淺析核電工程總承包項目信息化集成平臺建設

李陽 明曉洋

【摘要】核電工程是一個建設周期長、投資額度大、專業技術繁雜、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，不利于精細化、全壽期管理，需要建設信息化集成平臺進行項目管理。本文首先分析了核電工程項目特點，從總承包模式分析信息化平臺建設的必要性，并提出平臺建設的構想。

【關鍵詞】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，是現代化能源體系的重要組成部分。隨著我國新的核電中長期發展規劃的發布，以及2019年山東榮成、福建漳州和廣東太平嶺核電項目相繼核準開工，我國核電結束3年“零核準”困局，發展形勢迅速好轉，由積極發展轉變為大力發展;同時世界核能產業進入結構調整期，全球市場格局正在發生變化，部分新興國家正在逐步成為未來全球核電主要市場，我國核電“走出去”已成為世界核能發展的大勢所趨。

從1985年3月我國大陸自行設計的第一座30萬千瓦級壓水堆核電站——秦山核電站開工建設開始，我國核電發展從技術后援到引進和消化吸收、自主設計再到形成自主知識品牌，在設計、采購、施工、調試、運行等各個領域水平有了較大提升。但隨著電力體制改革深入推進，風電、光電等新能源規模迅速擴大，發電成本持續降低，加之公眾對核安全的關注度顯著提高，對核電安全性、經濟性要求也逐步提升，核電工程建設的質量變革、效率變革更加迫切，相關產業鏈的各環節之間的協調有待進一步加強。

二、信息化平臺建設的必要性

核電工程是一個專業技術繁雜、建設周期長、投資額度大、信息交換接口多、合同管理龐雜的大型工程，與其他行業的同類工程相比還要嚴格遵循核安全法規監督，核電工程建設過程的進度和質量控制是保證未來電廠是否正常運轉的基礎。因此，沒有任何一個單位可以獨立完成這個項目，需要各個單位之間的協同合作。當前，我國主要核電工程項目建設模式為“交鑰匙”總承包模式，由集團下一家公司作為總承包方，通過合同關系，協調項目參與各方共同進行工程建設，建設完成后交付業主運行。核電工程項目精細化管理、全壽期管理、三維可視化交付既有利于項目過程管控，降低建造成本，提高建設質量，也有利于業主后期的運行和維護。

（一）精細化管理需要

核電工程項目的管理包括了從前期準備到設計、采購、土建、安裝、調試的建設全過程管理;而工程建設過程中，需要協調和管理的參與各方則包括了集團、業主單位、設計單位、采購單位、設備/物資供應商、土建和安裝單位及其分包商、監理公司等等。同時核電工程項目管理的內容更加寬泛，首先核電工程項目管理屬于工程項目管理范疇，與典型項目管理相一致，遵循項目管理知識體系規定的9個知識領域，即范圍管理、時間管理、成本管理、質量管理、人力資源管理、溝通管理、采購管理、風險管理和綜合管理，同時基于核電工程的政策導向性、專業技術性、建設復雜性，以及核電工程建設需要符合《建設工程項目管理規范》和《建設項目工程總承包管理規范》等國家規范，核電工程項目管理內容還應包括設計管理、現場施工管理、安全職業健康與環境管理、移交收尾管理等內容。所以核電工程項目管理時間跨度長、涉及單位多、覆蓋內容廣，管理難度較大，管理過程中的信息溝通和傳遞如果采用傳統的紙質方式，則會導致效率低下，完全不能滿足項目需求。從當前實際的核電工程項目管理的運作來看，幾乎所有的參與單位都基本實現了信息化管理，但是由于各參與方是通過復雜的合同關系進行連接，所屬集團不同，發展情況不同，主營業務不同，信息化建設的程度也不盡相同，這必然造成了信息傳遞過程中的壁壘。加之核電工程項目管理的復雜性，在項目管理過程中必然產生了分階段管理、分單位管理、分專業管理，這必然導致項目管理過程中出現信息“孤島”，項目信息難以得到真正的傳遞和共享，信息傳遞的效率、準確率難以保證，繼而導致項目參與各方各自為政，難以在共同的項目目標下開展項目建設活動。所以，在合同關系下，建設一個項目管理信息化平臺，將由于時間維度、空間維度和專業維度造成的孤立信息有效地組織起來，實現整個項目管理過程中信息有序、快速的傳遞，實現高效、準確的信息溝通和交換，實現項目資源的統籌優化適用和項目全過程的精細化管理，有利于提升核電工程項目建設的質量和效率。

（二）全壽期服務需要

核電廠生命周期是指從核電廠的前期工程開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）、設計（概念設計、詳細設計）、建造（土建、安裝、調試啟動）、運行（運行、維修維護）、退役等幾個主要階段。其生命周期中運行階段長，核電工程“交鑰匙”總承包模式除了向業主交付核電站以外，也要移交核電站運行所需的各項圖紙、文件等詳細的數據資料，項目管理的過程實際是協調和管理核電工程項目參與各方，包括集團、業主、工程承包商、設計公司、監理公司、設備/物資供應商、施工單位等多家單位以及其他分包商，監控或管理各方的進度、質量、費用，優化和整合數據實現建設向生產過程中的平滑移交。但是，核電工程項目建設時間長、專業技術復雜，建設過程中設計、采購、施工等產生的變更數量巨大，極易造成運維期數據資料不全或數據不一致，只有從前期階段注重數據積累，保證數據源的唯一性、準確性，才能保證數據和實物的一致，確保向生產、運行、退役提供有價值的數據資源。因此，建設一個項目管理信息化平臺，將核電工程項目建設過程中產生的數據信息進行有效歸集和優化整合，可以為業主后期運行提供極大便利。同時，作為工程總承包單位及設計單位，基于其在核電工程項目建設中的專業性和對核電站相關數據的掌握，有力其更加深入的參與到核電站運行過程中，提供運行技術支持、維修技術支持、專項技術支持、設備供貨、電站改造等，甚至實現核電站退役項目的工程總承包，繼而形成工程建設、運行、維修、退役全壽期的服務。

（三）國內外行業發展必然

從國內、國際發展趨勢來看，三維設計、進度、資源、采購及移交的一體化工程信息管理已經成了工程管理的必要手段。在全球核電行業中，AP1000技術是美國西屋（WestingHouse）公司與紹爾（Shaw Group）公司合作設計的第三代EPC總承包核電技術，使用了IMS（Information Management System）系統進行工程管理。該系統集成鷹圖的Smartplant、MARIAN、Documentum、Primavera軟件，以及自主開發的Shaw Trac掙值跟蹤等軟件，以核電項目設計、施工、建造、移交全過程管理為宗旨，為項目設計、施工、業主（甲方）和承包方提供統一的管理平臺。EPR1000是世界領先核電集團法國阿海琺集團（AREVA）公司設計的第三代核電技術。是阿海琺以其建造與芬蘭的第一座EPR反應堆為依托，設計開發的一套信息管理系統（IMS），并從此在公司其他核電項目進行推廣。IMS系統基于SAP ERP系統，采用AVEVA PDMS作為3D設計工具，AVEVA VPE P & ID融合工程、工藝、管道、儀器和流程圖設計，AVEVA VPE數據庫統一管理設備、儀器、管線等信息，AVEVA VPRM作為資源管理集成工具，和多點協同AVEVA Global系統，融合Documentum系統管理文檔，Primavera Enterprise管理項目。而在國內，中廣核集團通過收集核電廠數據庫信息，綜合考量三維數字電廠的研發經驗，并結合業主（甲方）的意見反饋后，提出了中廣核自己的全壽期項目信息管理系統。中海油公司歷經實驗調研研發，于2011年建立了中海油EDIS工程數據中心，中心能夠繼承項目運行過程中的各項數據、文檔和相關信息，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目管理流程，保證了其總包項目能夠通過改平臺，實現多點工作全稱、統一、協同管理，也是一個一體化的工程項目管理平臺?？梢姡珘燮谝惑w化的工程管理信息系統的建設成為國際競爭的必要手段，也是必然的趨勢。

因此，建設一套貫穿項目前期工程、設計、建造、運行、退役全壽期，覆蓋集團、業主、總包單位、設計單位、采購單位、施工單位、調試單位、設備供貨商、監理單位等項目各方的標準化信息平臺，促進核電工程項目各參與方共同進行精細化管理，并統一收集核電站全壽期各階段數據信息，形成核電工程信息知識中心是勢在必行的。

三、信息化平臺功能分析

（一）三維設計數據為平臺基礎

隨著信息技術的發展，三維可視化設計越來越多應用到工程設計之中。既可以提升設計能力，提高工作效率，也可以為業主后期運維提供更為先進、直觀的手段。信息化平臺應具備和三維設計系統如PDMS/SP 3D等進行數據傳輸的能力，根據項目設計交付物及相關數據，建立各專業（如結構、機、電、儀等）符合交付的數據標準、模型標準和電廠結構（PBS/SSC）為核心的核電工程數據，收集項目設計方的相關設計計劃信息、三維模型及工藝設計信息、設計成果文件及數據信息，實現以設計數據信息為源頭，與采購、施工和調試等過程的信息進行交換，在三維模型中反映諸如變更、進度、費控等各種信息變化，及時指導工程建設實施，并可最終整理出項目完整的數字化電站模型交付業主。

（二）項目計劃數據為平臺紐帶

核電工程項目建設過程歷時長，參建方多，各參建方參與項目建設的階段不盡相同，制定和遵循良好的計劃對于項目的執行尤為重要。同時各單位信息化建設情況也不同，必須以統一的一類信息作為各方信息歸集的紐帶。基于核電工程項目特點和現行各單位信息化軟件應用情況，信息化平臺應選擇2） 以計劃信息為紐帶，將設計、采購、施工、倉儲、進度、費用與成本、質量安全等信息進行有效歸集。計劃包括工作計劃、成本計劃、質量計劃等多種計劃信息。管理平臺收集各參建單位的信息，包括設計信息、采購信息、施工信息、倉儲信息、費用成本信息、質量安全信息等，將這些數據與項目的計劃信息相關聯，形成以計劃信息為骨架，多種信息為支撐的統一信息結構，同時通過對于項目計劃的分解，實現對于信息的細顆粒度收集和組織，達到對于項目信息的準確把握。

（三）費用控制數據為關注重點

核電工程項目建設造價較高，以AP1000依托項目三門一期核電建設為例，按照主合同開始執行（ATP）到投入商業運行（COD）計算，整個核電建設總工期計劃為71個月，建成價格達400多億元。加之核電上網電價由個別定價改為新建核電機組實行標桿上網電價政策，因此，核電工程項目造價已經成為后續不可忽略的因素。信息化平臺應對項目過程發生的費用進行管理，包括成本標準管理、費用估算、成本預算、成本控制等，收集業主方的計劃成本信息、實際成本信息，在每次測量費用偏差之后，預測項目完成時的估算值，預示項目結束時費用估算是否超出可接受的允許范圍，并及時采取相關措施。

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