核電廠備品備件管理淺析

劉 昇，薛 寅，段偉強(qiáng)

(1.山東核電有限公司，山東 煙臺 265116；2.深圳市鑫雅達(dá)機(jī)電工程有限公司，廣東 深圳 518109;3.國核示范電站有限公司，山東 威海 264300)

核電站的備品備件管理是項目建設(shè)和運(yùn)行期間的一項重要工作，適度規(guī)模的備品備件儲備是系統(tǒng)和設(shè)備調(diào)試、維護(hù)保養(yǎng)、缺陷處理的重要物資保障。備件管理屬于生產(chǎn)管理的一部分，是一項基礎(chǔ)性的管理活動，涉及多部門、多專業(yè)的協(xié)同工作以及多環(huán)節(jié)(流程)的銜接，其管理水平高低直接反映了現(xiàn)代企業(yè)技術(shù)管理水平。

備品備件管理工作具有數(shù)據(jù)開發(fā)周期長、人力消耗多、需要多環(huán)節(jié)協(xié)作和持續(xù)優(yōu)化的特點，建立一套高效的備品備件管理體系，有利于實現(xiàn)資源調(diào)動和信息整合，減少采購費(fèi)用和降低生產(chǎn)成本。

1 備件管理體系

我國目前商業(yè)核電廠主要有來自法國、俄羅斯、加拿大、美國以及自主研發(fā)的不同技術(shù)路線的堆型，核電廠在制定備品備件管理體系時需充分考慮不同技術(shù)路線的設(shè)計和運(yùn)行特點，包括孤島電站與否、設(shè)備的制造和建安質(zhì)量水平、設(shè)備(備件)的國產(chǎn)化水平、所在地及附近區(qū)域的工業(yè)基礎(chǔ)、設(shè)備維護(hù)策略和能力、采購周期和頻次、財務(wù)承受能力、工程合同模式等因素，制定適合本電廠特點的備品備件管理組織體系。備品備件管理核心在于技術(shù)管理和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，具體體現(xiàn)在采購技術(shù)規(guī)范的編寫、廠商質(zhì)保體系的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)。

備件管理中，為方便備品備件管理目標(biāo)的實現(xiàn)和管理提升，需按備品備件的用途、維修活動、使用范圍和專業(yè)特點等進(jìn)行不同維度的分類。

(1)按用途

分為消耗備件、故障備件和戰(zhàn)略備件。

消耗備件：在計劃實施的維修活動中肯定要用到的備件，例如墊片、軸承等。

故障備件：只有在發(fā)生故障性損壞時才需更換的備件。

戰(zhàn)略備件：經(jīng)濟(jì)價值高(單價5萬美元以上)，無預(yù)期更換的重大設(shè)備或部件，該類備件對機(jī)組的可用率和核安全有直接重大影響、制造周期長、價格昂貴、更換時間長。

(2)按重要性

按設(shè)備的重要性以及部件失效后所造成的設(shè)備功能喪失情況，將備件分為關(guān)鍵備件和普通備件。

關(guān)鍵詞：部件的失效將導(dǎo)致其所在關(guān)鍵設(shè)備的功能喪失，庫存的該部件或整臺設(shè)備為關(guān)鍵備件。

普通備件：關(guān)鍵備件外其他備件。

(3)按維修活動

按維修活動窗口分為大修備件和日常備件。

大修備件：僅在大修期間進(jìn)行的維修活動所用到的備件。

日常備件：機(jī)組正常運(yùn)行時日常維修活動所需要的備件。

(4)按使用范圍

按使用范圍分為通用備件和專用備件。

通用備件：適用于各種設(shè)備的備件。

專用備件：供專門設(shè)備使用的備件。

(5)按所維修設(shè)備或部件的專業(yè)

按所維修設(shè)備或部件的專業(yè)特點分為機(jī)械備件、電氣備件、儀控備件和通信備件。

(6)按現(xiàn)場工作性質(zhì)

按現(xiàn)場實際工作性質(zhì)，分為預(yù)防性維修用備件、糾正性維修備件和變更改造用備件。

2 備品備件管理內(nèi)容

備品備件全鏈條管理涉及技術(shù)、質(zhì)保、采購(商務(wù))、財務(wù)等多領(lǐng)域，包括備品備件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立和維護(hù)、預(yù)算控制、采購計劃、采購實施、質(zhì)量控制、到場驗收、清關(guān)核檢(如有)、儲存、維護(hù)保養(yǎng)、領(lǐng)用和發(fā)放、壽期管理、替代、修復(fù)、報廢等一系列活動。在電廠建設(shè)初期需針對電廠特點建立科學(xué)合理的備品備件管理組織體系，以指導(dǎo)和規(guī)范備件管理各領(lǐng)域的工作。

備品備件技術(shù)管理貫穿于備品備件管理整個環(huán)節(jié)中，包括備品備件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫建立、備品備件采購計劃編制、采購技術(shù)輸入、采購技術(shù)澄清、儲備定額編制、維護(hù)保養(yǎng)大綱和規(guī)程的編制、維護(hù)保養(yǎng)、維護(hù)保養(yǎng)實施、替代技術(shù)評估、過期技術(shù)評估、報廢處理等多環(huán)節(jié)。

(1)備品備件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

備品備件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立目標(biāo)是為了對備件諸如編碼、名稱、材質(zhì)、規(guī)格型號、圖號(件號)、安全等級、質(zhì)保等級、廠商、類別、技術(shù)規(guī)格書編號、編碼管理人以及設(shè)備的隸屬關(guān)系等信息進(jìn)行準(zhǔn)確描述，便于備件的快速精確定位和采購。備件基礎(chǔ)信息庫的開發(fā)和建設(shè)屬于備件管理的基礎(chǔ)性工作，其質(zhì)量好壞決定著后期備件管理效率的高低。因此，備品備件基礎(chǔ)信息庫建立工作需在建安期即開展，可通過到場設(shè)備的制造(竣工)圖紙、設(shè)備運(yùn)維手冊、設(shè)備移交資料、現(xiàn)場設(shè)備信息校核等渠道進(jìn)行信息收集，過程中如遇到信息不完整或矛盾的情況，應(yīng)及時向供貨相關(guān)方進(jìn)行核實，必要時升版相應(yīng)文件。

備件基礎(chǔ)信息的建立圍繞物資編碼的創(chuàng)建工作開展，編碼申請前需發(fā)布備件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫管理規(guī)劃，規(guī)劃包括數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的功能和數(shù)據(jù)質(zhì)量目標(biāo)、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、編碼規(guī)則和詳實的填寫標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫審查和發(fā)布流程等內(nèi)容。

備件基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫應(yīng)為樹形結(jié)構(gòu)，可設(shè)計為系統(tǒng)→設(shè)備→部件→備件等幾個層級，以確定備件與設(shè)備的隸屬和對應(yīng)關(guān)系，數(shù)據(jù)創(chuàng)建時需對設(shè)備、部件和備件進(jìn)行編碼申請和信息錄入。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)最終可實現(xiàn)正向通過設(shè)備或部件查詢所用的備件，亦可反向通過備件查詢可適用的部件或設(shè)備。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立過程中，需建立起備件基礎(chǔ)信息的審查機(jī)制，即利用計算機(jī)軟件就備件基礎(chǔ)信息的規(guī)范性和完整性進(jìn)行審查，利用人工就因備件信息描述差異而導(dǎo)致的重復(fù)編碼和信息錄入錯誤等問題。

(2)技術(shù)規(guī)格書編寫

備品備件有別于工程設(shè)備，在生產(chǎn)期間需多次重復(fù)采購，為規(guī)范技術(shù)要求，需針對關(guān)鍵備件編制技術(shù)規(guī)格書，便于后續(xù)備件采購時進(jìn)行技術(shù)規(guī)定。部分備品備件因原廠商關(guān)停、產(chǎn)品下線或升級等原因，導(dǎo)致采購時無法在市場找到原技術(shù)描述備件，需進(jìn)行技術(shù)澄清，必要時就原技術(shù)規(guī)格書進(jìn)行升版。

(3)質(zhì)保等級劃分

為合理分配有限資源，保證備品備件采購和制造中的質(zhì)量，通過對備品備件所屬設(shè)備的可靠性和安全性要求、設(shè)備關(guān)鍵等級、備件在設(shè)備中功能、制造技術(shù)的成熟度和工藝復(fù)雜性、廠商業(yè)績等因素的綜合分析，將備品備件分為不同質(zhì)保等級，據(jù)此對不同質(zhì)保等級備品備件進(jìn)行有針對性的質(zhì)量管控，包括對廠商開展的質(zhì)保體系審查、源地檢查、質(zhì)保監(jiān)察和質(zhì)量過程監(jiān)督等工作。

(4)備件儲備定額制定

進(jìn)入生產(chǎn)期后，需長期儲備一定數(shù)量備件以滿足電廠日常糾正性維修的需要。

消耗備件最低儲備定額=[K×在裝數(shù)量]+1

(1)

式中，K為綜合考慮采購周期和在裝量后的修正系數(shù)，需針對不同專業(yè)不同類別備件取值。

故障備件最低儲備定額=K1×
在裝數(shù)量+K2×在裝數(shù)量

(2)

式中，K1為在裝量權(quán)重系數(shù)，K2為考慮采購周期的修正系數(shù)。

最高儲備定額：用于控制庫存?zhèn)浼?shù)量的最高值，即庫存?zhèn)浼?shù)量低于最低儲備定額后，自動觸發(fā)采購到庫存數(shù)量的上限值。

備件最高儲備定額=電廠1個燃料循環(huán)備件

消耗量/18×采購周期+最低儲備定

(3)

或，備件最高儲備定額=低儲備定額+經(jīng)濟(jì)采購量

(4)

每年定期根據(jù)庫存?zhèn)浼念I(lǐng)用消耗數(shù)據(jù)、設(shè)備可靠性、維修和采購策略調(diào)整等情況對儲備定額進(jìn)行優(yōu)化，逐步滿足現(xiàn)場實際需求，在滿足機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，有效降低庫存成本。

(5)SPV(單點失效)備件管理

SPV設(shè)備失效會對電廠造成大的核安全挑戰(zhàn)或發(fā)電損失，其備品備件管理為核電廠備品備件管理工作的核心，需投入80%的管理資源進(jìn)行重點關(guān)注，其管理內(nèi)容如下：

1)SPV備件識別：通過對SPV設(shè)備所在系統(tǒng)和設(shè)備本體運(yùn)維方式和失效模式、同行電站經(jīng)驗反饋和運(yùn)行歷史以及維修數(shù)據(jù)分析，查找和分析設(shè)備故障或失效的關(guān)鍵部件，并有針對性地對其備品備件進(jìn)行標(biāo)識和重點管理。

2)SPV備件儲備：SPV設(shè)備備件一般為非標(biāo)產(chǎn)品，具有采購和制造周期長和技術(shù)質(zhì)保要求高等特點，因此對其備品備件須有安全庫存(最低儲備定額)；特別地，SPV備件使用需征得SPV設(shè)備管理工程師審查同意，并在使用后立即啟動補(bǔ)充采購，以保證電站的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

(6)替代管理

電廠運(yùn)行過程中，因廠商停產(chǎn)、產(chǎn)品下線以及其他技術(shù)原因，需對部分設(shè)備備件進(jìn)行替代。替代需保證不降低系統(tǒng)和設(shè)備原有設(shè)計功能和安全水平的前提下，用與原始備件不完全相同的備件進(jìn)行替代的活動，所選取的替代備件性能不低于原備件設(shè)計要求。替代分為重要物項替代和一般物項替代，在具體替代過程中，需根據(jù)不同分級的替代對象，采取針對性的分析和評估，后續(xù)還需對替代效果進(jìn)行跟蹤和比對分析，完成備件替代效果評價。

3 采購管理

3.1 預(yù)算管理

備品備件儲備需嚴(yán)格按照預(yù)算進(jìn)行管控，預(yù)算目標(biāo)確定后，需對其進(jìn)行逐層分解，直至需求提報端，以便進(jìn)行控制，按照“先預(yù)算后采購”的原則進(jìn)行前端控制。采購部門根據(jù)合同簽訂結(jié)果定期就預(yù)算額度反饋至預(yù)算管理部門。預(yù)算管理部門定期編寫預(yù)算執(zhí)行報告，對預(yù)算進(jìn)行動態(tài)控制和閉環(huán)管理。

3.2 需求管理

備品備件需求審查需根據(jù)機(jī)組運(yùn)行特點、是否孤島電站、設(shè)備可靠性、故障模式和幾率、維修能力、采購周期以及預(yù)算等開展。

3.2.1 建安期隨機(jī)備件

工程設(shè)備采購時，根據(jù)投產(chǎn)初期備件儲備的總體原則，就廠商提供的建議備件清單進(jìn)行審查，提出合同內(nèi)隨機(jī)備件采購清單。此時備件審查缺少相關(guān)技術(shù)資料支撐，較大程度上需借鑒同行經(jīng)驗進(jìn)行審查，同時還需結(jié)合工程概算情況。根據(jù)工程合同模式，隨機(jī)備件一般滿足電廠建安、調(diào)試或投產(chǎn)初期的使用。

3.2.2 生產(chǎn)期備件

庫存定額備件補(bǔ)充：工程設(shè)備陸續(xù)移交后，根據(jù)已發(fā)布的最低儲備定額和最高儲備定額計算的并結(jié)合隨機(jī)備件剩余數(shù)量，提出庫存?zhèn)浼a(bǔ)充需求。

年度預(yù)防性維修備件：根據(jù)發(fā)布的下年度預(yù)防性維修計劃，集中提報預(yù)防性維修所需備件進(jìn)行提報。

大修備件：根據(jù)大修計劃項目，集中提報大修所需備件。

變更改造備件：根據(jù)發(fā)布的技術(shù)改造計劃和任務(wù)書，陸續(xù)提出技術(shù)改造用備件需求。

戰(zhàn)略備件：根據(jù)戰(zhàn)略備件管理規(guī)劃以及預(yù)算情況，陸續(xù)就戰(zhàn)略備件進(jìn)行儲備需求提出。

3.3 采購實施

備品備件采購具有規(guī)格型號龐雜、廠商繁多和重復(fù)頻繁采購等特點，需制定科學(xué)合理的采購管理策略，包括：采購包劃分、采購頻次、經(jīng)濟(jì)采購量、采購方式和潛商選擇、合同談判和簽訂、過程質(zhì)量監(jiān)督、出廠驗收和接收。

備品備件采購服務(wù)于現(xiàn)場生產(chǎn)，其采購進(jìn)度須滿足生產(chǎn)計劃的時間要求，因此需定期對采購進(jìn)展或到貨計劃與現(xiàn)場需求時間進(jìn)行比較，以便提前做出預(yù)警，對采購方案進(jìn)行、維修計劃或策略進(jìn)行調(diào)整。備品備件采購計劃跟蹤需具體到物項，并與相應(yīng)工作計劃或維修工單進(jìn)行關(guān)聯(lián)，行成閉環(huán)控制。

備品備件采購工作量大，根據(jù)備品備件的通用性屬性，在采購規(guī)劃時對不同類備件采取不同的采購策略。例如：針對專用備件可尋求與制造廠商建立長期的合作協(xié)議，建立價格約定機(jī)制，從而簡化采購流程提高采購效率，同時通過與廠商高度的協(xié)作，雙方就備品備件升級換代和使用效果進(jìn)行雙向反饋，進(jìn)一步提升技術(shù)支持和保障水平；針對通用類備件，可通過招標(biāo)或其他采購方式，簽訂長約單價合同或建立虛擬倉庫，在保證現(xiàn)場使用的前提下降低業(yè)主庫存資金占用；針對高價值的戰(zhàn)略備件，可通過同行電站間聯(lián)合儲備的方式在增加備件保障率的同時降低備件儲備資金占用，另外還可通過與制造廠商等嘗試工廠代儲模式，降低資金成本。

3.4 質(zhì)量監(jiān)督

綜合備品備件的核安全等級、質(zhì)保等級、技術(shù)復(fù)雜性、制造廠工藝成熟度、質(zhì)量驗證時機(jī)以及法律規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，對備品備件的質(zhì)量監(jiān)督活動進(jìn)行分級，分別采取駐廠、見證點出席和到場驗收的方式進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督。在執(zhí)行過程中，可根據(jù)備品備件廠商的履約表現(xiàn)、備品備件質(zhì)量狀況、工藝成熟度以及業(yè)主和監(jiān)管方的管控要求對備品備件質(zhì)量監(jiān)督等級進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

質(zhì)量見證點選取需綜合考慮備品備件的核安全等級、質(zhì)保等級、質(zhì)量監(jiān)督分級、制造難易程度、工藝成熟度、質(zhì)量復(fù)現(xiàn)性等因素，選擇“停工待檢點”、“現(xiàn)場見證點”或“文件審查點”。

對于備品備件制造制造或運(yùn)輸中產(chǎn)生的質(zhì)量偏差，需按照合同約定執(zhí)行，采取照用、返工、修復(fù)、報廢等處置方式，并做好不符合項記錄，便于信息追溯。

備品備件廠商需根據(jù)合同約定，提供包括設(shè)計文件、制造過程記錄等質(zhì)量證明文件、竣工圖紙和產(chǎn)品運(yùn)行維護(hù)手冊(說明書)等備品備件完工文件。完工文件格式和內(nèi)容經(jīng)審查符合要求后移交文檔部門進(jìn)行歸檔。

3.5 到場驗收

編制備品備件驗收規(guī)范，對不同類備件的驗收方式、要求等進(jìn)行規(guī)定。在備品備件到場后，按照技術(shù)規(guī)格書、合同及法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗收，包括外觀檢查、銘牌檢查、尺寸檢查、包裝檢查、壓力試驗、密封性試驗、轉(zhuǎn)動試驗、上電試驗、文件檢查、數(shù)量核對等，要求到場備品備件實物和裝箱資料等完全對應(yīng)且完工文件驗收合格。

4 庫存管理

備品備件到場驗收合格后，進(jìn)行庫位號分配和上架，完成入庫信息的錄入和財務(wù)記賬工作。在庫存管理階段需開展存儲、維護(hù)保養(yǎng)、盤點、發(fā)放、循環(huán)備件(修復(fù)備件)回收、廢舊備件處置以及備件管理指標(biāo)評價等工作。

4.1 存儲和保養(yǎng)

根據(jù)備品備件技術(shù)特點和法規(guī)要求，適當(dāng)劃分備品備件存儲等級、存儲方式等，避免存儲不當(dāng)導(dǎo)致出現(xiàn)的銹蝕、過早老化、受潮、變形和輻照(化學(xué))安全等問題，以保證備品備件的存儲質(zhì)量。按照備品備件保養(yǎng)要求定期對其進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，確保備品備件實時處于有效和可用狀態(tài)。

對于有壽期要求的備件，在臨期前組織技術(shù)部門對其進(jìn)行技術(shù)評估，采取延壽后繼續(xù)使用、修復(fù)后繼續(xù)使用、降級使用、報廢等措施進(jìn)行處置。

4.2 備件領(lǐng)用

備品備件的領(lǐng)用需有維修工單的支持，在工單準(zhǔn)備中，由準(zhǔn)備工程師對維修所需備件進(jìn)行準(zhǔn)備，包括必?fù)Q件和選換件，工單批準(zhǔn)后由系統(tǒng)同步生成備件領(lǐng)用單并發(fā)送至庫房管理工程師節(jié)點，對相關(guān)備件進(jìn)行預(yù)留和發(fā)放(注：對于有壽期要求的備件，按照先入先出的原則進(jìn)行發(fā)放)。

維修工作完成后，工作負(fù)責(zé)人在完工報告中對備品備件的使用情況進(jìn)行詳細(xì)描述，準(zhǔn)備工程師進(jìn)行核查：

對于選換件使用情況進(jìn)行核查，未使用經(jīng)驗收合格并恢復(fù)包裝后退回庫房；

對于更換下的備品備件進(jìn)行核查，具備修復(fù)能力的進(jìn)行修復(fù)處理。

4.3 循環(huán)備件(修復(fù)件)回收

更換的備件經(jīng)修復(fù)后，技術(shù)部門對修復(fù)備件進(jìn)行鑒定并出具技術(shù)評估報告，修復(fù)后驗收合格的備件退回至備件管理庫房，作為循環(huán)備件供下次維修使用，修復(fù)工作產(chǎn)生的完工文件一并移交文檔進(jìn)行存儲，以便后續(xù)追溯使用。

5 備件管理指標(biāo)

結(jié)合電廠實際，逐步建立備品備件管理水平評價指標(biāo)體系，以查找管理短板并制定管理提升措施，通過量化考核不斷優(yōu)化備件管理措施，最終實現(xiàn)備件精準(zhǔn)化管理和降低庫存費(fèi)用的目標(biāo)。

5.1 備件資金占用率

電廠投產(chǎn)初期，考核備件儲備資金占設(shè)備資產(chǎn)原值的比例，與同行電站進(jìn)行對標(biāo)。

5.2 單位功率備件儲備資金

電廠進(jìn)入生產(chǎn)期后，考核期內(nèi)單位功率備件儲備資金占用值，并與同行電站進(jìn)行對標(biāo)。

5.3 備件周轉(zhuǎn)率

考核期內(nèi)，已領(lǐng)用消耗備件占儲備備件的比值，周轉(zhuǎn)率越大，表示備件資金占用成本越低。

5.4 備件儲備計劃準(zhǔn)確率

考核期內(nèi)，考量預(yù)防性維修所需備件計劃的準(zhǔn)確程度，反映了備件購置過多或購置不準(zhǔn)確的情況。

備件儲備準(zhǔn)確率=

6 結(jié)語

核電廠備件管理涉及技術(shù)管理、采購管理、財務(wù)管理和倉儲管理等多方面工作，核電廠需在建設(shè)初期盡早對備件管理工作作出總體規(guī)劃，以便有效組織備件管理各環(huán)節(jié)的工作。在對建安和運(yùn)行期間產(chǎn)生的設(shè)備和備件信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和分析的基礎(chǔ)上，建立備件管理數(shù)學(xué)和經(jīng)濟(jì)模型，并針對備件管理弱項制定適宜的考核指標(biāo)，實現(xiàn)提升備件精細(xì)化管理水平、逐步降低備件庫存金額的目標(biāo)。