核電廠技術自主化實踐及JIT精益管理提升

南瑞集團中電普瑞電力工程有限公司 王 寶 臺山核電合營有限公司 武哲龍 北京理工大學珠海學院 許金玲

核電廠作為人才、技術、設備密集的流程化生產企業，對設備運行的安全性和人員技能水平要求非常高。黨中央、國務院從國家能源戰略高度重要決策引進先進的三代EPR（歐洲先進壓水堆）核電技術建設中國EPR 三代核電站，作為世界上單機容量最大機組，對質量和技術要求更高，導致在重大技術問題和先進設備上產生了很多不增加產品價值的工作（如先進技術在沒有標準情況下的澄清及理論驗證等），使工程建設某些環節出現停滯和進度引起成本增加，形成一種浪費，帶來很大經濟損失。為此，管理層提出應用技術自主化管理創新思想去管理設計、施工、調試、生產的各個階段工作，解決不增加產品價值偏差問題，實現企業精益化管理。

電氣團隊技術自主化精益管理實踐由兩個核心構成：技術自主化。充分發揮一線技能人才技能水平，實現主動當責，構建技術自主化專項團隊，跨部門協調，不斷消除所有不增加產品價值的工作，實現精益；準時化生產方式Just In Time。制定合理的工作計劃，在生產中損失最低的情況下，通過標準化工作、適時工作、看板工作方式，消除影響設備運行的安全性和質量的重大問題。

1 廠用電零序保護設計問題簡述

中國EPR 三代核電站EPR 1750MW 機組采用M310（CPR1000）基礎上能動安全系統加法設計，廠用電冗余設計了4列供電，每1列設計1臺應急柴油機，同時在1、4列增設兩臺SBO 柴油機（LJP/S）來保證核安全，常規島2臺（LJX/Y）保證汽輪發電機組安全。為保證廠用電源安全可靠，10kV 廠用電系統采用中性點不接地方式，發生單相接地故障時并不會破會系統電壓的對稱性，系統還可以繼續運行1～2個小時，這種接線優點明顯，在歐洲和國內核電站廣泛應用。

雖然該接線優點明顯，但由于EPR 廠用電系統接地電流較大，需在中性點不接地系統上裝設零序功率方向過流保護動作于跳閘和信號。中性點不接地零序方向保護的新設計，卻帶來一系列難題：

該保護在國內外沒有標準去驗證設計正確性，同時國內核電和火電也沒有該方面的業績和經驗可以參考；如參照國外理論采用一次設備進行直接接地故障方法去驗證方向正確性危險性很大，可能會產生弧光重燃過電壓、威脅到廠用電安全，同時非故障相電壓升至線電壓，對整個系統絕緣要求較高，易造成兩點接地短路，造成群體性重大設備傷害。

由于該問題設計到基礎理論研究、屬于各設備質量之外的接口問題，導致各廠家保守決策，都沒有給出解決方案，涉及到核心技術問題，法國設計方遲遲沒有給出答復；異常事件：電氣團隊通過基礎理論研究、保護功能推導、模型仿真、實際試驗驗證，得出精準試驗數據，自主化制定的零序保護功能驗證方案得到設計方認可，最終解決了零序保護驗證問題；執行驗證方案結果：整體設計錯誤需要現場執行改造。

2 精益管理方面存在問題

2.1 群策群力機制缺乏，難以解決核心技術難題

技能團隊缺失，核心能力被分解。在公司電氣團隊內部，電氣部A 工程師在基礎理論方面較強，電氣調試部B 工程師在保護校驗方面能力突出，電氣設計部C 工程師擁有實力雄厚的設計經驗，集團專家組D 工程師擁有準確的故障根本原因分析能力，電氣施工隊E 工程師擁有豐富的施工改造經驗，由于A～E 工程師各自承擔自己的工作，難以構成一個技術當責的團隊，共同努力聯合在一起解決棘手的“三不管地帶”核心技術難題[1]。

做問答題，遭遇困境。針對國內外無標準問題，技術上曾通過經濟手段解決，等待廠家技術研發人員答復方式來解決現場問題，最終無疾而終；得到的經驗教訓：讓設計及研發人員去做問答題，這樣造成該問題可能拖上幾個月甚至更長時間無果。

做判斷題，解決問題。面對技術問題石沉大海的情況，公司電氣內部成立了以電氣部為首的技術自主化團隊，各部門技能專長的專家加入到團隊中來，最終電氣團隊經過基礎理論研究、保護功能推導、模型仿真、實際試驗驗證，得出精準試驗數據，反饋給設計部門，設計和研發人員根據試驗數據去做判斷題，最終零序保護功能驗證方案得到設計方認可，電氣團隊自身也掌握了核心技術，成為標準的制定者。

2.2 重大技術問題，推動式工作流程造成效率低

廠用電零序功率方向驗證方法推動解決初期，采用推動式工作流程，影響工期進度，使成本增加。精益管理價值流分析發現，在處理重大技術問題時，工作流轉體系會產生了很多非增值活動，形成浪費，主要表現如下。

企業各部門采用推動式工作流程，各部門注重增強個人效率上工作，忽略了整體效率的增強問題，產生了很多流程環節上的浪費：2016年8月電氣部在進行保護校驗中，發現廠用電零序功率方向保護國內外標準不統一，可能存在設計錯誤。該流程發起，由電氣部技術人員將問題反饋給調試負責人，調試負責人現場鑒證后，反饋給工程設計負責人，設計負責人經過判斷后，反饋給7個設計方，7個設計方對自身設備確認正常（但沒有任一方答復接口方案驗證問題），反饋給工程設計負責人，工程設計負責人將意見反饋給調試，調試負責人再將答復反饋給電氣部，這樣一個流程實現了一次空轉，在空轉后電氣部負責人面臨技術無果的局面。

前期由于上游設計錯誤，流程性造成設計問題錯誤信息不能及時傳達到下游施工方，造成下游施工單位進行返工，產生了返工的不良浪費：在技術問題澄清過程中，為保證施工進度，現場一直在進行生產工作，就形成了返工的局面。

2.3 功能性施工流程，存在等待的浪費

在進行廠用電零序方向保護設計錯誤改造初期，未建立標準作業、流程和看板管理，使人力和資源成本增加，主要表現在：在進行零序功率方向保護改造中，需進行PT 回路、CT 回路、保護裝置回路、保護裝置定值參數、保護功能驗證、PT 接地點檢查、一次動力電纜核相工作，各項工作流動的方向是由前到后方式，是無序的、存在人員等待的情況，造成人員和資源浪費、影響工期進度；在進行改造中，涉及到調試、安裝、運行、維修各部門，各部門之間彼此負責不同的功能驗證，不能形成整體效率，造成浪費。

3 電氣團隊技術自主化精益管理實踐

構建技術自主化團隊。面對中性點不接地系統零序功率方向過流保護設計正確性無法判定問題，電氣自主化專項團隊按照實施路線圖，從準備、組織、方案制定、實施等階段穩步推進，最終解決了該項技術難題。該自主化路線由一系列離散的階段組成，以線性順序表示，面對現實中錯綜復雜、相互交叉的環節進行了簡化，現實工作中每個技術自主化項目都可參照實施路線圖制定一套適合自身實施過程的順序。

如何獲得管理層支持。管理層支持是技術自主化管理實施第一步、也是最重要的一步。作為技術自主化團隊的組織和執行者，應該將問題/事件、后果及風險、原因分析、糾正行動、總體框架結構講清楚，不能添加個人思想感情，有充足的說服力才能獲得管理層的支持。

由推動式工作流程轉換為拉動式工作流程。電氣團隊建立技術自主化專項組，實施現場出現重大技術偏差決策，通過U 型單元設計，解決上游設計方輸入和下游施工方輸出在中間環節出現的重大技術問題，保證設備質量，簡化流程（圖1）。

圖1 U 型單元作業管理

自主化專項團隊工作方法：簡化復雜的行政審批流程，產生單方面作業流程，對內通過會議紀要形式達成共識，對外通過充分的理論依據用會議紀要形式推動上游設計方修改設計，對外通過會議決策進度計劃合理安排推動下游現場實施改造。

由功能性施工流程轉換為單向流程方式。精益化管理之前，現場實施改造采用按部門和功能流轉的工作方式，使工作存在等待和交叉影響工作效率，同時增加了中間環節產生的各種浪費。成立電氣技術自主化專項團隊后，對相同作業內容的工作，編制了標準化作業程序和看板，將原來的工作方式轉變為單向流程方式，帶來了工作效率大量提高的同時，也提升了人員專業技能水平。再進行之后的RCD 改造、發電機出口斷路器失靈拒動改造、廠輔變非預期切換導致反應堆廠房失電等重大技術問題處理上，電氣團隊制定的標準化作業流程得到了極大的應用和發揮，減少了等待、搬運、贅序的浪費。

4 電氣技術自主化JIT 管理實踐效果及提升

電氣技術自主化團隊通過技能人才群策群力解決了零序功率方向保護無法驗證的技術難題，通過JIT 自主化精益管理進行CT 極性設計錯誤的改造，取得一定的效果；為了更好的執行技術自主化管理落實工作，電氣技術自主化團隊對整個作業流程進行了思考和總結。

表1 衡量指標對比

表2 計劃指標對比

4.1 JIT 實現核電廠技術自主化精益管理流程

JIT 對于核電廠可以定義為：只在必要的時間，按照必要的質量改善當前設備運行狀態的品質、消除偏差，保證機組安全穩定運行；JUST：提升設備運行品質；IN：必要的質量；TIME：由計劃選擇合理的事件，在所有前期準備就緒條件下，在最短時間內消除質量偏差。

JIT 應用于核電站技術自主化管理實踐項目具有實現容易的特點、全員很容易改善，不會產生抵觸情緒，現場技術人員可通過JIT 流線化工作方式，安全穩定化設備管理流程，平衡化工作計劃安排、消除浪費實現技術自主化精益管理的落實，為企業創造價值。

4.2 技術自主化精益管理效果總結

世界上在建的EPR 核電項目有：2005年開工建設芬蘭OL3核電、2007年開工建設法國FA3核電、2009年開工建設的中國EPR 核電，中國EPR 核電從初期跟隨、模仿、參照執行、追趕到超越，最終實現了中國EPR 核電作為EPR 三代全球首堆并網發電，其中EPR 核電管理層推行的技術自主化管理之路發揮了很大的作用。企業落實好技術自主化精益管理的發掘、分享、標準化和培訓，可大大提升工作效率，減少重復性差錯、消除浪費，提升核電企業精益化管理的整體水平，保證了核安全和經濟效益的同時，也會使一個企業培養出一批高精尖技能人才，掌握核電更多的核心技術。

綜上，本文以EPR 三代核電站工程作為實際分析案例并展開相關探討，作為三代EPR（歐洲先進壓水堆）首堆工程，由于在質量和技術方面的要求都比較高，因此也就導致了一些技術問題和產值提升效果不理想的一系列問題，促使了使工程建設某些環節出現停滯和進度引起成本增加，針對于此系列問題，管理層通過推行技術自主化精益管理創新，實現了企業精益管理。