核電廠數(shù)字化防異物管理

楊云斐 蒲曉彬 鄒遠(yuǎn)波 嚴(yán)斌鵬 姜乃銘 中核核電運(yùn)行管理有限公司

最近數(shù)年間，全球核電廠由于異物侵入系統(tǒng)和設(shè)備而造成的燃料和設(shè)備故障的次數(shù)呈上升趨勢(shì)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，核電事件中近30%與異物相關(guān)。由于不同人員對(duì)異物可能造成系統(tǒng)、設(shè)備和燃料故障的警惕性不同，帶來(lái)防異物管理的不確定性。在傳統(tǒng)防異物觀念中，人防高于技防，忽略了數(shù)字化、可視化以及精細(xì)化等信息技術(shù)的技防措施。隨著我國(guó)大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)迅猛發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)為防異物管理創(chuàng)造了前所未有的條件，應(yīng)用數(shù)字化開(kāi)展防異物管理，可以保證工程建設(shè)和機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、數(shù)字化是防異物管理的必然趨勢(shì)

傳統(tǒng)的防異物管理方式是通過(guò)“紙質(zhì)表單+守衛(wèi)檢查”的方式完成防異物管控。從最近幾次大修的情況來(lái)看，這種管理模式存在守衛(wèi)失責(zé)、登記缺失、記錄錯(cuò)誤、追溯模糊、工器具、耗材管理等人因失誤風(fēng)險(xiǎn)。

首先是進(jìn)入防異物管控區(qū)前存在的風(fēng)險(xiǎn)：個(gè)人物品、手機(jī)帶入管控區(qū)遺漏，進(jìn)入隔離區(qū)域人員信息，不清晰、不完整或信息滯后。其次是防異物管理過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)：物品進(jìn)出不規(guī)范，記錄缺失或者錯(cuò)漏，手工登記效率低，人員進(jìn)出記錄無(wú)法在線實(shí)時(shí)獲取，物項(xiàng)帶出、留存的情況無(wú)法準(zhǔn)確獲取，管理員是否在崗信息無(wú)法有效監(jiān)督。最后是防異物管理復(fù)盤(pán)存在的影響：現(xiàn)場(chǎng)工作過(guò)程記錄、日志等信息不完整或缺失模糊，歷史數(shù)據(jù)無(wú)法快捷查詢、趨勢(shì)分析，復(fù)盤(pán)效率低。

綜上，電廠需引入數(shù)字化的技術(shù)手段，利用電子流程化、可視化的優(yōu)勢(shì)，減少人員職守，提質(zhì)增效，降低異物侵入風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)人員、物品登記的數(shù)字化管理。

二、數(shù)字化防異物管理原理

數(shù)字化防異物管理能夠滿足無(wú)人值守情況下的人員和物項(xiàng)控制。通過(guò)人臉識(shí)別與授權(quán)數(shù)據(jù)庫(kù)信息比對(duì)實(shí)現(xiàn)人員進(jìn)出權(quán)限控制；通過(guò)設(shè)定異常報(bào)警實(shí)現(xiàn)人員進(jìn)入控制；通過(guò)物品掃碼登記進(jìn)出防異物區(qū)域管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控及雙向語(yǔ)音通話。在防異物隔離區(qū)入口處放置工器具掃碼機(jī)、電腦接入優(yōu)化后的工器具管理系統(tǒng)，人員通過(guò)魔點(diǎn)門(mén)禁系統(tǒng)閘機(jī)進(jìn)入，工具掃碼登記，遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控管理過(guò)程，保障授權(quán)人員進(jìn)出控制，保證物項(xiàng)進(jìn)出登記管控，最大限度地避免物項(xiàng)遺失導(dǎo)致的異物事件。管理要素有：人員、物項(xiàng)、視頻監(jiān)控、異物控制區(qū)。對(duì)于人員授權(quán)名單進(jìn)入防異物專區(qū)的魔點(diǎn)門(mén)禁系統(tǒng)，禁止非授權(quán)人員，包含任務(wù)信息，進(jìn)出人員信息登記，進(jìn)入時(shí)間記錄、離開(kāi)時(shí)間記錄；對(duì)于物項(xiàng)設(shè)置指紋鎖個(gè)人物品、收集存放柜，限制個(gè)人物項(xiàng)進(jìn)入、檢查個(gè)人攜出物項(xiàng)掃碼登記工具、備件和材料，時(shí)間記錄、離開(kāi)時(shí)間記錄，物品進(jìn)出高峰期、低谷期趨勢(shì)記錄統(tǒng)計(jì)；對(duì)于視頻監(jiān)控通過(guò)高清攝像頭對(duì)進(jìn)出魔點(diǎn)門(mén)禁的人員履責(zé)監(jiān)控、提醒，對(duì)進(jìn)出物項(xiàng)與進(jìn)入掃碼記錄責(zé)監(jiān)控、提醒，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)圖像處理、存檔、展現(xiàn)；對(duì)于異物控制區(qū)搭建實(shí)體隔離區(qū)，留一個(gè)入口位置，設(shè)置屏障和邊界，防異物管理員、監(jiān)督人不定期巡檢異物控制區(qū)管理有效性。

三、數(shù)字化防異物管理主要做法

（一）健全防異物管理組織，設(shè)計(jì)防異物管理方案標(biāo)準(zhǔn)

1.健全防異物管理組織，建立防異物管控隊(duì)伍。防異物管理要求深入到維修組織與實(shí)施全層級(jí)（F1、F2、F3）、覆蓋到全過(guò)程（工作準(zhǔn)備、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、應(yīng)對(duì)措施、監(jiān)督和管控），需要健全防異物管理組織，建立防異物管控隊(duì)伍，規(guī)定各階段、各崗位的職責(zé)和接口關(guān)系，落實(shí)防異物管控的具體要求，能夠?qū)⒎喇愇镉?jì)劃、方案、職責(zé)、布置、工器具、工藝方法等落實(shí)在生產(chǎn)相關(guān)部門(mén)，如維修、運(yùn)行、安質(zhì)、技術(shù)、商務(wù)各領(lǐng)域涉及維修人員、運(yùn)行人員、安質(zhì)人員、設(shè)備工程師、倉(cāng)庫(kù)保管員，確保電廠構(gòu)筑物、設(shè)備、系統(tǒng)的清潔度、設(shè)施完整性、開(kāi)口封堵、工器具及備件運(yùn)動(dòng)部件可靠性由相關(guān)部門(mén)的供應(yīng)、隔離、去污、保潔、封堵、監(jiān)督各方面的防異物規(guī)范化管理。

2.完善防異物管理體系，制定防異物管理方案標(biāo)準(zhǔn)模板。在防異物管理體系中，開(kāi)發(fā)了領(lǐng)導(dǎo)、管理、執(zhí)行三個(gè)層次的管理程序，以業(yè)務(wù)流程為驅(qū)動(dòng)，拆解細(xì)分各個(gè)過(guò)程，明確關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)，在領(lǐng)導(dǎo)層提出的管理期望與目標(biāo)指引下，管理層建立日常和大修的異物風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防機(jī)制、異物事件考核機(jī)制、技術(shù)創(chuàng)新管理機(jī)制、經(jīng)驗(yàn)反饋改進(jìn)機(jī)制，參考行業(yè)防異物導(dǎo)則、評(píng)估準(zhǔn)則、維修管理大綱制定公司防異物管理程序，涉及運(yùn)行、維修、技術(shù)、維修支持、技術(shù)支持、化學(xué)、保健物理、商務(wù)、倉(cāng)儲(chǔ)、培訓(xùn)等各領(lǐng)域管理責(zé)任和防異物管理要求。

3.開(kāi)發(fā)了《裝換料操作、換料水池作業(yè)、乏燃料水池作業(yè)防異物管理方案》《容器管道類作業(yè)防異物管理方案》《泵類設(shè)備作業(yè)防異物管理方案》《閥門(mén)類設(shè)備作業(yè)防異物管理方案》《儀表接管電氣接線類防異物管理方案》《汽輪發(fā)電機(jī)組防異物管理方案》《坑洞、涵道、坑內(nèi)、坑口作業(yè)防異物管理方案》等管理方案標(biāo)準(zhǔn)模板。從技術(shù)、管理兩個(gè)層面，制定相應(yīng)技術(shù)規(guī)范、作業(yè)指導(dǎo)、操作步驟等，為實(shí)施數(shù)字化防異物管理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）優(yōu)化互聯(lián)信息化平臺(tái)，提供數(shù)字化防異物管理環(huán)境

1.優(yōu)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，構(gòu)建數(shù)字化防異物人員管理平臺(tái)

順應(yīng)時(shí)代潮流，應(yīng)用信息化管控能夠提升防異物安全質(zhì)量管控水平，數(shù)字化、信息化技術(shù)手段能夠?qū)崿F(xiàn)人員、物品登記的防異物管理，減低人因失誤風(fēng)險(xiǎn)。在管理系統(tǒng)工作區(qū)域控制模塊增加“防異物專區(qū)”，增設(shè)進(jìn)入防異物專區(qū)的人員申請(qǐng)、審批流程，確保經(jīng)防異物專項(xiàng)培訓(xùn)考核合格人員和經(jīng)授權(quán)進(jìn)入該防異物專區(qū)的人員才被允許進(jìn)入。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)防異物專區(qū)審批授權(quán)人員人臉采集進(jìn)入系統(tǒng)，與公司人員工作區(qū)進(jìn)出控制互聯(lián)互通。進(jìn)入防異物控制區(qū)的人數(shù)進(jìn)行峰值管理，到達(dá)峰值其他人員無(wú)法進(jìn)入，通過(guò)管控區(qū)內(nèi)外人員置換的方式實(shí)現(xiàn)。

2.擴(kuò)展工器具管理系統(tǒng)功能，構(gòu)建數(shù)字化防異物物項(xiàng)管理平臺(tái)

依托生產(chǎn)管理信息化平臺(tái)，對(duì)進(jìn)出防異物專區(qū)的物項(xiàng)進(jìn)行精確登記、精準(zhǔn)定位、精細(xì)管理的業(yè)務(wù)流程、活動(dòng)和職責(zé)為輸入，在信息化平臺(tái)中規(guī)范了物項(xiàng)進(jìn)出全過(guò)程管理和通道，使得數(shù)字化防異物設(shè)備及過(guò)程活動(dòng)信息有效傳遞，為數(shù)字化防異物管理提供了信息化支持。擴(kuò)展工器具管理系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中涉及工器具、材料、備件、物料等主物料數(shù)據(jù)與工器具管理系統(tǒng)互聯(lián)互通，在工器具管理系統(tǒng)增設(shè)防異物管理專區(qū)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)出防異物管理區(qū)域的物項(xiàng)掃描物資編碼進(jìn)出控制。系統(tǒng)可直接導(dǎo)出物項(xiàng)進(jìn)出清單至EXCEL，形成該區(qū)域的防異物區(qū)域物項(xiàng)進(jìn)出登記表。

3.搭建遠(yuǎn)程視頻管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化防異物動(dòng)態(tài)管理

在防異物隔離區(qū)搭建遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)防異物管理過(guò)程視頻動(dòng)態(tài)監(jiān)控。在防異物管控區(qū)入口進(jìn)出位置架設(shè)高清攝像機(jī)，采用硬盤(pán)錄像機(jī)實(shí)現(xiàn)30天回放，利用有線光纖傳輸（或電信MEC卡（內(nèi)網(wǎng)SIM卡）的內(nèi)網(wǎng)無(wú)線傳輸）到班組級(jí)、科級(jí)、處級(jí)辦公室終端（數(shù)字大屏、電腦）總體監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)防異物視頻監(jiān)控觀察指導(dǎo)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)具有視頻和音頻對(duì)話功能、調(diào)方向、調(diào)焦距功能，具備視頻回放、查詢功能，可以利用電腦終端、班組管理終端大屏幕投屏，對(duì)進(jìn)出防異物隔離區(qū)的人員、物項(xiàng)履責(zé)監(jiān)控、提醒，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)圖像處理、存檔、回放，檢測(cè)隔離區(qū)人員防異物行為規(guī)范，同公司現(xiàn)在平臺(tái)集成，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互，為后臺(tái)管理，作業(yè)指導(dǎo)中心管理支持提供平臺(tái)支撐。監(jiān)控系統(tǒng)獲得人員身份信息時(shí)，對(duì)于有發(fā)生過(guò)工具丟失的工人，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告，有利于防異物績(jī)效考核和獎(jiǎng)懲。

（三）開(kāi)展信息化、數(shù)字化防異物管理，提升防異物管理人員績(jī)效

1.安全質(zhì)量信息化系統(tǒng)優(yōu)化提升

質(zhì)量控制人員和安全監(jiān)督管理人員根據(jù)自身的職責(zé)重點(diǎn)關(guān)注防異物管理是否按程序執(zhí)行，有效識(shí)別防異物的隱患偏差、質(zhì)量事實(shí)的類型有利于共性分析和趨勢(shì)跟蹤，有利于各領(lǐng)域管理人員明確地向現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施人員傳達(dá)防異物管理期望，提高員工防異物意識(shí)，加強(qiáng)防異物隱患偏差、質(zhì)量事實(shí)的考核，建立負(fù)面清單讓長(zhǎng)期多次違規(guī)人員受到處罰。在質(zhì)保管理系統(tǒng)要素一類增設(shè)“防異物”，在工業(yè)安全系統(tǒng)監(jiān)督管理工業(yè)安全現(xiàn)場(chǎng)情況分類增設(shè)“防異物”，將作業(yè)人員落實(shí)防異物措施和清潔度檢查、審查和執(zhí)行防異物方案、防異物區(qū)控制、人員和物項(xiàng)進(jìn)出記錄管控、工具和零部件防墜措施、防異物相應(yīng)的屏障和標(biāo)志、防異物覆蓋和封堵等隱患偏差和質(zhì)量事實(shí)納入質(zhì)量控制和工業(yè)安全管理范疇。從安全質(zhì)量信息化系統(tǒng)中導(dǎo)出異物數(shù)據(jù)和事實(shí)建立負(fù)面清單，形成異物管理分析報(bào)告，便于持續(xù)改進(jìn)。

2.建立數(shù)字化防異物管控過(guò)程

在防異物隔離區(qū)入口處放置工器具掃碼機(jī)、電腦接入優(yōu)化后的工器具管理系統(tǒng)，人員通過(guò)魔點(diǎn)門(mén)禁系統(tǒng)閘機(jī)進(jìn)入，工具掃碼登記，可遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控規(guī)范相關(guān)管理過(guò)程，保障工作過(guò)程中進(jìn)出人員的授權(quán)，保證進(jìn)、出物項(xiàng)記錄的完整性，最大限度地避免物品遺失導(dǎo)致異物事件的發(fā)生。

一是進(jìn)入管控區(qū)前的防異物控制。在防異物專區(qū)隔離區(qū)入口處設(shè)置個(gè)人物品刷臉存儲(chǔ)柜，最大存儲(chǔ)人數(shù)150人次，最小存儲(chǔ)人數(shù)50人次，方便進(jìn)入防異物專區(qū)人員的個(gè)人物品如手機(jī)、水杯、門(mén)禁卡、小物件等臨時(shí)存放。存放人員現(xiàn)場(chǎng)刷臉登記打開(kāi)柜門(mén)，存入物品，關(guān)閉柜門(mén)，取出時(shí)刷臉開(kāi)門(mén)，取出物品，關(guān)閉柜門(mén)，輕便快捷，提高效率。主要功能有：（1）人員管理：可以添加、修改和刪除人員信息，也可以使用U盤(pán)導(dǎo)入、導(dǎo)出人員。（2）記錄管理：用戶使用箱柜進(jìn)行存取的記錄都可以查看。（3）門(mén)柜設(shè)置：可以配置箱子數(shù)量、開(kāi)箱清箱、收費(fèi)設(shè)置、指紋模式選擇等。（4）固件升級(jí)；用于軟件版本的升級(jí)。（5）修改密碼：可以修改進(jìn)入后臺(tái)管理的密碼。（6）恢復(fù)出廠：清除所有數(shù)據(jù)，參數(shù)設(shè)置恢復(fù)默認(rèn)值。（7）系統(tǒng)設(shè)置：可以設(shè)置系統(tǒng)的聲音、時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備基本信息。

二是防異物管理工作過(guò)程控制。以汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)檢修區(qū)域?yàn)槔?，?duì)防異物專區(qū)進(jìn)行規(guī)劃，分區(qū)、分層、分類進(jìn)行場(chǎng)地物項(xiàng)存放，根據(jù)規(guī)劃搭建防異物專區(qū)實(shí)體隔離區(qū)域。在防異物專區(qū)隔離區(qū)入口處設(shè)置人員進(jìn)出閘機(jī)，經(jīng)授權(quán)人員刷臉登記進(jìn)入，攜帶工器具、材料、備件掃碼登記，進(jìn)出人員行為通過(guò)視頻監(jiān)控。數(shù)字化防異物管理隔離區(qū)入口現(xiàn)場(chǎng)布置工具掃碼機(jī)及支架、移動(dòng)式攝像頭、移動(dòng)式魔點(diǎn)門(mén)禁，布置網(wǎng)線并與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、工器具管理系統(tǒng)互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)信息共享。

三是防異物管理過(guò)程復(fù)盤(pán)管理。數(shù)字化防異物管理通過(guò)信息系統(tǒng)可以直接看出當(dāng)前區(qū)域的人數(shù)和過(guò)程中人員流動(dòng)趨勢(shì)，便于核心區(qū)的防異物人員動(dòng)態(tài)控制；可以通過(guò)進(jìn)出物品物資、工器具、材料在信息系統(tǒng)對(duì)比直接生成未帶出區(qū)域的物資種類名稱便于快速找到；通過(guò)防異物管理區(qū)域的視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以存儲(chǔ)人員行為，在發(fā)現(xiàn)異物事件時(shí)可以快速找到失效人員和失效部位，便于防異物管理過(guò)程復(fù)盤(pán)管理、總結(jié)、分析、經(jīng)驗(yàn)反饋。

四、數(shù)字化防異物管理效果

（一）異物管控水平持續(xù)提升，實(shí)現(xiàn)防異物數(shù)字化管理轉(zhuǎn)型

相比傳統(tǒng)的管控方式，具備更好的穩(wěn)定性、精準(zhǔn)性、可靠性，最大限度減少了人的因素，改善了防異物實(shí)體屏障，建立了防人因失誤的實(shí)體屏障；易于操作，執(zhí)行簡(jiǎn)單；減少勞動(dòng)成本，提高工作效率，為防異物工作增添數(shù)字化保障，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息化，讓人員和物項(xiàng)信息更加準(zhǔn)確和便捷；實(shí)現(xiàn)了同公司生產(chǎn)管理、工業(yè)安全、質(zhì)量保證信息化平臺(tái)互通互聯(lián)；實(shí)現(xiàn)了集成物項(xiàng)、工器具、材料、備件等基礎(chǔ)信息系統(tǒng)后臺(tái)管理工作，支撐工作現(xiàn)場(chǎng)工作有序開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互。通過(guò)數(shù)字化防異物管理，從實(shí)施前到實(shí)施后異物相關(guān)狀態(tài)報(bào)告數(shù)量降幅為23%，異物相關(guān)質(zhì)量事實(shí)和工業(yè)安全偏差降幅為48%，異物偏差形成明顯的下降趨勢(shì)。

（二）低碳綠色環(huán)保，培育了健康的防異物文化氛圍

建立了完善的數(shù)字化管理實(shí)體屏障、管理屏障、組織屏障，減少和避免了防異物管理中人因失誤發(fā)生概率，促進(jìn)了運(yùn)行、維修、技術(shù)、管理人員的防異物意識(shí)持續(xù)提升；通過(guò)信息化、數(shù)字化人員和物項(xiàng)管控清單的發(fā)布和應(yīng)用，降低了傳統(tǒng)管理資源投入，節(jié)省了大量的A4紙及文檔管理工作及成本，通過(guò)可視化管理，定點(diǎn)、定位、定色節(jié)省了資源的浪費(fèi)。通過(guò)信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化防異物管理的縱深防御，促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)維修人員不斷在實(shí)踐中貫徹高標(biāo)準(zhǔn)，不斷提升人員行為安全素養(yǎng)，減少了異物事件發(fā)生次數(shù)，實(shí)現(xiàn)了防異物管控績(jī)效指標(biāo)，深植了追求卓越、超越自我的核安全文化氛圍，踐行了安全是核電廠的生命線的價(jià)值理念。

（三）異物管理要求得到有效驗(yàn)證，推進(jìn)管理體系完善

從信息化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通到“數(shù)字化”替代“紙質(zhì)表單+守衛(wèi)檢查”的管控模式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)督管控，改進(jìn)了防異物方法，配置數(shù)字化管控設(shè)備系統(tǒng)，優(yōu)化了防異物管理流程，異物管理要求得到有效驗(yàn)證。通過(guò)一年來(lái)的管理提升，改進(jìn)了防異物組織與管理，完善了防異物管理體系，在防異物管理、技術(shù)、實(shí)施三方面全面提升了電廠防異物管理水平，持續(xù)規(guī)范了現(xiàn)場(chǎng)人員的防異物行為，提升了維修領(lǐng)域異物控制的組織與管理水平，全面實(shí)現(xiàn)了防異物管理提升期望。

五、結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化防異物管理的應(yīng)用表明，該管理模式既培育了健康、積極、成熟的異物防控氛圍，又有效防范了維修作業(yè)和技術(shù)改造過(guò)程中的各類異物風(fēng)險(xiǎn)，電廠探索出了一套適合多機(jī)組專業(yè)化維修管理的數(shù)字化防異物管理模式，異物風(fēng)險(xiǎn)管控能力不斷加強(qiáng)，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可以在核電行業(yè)乃至電力企業(yè)進(jìn)一步推廣應(yīng)用。