淺析核電工程總承包項(xiàng)目信息化集成平臺(tái)建設(shè)

李陽(yáng) 明曉洋

【摘要】核電工程是一個(gè)建設(shè)周期長(zhǎng)、投資額度大、專業(yè)技術(shù)繁雜、信息交換接口多、合同管理龐雜的大型工程，總承包模式下參建單位眾多，極易造成信息孤島，不利于精細(xì)化、全壽期管理，需要建設(shè)信息化集成平臺(tái)進(jìn)行項(xiàng)目管理。本文首先分析了核電工程項(xiàng)目特點(diǎn)，從總承包模式分析信息化平臺(tái)建設(shè)的必要性，并提出平臺(tái)建設(shè)的構(gòu)想。

【關(guān)鍵詞】核電 ?總承包 ?信息化

一、引言

核能清潔低碳、安全高效，減排作用顯著，是現(xiàn)代化能源體系的重要組成部分。隨著我國(guó)新的核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃的發(fā)布，以及2019年山東榮成、福建漳州和廣東太平嶺核電項(xiàng)目相繼核準(zhǔn)開(kāi)工，我國(guó)核電結(jié)束3年“零核準(zhǔn)”困局，發(fā)展形勢(shì)迅速好轉(zhuǎn)，由積極發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅Πl(fā)展;同時(shí)世界核能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入結(jié)構(gòu)調(diào)整期，全球市場(chǎng)格局正在發(fā)生變化，部分新興國(guó)家正在逐步成為未來(lái)全球核電主要市場(chǎng)，我國(guó)核電“走出去”已成為世界核能發(fā)展的大勢(shì)所趨。

從1985年3月我國(guó)大陸自行設(shè)計(jì)的第一座30萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站——秦山核電站開(kāi)工建設(shè)開(kāi)始，我國(guó)核電發(fā)展從技術(shù)后援到引進(jìn)和消化吸收、自主設(shè)計(jì)再到形成自主知識(shí)品牌，在設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、調(diào)試、運(yùn)行等各個(gè)領(lǐng)域水平有了較大提升。但隨著電力體制改革深入推進(jìn)，風(fēng)電、光電等新能源規(guī)模迅速擴(kuò)大，發(fā)電成本持續(xù)降低，加之公眾對(duì)核安全的關(guān)注度顯著提高，對(duì)核電安全性、經(jīng)濟(jì)性要求也逐步提升，核電工程建設(shè)的質(zhì)量變革、效率變革更加迫切，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

二、信息化平臺(tái)建設(shè)的必要性

核電工程是一個(gè)專業(yè)技術(shù)繁雜、建設(shè)周期長(zhǎng)、投資額度大、信息交換接口多、合同管理龐雜的大型工程，與其他行業(yè)的同類工程相比還要嚴(yán)格遵循核安全法規(guī)監(jiān)督，核電工程建設(shè)過(guò)程的進(jìn)度和質(zhì)量控制是保證未來(lái)電廠是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。因此，沒(méi)有任何一個(gè)單位可以獨(dú)立完成這個(gè)項(xiàng)目，需要各個(gè)單位之間的協(xié)同合作。當(dāng)前，我國(guó)主要核電工程項(xiàng)目建設(shè)模式為“交鑰匙”總承包模式，由集團(tuán)下一家公司作為總承包方，通過(guò)合同關(guān)系，協(xié)調(diào)項(xiàng)目參與各方共同進(jìn)行工程建設(shè)，建設(shè)完成后交付業(yè)主運(yùn)行。核電工程項(xiàng)目精細(xì)化管理、全壽期管理、三維可視化交付既有利于項(xiàng)目過(guò)程管控，降低建造成本，提高建設(shè)質(zhì)量，也有利于業(yè)主后期的運(yùn)行和維護(hù)。

（一）精細(xì)化管理需要

核電工程項(xiàng)目的管理包括了從前期準(zhǔn)備到設(shè)計(jì)、采購(gòu)、土建、安裝、調(diào)試的建設(shè)全過(guò)程管理;而工程建設(shè)過(guò)程中，需要協(xié)調(diào)和管理的參與各方則包括了集團(tuán)、業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、采購(gòu)單位、設(shè)備/物資供應(yīng)商、土建和安裝單位及其分包商、監(jiān)理公司等等。同時(shí)核電工程項(xiàng)目管理的內(nèi)容更加寬泛，首先核電工程項(xiàng)目管理屬于工程項(xiàng)目管理范疇，與典型項(xiàng)目管理相一致，遵循項(xiàng)目管理知識(shí)體系規(guī)定的9個(gè)知識(shí)領(lǐng)域，即范圍管理、時(shí)間管理、成本管理、質(zhì)量管理、人力資源管理、溝通管理、采購(gòu)管理、風(fēng)險(xiǎn)管理和綜合管理，同時(shí)基于核電工程的政策導(dǎo)向性、專業(yè)技術(shù)性、建設(shè)復(fù)雜性，以及核電工程建設(shè)需要符合《建設(shè)工程項(xiàng)目管理規(guī)范》和《建設(shè)項(xiàng)目工程總承包管理規(guī)范》等國(guó)家規(guī)范，核電工程項(xiàng)目管理內(nèi)容還應(yīng)包括設(shè)計(jì)管理、現(xiàn)場(chǎng)施工管理、安全職業(yè)健康與環(huán)境管理、移交收尾管理等內(nèi)容。所以核電工程項(xiàng)目管理時(shí)間跨度長(zhǎng)、涉及單位多、覆蓋內(nèi)容廣，管理難度較大，管理過(guò)程中的信息溝通和傳遞如果采用傳統(tǒng)的紙質(zhì)方式，則會(huì)導(dǎo)致效率低下，完全不能滿足項(xiàng)目需求。從當(dāng)前實(shí)際的核電工程項(xiàng)目管理的運(yùn)作來(lái)看，幾乎所有的參與單位都基本實(shí)現(xiàn)了信息化管理，但是由于各參與方是通過(guò)復(fù)雜的合同關(guān)系進(jìn)行連接，所屬集團(tuán)不同，發(fā)展情況不同，主營(yíng)業(yè)務(wù)不同，信息化建設(shè)的程度也不盡相同，這必然造成了信息傳遞過(guò)程中的壁壘。加之核電工程項(xiàng)目管理的復(fù)雜性，在項(xiàng)目管理過(guò)程中必然產(chǎn)生了分階段管理、分單位管理、分專業(yè)管理，這必然導(dǎo)致項(xiàng)目管理過(guò)程中出現(xiàn)信息“孤島”，項(xiàng)目信息難以得到真正的傳遞和共享，信息傳遞的效率、準(zhǔn)確率難以保證，繼而導(dǎo)致項(xiàng)目參與各方各自為政，難以在共同的項(xiàng)目目標(biāo)下開(kāi)展項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)。所以，在合同關(guān)系下，建設(shè)一個(gè)項(xiàng)目管理信息化平臺(tái)，將由于時(shí)間維度、空間維度和專業(yè)維度造成的孤立信息有效地組織起來(lái)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目管理過(guò)程中信息有序、快速的傳遞，實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的信息溝通和交換，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目資源的統(tǒng)籌優(yōu)化適用和項(xiàng)目全過(guò)程的精細(xì)化管理，有利于提升核電工程項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量和效率。

（二）全壽期服務(wù)需要

核電廠生命周期是指從核電廠的前期工程開(kāi)始直到退役的廣義全壽期。它包括前期工程（初可研、可研、立項(xiàng)）、設(shè)計(jì)（概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)）、建造（土建、安裝、調(diào)試啟動(dòng)）、運(yùn)行（運(yùn)行、維修維護(hù)）、退役等幾個(gè)主要階段。其生命周期中運(yùn)行階段長(zhǎng)，核電工程“交鑰匙”總承包模式除了向業(yè)主交付核電站以外，也要移交核電站運(yùn)行所需的各項(xiàng)圖紙、文件等詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料，項(xiàng)目管理的過(guò)程實(shí)際是協(xié)調(diào)和管理核電工程項(xiàng)目參與各方，包括集團(tuán)、業(yè)主、工程承包商、設(shè)計(jì)公司、監(jiān)理公司、設(shè)備/物資供應(yīng)商、施工單位等多家單位以及其他分包商，監(jiān)控或管理各方的進(jìn)度、質(zhì)量、費(fèi)用，優(yōu)化和整合數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)建設(shè)向生產(chǎn)過(guò)程中的平滑移交。但是，核電工程項(xiàng)目建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)、專業(yè)技術(shù)復(fù)雜，建設(shè)過(guò)程中設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工等產(chǎn)生的變更數(shù)量巨大，極易造成運(yùn)維期數(shù)據(jù)資料不全或數(shù)據(jù)不一致，只有從前期階段注重?cái)?shù)據(jù)積累，保證數(shù)據(jù)源的唯一性、準(zhǔn)確性，才能保證數(shù)據(jù)和實(shí)物的一致，確保向生產(chǎn)、運(yùn)行、退役提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)資源。因此，建設(shè)一個(gè)項(xiàng)目管理信息化平臺(tái)，將核電工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效歸集和優(yōu)化整合，可以為業(yè)主后期運(yùn)行提供極大便利。同時(shí)，作為工程總承包單位及設(shè)計(jì)單位，基于其在核電工程項(xiàng)目建設(shè)中的專業(yè)性和對(duì)核電站相關(guān)數(shù)據(jù)的掌握，有力其更加深入的參與到核電站運(yùn)行過(guò)程中，提供運(yùn)行技術(shù)支持、維修技術(shù)支持、專項(xiàng)技術(shù)支持、設(shè)備供貨、電站改造等，甚至實(shí)現(xiàn)核電站退役項(xiàng)目的工程總承包，繼而形成工程建設(shè)、運(yùn)行、維修、退役全壽期的服務(wù)。

（三）國(guó)內(nèi)外行業(yè)發(fā)展必然

從國(guó)內(nèi)、國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，三維設(shè)計(jì)、進(jìn)度、資源、采購(gòu)及移交的一體化工程信息管理已經(jīng)成了工程管理的必要手段。在全球核電行業(yè)中，AP1000技術(shù)是美國(guó)西屋（WestingHouse）公司與紹爾（Shaw Group）公司合作設(shè)計(jì)的第三代EPC總承包核電技術(shù)，使用了IMS（Information Management System）系統(tǒng)進(jìn)行工程管理。該系統(tǒng)集成鷹圖的Smartplant、MARIAN、Documentum、Primavera軟件，以及自主開(kāi)發(fā)的Shaw Trac掙值跟蹤等軟件，以核電項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、建造、移交全過(guò)程管理為宗旨，為項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、業(yè)主（甲方）和承包方提供統(tǒng)一的管理平臺(tái)。EPR1000是世界領(lǐng)先核電集團(tuán)法國(guó)阿?，m集團(tuán)（AREVA）公司設(shè)計(jì)的第三代核電技術(shù)。是阿海琺以其建造與芬蘭的第一座EPR反應(yīng)堆為依托，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一套信息管理系統(tǒng)（IMS），并從此在公司其他核電項(xiàng)目進(jìn)行推廣。IMS系統(tǒng)基于SAP ERP系統(tǒng)，采用AVEVA PDMS作為3D設(shè)計(jì)工具，AVEVA VPE P & ID融合工程、工藝、管道、儀器和流程圖設(shè)計(jì)，AVEVA VPE數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一管理設(shè)備、儀器、管線等信息，AVEVA VPRM作為資源管理集成工具，和多點(diǎn)協(xié)同AVEVA Global系統(tǒng)，融合Documentum系統(tǒng)管理文檔，Primavera Enterprise管理項(xiàng)目。而在國(guó)內(nèi)，中廣核集團(tuán)通過(guò)收集核電廠數(shù)據(jù)庫(kù)信息，綜合考量三維數(shù)字電廠的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合業(yè)主（甲方）的意見(jiàn)反饋后，提出了中廣核自己的全壽期項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)。中海油公司歷經(jīng)實(shí)驗(yàn)調(diào)研研發(fā)，于2011年建立了中海油EDIS工程數(shù)據(jù)中心，中心能夠繼承項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、文檔和相關(guān)信息，并與SAP、MAXIMO、FILENET等軟件的高度集成。中石油勝利油田也有一套自己的總包項(xiàng)目管理流程，保證了其總包項(xiàng)目能夠通過(guò)改平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)工作全稱、統(tǒng)一、協(xié)同管理，也是一個(gè)一體化的工程項(xiàng)目管理平臺(tái)。可見(jiàn)，全壽期一體化的工程管理信息系統(tǒng)的建設(shè)成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的必要手段，也是必然的趨勢(shì)。

因此，建設(shè)一套貫穿項(xiàng)目前期工程、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、退役全壽期，覆蓋集團(tuán)、業(yè)主、總包單位、設(shè)計(jì)單位、采購(gòu)單位、施工單位、調(diào)試單位、設(shè)備供貨商、監(jiān)理單位等項(xiàng)目各方的標(biāo)準(zhǔn)化信息平臺(tái)，促進(jìn)核電工程項(xiàng)目各參與方共同進(jìn)行精細(xì)化管理，并統(tǒng)一收集核電站全壽期各階段數(shù)據(jù)信息，形成核電工程信息知識(shí)中心是勢(shì)在必行的。

三、信息化平臺(tái)功能分析

（一）三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為平臺(tái)基礎(chǔ)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，三維可視化設(shè)計(jì)越來(lái)越多應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)之中。既可以提升設(shè)計(jì)能力，提高工作效率，也可以為業(yè)主后期運(yùn)維提供更為先進(jìn)、直觀的手段。信息化平臺(tái)應(yīng)具備和三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)如PDMS/SP 3D等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，根?jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)交付物及相關(guān)數(shù)據(jù)，建立各專業(yè)（如結(jié)構(gòu)、機(jī)、電、儀等）符合交付的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、模型標(biāo)準(zhǔn)和電廠結(jié)構(gòu)（PBS/SSC）為核心的核電工程數(shù)據(jù)，收集項(xiàng)目設(shè)計(jì)方的相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)劃信息、三維模型及工藝設(shè)計(jì)信息、設(shè)計(jì)成果文件及數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息為源頭，與采購(gòu)、施工和調(diào)試等過(guò)程的信息進(jìn)行交換，在三維模型中反映諸如變更、進(jìn)度、費(fèi)控等各種信息變化，及時(shí)指導(dǎo)工程建設(shè)實(shí)施，并可最終整理出項(xiàng)目完整的數(shù)字化電站模型交付業(yè)主。

（二）項(xiàng)目計(jì)劃數(shù)據(jù)為平臺(tái)紐帶

核電工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程歷時(shí)長(zhǎng)，參建方多，各參建方參與項(xiàng)目建設(shè)的階段不盡相同，制定和遵循良好的計(jì)劃對(duì)于項(xiàng)目的執(zhí)行尤為重要。同時(shí)各單位信息化建設(shè)情況也不同，必須以統(tǒng)一的一類信息作為各方信息歸集的紐帶?；诤穗姽こ添?xiàng)目特點(diǎn)和現(xiàn)行各單位信息化軟件應(yīng)用情況，信息化平臺(tái)應(yīng)選擇2） 以計(jì)劃信息為紐帶，將設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、倉(cāng)儲(chǔ)、進(jìn)度、費(fèi)用與成本、質(zhì)量安全等信息進(jìn)行有效歸集。計(jì)劃包括工作計(jì)劃、成本計(jì)劃、質(zhì)量計(jì)劃等多種計(jì)劃信息。管理平臺(tái)收集各參建單位的信息，包括設(shè)計(jì)信息、采購(gòu)信息、施工信息、倉(cāng)儲(chǔ)信息、費(fèi)用成本信息、質(zhì)量安全信息等，將這些數(shù)據(jù)與項(xiàng)目的計(jì)劃信息相關(guān)聯(lián)，形成以計(jì)劃信息為骨架，多種信息為支撐的統(tǒng)一信息結(jié)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)對(duì)于項(xiàng)目計(jì)劃的分解，實(shí)現(xiàn)對(duì)于信息的細(xì)顆粒度收集和組織，達(dá)到對(duì)于項(xiàng)目信息的準(zhǔn)確把握。

（三）費(fèi)用控制數(shù)據(jù)為關(guān)注重點(diǎn)

核電工程項(xiàng)目建設(shè)造價(jià)較高，以AP1000依托項(xiàng)目三門(mén)一期核電建設(shè)為例，按照主合同開(kāi)始執(zhí)行（ATP）到投入商業(yè)運(yùn)行（COD）計(jì)算，整個(gè)核電建設(shè)總工期計(jì)劃為71個(gè)月，建成價(jià)格達(dá)400多億元。加之核電上網(wǎng)電價(jià)由個(gè)別定價(jià)改為新建核電機(jī)組實(shí)行標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)政策，因此，核電工程項(xiàng)目造價(jià)已經(jīng)成為后續(xù)不可忽略的因素。信息化平臺(tái)應(yīng)對(duì)項(xiàng)目過(guò)程發(fā)生的費(fèi)用進(jìn)行管理，包括成本標(biāo)準(zhǔn)管理、費(fèi)用估算、成本預(yù)算、成本控制等，收集業(yè)主方的計(jì)劃成本信息、實(shí)際成本信息，在每次測(cè)量費(fèi)用偏差之后，預(yù)測(cè)項(xiàng)目完成時(shí)的估算值，預(yù)示項(xiàng)目結(jié)束時(shí)費(fèi)用估算是否超出可接受的允許范圍，并及時(shí)采取相關(guān)措施。

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