數(shù)據(jù)可視化在核電大修低低水位計(jì)劃管控中的應(yīng)用

高 斌，查衛(wèi)華，肖政渝，葛 孟，南海鵬

(中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

換料大修是核電廠安全生產(chǎn)運(yùn)行中的重要一環(huán)，直接影響機(jī)組下一燃料循環(huán)運(yùn)行的安全性及經(jīng)濟(jì)性，大修的工期是影響核電機(jī)組的可用率和成本的重要因素。近年來(lái)，在保證大修安全和質(zhì)量的前提下，提高大修進(jìn)度，縮短換料大修工期已成為核電企業(yè)提高運(yùn)營(yíng)業(yè)績(jī)及核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要舉措。低低水位作為大修過(guò)程中工期占比最重的里程碑窗口，其工期優(yōu)化對(duì)大修工期縮短有顯著效果。但項(xiàng)目多、邏輯復(fù)雜、資源約束大，一直是低低水位管控的難點(diǎn)所在，對(duì)低低水位計(jì)劃管控優(yōu)化提出了挑戰(zhàn)。

隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的興起，越來(lái)越多的核電廠大修業(yè)務(wù)及流程數(shù)據(jù)被記錄、收集，數(shù)據(jù)日漸成為了重要的生產(chǎn)要素。數(shù)據(jù)可視化具有直觀性、關(guān)聯(lián)性、藝術(shù)性、交互性，可以從浩如煙海的復(fù)雜數(shù)據(jù)中理出頭緒，化繁為簡(jiǎn)，將需管理的對(duì)象用一目了然的方式來(lái)體現(xiàn)。本文將數(shù)字可視化方法引入核電廠大修低低水位計(jì)劃優(yōu)化及進(jìn)度管控中，收到了良好成效，為其他大修項(xiàng)目計(jì)劃管理提供了有益借鑒。

1 低低水位窗口特點(diǎn)

為加強(qiáng)大修管控，目前，核電大修進(jìn)度管理采取里程碑節(jié)點(diǎn)管理的方式， M310機(jī)組大修里程碑從M00至M130共計(jì)14個(gè)。依據(jù)大修里程碑窗口工期歷史數(shù)據(jù)，行業(yè)內(nèi)建立了標(biāo)準(zhǔn)里程碑窗口工期，作為大修進(jìn)度計(jì)劃的參考。圖1對(duì)M310機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)里程碑窗口工期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)低低水位里程碑(M50-M60)窗口工期在整個(gè)大修中占比較大，約占大修總工期的1/4，其對(duì)整個(gè)大修進(jìn)度的影響顯著，所以良好的低低水位管控對(duì)縮短大修工期至關(guān)重要。

圖1 大修里程碑窗口目標(biāo)工期Fig.1 The target milestones of the outage windows

對(duì)秦二廠歷次大修各里程碑窗口實(shí)際工期進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從圖2中可發(fā)現(xiàn)，低低水位里程碑窗口工期波動(dòng)性較大，這是由于低低水位期間檢修工作集中、專業(yè)接口繁多且檢修任務(wù)量、性質(zhì)存在較大的差異。以M310機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)年度大修為例，低低水位工期約7天，而這期間核島需完成的工單約有2000張，占整個(gè)核島工單量的一半，這就對(duì)低低水位的計(jì)劃管控提出了更高的要求。

圖2 歷次大修窗口實(shí)際工期對(duì)比圖Fig.2 The comparison ofactual milestones of previous outage windows

低低水位的工作具有以下特點(diǎn)：

1)影響關(guān)鍵路徑。如果計(jì)劃窗口安排不當(dāng)，不僅會(huì)增加很多重復(fù)的運(yùn)行隔離工作，浪費(fèi)人力、物力，甚至延誤關(guān)鍵路徑。

2)工序和邏輯復(fù)雜。低低水位閥門檢修工作一般涉及運(yùn)行隔離疏水、腳手架搭設(shè)、保溫拆除、儀控拆接線、閥門檢修、防腐檢查等，環(huán)節(jié)眾多，邏輯復(fù)雜，并且閥門檢修結(jié)束后還涉及電動(dòng)頭試驗(yàn)、貫穿件試驗(yàn)以及修后試驗(yàn)等工作。這其中每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能存在工期偏差。

3)項(xiàng)目差異化。歷次大修關(guān)鍵路徑項(xiàng)目一般具有重復(fù)性，但每次大修低低水位的工作都會(huì)存在不同程度差異，需針對(duì)性制定不同的檢修邏輯和專項(xiàng)計(jì)劃。

4)資源約束。一般來(lái)說(shuō)，大修項(xiàng)目最多、最集中的就是低低水位，在短短的一個(gè)星期之內(nèi)需要完成2000余項(xiàng)檢修工作，會(huì)給人力和物力造成很大壓力，十分容易出現(xiàn)交叉作業(yè)，工器具、檢修人員等無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)要求的情況，給大修的安全、質(zhì)量、進(jìn)度造成沖擊。

綜上，低低水位工作特點(diǎn)要求計(jì)劃人員對(duì)眾多的檢修項(xiàng)目特別是低低水位閥門檢修做好分析和準(zhǔn)備。

2 資源約束對(duì)低低水位影響

人是低低水位檢修工作的主導(dǎo)者，人力資源約束是影響低低水位進(jìn)度的關(guān)鍵因素之一。關(guān)鍵檢修崗位人力資源調(diào)度合理與否直接影響低低水位檢修進(jìn)度，工作面合理錯(cuò)開、工作量有序展平等合理調(diào)度將有利于低低水位檢修項(xiàng)目順利開展，否則，若人力資源配置不合理，不僅影響大修進(jìn)度，而且還會(huì)造成人力資源的浪費(fèi)。

低低水位期間檢修工作最集中、工單量最大，約占整個(gè)大修核島工單的一半，很容易出現(xiàn)人力不足問(wèn)題。圖3對(duì)307大修延期工單進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，核島延期工單主要集中在低低水位中后期。低低水位檢修工作出現(xiàn)延誤與人力資源安排有很大關(guān)系，所以需要對(duì)人力資源的使用情況進(jìn)行詳細(xì)的分析。為此，在考慮人力資源約束的前提下，通過(guò)數(shù)據(jù)可視化手段，合理進(jìn)行有限資源分配，避免了按照進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施而出現(xiàn)的人力不足導(dǎo)致延期的情況。為了保證低低水位如期完工，大修計(jì)劃在承包商確定人力安排之后，對(duì)參與檢修人員工作分布進(jìn)行細(xì)致分析，發(fā)現(xiàn)了原有的人力安排在進(jìn)度管理中可能存在的問(wèn)題——工作負(fù)責(zé)人持票窗口集中，容易工期延誤。

圖3 307大修延期工單時(shí)間分布Fig.3 The time distribution of the delayed work order for No. 307 outage

3 基于數(shù)據(jù)可視化的低低水位閥門檢修計(jì)劃優(yōu)化

3.1 數(shù)據(jù)可視化

我們正處在一個(gè)數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長(zhǎng)的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，數(shù)據(jù)可視化已經(jīng)發(fā)展成為數(shù)據(jù)分析和挖掘的重要環(huán)節(jié)、決策制定者的重要輔助手段、獲取信息的快捷方式。

目前計(jì)劃工程師所使用的P6軟件雖然有甘特圖的可視化功能，但P6內(nèi)甘特圖的表現(xiàn)形式單一、涵蓋信息不足，且P6中工單信息較為固化，與EAM相比，其工單信息不夠全面、靈活。受限于以上因素，目前的P6甘特圖無(wú)法滿足低低水位可視化精細(xì)管控的需求。使用專業(yè)的數(shù)據(jù)可視化管理工具可實(shí)現(xiàn)與EAM中工單數(shù)據(jù)方便對(duì)接、可編輯性強(qiáng)、能將眾多關(guān)鍵信息進(jìn)行融合并能以種類多樣且內(nèi)容豐富的可視化圖表進(jìn)行展示，因此本文將借助專業(yè)的數(shù)據(jù)可視化軟件，對(duì)核電大修低低水位閥門檢修計(jì)劃進(jìn)行可視化分析。

3.2 數(shù)據(jù)可視化在Q2-OT308大修低低水位閥門檢修中的應(yīng)用

(1)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

低低水位閥門檢修計(jì)劃需要在大修主隔離窗口安排完成后，根據(jù)不同隔離要求進(jìn)行差異化安排。收集308大修低低水位閥門檢修工作的隔離窗口、閥門類型、檢修內(nèi)容、工作負(fù)責(zé)人、計(jì)劃開始時(shí)間、計(jì)劃結(jié)束時(shí)間、工期等信息，如表1，做好數(shù)據(jù)可視化的準(zhǔn)備工作。

表1 308大修低低水位數(shù)據(jù)表Table 1 The data sheet of low-low water levels during No. 308 outage

(2)308大修低低水位閥門檢修工作窗口可視化

308大修低低水位閥門檢修工作386項(xiàng)，負(fù)責(zé)人共計(jì)39人。平均下來(lái)，每人持票約10張，這其中很多工單檢修窗口會(huì)出現(xiàn)重疊現(xiàn)象。

在完成低低水位檢修工作窗口安排及工期計(jì)劃后，運(yùn)用數(shù)據(jù)可視化軟件對(duì)每個(gè)工作負(fù)責(zé)人的檢修工作進(jìn)行窗口可視化。

圖4工作負(fù)責(zé)人檢修工作窗口分布圖中包含了該工作負(fù)責(zé)人工作內(nèi)容、工作計(jì)劃開始時(shí)間、工作計(jì)劃完成時(shí)間、工期、閥門類型、所在主隔離窗口等信息。該可視化圖表十分直觀地向計(jì)劃人員傳遞了該工作負(fù)責(zé)人一定時(shí)期工作量壓力。例如，圖4工作負(fù)責(zé)人自5月29日至6月6日工作較多，其中按照計(jì)劃安排5月30日有11項(xiàng)工作需同時(shí)進(jìn)行，如此工作發(fā)生延期的可能性就會(huì)變大。

圖4 某工作負(fù)責(zé)人檢修工作窗口分布圖示例Fig.4 The distribution of the maintenance work windows of the person-in-charge of certain work

為降低大修工作延期風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)原計(jì)劃安排進(jìn)行了優(yōu)化，具體如下：

1)對(duì)較為集中的工作前后邏輯關(guān)系進(jìn)行梳理，與工作負(fù)責(zé)人溝通，優(yōu)先安排有后續(xù)工作或其他限制條件的工作；

2)對(duì)于沒(méi)有后續(xù)工作的檢修工作，進(jìn)一步核實(shí)其所在隔離窗口，如隔離窗口工期許可，可以對(duì)此部分工作工期進(jìn)行適當(dāng)延長(zhǎng)，一般延長(zhǎng)至隔離窗口解除前的1～2天；

3)如遇到工作集中時(shí)間段內(nèi)工作后續(xù)均有其他工作或其他限制，并且隔離窗口工期也較為緊張的情況，需與班組或承包商溝通核實(shí)，相關(guān)工作是否可以在該時(shí)間窗口內(nèi)按時(shí)完工，如存在困難，可以考慮提前進(jìn)行工作負(fù)責(zé)人變更。

308大修采用此種方法，對(duì)全部低低水位檢修工作負(fù)責(zé)人的工作分布進(jìn)行可視化分析及優(yōu)化，低低水位期間核島延期工單大幅減少。

(3)308大修低低水位閥門檢修工作進(jìn)度跟蹤可視化

大修準(zhǔn)備期間對(duì)大修低低水位閥門檢修工作進(jìn)行了計(jì)劃安排及優(yōu)化，實(shí)施期間大修計(jì)劃管控面臨的一個(gè)問(wèn)題就是計(jì)劃的嚴(yán)格執(zhí)行。本文通過(guò)數(shù)據(jù)可視化方法，繪制圖5低低水位閥門檢修實(shí)時(shí)進(jìn)度甘特圖，在大修實(shí)施期間對(duì)低低水位閥門檢修工作執(zhí)行情況進(jìn)行跟蹤，加強(qiáng)了對(duì)閥門檢修工作的管控。

圖5 低低水位閥門檢修實(shí)時(shí)進(jìn)度甘特圖Fig.5 The Gantt chart of the real-time progress of low-low water level valve maintenance

圖5包含了低低水位閥門檢修工作的隔離窗口、工單號(hào)、計(jì)劃窗口、工期、實(shí)際開完工時(shí)間等，在大修實(shí)施期間，依據(jù)低低水位閥門檢修進(jìn)度甘特圖，可以實(shí)時(shí)了解到閥門檢修的開完工情況及檢修進(jìn)度，方便計(jì)劃人員動(dòng)態(tài)掌握檢修工作實(shí)際執(zhí)行情況及其與計(jì)劃的偏差，便于及時(shí)對(duì)計(jì)劃做出調(diào)整，盡量減小對(duì)后續(xù)工作的影響，以防影響主隔離解除，導(dǎo)致影響主線進(jìn)度。

4 結(jié) 論

核電企業(yè)在確保安全質(zhì)量的前提下，持續(xù)追求卓越運(yùn)行績(jī)效，對(duì)大修計(jì)劃管理提出了更高的要求，并且隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，提升大修管理水平、深化大修管理方法、創(chuàng)新大修管理技術(shù)是今后核電大修管理發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文將數(shù)據(jù)可視化技術(shù)引入核電大修計(jì)劃管理中，通過(guò)可視化技術(shù)對(duì)低低水位閥門檢修的人力資源約束進(jìn)行細(xì)致分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)計(jì)劃管控的優(yōu)化，有效減少了工單延期現(xiàn)象的出現(xiàn)；借助可視化甘特圖，對(duì)低低水位閥門檢修實(shí)時(shí)進(jìn)度進(jìn)行跟蹤，加強(qiáng)了低低水位期間的計(jì)劃管控，使計(jì)劃人員可以有針對(duì)性地進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)整，減少低低水位工作對(duì)關(guān)鍵路徑的沖擊。

在秦二廠308大修中實(shí)踐應(yīng)用表明：可視化方法的引入，一定程度上解決了低低水位計(jì)劃管控中存在的難題，為核電大修計(jì)劃管控提供了一種改進(jìn)思路，并且有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下的核電廠來(lái)說(shuō)，需要將大修業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為資源，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)到信息，再到智能和洞察力的轉(zhuǎn)變。因此開展數(shù)據(jù)可視化研究工作，對(duì)提升核電廠大修參與人員的判斷力、整合大修信息資源和服務(wù)，提高決策人員的工作效率等方面具有顯著的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

核電大修計(jì)劃管理應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代管理手段及新的方法技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)，持續(xù)改進(jìn)，只有這樣才能為大修業(yè)績(jī)的不斷提升做出更多的貢獻(xiàn)。