核電廠數字化防異物管理

楊云斐 蒲曉彬 鄒遠波 嚴斌鵬 姜乃銘 中核核電運行管理有限公司

最近數年間，全球核電廠由于異物侵入系統和設備而造成的燃料和設備故障的次數呈上升趨勢，據不完全統計，核電事件中近30%與異物相關。由于不同人員對異物可能造成系統、設備和燃料故障的警惕性不同，帶來防異物管理的不確定性。在傳統防異物觀念中，人防高于技防，忽略了數字化、可視化以及精細化等信息技術的技防措施。隨著我國大數據、人工智能為代表的新一代信息技術迅猛發展，數字化技術為防異物管理創造了前所未有的條件，應用數字化開展防異物管理，可以保證工程建設和機組安全穩定運行。

一、數字化是防異物管理的必然趨勢

傳統的防異物管理方式是通過“紙質表單+守衛檢查”的方式完成防異物管控。從最近幾次大修的情況來看，這種管理模式存在守衛失責、登記缺失、記錄錯誤、追溯模糊、工器具、耗材管理等人因失誤風險。

首先是進入防異物管控區前存在的風險：個人物品、手機帶入管控區遺漏，進入隔離區域人員信息，不清晰、不完整或信息滯后。其次是防異物管理過程中存在的風險：物品進出不規范，記錄缺失或者錯漏，手工登記效率低，人員進出記錄無法在線實時獲取，物項帶出、留存的情況無法準確獲取，管理員是否在崗信息無法有效監督。最后是防異物管理復盤存在的影響：現場工作過程記錄、日志等信息不完整或缺失模糊，歷史數據無法快捷查詢、趨勢分析，復盤效率低。

綜上，電廠需引入數字化的技術手段，利用電子流程化、可視化的優勢，減少人員職守，提質增效，降低異物侵入風險，實現人員、物品登記的數字化管理。

二、數字化防異物管理原理

數字化防異物管理能夠滿足無人值守情況下的人員和物項控制。通過人臉識別與授權數據庫信息比對實現人員進出權限控制；通過設定異常報警實現人員進入控制；通過物品掃碼登記進出防異物區域管理，實現遠程視頻監控及雙向語音通話。在防異物隔離區入口處放置工器具掃碼機、電腦接入優化后的工器具管理系統，人員通過魔點門禁系統閘機進入，工具掃碼登記，遠程視頻監控管理過程，保障授權人員進出控制，保證物項進出登記管控，最大限度地避免物項遺失導致的異物事件。管理要素有：人員、物項、視頻監控、異物控制區。對于人員授權名單進入防異物專區的魔點門禁系統，禁止非授權人員，包含任務信息，進出人員信息登記，進入時間記錄、離開時間記錄；對于物項設置指紋鎖個人物品、收集存放柜，限制個人物項進入、檢查個人攜出物項掃碼登記工具、備件和材料，時間記錄、離開時間記錄，物品進出高峰期、低谷期趨勢記錄統計；對于視頻監控通過高清攝像頭對進出魔點門禁的人員履責監控、提醒，對進出物項與進入掃碼記錄責監控、提醒，實現數據圖像處理、存檔、展現；對于異物控制區搭建實體隔離區，留一個入口位置，設置屏障和邊界，防異物管理員、監督人不定期巡檢異物控制區管理有效性。

三、數字化防異物管理主要做法

（一）健全防異物管理組織，設計防異物管理方案標準

1.健全防異物管理組織，建立防異物管控隊伍。防異物管理要求深入到維修組織與實施全層級（F1、F2、F3）、覆蓋到全過程（工作準備、風險識別、應對措施、監督和管控），需要健全防異物管理組織，建立防異物管控隊伍，規定各階段、各崗位的職責和接口關系，落實防異物管控的具體要求，能夠將防異物計劃、方案、職責、布置、工器具、工藝方法等落實在生產相關部門，如維修、運行、安質、技術、商務各領域涉及維修人員、運行人員、安質人員、設備工程師、倉庫保管員，確保電廠構筑物、設備、系統的清潔度、設施完整性、開口封堵、工器具及備件運動部件可靠性由相關部門的供應、隔離、去污、保潔、封堵、監督各方面的防異物規范化管理。

2.完善防異物管理體系，制定防異物管理方案標準模板。在防異物管理體系中，開發了領導、管理、執行三個層次的管理程序，以業務流程為驅動，拆解細分各個過程，明確關鍵控制環節，在領導層提出的管理期望與目標指引下，管理層建立日常和大修的異物風險預防機制、異物事件考核機制、技術創新管理機制、經驗反饋改進機制，參考行業防異物導則、評估準則、維修管理大綱制定公司防異物管理程序，涉及運行、維修、技術、維修支持、技術支持、化學、保健物理、商務、倉儲、培訓等各領域管理責任和防異物管理要求。

3.開發了《裝換料操作、換料水池作業、乏燃料水池作業防異物管理方案》《容器管道類作業防異物管理方案》《泵類設備作業防異物管理方案》《閥門類設備作業防異物管理方案》《儀表接管電氣接線類防異物管理方案》《汽輪發電機組防異物管理方案》《坑洞、涵道、坑內、坑口作業防異物管理方案》等管理方案標準模板。從技術、管理兩個層面，制定相應技術規范、作業指導、操作步驟等，為實施數字化防異物管理奠定了堅實的基礎。

（二）優化互聯信息化平臺，提供數字化防異物管理環境

1.優化生產管理系統，構建數字化防異物人員管理平臺

順應時代潮流，應用信息化管控能夠提升防異物安全質量管控水平，數字化、信息化技術手段能夠實現人員、物品登記的防異物管理，減低人因失誤風險。在管理系統工作區域控制模塊增加“防異物專區”，增設進入防異物專區的人員申請、審批流程，確保經防異物專項培訓考核合格人員和經授權進入該防異物專區的人員才被允許進入。經過系統防異物專區審批授權人員人臉采集進入系統，與公司人員工作區進出控制互聯互通。進入防異物控制區的人數進行峰值管理，到達峰值其他人員無法進入，通過管控區內外人員置換的方式實現。

2.擴展工器具管理系統功能，構建數字化防異物物項管理平臺

依托生產管理信息化平臺，對進出防異物專區的物項進行精確登記、精準定位、精細管理的業務流程、活動和職責為輸入，在信息化平臺中規范了物項進出全過程管理和通道，使得數字化防異物設備及過程活動信息有效傳遞，為數字化防異物管理提供了信息化支持。擴展工器具管理系統功能，實現系統中涉及工器具、材料、備件、物料等主物料數據與工器具管理系統互聯互通，在工器具管理系統增設防異物管理專區，實現進出防異物管理區域的物項掃描物資編碼進出控制。系統可直接導出物項進出清單至EXCEL，形成該區域的防異物區域物項進出登記表。

3.搭建遠程視頻管理系統，實現數字化防異物動態管理

在防異物隔離區搭建遠程視頻監控系統，實現防異物管理過程視頻動態監控。在防異物管控區入口進出位置架設高清攝像機，采用硬盤錄像機實現30天回放，利用有線光纖傳輸（或電信MEC卡（內網SIM卡）的內網無線傳輸）到班組級、科級、處級辦公室終端（數字大屏、電腦）總體監控，實現防異物視頻監控觀察指導。遠程監控系統具有視頻和音頻對話功能、調方向、調焦距功能，具備視頻回放、查詢功能，可以利用電腦終端、班組管理終端大屏幕投屏，對進出防異物隔離區的人員、物項履責監控、提醒，實現數據圖像處理、存檔、回放，檢測隔離區人員防異物行為規范，同公司現在平臺集成，現場監控視頻，數據實時交互，為后臺管理，作業指導中心管理支持提供平臺支撐。監控系統獲得人員身份信息時，對于有發生過工具丟失的工人，系統會發出警告，有利于防異物績效考核和獎懲。

（三）開展信息化、數字化防異物管理，提升防異物管理人員績效

1.安全質量信息化系統優化提升

質量控制人員和安全監督管理人員根據自身的職責重點關注防異物管理是否按程序執行，有效識別防異物的隱患偏差、質量事實的類型有利于共性分析和趨勢跟蹤，有利于各領域管理人員明確地向現場實施人員傳達防異物管理期望，提高員工防異物意識，加強防異物隱患偏差、質量事實的考核，建立負面清單讓長期多次違規人員受到處罰。在質保管理系統要素一類增設“防異物”，在工業安全系統監督管理工業安全現場情況分類增設“防異物”，將作業人員落實防異物措施和清潔度檢查、審查和執行防異物方案、防異物區控制、人員和物項進出記錄管控、工具和零部件防墜措施、防異物相應的屏障和標志、防異物覆蓋和封堵等隱患偏差和質量事實納入質量控制和工業安全管理范疇。從安全質量信息化系統中導出異物數據和事實建立負面清單，形成異物管理分析報告，便于持續改進。

2.建立數字化防異物管控過程

在防異物隔離區入口處放置工器具掃碼機、電腦接入優化后的工器具管理系統，人員通過魔點門禁系統閘機進入，工具掃碼登記，可遠程視頻監控規范相關管理過程，保障工作過程中進出人員的授權，保證進、出物項記錄的完整性，最大限度地避免物品遺失導致異物事件的發生。

一是進入管控區前的防異物控制。在防異物專區隔離區入口處設置個人物品刷臉存儲柜，最大存儲人數150人次，最小存儲人數50人次，方便進入防異物專區人員的個人物品如手機、水杯、門禁卡、小物件等臨時存放。存放人員現場刷臉登記打開柜門，存入物品，關閉柜門，取出時刷臉開門，取出物品，關閉柜門，輕便快捷，提高效率。主要功能有：（1）人員管理：可以添加、修改和刪除人員信息，也可以使用U盤導入、導出人員。（2）記錄管理：用戶使用箱柜進行存取的記錄都可以查看。（3）門柜設置：可以配置箱子數量、開箱清箱、收費設置、指紋模式選擇等。（4）固件升級；用于軟件版本的升級。（5）修改密碼：可以修改進入后臺管理的密碼。（6）恢復出廠：清除所有數據，參數設置恢復默認值。（7）系統設置：可以設置系統的聲音、時間、網絡，設備基本信息。

二是防異物管理工作過程控制。以汽輪機發電機檢修區域為例，對防異物專區進行規劃，分區、分層、分類進行場地物項存放，根據規劃搭建防異物專區實體隔離區域。在防異物專區隔離區入口處設置人員進出閘機，經授權人員刷臉登記進入，攜帶工器具、材料、備件掃碼登記，進出人員行為通過視頻監控。數字化防異物管理隔離區入口現場布置工具掃碼機及支架、移動式攝像頭、移動式魔點門禁，布置網線并與生產管理系統、工器具管理系統互聯互通實現信息共享。

三是防異物管理過程復盤管理。數字化防異物管理通過信息系統可以直接看出當前區域的人數和過程中人員流動趨勢，便于核心區的防異物人員動態控制；可以通過進出物品物資、工器具、材料在信息系統對比直接生成未帶出區域的物資種類名稱便于快速找到；通過防異物管理區域的視頻監控系統可以存儲人員行為，在發現異物事件時可以快速找到失效人員和失效部位，便于防異物管理過程復盤管理、總結、分析、經驗反饋。

四、數字化防異物管理效果

（一）異物管控水平持續提升，實現防異物數字化管理轉型

相比傳統的管控方式，具備更好的穩定性、精準性、可靠性，最大限度減少了人的因素，改善了防異物實體屏障，建立了防人因失誤的實體屏障；易于操作，執行簡單；減少勞動成本，提高工作效率，為防異物工作增添數字化保障，數據統計信息化，讓人員和物項信息更加準確和便捷；實現了同公司生產管理、工業安全、質量保證信息化平臺互通互聯；實現了集成物項、工器具、材料、備件等基礎信息系統后臺管理工作，支撐工作現場工作有序開展現場監控視頻，數據實時交互。通過數字化防異物管理，從實施前到實施后異物相關狀態報告數量降幅為23%，異物相關質量事實和工業安全偏差降幅為48%，異物偏差形成明顯的下降趨勢。

（二）低碳綠色環保，培育了健康的防異物文化氛圍

建立了完善的數字化管理實體屏障、管理屏障、組織屏障，減少和避免了防異物管理中人因失誤發生概率，促進了運行、維修、技術、管理人員的防異物意識持續提升；通過信息化、數字化人員和物項管控清單的發布和應用，降低了傳統管理資源投入，節省了大量的A4紙及文檔管理工作及成本，通過可視化管理，定點、定位、定色節省了資源的浪費。通過信息平臺實現數字化防異物管理的縱深防御，促進現場維修人員不斷在實踐中貫徹高標準，不斷提升人員行為安全素養，減少了異物事件發生次數，實現了防異物管控績效指標，深植了追求卓越、超越自我的核安全文化氛圍，踐行了安全是核電廠的生命線的價值理念。

（三）異物管理要求得到有效驗證，推進管理體系完善

從信息化平臺實現互聯互通到“數字化”替代“紙質表單+守衛檢查”的管控模式，實現遠程視頻監督管控，改進了防異物方法，配置數字化管控設備系統，優化了防異物管理流程，異物管理要求得到有效驗證。通過一年來的管理提升，改進了防異物組織與管理，完善了防異物管理體系，在防異物管理、技術、實施三方面全面提升了電廠防異物管理水平，持續規范了現場人員的防異物行為，提升了維修領域異物控制的組織與管理水平，全面實現了防異物管理提升期望。

五、結語

數字化防異物管理的應用表明，該管理模式既培育了健康、積極、成熟的異物防控氛圍，又有效防范了維修作業和技術改造過程中的各類異物風險，電廠探索出了一套適合多機組專業化維修管理的數字化防異物管理模式，異物風險管控能力不斷加強，具有很強的實際應用價值，可以在核電行業乃至電力企業進一步推廣應用。