息進(jìn)行分類和整理[3]。移交過程中首選結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)[4]。移交期的信息存在形式如圖1所示。

圖1 移交期信息存在形式Fig.1 Form of information existence during handover

數(shù)據(jù)細(xì)分為3種數(shù)據(jù)格式。

(1)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：按照預(yù)先定義的公開結(jié)構(gòu)格式組織的數(shù)據(jù)，它既可以是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，也可以是結(jié)構(gòu)化文件、圖形、邏輯模型或三維模型。

(2)源文件：由具體應(yīng)用軟件創(chuàng)建的、沒有明確或公開結(jié)構(gòu)格式的數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)信息將被鎖定于某個(gè)具體的應(yīng)用軟件。

(3)電子圖片：通過掃描文檔或者通過軟件創(chuàng)建的位圖，包括通過掃描紙質(zhì)文件生成的PDF文件等。盡管這種形式適合讀取，但對(duì)圖片中的信息進(jìn)行更新或進(jìn)行內(nèi)容管理很困難[4]。

2.3 移交流程

工程總包方應(yīng)采用定期移交的方式進(jìn)行移交，每次移交的間隔時(shí)間不應(yīng)長于一個(gè)月，并且每次移交應(yīng)包含所有更新的工程信息。

在移交時(shí)，一般包含三個(gè)操作步驟：①創(chuàng)建文件；②編輯屬性；③提交文件傳送單，流程如圖2所示。

圖2 移交流程Fig.2 Process of data handover

工程總包方應(yīng)在相關(guān)工作開始和工程實(shí)施結(jié)束時(shí)均通過電子格式(如E-mail)或其他途徑向業(yè)主方提供一份完整的清單，以便業(yè)主方對(duì)提交情況進(jìn)行跟蹤。清單應(yīng)包含文件名、文件編碼、標(biāo)題、各個(gè)版本的預(yù)計(jì)提交時(shí)間、工程位號(hào)清單等信息。

2.4 移交質(zhì)量保證

為保證數(shù)據(jù)移交的質(zhì)量，負(fù)責(zé)工程數(shù)據(jù)信息移交的各方干系人應(yīng)遵照如下的質(zhì)量控制過程。

(1)移交的工程數(shù)據(jù)信息應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)、審核和批準(zhǔn)。

(2)提出工程信息移交的干系人通過其內(nèi)部的質(zhì)量控制程序來保證所移交信息的質(zhì)量。

(3)工程信息移交的質(zhì)量控制程序必須進(jìn)行記錄。

(4)質(zhì)量控制記錄作為移交信息的附件[4]。

各參與方應(yīng)議定一個(gè)數(shù)據(jù)移交質(zhì)量管理方案，確立明確的質(zhì)量管理目標(biāo)，規(guī)范數(shù)據(jù)移交過程管理流程，通過對(duì)數(shù)據(jù)移交主要過程進(jìn)行監(jiān)控和分析，采取必要的改進(jìn)措施，將質(zhì)量管理落實(shí)到位，以確保移交數(shù)據(jù)的質(zhì)量。業(yè)主應(yīng)對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，檢查的手段包括目視檢查，人工對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核檢查以及工具檢查。

3 工程數(shù)據(jù)數(shù)字化移交技術(shù)規(guī)范

3.1 三維模型數(shù)據(jù)規(guī)范

模型信息的交付內(nèi)容包括模型幾何信息和非幾何信息。幾何信息通常由圖形軟件生成；非幾何信息可由軟件在電廠全生命過程中產(chǎn)生，也可由其他工具生成。

交付的非幾何信息應(yīng)通過軟件、編碼、系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化或手工對(duì)應(yīng)的方式，與幾何信息建立關(guān)系。

3.1.1 模型幾何信息規(guī)范

模型的幾何信息是指在計(jì)算機(jī)中用以表達(dá)建筑實(shí)體形態(tài)特征、幾何特征的三維圖形。

《技術(shù)產(chǎn)品文件數(shù)字化產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)通則》(GB/T 24734—2009)的幾何建模特征規(guī)范部分給出了三維CAD應(yīng)用中幾何建模特征的術(shù)語和定義、分類等方面的規(guī)范化要求。它將幾何建模特征分為基本建模特征、附加建模特征和編輯操作特征等幾大類，如圖3所示。

圖3 幾何建模特征Fig.3 Geometric modeling features

模型幾何信息交付的內(nèi)容和要求分為三個(gè)維度：模型幾何信息的深度、模型幾何信息的偏差、模型幾何信息的誤差[5]。模型幾何信息的深度應(yīng)滿足達(dá)到竣工圖、竣工模型設(shè)計(jì)的要求，并能夠表達(dá)構(gòu)件基本尺寸，表達(dá)不同構(gòu)件的主要幾何特征，主要是建筑細(xì)部、結(jié)構(gòu)和設(shè)備構(gòu)件的幾何特征。

模型幾何信息的偏差與誤差應(yīng)符合國家相關(guān)施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的偏差，模型可不予修改。

(1)通用要求。

基于模型的產(chǎn)品數(shù)字化定義(model based definition,MBD)應(yīng)用的三維模型的通用要有如下6個(gè)方面。

①最終交付的三維模型應(yīng)為滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的、完整的、精確的三維模型；②三維模型應(yīng)按1∶1比例全尺寸建模； ③三維模型應(yīng)采用統(tǒng)一的模型坐標(biāo)系； ④三維模型應(yīng)按名義尺寸建模； ⑤零件模型應(yīng)為單一實(shí)體模型； ⑥一個(gè)部件文件只能定義一個(gè)零件模型，產(chǎn)品裝配應(yīng)使用軟件裝配功能實(shí)現(xiàn)。

(2)三維標(biāo)注要求。

基于MBD應(yīng)用的三維模型三維標(biāo)注的要求如下。

①三維標(biāo)注信息應(yīng)直觀、明確；②三維標(biāo)注信息應(yīng)與其標(biāo)注對(duì)象保持關(guān)聯(lián)，并在合理的標(biāo)注平面上；③三維標(biāo)注信息應(yīng)建立在其指向的模型元素附近；④標(biāo)注不應(yīng)相互重疊，標(biāo)注文本不應(yīng)遮擋模型關(guān)鍵部位；⑤應(yīng)盡可能以較少視圖和標(biāo)注表達(dá)產(chǎn)品完整信息；⑥三維標(biāo)注應(yīng)以視圖進(jìn)行組織和管理。

3.1.2 模型非幾何信息規(guī)范

模型非幾何信息是指，在設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維的全生命周期過程中，逐步添加、完善的非圖形類信息數(shù)據(jù)。這些非幾何信息能夠表達(dá)建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等構(gòu)件的性能參數(shù)、價(jià)格、系統(tǒng)關(guān)系、標(biāo)準(zhǔn)化等一系列信息。通過圖形軟件的屬性定義給定文件屬性和對(duì)象屬性等非幾何信息，可在后續(xù)工作中根據(jù)實(shí)際要求不斷補(bǔ)充內(nèi)容。

3.2 公共定義與值列表數(shù)據(jù)規(guī)范

該類數(shù)據(jù)描述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)范中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)象，支撐著多種業(yè)務(wù)操作，在各個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中間進(jìn)行共享或公用。該類數(shù)據(jù)的變化相對(duì)緩慢，一般有較長的生命周期。

3.2.1 通用類

核安全等級(jí)用來定義設(shè)備的安全級(jí)別，共分7個(gè)級(jí)別，如表4所示。

質(zhì)保等級(jí)(QA級(jí)別)用來定義設(shè)備的質(zhì)量等級(jí)，共有四個(gè)質(zhì)保等級(jí)，如表5所示。

表4 核安全等級(jí)值列表

表5 質(zhì)保等級(jí)值列表

3.2.2 SSC類

廠房和構(gòu)筑物通常由1位機(jī)組代碼+2位廠房或構(gòu)筑物代碼組成，系統(tǒng)用三字母代碼標(biāo)識(shí)，廠房和構(gòu)筑物層位根據(jù)廠房和構(gòu)筑物不同而不同，其數(shù)據(jù)清單均根據(jù)設(shè)計(jì)單位發(fā)布的相關(guān)文件開展，示例如表6所示。

表6 廠房和構(gòu)筑物層位值列表

設(shè)備類型是對(duì)核電廠中具有相同功能和構(gòu)造的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一歸類和編碼。

計(jì)量單位是指為定量表示同種量的大小而約定地定義和采用的特定量，各種物理量都有它們的量度單位[6]。數(shù)據(jù)移交過程中常見單位如表7所示。

表7 計(jì)量單位值列表

3.2.3 文檔類

文件類型依據(jù)施工總承包合同的附錄及竣工文件要求匯集而成的文件類型，文件版本根據(jù)工程項(xiàng)目管理程序規(guī)定，用大寫A、B、C、…表示版次。文件狀態(tài)值列表如表8所示。

文檔的質(zhì)量檢查點(diǎn)類型的值列表如表9所示。

文檔的不符合項(xiàng)類型的值列表如表10所示。

表8 文件狀態(tài)值列表

表9 文件質(zhì)量檢查點(diǎn)設(shè)置值列表

表10 文件不符合項(xiàng)設(shè)置值列表

3.3 數(shù)據(jù)編碼規(guī)范

3.3.1 SSC類

SSC為核電廠的構(gòu)筑物、系統(tǒng)和設(shè)備的總稱，主要用于描述在電廠的設(shè)計(jì)、采購、建造、調(diào)試和運(yùn)營等階段中涉及的物理實(shí)體。SSC架構(gòu)可分為地理信息分解結(jié)構(gòu)(geography breakdown structure，GBS)、電廠構(gòu)筑物分解結(jié)構(gòu)(plant breakdown structure，PBS)、層位布置分解結(jié)構(gòu)(layout breakdown structure，LBS)等多種展現(xiàn)形式[7]。

(1)GBS結(jié)構(gòu)。包括項(xiàng)目、島別(核島、常規(guī)島、BOP)、廠房、子項(xiàng)、標(biāo)高、房間等層級(jí)信息，如圖4所示。

圖4 GBS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Fig.4 GBS data structure

(2)PBS結(jié)構(gòu)。包括項(xiàng)目、機(jī)組、系統(tǒng)、設(shè)備分類、設(shè)備位號(hào)、設(shè)備部件等層級(jí)信息，如圖5所示。

圖5 PBS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Fig.5 PBS data structure

(3)LBS結(jié)構(gòu)。包括項(xiàng)目、機(jī)組、廠房、安裝區(qū)域、安裝層位等層級(jí)信息，如圖6所示。

圖6 LBS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Fig.6 LBS data structure

(4)設(shè)備編碼。對(duì)于系統(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備，其完整的功能標(biāo)識(shí)號(hào)按照下列所示的方法構(gòu)成[8]。

第1位數(shù)字代碼——機(jī)組標(biāo)識(shí)號(hào)，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況確定，系統(tǒng)所屬的機(jī)組是根據(jù)機(jī)組標(biāo)識(shí)號(hào)予以識(shí)別。

第2、3、4英文大寫代碼——系統(tǒng)標(biāo)識(shí)號(hào)。

第5、6、7數(shù)字代碼——設(shè)備系列號(hào)。

第8、9英文大寫代碼——設(shè)備類型號(hào)。如圖7所示。

圖7 設(shè)備編碼規(guī)則Fig.7 Equipment coding rules

(5)物資編碼。由8位阿拉伯?dāng)?shù)字組成，為無含義流水碼，固定碼長，與分類無關(guān)。由編碼管理系統(tǒng)軟件根據(jù)物資名稱及物資固有屬性(如規(guī)格型號(hào)、材質(zhì)等)識(shí)別物資的唯一性后，按流水順序自動(dòng)賦碼。

3.3.2 文檔類

(1)工程文件編碼。福清核電項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件、設(shè)備文件、施工文件都應(yīng)采用19位文件編碼規(guī)則。使用19位字母或數(shù)字組成混合文件編碼的設(shè)計(jì)文件指用于指導(dǎo)設(shè)備采購及工程現(xiàn)場(chǎng)施工的圖紙和技術(shù)規(guī)格書等，設(shè)備文件指設(shè)備竣工文件等，施工文件指施工方案、質(zhì)量計(jì)劃、工作程序、建安進(jìn)度計(jì)劃；其他文件均按原先的相關(guān)程序編碼要求進(jìn)行。

(2)變更類。其規(guī)則又細(xì)分為通知單編號(hào)，工程變更單編號(hào)，施工文件問題澄清單編號(hào)和設(shè)計(jì)變更單編號(hào)等。其中舉例設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)單(design change request，DCR)編號(hào)。

其中：DCR表示現(xiàn)場(chǎng)各部門發(fā)出的設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)單。

第一組：填寫四個(gè)字母，編制單位的代碼。如QCNF表示中國核電工程有限公司福清核電工程項(xiàng)目部現(xiàn)場(chǎng)部，QANF表示福清核電有限公司。

第二組：一個(gè)字符(數(shù)字或字母)，機(jī)組標(biāo)識(shí)號(hào)，如1、2、9、0、X等。其中“1”為1號(hào)機(jī)組，“2”為2號(hào)機(jī)組，“9”為1號(hào)和2號(hào)機(jī)組的共用，“0”為電站共用，“X”為適用于1號(hào)、2號(hào)機(jī)組而非某一臺(tái)機(jī)組的文件(所有機(jī)組共用)。

第三組：子項(xiàng)號(hào)(是幾位就填幾位)。例如：RX、LX、GD等。

第四組：5位數(shù)文件順序號(hào)。為編制單位所編制文件的順序號(hào)，從“00001”開始。具體規(guī)則結(jié)構(gòu)圖如圖8所示。

(3)質(zhì)量類。其中不符合項(xiàng)報(bào)告單(non conformance report，NCR)編碼規(guī)則如圖9所示。

圖9 不符合項(xiàng)報(bào)告單編碼規(guī)則Fig.9 Rules for non conformance report coding

圖8 設(shè)計(jì)變更申請(qǐng)單編碼規(guī)則
Fig.8 Rules for design change request form

例如：NCR |x|x|x|x|1|L|X|0|0|1|8|。

這是某承包商發(fā)出的1號(hào)機(jī)組電氣廠房第18號(hào)NCR。

3.4 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)范

在業(yè)務(wù)活動(dòng)過程中產(chǎn)生的記錄數(shù)據(jù)。核電工程數(shù)據(jù)移交業(yè)務(wù)以設(shè)備為核心涉及設(shè)計(jì)、采購制造、施工、調(diào)試等活動(dòng)中產(chǎn)生的文件、變更、質(zhì)量及設(shè)備等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量多、規(guī)模龐大、數(shù)據(jù)關(guān)系復(fù)雜，因此需要在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)方面進(jìn)行規(guī)范，明確各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集的內(nèi)容和格式。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型包括三種互相關(guān)聯(lián)的信息：數(shù)據(jù)對(duì)象、描述數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性和數(shù)據(jù)對(duì)象相互連接的關(guān)聯(lián)關(guān)系[9]。核電工程項(xiàng)目中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)即可分為：數(shù)據(jù)對(duì)象即標(biāo)識(shí)屬性，描述數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性即業(yè)務(wù)屬性，關(guān)聯(lián)關(guān)系即關(guān)聯(lián)屬性。

(1)標(biāo)識(shí)屬性。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的編碼屬性，用來唯一標(biāo)識(shí)一條業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通常引用基礎(chǔ)編碼規(guī)范中的編碼規(guī)范內(nèi)容。

(2)業(yè)務(wù)屬性。由一系列的業(yè)務(wù)信息組成，用來反映業(yè)務(wù)的具體信息，業(yè)務(wù)不同，內(nèi)容也不同。

(3)關(guān)聯(lián)屬性。描述該數(shù)據(jù)涉及的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，用來反映業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和引用關(guān)系，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和有效。

4 數(shù)字化移交信息平臺(tái)建設(shè)思考

4.1 建設(shè)需求

數(shù)字化移交即通過編碼將各階段數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)集成，形成統(tǒng)一的、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息庫，實(shí)現(xiàn)電廠建設(shè)期的數(shù)據(jù)移交[10]。工程數(shù)字化交付體現(xiàn)了建筑和安裝及設(shè)備信息模型的有效延伸，能獲得更高的附加值。設(shè)計(jì)院創(chuàng)建的信息模型不僅可以生成設(shè)計(jì)階段所需的施工圖紙和材料清單，也能為控制施工進(jìn)度、成本和質(zhì)量提供依據(jù)及輔助應(yīng)用于工程交付后的運(yùn)維管理[11]。福清核電廠以“華龍一號(hào)”機(jī)組為對(duì)象，以最終實(shí)現(xiàn)對(duì)于電廠的資產(chǎn)、文檔以及數(shù)據(jù)從總承包商向業(yè)主的移交為目標(biāo)，研究和建立數(shù)字化的數(shù)據(jù)移交平臺(tái)，定位于連接“華龍一號(hào)”核電工程方和福清業(yè)主之間的數(shù)據(jù)移交的連接紐帶。

工程總包方需要信息系統(tǒng)管理工程數(shù)據(jù)，業(yè)主需要系統(tǒng)接收工程數(shù)據(jù)，二者之間需要有明確的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，才能保證數(shù)據(jù)有效、準(zhǔn)確地進(jìn)行傳遞。作為數(shù)據(jù)移交的承載平臺(tái)，打破核電工程和業(yè)主運(yùn)行的技術(shù)和板塊壁壘，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)到工程，再到運(yùn)行的數(shù)據(jù)/模型的全過程跟蹤，進(jìn)一步支撐核電全壽期的變更和配置管理。在工程期逐步構(gòu)建工程完整的三維數(shù)字化核電廠描述/模型，支持未來的數(shù)字化核電站，形成無縫數(shù)據(jù)集成和業(yè)務(wù)貫通的統(tǒng)一大協(xié)同的工程信息化平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)在工程建設(shè)過程中對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)和各類文檔有效管理。

4.2 平臺(tái)技術(shù)方案思考

平臺(tái)連接工程數(shù)據(jù)移交雙方，實(shí)現(xiàn)從移交方向接收方工程數(shù)據(jù)的單向傳遞。平臺(tái)開放給移交方數(shù)據(jù)端口，讓其按照平臺(tái)和工程數(shù)字化移交規(guī)范的要求，上傳移交數(shù)據(jù)。接收方可以利用平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和校核，用于數(shù)據(jù)質(zhì)量的分析和監(jiān)控。同時(shí)可以利用平臺(tái)直連推送或?qū)С錾a(chǎn)運(yùn)行核心信息系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)移交管理平臺(tái)的總體定位和架構(gòu)如圖10所示。

平臺(tái)通過導(dǎo)入適配器實(shí)現(xiàn)左側(cè)工程數(shù)據(jù)的采集。工程數(shù)據(jù)根據(jù)不同來源，內(nèi)容形式分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)庫，可解析的excel或xml模版)和非結(jié)構(gòu)化(文件、多媒體、圖片、三維模型等)的數(shù)據(jù)。導(dǎo)入系統(tǒng)后，一方面做一份原始數(shù)據(jù)的直接保留，另一方面需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換和關(guān)聯(lián)。在系統(tǒng)中構(gòu)建以電廠分解結(jié)構(gòu)(SSC)為核心的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)各類工程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與SSC的掛接。對(duì)于非結(jié)構(gòu)化的文件，實(shí)現(xiàn)文件索引信息(包括文件描述信息，狀態(tài)，元數(shù)據(jù)等)與SSC的掛接。平臺(tái)應(yīng)主要包括的功能如表11所示。

圖10 工程數(shù)據(jù)數(shù)字化移交平臺(tái)架構(gòu)Fig.10 Architecture of digital handover platform for engineering data

表11 系統(tǒng)功能表

5 結(jié)論

通過“華龍一號(hào)”數(shù)字移交系統(tǒng)的建設(shè)和開發(fā)，為“華龍一號(hào)”工程打造管理、技術(shù)和人才高地提供強(qiáng)有力的支持。

(1)形成工程數(shù)字移交管理規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)，并通過具體驗(yàn)證開拓核電機(jī)組數(shù)字化移交先河。

(2)系統(tǒng)中積累的基線數(shù)據(jù)可為后續(xù)華龍機(jī)組提供模版。建設(shè)過程中產(chǎn)生的大量移交數(shù)據(jù)，可為后續(xù)華龍機(jī)組提供大量的數(shù)據(jù)支撐，這些基線數(shù)據(jù)可大幅縮短后續(xù)機(jī)組的重復(fù)性工作，提高移交效率，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和標(biāo)準(zhǔn)性，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)性提升。

(3)數(shù)字化移交系統(tǒng)在華龍機(jī)組的研發(fā)驗(yàn)證成功后，可以向其他堆型進(jìn)行復(fù)制推廣。