核電廠建造階段缺陷管理提升策略及應用

劉超杰 杜筱甜

（中國核電工程有限公司 北京 100048）

隨著“雙碳”目標的提出，國內(nèi)核電的功能定位將由戰(zhàn)略性的少量補充逐漸演變?yōu)楸Ｕ想娏ο到y(tǒng)安全、為低碳清潔點亮供給與多能源互補綜合利用的強力支持。碳達峰、碳中和目標提出后，核能在未來低碳經(jīng)濟、低碳社會中的作用不容忽視。相應地，核電廠建造工程也將迎來發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期。

1 概述

不同于普通建筑工程或者市政工程要求，核電廠建造工程有著獨特的特點。首先，工期相對較長且固定，排除不同堆型差異，從澆筑第一罐混凝土到并網(wǎng)商業(yè)運行，核電廠整個建造周期約為60個月；其次，在裝載核燃料之后，核電廠控制區(qū)將有輻射防護的控制要求；最后，核電廠建造階段，特定檢查點需經(jīng)過監(jiān)管單位嚴格檢查后方可釋放，進入下一階段。

考慮到核電廠建造階段的獨特特點，缺陷管理工作相應也不同于其他類型工程建造階段或者核電廠運營階段。另外，核電廠建造階段的土建、安裝、調(diào)試等各階段工作也存在交叉時間，重點對調(diào)試階段的缺陷管理工作現(xiàn)狀及提升策略進行探討。參照法國EPR［1］核電，單系統(tǒng)移交階段一般要經(jīng)過安裝竣工狀態(tài)報告移交（EESR）、臨時運行隔離移交（TOB）、維修移交（TOM）、臨時運行移交（TOTO）4個階段，上述階段時序如圖1所示。

圖1 單系統(tǒng)移交階段時序圖

調(diào)試階段缺陷管理的目的是保證調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)、設備和部件的設計、設備制造、安裝等缺陷及其他異常能得到快速、安全的處理，缺陷處理情況能得到持續(xù)跟蹤和有效管理。因此，一個完整高效的閉環(huán)流程是必要且必需的。

目前，核電廠調(diào)試階段的缺陷管理工作是通過以下工作流程進行。

第一步，缺陷問題發(fā)起。任意工作人員發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場系統(tǒng)、設備異常均可以通過缺陷管理系統(tǒng)新建問題以發(fā)起流程。

第二步，缺陷問題分發(fā)。通過缺陷問題發(fā)起人所在組織機構(gòu)的內(nèi)部審批流程提交至缺陷管理工程師，缺陷管理工程師審查問題描述后分發(fā)給對應的責任部門。

第三步，缺陷工單發(fā)起。責任部門經(jīng)審核無誤后分發(fā)至本部門工作負責人，工作負責人根據(jù)缺陷問題需要的隔離情況選擇需要的隔離指令創(chuàng)建缺陷工單。

第四步，缺陷工單計劃。通過責任部門工作負責人所在組織機構(gòu)的內(nèi)部審批流程提交至工單計劃工程師，工單計劃工程師審查工單描述后提交調(diào)試工程師。

第五步，工作許可發(fā)放。調(diào)試工程師根據(jù)當前系統(tǒng)狀態(tài)及工單隔離指令判斷工作許可釋放條件，如可進行缺陷問題處理，則發(fā)放工作許可證。

第六步，完工報告編制。工作負責人處理完缺陷問題后，編制完工報告并推動完成完工報告閉環(huán)流程。

第七步，缺陷工單完工。工作負責人編制完工報告，同時歸還工作許可，調(diào)試工程師收回工作許可后推動相關(guān)隔離指令解除。工作負責人可以將缺陷工單推動至完工狀態(tài)。

第八步，缺陷問題關(guān)閉。缺陷問題對應的缺陷工單完工后，工作負責人可以關(guān)閉缺陷問題，工作流程圖如圖2所示。

圖2 缺陷管理工作流程嵌套圖

2 核電廠調(diào)試階段缺陷管理主要問題

2.1 工作流程過于復雜

從調(diào)試階段以缺陷管理為核心建立的工作流程可知［2］，盡管基于監(jiān)管留痕要求，對整個缺陷管理工作借助缺陷管理系統(tǒng)的便利信息化手段全程閉環(huán)管理。一個缺陷問題的產(chǎn)生，從初始問題發(fā)現(xiàn)人、缺陷管理工程師、責任部門工作負責人、工單計劃工程師到調(diào)試工程師，從缺陷問題閉環(huán)流程、缺陷工單閉環(huán)流程到完工報告閉環(huán)流程，整個工作流程中涉及的人員、工作節(jié)點是非常復雜的。

2.2 缺陷問題發(fā)起時必要屬性填寫混亂

缺陷分級、問題優(yōu)先級、問題描述等必要屬性填寫不規(guī)范。

缺陷分級：顆粒度根據(jù)是否影響系統(tǒng)、設備功能分解為一類、二類。

問題優(yōu)先級［3］：根據(jù)缺陷判定分級為立即響應、24h響應、72h內(nèi)響應、一周內(nèi)響應等狀態(tài)。

問題描述：根據(jù)公司標準化管理程序要求，針對具體的缺陷問題描述應有詳盡的要求。

缺陷問題發(fā)起時，上述必要屬性作為后續(xù)工作流程推動的關(guān)鍵參考，在實際操作過程中存在著隨意填寫、不規(guī)范填寫的情況，給后續(xù)工作推動及監(jiān)督單位監(jiān)督檢查工作帶來很大的影響。

2.3 缺陷管理系統(tǒng)平臺優(yōu)化空間有限

公司采用的缺陷管理平臺是通過軟件供應商基于西門子Teamcenter平臺二次開發(fā)的多項目管理軟件的子模塊。Teamcenter 作為生命周期管理系統(tǒng)，在數(shù)控、航天、鐵路交通、船舶等行業(yè)有著廣泛的應用［4］。作為重資產(chǎn)企業(yè)廣泛應用的工作流軟件，客觀上決定了其二次開發(fā)難度大且為保證關(guān)鍵業(yè)務無法頻繁進行修改。核電廠建造工程作為受到嚴格監(jiān)管的大型工程項目，其各項子業(yè)務受監(jiān)管趨嚴的影響，實際上各個特定檢查點完成后各項子業(yè)務可能都需要進行優(yōu)化改進，與此對應，其對應的子業(yè)務管理模塊也需要進行相應的優(yōu)化升級。

2.4 工作流閉環(huán)流程邏輯閉鎖條件苛刻

在缺陷管理策劃階段，實際上是三項工作流嵌套閉環(huán)的形式。從外至內(nèi)，依次是缺陷問題、缺陷工單、完工報告。待最內(nèi)層的完工報告流程閉環(huán)后，方可閉環(huán)缺陷工單，最后閉環(huán)缺陷問題，每項工作流的編審批節(jié)點均需人工操作。但某些閉環(huán)是業(yè)務邏輯閉環(huán)，基于各種各樣的原因設置為人工操作，并無實際意義。

3 核電廠調(diào)試階段缺陷管理提升策略

3.1 優(yōu)化工作流程

現(xiàn)有工作流程中的8 個步驟涉及的人員、工作節(jié)點應予以優(yōu)化。如第二步缺陷問題分發(fā)，在明確各部門權(quán)責利后，可由初始問題發(fā)現(xiàn)人直接提交責任部門，對于分歧問題提交至缺陷管理工程師作記錄并提交上級組織協(xié)調(diào)。如第四步缺陷工單計劃，因工作許可實際發(fā)放時間由調(diào)試工程師控制，缺陷工單可由責任部門工作負責人直接提交調(diào)試工程師，省略工單計劃工程師審查節(jié)點。

3.2 嚴格規(guī)范缺陷問題發(fā)起時必要屬性的填寫要求

針對缺陷分級填報，應具體定義一類、二類并舉例說明缺陷分級的情況。針對問題優(yōu)先級填報，此項更加依賴工作人員的經(jīng)驗判斷，與缺陷分級并無鎖定關(guān)聯(lián)，此項應通過加強培訓來強化工作人員意識。對缺乏經(jīng)驗的公司新進員工，務必使其樹立向老員工請教后填報的意識，避免“立即相應”等類型的消缺工作延誤。針對問題描述，現(xiàn)行缺陷管理系統(tǒng)因無移動平臺應用，因此，初始問題發(fā)現(xiàn)人現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的問題只能通過辦公室辦公計算機錄入，客觀上造成了錄入問題時與發(fā)現(xiàn)問題的時間差。如可開發(fā)缺陷管理系統(tǒng)配套移動平臺應用［5］，實現(xiàn)現(xiàn)場工程問題的即時發(fā)現(xiàn)，即時錄入，甚至以視頻、圖片等形式錄入，將有助于后續(xù)工作流程各節(jié)點審批人員的判斷。此外，通過配套移動平臺應用的打印功能，打印設備狀態(tài)標識牌懸掛至現(xiàn)場設備本體，通過掃描二維碼跟蹤當前設備的缺陷處理進展狀態(tài)，設備狀態(tài)標識牌如圖3所示。

圖3 設備狀態(tài)標識牌

3.3 更新缺陷管理系統(tǒng)

基于技術(shù)方面西門子Teamcenter平臺二次開發(fā)難度大、商務方面軟件供應商合同到期等問題，公司在后續(xù)的核電廠建造項目采用了基于Odoo 平臺開發(fā)的自主OA平臺，并將缺陷管理平臺整體移植作為其子模塊應用，對于后續(xù)的業(yè)務調(diào)整、優(yōu)化升級等有了極為便利的途徑。

3.4 減少非必要閉鎖操作

缺陷問題、缺陷工單、完工報告等3重工作流嵌套閉環(huán)的形式予以保留，但對于業(yè)務邏輯閉環(huán)，將人為審批修改為系統(tǒng)自動審批。如完工報告審批完成后，如缺陷工單對應的隔離指令已解除，缺陷工單自動跳轉(zhuǎn)至關(guān)閉狀態(tài)，之后缺陷問題也自動跳轉(zhuǎn)至關(guān)閉狀態(tài)。核電廠包括建造階段的各項工作因為核安全責任重大，通常審批環(huán)節(jié)均要求審慎簽字，但是過猶不及，有些不當?shù)暮瀸徆?jié)點僅僅是為了多帶入簽字節(jié)點從而均攤核安全責任，不免落入了形式主義窠臼。對于沒有太大實際意義的節(jié)點，應當果斷予以摒棄。

此外，核電廠調(diào)試階段缺陷管理工作仍有許多可以提升的方向。如完善缺陷管理系統(tǒng)的報表功能，缺陷管理工程師的一項職責是提供包含缺陷問題、缺陷工單、完工報告進展報表，以供上級組織決策。完善的報表或者更進一步的數(shù)據(jù)看板功能可以提供核電廠調(diào)試階段整體系統(tǒng)健康狀況評估，對于下一階段裝料及試運行工作提供了重要參考依據(jù)。

4 先進缺陷管理理念引入

4.1 零缺陷管理及系統(tǒng)工程思想

缺陷管理的目的是消除系統(tǒng)、設備缺陷以維持其正常運行，與之對應的質(zhì)量管理工作從初始的以點至面到全面質(zhì)量管理、零缺陷管理。零缺陷管理是以企業(yè)產(chǎn)品及工作質(zhì)量雙零缺陷的管理目標建立的核心預防系統(tǒng)［6］，核心思想是“第一次就把事情做對”。航天系統(tǒng)是技術(shù)、管理“雙歸零”［7］零缺陷管理理念實施的典型代表。核電企業(yè)中，廣核集團最先引入“第一次就把事情做對”理念，并在同行交流中推廣至其他核電公司。

國內(nèi)的系統(tǒng)工程思想是錢學森在1980年公開講座中首次提出，是運籌學、管理科學、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)研究、費用效果分析等學科內(nèi)容的歸納總結(jié)［8］。航天系統(tǒng)中最早應用系統(tǒng)工程的理念，以總體設計部領(lǐng)導組織航天型號、計劃、預研、生產(chǎn)等全方位管過程的生產(chǎn)活動。實踐過程中，航天系統(tǒng)通過零缺陷及系統(tǒng)工程的應用取得了巨大的成就。受行業(yè)政策影響，核電企業(yè)在2010年之前僅僅有屈指可數(shù)的幾家核電公司，并且受法國、加拿大、俄羅斯等技術(shù)輸入國的影響，管理理念有著明顯的技術(shù)輸入國特征。2013年以后，幾大核電企業(yè)每年均有新增容量陸續(xù)發(fā)電，總承包的建造模式得到了驗證并日趨成熟。2020年，中核集團引入系統(tǒng)工程理念，推進系統(tǒng)工程轉(zhuǎn)型。

4.2 更新缺陷管理理念

以單一設備為例，從設計任務確定、技術(shù)規(guī)格書發(fā)布到廠家制造、現(xiàn)場安裝、調(diào)試及試運行、電廠商業(yè)運行、電廠大修設備維護或者更換，再到最終退役，涉及多個企業(yè)及部門的運作，每個節(jié)點均需以零缺陷管理要求進行推動。而核電工程的建造目標是將十萬數(shù)量級的單一設備組合構(gòu)建為核電機組，作為一項綜合性、復雜性的特大型系統(tǒng)工程，踐行零缺陷的管理理念確定的一點是，調(diào)試階段乃至建造階段的缺陷管理工作目的不僅僅是消除系統(tǒng)、設備缺陷。從單一設備全壽命周期伊始引入“第一次就把事情做對”的管理理念，從根源上杜絕缺陷問題的產(chǎn)生，長遠來看反而是成本更低的一種方式。

對于人、機、料、法、環(huán)等質(zhì)量要素，應探索重塑缺陷管理理念。人員要素作為產(chǎn)品質(zhì)量形成的內(nèi)在驅(qū)動力，應當從領(lǐng)導層、管理層、執(zhí)行層重塑缺陷管理意識。零缺陷管理不是單一質(zhì)量部門及人員的管理責任，全員［9］都是產(chǎn)品質(zhì)量的一環(huán)。就缺陷管缺陷只是做到了事中控制，利用事前控制的預防作用、事后控制的反饋作用，把缺陷管理工作前向后向延伸至全員是未來缺陷管理工作的方向。

從系統(tǒng)工程的角度考慮，應當探索建立更適應零缺陷管理的項目組織機構(gòu)體系，某核電工程公司從總承包承包初期直線職能型項目組織機構(gòu)到后來矩陣型結(jié)合團隊型項目組織機構(gòu)體系，也是與時俱進適應項目合作伙伴和項目管理大系統(tǒng)的產(chǎn)物［10］，其項目組織機構(gòu)體系如圖4所示。

圖4 矩陣型結(jié)合團隊型項目組織機構(gòu)體系

5 結(jié)語

核電廠調(diào)試階段作為核電廠最終并網(wǎng)商業(yè)運行前的重要一環(huán)，期間的缺陷管理工作對于核電廠60年全壽期穩(wěn)定運行有著重要的參考意義。調(diào)試階段是否有維修記錄、維修過程及結(jié)果是核電廠營運單位的重點關(guān)注項目，尤其涉及到少量非國產(chǎn)關(guān)鍵設備，假如調(diào)試階段出現(xiàn)過問題，營運單位可能需要以年為提前量準備相應的維修預案。此外，不同于核電廠運營階段的缺陷管理工作，核電廠建造階段并未建立專業(yè)的維修處室，因此，從各種工作流程、管理手段抓提升是核電廠建造階段缺陷管理提升的重要方向。