核電廠SRCM分析及可靠性數據庫平臺

李艷良，劉丙月，高建勇，戴 兵，金國強

（1.核動力運行研究所，湖北 武漢430223；2.中核集團秦山核電有限公司，浙江 海鹽314300）

核電廠工藝系統多，設備種類及數量龐大而繁雜，在應用傳統RCM方法優化核電廠設備預防性維修大綱時，往往占用太多的人力和物力資源。為降低RCM的分析費用，美國電科院（EPRI）于20世紀90年代中期專門立項進行研究，并由此創建了SRCM方法。SRCM方法簡化了分析流程（見圖1），利用軟件通過計算機輔助用戶進行分析，且在維修任務選擇時，采用了由EPRI開發的PM模板和行業相關經驗，具有知識庫的雛形，因而縮短了分析周期，提高了分析效率，SRCM分析軟件與PM模板數據庫成為應用SRCM方法的兩大不可缺少的工具。SRCM方法自創建以來不斷得到應用，在應用過程中，SRCM的分析環節基本固定，SRCM的基本體系結構已經形成。而EPRI的PM模板也不斷得以更新和充實。

核動力運行研究所（RINPO）從2009年開始關注SRCM的應用，并開始與核電廠進行相關合作。RINPO在與核電廠項目合作過程中，積累了SRCM的項目開展經驗。在沒有SRCM分析軟件的情況下，采用傳統紙板文件記錄分析過程和保存分析結果，結果發現存在著諸多弊端，如：

1）不利于文檔的修改，多次修改后文檔版本比較混亂；

2）不利于文檔編寫以外的人查閱；

3）對故障模式、故障原因等的描述往往各個分析人員用語不規范，難以形成統一標準。

RINPO通過對比國內外多款RCM/SRCM分析軟件，發現軟件若要完全滿足用戶需求必須自主開發，且目前國外應用廣泛的EPRI的PM模板庫也并非總是有效，即便是EPRI的會員單位，也需要分析者認真考慮模板提供的建議，并結合實際情況綜合考慮確定維修任務及其頻度。我國核電廠運行周期不長，部分設備的制造水平、應用環境、使用情況不同于國外，在應用EPRI的PM模板經驗時更需慎重考慮。所以，RINPO開發了基于瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）結構的SRCM分析軟件，并在軟件中嵌入設備可靠性數據庫。

圖1 SRCM工作流程Fig.1 Flowchart of SRCM

1 系統設計

B/S結構只需安裝維護一個服務器（Server），而不用在用戶計算機上另行安裝專門的軟件，只需一個標準的網頁瀏覽器即可完成工作，降低了對客戶端軟硬件設備以及用戶計算機知識水平的要求，減少了客戶端維護更新的工作量，并且具有良好的擴展性。

基于B/S結構構建的SRCM分析及可靠性數據庫平臺主要由SRCM分析軟件、可靠性數據庫兩個模塊組成。各終端計算機可以直接通過網絡在本機上使用IE瀏覽器實現對系統數據的瀏覽和管理。

1）SRCM分析模塊。SRCM分析支持多人同時在線分析，但由于大多為文檔信息，統計分析計算少，因此不單獨設置專門的服務器，一般的辦公電腦即可實現此項功能。

2）可靠性數據庫模塊。用來存儲和加載設備可靠性數據庫信息。由于數據量少，一般的辦公電腦即可實現此項功能。

2 客戶端設計

客戶端按照SRCM工作流程設計，并融合可靠性數據庫。SRCM分析中心重要步驟包括：

1）分析系統篩選；

2）分析系統相關資料和設備維修與故障歷史信息搜集；

3）系統功能分析；

4）設備故障模式及影響分析（FMEA）；

5）設備故障后果分析/設備關鍵性分析；

6）設備預防性維修任務選擇；

7）任務比較。

2.1 用戶角色設計

SRCM分析及可靠性數據庫平臺設置系統管理員、督導員、系統工程師、機械工程師、電氣工程師和儀控工程師、審核專家、可靠性數據管理員8類用戶角色，各角色分負不同的職責，可同時在線開展工作。

1）系統管理員。系統管理員負責用戶角色的設置，分析系統的篩選，分析標準如系統篩選準則、關鍵度準則、維修類型等的設定。

2）督導員。督導員主導工藝系統的分析，系統分析前組織各參與人員搜集系統相關資料，這些資料包括：系統設備清單及其編碼，系統維護歷史記錄，與系統有關的熱力、電氣圖紙、工藝流程圖、設計手冊，有關的邏輯圖，現有的設備維護大綱以及供貨商的設計、運行、維護資料等。分析過程中控制分析進度。

3）系統工程師。系統工程師來自于電廠的運行部門或對電廠運行熟悉。分析過程中負責系統功能及其失效的分析。并根據關鍵度判斷準則識別出關鍵的系統功能，這是下一步設備關鍵性分析的基礎。

4）機械、電氣、儀控工程師。查閱設備相關維護歷史、故障歷史信息，負責機械、電氣、儀控設備的FMEA，根據設備失效對系統功能的影響識別出關鍵、非關鍵設備，對關鍵、非關鍵設備做出不同的維修任務選擇，并與設備原有預維大綱任務進行比較。

5）審核專家。審核專家在系統功能分析完畢后進行一次審核，在系統全部設備關鍵度判斷、任務選擇、對比后再次對分析結果進行審核。

6）可靠性數據庫管理員。可靠性工程師專門負責可靠性數據庫信息維護。可靠性數據庫為SRCM分析提供專家經驗數據參考。SRCM分析時，分析人員只能從數據庫引用信息，而不能隨便修改數據庫內容。數據庫內容有專家組討論后授權可靠性數據庫管理員更新。

2.2 系統功能模塊設計

SRCM分析及可靠性數據庫平臺主要包括4個功能模塊：

● 項目信息維護；

● 系統信息維護；

● 系統SRCM分析；

● 可靠性數據庫維護。

1）項目信息維護。SRCM分析以一個核電機組或核電廠為一個項目。SRCM分析及可靠性數據庫平臺可實現多項目同時在線開展工作，項目轉換時不必退出運行。各項目按照自身項目特點設置SRCM分析相關參數，如系統篩選準則、設備關鍵度準則、關鍵度級別、維修策略類型及邏輯決斷問題等。每個項目設置自己的用戶角色與權限，獨立進行系統篩選。此模塊功能由系統管理員完成。

2）系統信息維護。雖然在核電廠工藝系統上展開，此部分主要維護內容為分析系統開展SRCM所需的相關資料，由每個系統的督導員完成。包括系統設計手冊、設備原有維修大綱、設備廠家維護手冊、設備維修與故障歷史、外部經驗反饋等信息，這些都是后續分析的一個重要參考信息。有了這些信息，設備關鍵度判斷、故障模式及其影響分析才能更準確。

3）系統S R C M分析。系統分析過程按照SRCM分析流程采用步進式設計，包含系統邊界劃分、系統功能分析、設備詳情記錄、設備故障模式及影響分析（FMEA）、設備關鍵性分析/非關鍵評估，維修任務選擇、維修周期計算和任務比較。參與分析的人員包括系統工程師和機械、電氣、儀控設備工程師及審核專家，分析過程中設置兩個審核節點，分別是系統功能審核節點和分析報告審核節點，專家在線審核，由督導員控制分析進度。

4）可靠性數據庫維護。主要按設備類別給出失效模式、失效機理、維修策略建議、維修周期建議。各種維修任務適用條件，存在的維修風險等。設備類別信息還包括設備類的結構，分解圖、基本原理、可維修件。實施SRCM分析時，分析設備以設備類別與可靠性數據庫建立聯系，當分析設備的類別確定后，分析時可靠性數據庫的相關信息便可供分析者隨時參考、引用。因而能夠縮短分析周期，提高分析效率。

2.3 其他功能

除以上主要功能模塊外，SRCM分析及可靠性數據庫平臺還設置有分析報告定制與打印、預防性維修大綱輸出與打印、專家在線審核及審核意見輸出、分析進度提醒，我的任務提醒、用戶日志記錄等功能，同時還專設資料學習模塊，主要存放EPRI、NRC、EDF等國外核電研究機構和國內科研院所有關RCM/SRCM相關資料、設備可靠性研究結果、可靠性計算方法、最新的設備可靠性管理研究方法等信息。使SRCM分析及可靠性數據庫平臺真正成為可靠性工程師工作與學習的園地。

3 需要關注的問題

SRCM分析及可靠性數據庫平臺將分析流程固化，但用戶仍有較大的靈活性去設定分析參數，如系統篩選準則、關鍵度判斷準則等，在具體設置時，可以參考美國電科院（EPRI）的系統篩選建議，如系統是否有較多的工作任務，系統是否有較多的狀態需要檢測或適合進行狀態檢測，系統是否可用率及可靠性差，等等。除此以外，還要考慮國家法規、核安全法規、核電業績標準的約束。

此外，EPRI的PM模板數據庫為其會員單位的設備可靠性管理、維修策略制定提供了豐富的專家經驗。我國也應借鑒建立類似的可靠性數據庫，集全核電行業之力，共建專家經驗知識庫。

[1]徐習東，朱駿永，呂一農，等. 一種改進的RCM方法——精簡型RCM（SRCM）[J]. 華北電力技術，2006（3）.（XU Xi-dong, ZHU Jun-yong, LV Yi-nong, et al. A Modified RCM Method——Simplified RCM (SRCM)[J]. North China Electric Power Technology,2006(3).）

[2]S R C M分析導則[R]. 中核集團秦山核電有限公司.（Guide for SRCM Analysis[R]. Qinshan Nuclear Power Co., Ltd., CNNC.）

[3]黃立軍，陳宇. 精簡型R C M（S R C M）的發展及其在核電廠的應用[C]//2009年核能行業可靠性維修（RCM）研討會（專刊）.（HUANG Lijun, CHEN Yu. Development of Simplified RCM (SRCM) and Its Application in Nuclear Power Plant[C]. Seminar on Reliability Centered Maintenance (RCM)of Nuclear Power Industry in2009 (Special issue).）

[4]EPRI. Reliability Centered Maintenance Workstation User's Guide，TR-101967-V2，1993.