核電站全廠機械聯鎖裝置協同管理平臺的應用

黃文軍，全先德，付豐年，劉 棟，薛萬常

（中廣核工程有限公司，廣東 深圳 518124）

0 引言

“安全第一、質量第一”是核電站建設的基本原則，電氣系統設備安全穩定運行是核電站安全的重要保障[1]。而全廠機械聯鎖裝置是電氣設備實現“五防”聯鎖功能要求的重要裝置，不同電氣設備間通過機械聯鎖功能構成全廠機械聯鎖邏輯。機械聯鎖裝置方法簡單、可靠、直接、有效，特別適合多臺柜或門之間的聯鎖，使操作人員易于識別、杜絕人因失誤，是核電站實現各項操作安全可靠的基本保障[2]。

由于一般的工程項目使用的機械聯鎖裝置較為簡單，且電氣設備常由統一的單位進行設計和采購，管理要求相對簡單。而華龍一號核電項目共有12 類約數千臺套電氣設備需使用機械聯鎖裝置來實現聯鎖操作[3]。面對數量繁多的設備供應商和分包商，以及大量鎖具鎖芯編碼、聯鎖邏輯等設備信息，傳統的管理模式很難高效地對供應商及設備進行管理，且容易出現錯買、多買等情況，給核電站工程建設造成進度風險。結合核電工程EPC 協同及生命周期管理特點[4]，核電項目急需創新性地利用信息化手段開發全廠機械聯鎖裝置管理軟件，提升采購管理效率，節約工程建設成本。

本文對核電站全廠機械聯鎖裝置現有的設計采購流程及供應鏈管理痛點進行了總結，并梳理了核電站全廠機械聯鎖全流程協同管理平臺的各項功能需求，研究提出管理平臺的核心功能和流程，并對平臺的創新點及使用效果進行介紹。本研究是首次對電力系統機械聯鎖裝置的設計、采購及信息管理實現智能化、信息化，為核電站多個電氣設備聯鎖裝置采購管理及創新性管理平臺管理提供了解決方案。

1 核電站全廠機械聯鎖裝置合同執行特點

1.1 全廠機械聯鎖裝置合同執行流程

全廠機械聯鎖裝置作為各類電氣設備的分包部件給核電項目供貨，并由核島中壓柜的供應商承擔鎖具信息及質量的主要管理責任。因聯鎖裝置邏輯統一的需要，全廠機械聯鎖需保持同一品牌，由鎖廠對各類設備的鎖具進行鎖芯編碼管理及生產各類鎖具[5]，現有流程如下：

（1）設計院給核島中壓柜的供應商提供全廠鎖具鑰匙交換盒聯鎖圖；

（2）核島中壓柜的供應商反饋全廠機械聯鎖裝置的信息匯總表（包含鎖具雕刻表）；

（3）設計院按采購包分別給十幾個設備供應商傳遞接口資料，分別提供聯鎖圖和雕刻表；

（4）電氣設備供應商分別向鎖廠采購鎖具；

（5）核島中壓柜的供應商負責全廠鎖具鑰匙和鎖芯編碼管理工作。

1.2 全廠機械聯鎖裝置的合同執行痛點

按現有執行流程，機械聯鎖裝置的設計、采購、管理各方的痛點如下。

（1）對于設計院：需按采購包拆分聯鎖圖、編制聯鎖邏輯表格并進行提資，易出現錯漏；沒有鎖芯編碼和鑰匙信息，后續無法跟蹤鎖具供貨情況；不清楚眾多合同具體鎖具型號及制造供貨進展；無全廠聯鎖裝置的信息查詢平臺、無關聯采購流程的信息平臺。

（2）對于各電氣設備合同負責人及設備供應商：十多個合同涉及鎖具采購工作，與設計院及鎖廠存在多方接口，鎖具信息難管理；核島中壓柜的供應商承擔著大量的鎖具信息管理工作；無法整體查詢各個采購包鎖具采購情況，無全廠鎖具總覽信息和管理平臺；存在大量鎖具聯鎖邏輯的核實工作。

（3）對于機械聯鎖裝置廠家：與太多采購負責人及供應商的信息交互，無法識別鎖具是否漏買、錯買；無法識別鑰匙采購多了或少了，造成浪費；全廠鎖具數量太多，鎖芯編碼管理難，容易造成供貨錯誤。

（4）對于安裝、調試部門及電站運行業主：無全廠聯鎖裝置和鎖芯編碼信息；全廠聯鎖圖查閱不方便，邏輯關系識別困難；鎖具變更、運維改造等工作沒有數據庫，無法全壽期對鎖具進行管理。

2 核電站全廠機械聯鎖裝置平臺功能需求

基于核電站設備采購相關程序及機械聯鎖裝置的管理要求[6]，規劃了核電站全廠機械聯鎖裝置全流程協同管理平臺的各項功能，提出如下軟件開發原則：

（1）設計和采購部門需深度協同，鎖具提資信息和鎖芯編碼等鎖具信息需準確實現雙向高效流轉；

（2）采購部門與供應商及鎖廠分包商之間需進行產業鏈延伸和協同，各類信息需全部實現電子化管理；

（3）平臺需實現設計、提資、采購、制造、運維全流程、全生命周期式的信息管理功能[1]；

（4）平臺需實現對鎖芯編碼智能邏輯校驗的功能；

（5）平臺需實現對鎖具鑰匙智能配置的功能；

（6）平臺需實現對全廠機械聯鎖邏輯智能化、可視化查詢的功能；

（7）全廠機械聯鎖裝置技術、采購與變更等信息需全面管理，保障電站60年運維要求。

針對上述（1）～（3）項功能需求，編制了“全廠機械聯鎖裝置設計采購執行流程”，如圖1～2所示。流程將設計院、采購部門、設備供應商、鎖廠、安裝和調試部門及業主均納入流轉環節。

圖1 核電站全廠機械聯鎖裝置設計、采購、執行流程

圖2 核電站全廠機械聯鎖裝置全流程協同管理平臺工作流程

針對上述（4）～（7）項功能需求，梳理了核電站全廠各類設備的機械聯鎖裝置采購清單以及聯鎖邏輯，并將全廠機械聯鎖圖、鎖具信息、鎖芯編碼等各方相關數據信息進行關聯并錄入平臺，后續工程建設方及電站業主均可智能可視化查詢，助力設備全壽期管理。

根據上述策劃，搭建的核電站全廠機械聯鎖裝置全流程協同管理平臺具備聯鎖邏輯智能校驗、智能鑰匙配置邏輯及聯鎖關系可視化功能。

聯鎖邏輯智能校驗功能：（1）如鎖孔只有一個鎖芯編碼，則需在設備采購合同中配2 把鑰匙，其他情況則采購黑白各一把；（2）鎖具對應的聯鎖關系是否有錯（按電氣聯鎖邏輯自檢）。

智能鑰匙配置邏輯及聯鎖關系可視化功能如下：（1）可總覽全廠鎖具所有匯總信息，也可按合同進行分別查閱鎖具信息及采購進展；（2）點擊鎖孔或鎖芯編碼，可快速導出邏輯關系，包括直接邏輯關系和間接邏輯關系，即可查閱鑰匙關聯的另一個鎖，以及鑰匙置換所關聯的鎖；（3）點擊一把鎖，可顯示把這邊鎖打開的條件。分不同顏色，例如紅色是一級聯鎖關系的鎖具，黃色是二級聯鎖關系的鎖。

3 核電站全廠機械聯鎖裝置平臺創新點

核電站全廠機械聯鎖裝置平臺具有以下創新點。

（1）核電站全廠機械聯鎖全流程協同管理平臺按策劃的設計提資和采購協同要求，開發了機械鎖具采購流程。即設計院發起、采購部門審查、供應商及分包商核實反饋信息等環節。通過整個采購流程流轉，將全廠聯鎖圖、鎖具信息及清單、鎖芯編碼、鑰匙數量等信息全過程關聯錄入。形成機械聯鎖的圖紙、數據和流程及角色深度融合的數據庫，為后續信息管理、數據校驗、智能查詢等提供了數據基礎。同時，平臺成功搭建了EPCS板塊、主分包供應商及業主間統一的核電站機械聯鎖裝置信息交互平臺，為項目工程建設及設備后續全壽期運維提供了電子化數據和工具[7]。

（2）核電站全廠機械聯鎖全流程協同管理平臺實現了機械聯鎖邏輯智能校驗和糾錯，并實現了鎖具鑰匙智能配置和數量邏輯校驗功能，大大提高了鎖具供貨準確性，并可有效節約鑰匙采購成本。

（3）核電站全廠機械聯鎖全流程協同管理平臺實現了全廠機械聯鎖邏輯關系智能可視化查詢和顯示。即將原PDF 版全廠機械聯鎖圖中所有聯鎖邏輯都通過紅、藍連線可視化顯示。不僅可通過鎖具、系統等選擇性顯示聯鎖關系，還可移動或總覽全廠聯鎖關系，為設計、采購、安裝、調試部門及業主識別聯鎖邏輯提供了強大的可視化工具，大大提高了現場安裝、運維工作效率[8]。如圖3～4所示。

圖3 全廠機械聯鎖關系區域及總覽展示

圖4 全廠機械聯鎖關系智能查詢及展示

4 結束語

核電站全廠機械聯鎖全流程協同管理平臺可優化機械聯鎖及鑰匙交換盒在多個合同、多個供應商及分包商間的接口及鎖具信息交換方式，對供貨方式和進度、鑰匙數量優化、編碼防錯、質量控制等方面有非常顯著的促進作用。該平臺創新性地實現了鎖具設計采購制造等流程協同、數據增值及智能校驗和可視化，從根本上解決了核電站全廠機械聯鎖信息管理難、協同難、識別難等問題，提高了鎖具供貨高質量，并為鎖具全壽期管理提供了核心數據庫及管理工具。