核電站在役檢查信息化管理平臺研究及應用

張學糧，范巖成，王春陽，周國正

(1.蘇州熱工研究院有限公司 蘇州215004；2.大亞灣核電運營管理有限責任公司 深圳518124；3.中國廣核集團有限公司 深圳518028)

1 引言

在役檢查是核電站安全運行的重要保證手段之一，其管理工作貫穿核電站整個壽期，是一項長期而復雜的系統工程，它包括了大綱管理、規程管理、計劃安排、組織實施、報告編制、缺陷跟蹤處理、人員管理及經驗反饋等一系列內容，技術含量高、信息量龐大、持續時間長、管理環節多。相關內容的合規性、準確性和可追溯性對核電站在整個壽期內的安全運行意義重大。

目前我國各商運核電站多采用紙質化手工管理的方式管理在役檢查工作的各個環節。隨著運行經驗的不斷積累，在管理水平不斷提升的同時，一系列紙質化手工管理模式帶來的問題也逐漸凸顯。伴隨著未來我國在建核電機組的陸續投運，核電規模將日趨壯大，核電站多基地群堆化管理模式以及日本福島事故后國際和國內對核能安全的空前重視將對在役檢查管理水平提出更高的要求。傳統的紙質化手工管理方式已難以適應未來核電產業發展的需要。

本文在梳理大亞灣核電站在役檢查管理工作的基礎上，率先提出了利用在役檢查管理平臺實現核電站在役檢查信息化管理的方案，結合實際開發過程就系統的架構設計和實現要點進行了重點論述，并結合應用反饋分析了系統的優化設想，對我國核電站在役檢查的信息化管理實現具有良好的借鑒意義。

2 核電站的在役檢查管理現狀

核電站服役壽期內，必須按照法規要求開展一系列在役檢查活動（包括檢查、試驗和監督等專項）以確保機械承壓設備的結構完整性，最終保障核電機組的安全運行。由于相關活動質量直接影響機組安全，必須按照規范開展，且活動記錄必須在電站的整個壽期內可查，因此核電站在役檢查管理必須滿足合規、準確和可追溯的要求。與此同時，核電站運行期間收到的內外部經驗反饋也會影響在役檢查策略的制定，因而經驗反饋的及時性必須得到保障。

經過近20年的商業運行，大亞灣核電站已形成較成熟的在役檢查管理模式，為國內其他多座核電站所借鑒。

核電站的在役檢查管理流程可概括為輸入分析、計劃準備、檢查實施和持續反饋4個環節。如圖1所示，大亞灣核電站以程序化的方式對在役檢查活動各環節的工作質量進行控制，體現了“按程序辦事”的核安全文化內涵。各環節的工作結果以文件的方式進行記錄和管理。

圖1 核電站在役檢查管理流程及涉及的文件資料

依據管理內容的不同，在役檢查管理可進一步分為規范管理、大綱計劃管理、規程管理、實施文件管理、檢查報告管理、缺陷管理、輻照監督管理、人員及權限管理、經驗反饋管理等多個管理子項。其中大綱計劃管理和報告管理尤為關鍵，也最為復雜。

為了對檢查項目進行精細化管理，電站建立了一套完備的在役檢查大綱文件體系，包括總綱、10年計劃、機組計劃、年度大修計劃等，將每條焊縫的檢查要求和檢查計劃納入這一系列大綱文件進行追蹤。實際管理時需結合核電廠的發電計劃以及檢查實施情況定期調整或更新檢查計劃狀態。

每個在役檢查項目實施后，檢測單位需編制檢查報告，明確記錄待檢對象、檢查條件、檢查結果等內容。核電廠需在電站的整個壽期內保存檢查報告，以便追溯和比對設備在整個壽期內的檢查結果，評估機械承壓設備的狀態。

據統計，大亞灣核電站單臺機組規范和非規范檢查項目合計超過8 000項，平均每臺機組每次大修的檢查報告頁數多達2 000頁。隨著運行機組的不斷增多和在役檢查記錄文件數量的與日俱增，傳統在役檢查管理模式下的幾個典型問題也日益突出。

·效率低，準確性不足。需投入大量人力維護在役檢查大綱中的檢查條目和檢查計劃，每次大修前需人為篩選出需進行檢查的項目以編制在役檢查年度計劃，加之現場實施向大綱的反饋難以有效開展，大綱中不準確的待檢部位信息難以被發現。此外，由于檢查計劃信息存在于多份大綱，各大綱文件的手動更新沒有聯動，導致大綱文件的計劃狀態存在相互不一致和與實際實施狀況不一致的情形。

·檢查結果易用性較差。因檢查報告數量巨大，紙質管理方式使得查閱某一項目的歷史檢查結果要耗費巨大的精力，為檢查結果的檢索、利用和檢查歷史的統計分析帶來巨大困難。

·管理過程的可追溯性不足。在役檢查管理過程中，由于檢查計劃調整和經驗反饋，大綱、規程需要升版，傳統的管理方式難以實現對演化過程的追溯，不利于過程的跟蹤和管理水平的評估。

上述分析表明，傳統的在役檢查管理模式已難以滿足核電站日益提高的管理要求。在核電機組不斷增多、業主人員數量精簡的情況下，亟須提高在役檢查管理效率、保證在役檢查工作的準確性、提升檢查結果的易用性和管理過程的可追溯性。

通過搭建在役檢查信息化管理平臺，發揮信息化的優勢，可以很好地解決上述問題。

3 管理平臺設計

在役檢查管理平臺架構如圖2所示，基于核電站成熟的局域網，采用BS架構，可實現系統的異地訪問，也有利于向多基地群堆化管理方向拓展。

圖2 在役檢查管理平臺架構

如圖3所示，模塊設計方面以待檢部件管理模塊、大綱和計劃管理模塊、檢查報告管理模塊為核心，擴展其他功能模塊，分別提供授權管理、流程管理和全局查詢等功能，覆蓋在役檢查管理的全部環節。與此同時，將圖1中所列的在役檢查管理過程中的文件資料納入系統平臺，實現電子化管理，再增加跨模塊的綜合查詢功能，以提高文件、數據的檢索效率。通過建立模塊之間數據的關聯性，輔以日志、自動導出功能，既能提高大綱項目的準確性和檢查報告的易用性，還能提高管理效率并增強管理過程的可追溯性。

圖3 在役檢查管理平臺模塊設置

待檢部件管理模塊將數據表分為設備和部件兩個層級，以滿足大綱計劃制定的靈活需求。

大綱計劃管理模塊將在役檢查大綱體系文件中數量龐大的檢查項目表格數據化，并單獨設立計劃數據表，針對每一條焊縫制定檢查計劃并將其作為平臺唯一的計劃信息來源，大綱文件中的計劃信息均引自計劃數據表，以解決手工管理時大綱文件計劃狀態不一致的問題，配以強大的報表導出功能，可同時滿足數據化管理和紙質規程管理的需求。

檢查報告管理模塊將全部檢查報告數據化，將報告的編制、審查和批準工作均納入系統中完成，利用電子化審批流程代替傳統簽字審批流程，提高檢查報告的審批效率。利用檢查報告管理模塊與大綱計劃管理模塊的關聯性，在報告編制完成后，自動觸發計劃單元中檢查項目的計劃狀態從“計劃”變更為“計劃完成”，以減少人為操作可能帶來的失誤。

流程管理模塊可控制平臺各模塊數據操作的流程，人員及權限，可控制用戶對各模塊數據的訪問和操作權限。

4 平臺實現和關鍵技術

4.1 模塊間關聯性的建立

為了實現圖3中箭頭所示的模塊之間強大的關聯性，數據庫設計初期，需要嚴格梳理各數據之間的關系，詳細確定不同數據表之間的范式，然后通過合理設定數據表的主鍵（PK）和外鍵（FK）建立數據表之間的關聯性。

圖4是3個主模塊之間的關聯性示例，通過對數據層表對象的主鍵和外鍵設置以實現模塊之間的關聯性。在待檢部件數據表中，PART_ID是主鍵，ISI計劃數據表中，ISI_ID是主鍵，PART_ID是外鍵，待檢部件數據表與ISI計劃數據表通過PART_ID字段構成一對多的關系。同理，ISI計劃數據表與檢查報告數據表通過ISI_ID字段建立一對多的關系。

數據表中的上述設定，為用戶在應用層體驗從待檢部件查看ISI計劃，或從ISI計劃查看檢查報告的關聯性奠定了基礎。

4.2 報表功能的實現

為便于從在役檢查管理平臺輸出各類文件，平臺開發了強大的報表功能。本節將以檢查結果報告模塊為例進行說明。

檢查結果報告模塊是在役檢查管理平臺的核心模塊之一，檢查的報告環節是計劃大綱管理的延續，檢查報告管理的好壞直接影響電站壽期內檢查歷史的追溯性。

圖4 關鍵模塊數據表關系示例

如圖5所示，為了充分利用信息化的優勢，檢查報告管理模塊采用全數據化的方式進行管理，報告的編寫、審查、批準和導出均在平臺中完成，同時利用報告審批完成作為觸發條件，由系統自動完成在役檢查計劃狀態的變更，可以減少人為調整的工作量并避免人為因素的風險。通過對紙質報告的格式與內容進行梳理和整合，針對9種檢查類型共設計了18類報告模板，能夠完全滿足各類在役檢查的電子化報告編制需要。

報告的編寫、瀏覽和輸出采用了第三方報表工具Crystal Reports。Crystal Reports數據庫驅動程序被設計為可同時提供數據訪問的拉模型和推模型，在役檢查管理平臺采用推模型，如圖6所示。在推模型中需要開發人員編寫代碼以連接到數據庫，執行SQL命令以創建與報表中的字段匹配的記錄集或數據集并且將該對象傳遞給報表，該方法可使用戶將連接共享置于應用程序中，并在Crystal Reports收到數據之前，先將數據篩選出來。

圖5 報告編寫與導出流程

圖6 水晶報表推模型

照此設計的在役檢查管理平臺，可以為用戶提供所見即所得的報表體驗，一方面用戶能夠靈活地處理報告中所使用的圖片、文字等元素，另一方面利用電子化流程可以極大地提高報告從編制到批準的審批效率，保證了規范、快速的報告輸出，減少紙質文件的傳遞過程，實現環保、高效。

4.3 數據的準備

在役檢查管理平臺的關聯性及其優勢，建立在優質的基礎數據基礎上。其中最重要的是確保待檢部件數據、計劃數據和大綱數據等基礎數據的正確性，數據準備時需結合圖紙、設計文件、檢查報告等資料進行認真核實。在導入系統前還需進行重復性檢查，消除重復設備/部件/計劃數據。

5 應用反饋

目前，在役檢查管理平臺已經上線，并開始逐步代替傳統的在役檢查手工管理模式。由于實現了對規范、部件、大綱、計劃、規程、報告、人員等的信息化集成管理，如下優勢已經顯現。

·數據的準確性大大提高。由于平臺內計劃信息來源唯一，且部件與圖紙、計劃、大綱等建立了關聯，大大提高了在役檢查數據的準確性，解決了原有的大綱文件間計劃狀態不一致以及計劃狀態與實際實施情況不一致的問題。

·在役檢查管理效率和管理過程的可追溯性大大提高。得益于平臺多個管理模塊的集成、各模塊間強大的關聯性以及平臺強大的檢索功能，在役檢查資料的檢索效率和利用便利性極大提高；而一系列自動功能的實現，更使得手工管理模式下繁雜的表格制作和計劃維護工作負荷大大減少。借助平臺內數據修改時的日志記錄，在役檢查管理過程中重要變動的過程及原因均被記錄，核電站整個壽期內在役檢查工作的可追溯性也極大提高。

·檢查報告的數據化為核電站設備狀態評估奠定了基礎。一方面電子流程提高了報告從編制到批準的審批效率，另一方面也便于比對歷史檢查結果、記錄和跟蹤在役缺陷并分析其發展趨勢。平臺的運用為統計和評估一定時間段內在役檢查工作的完成情況以及設備缺陷率提供了數據支撐，對綜合評估核電站設備狀態，確保核電機組的安全運行意義重大。

通過一段時間的使用，發現平臺在如下環節還有進一步優化和提升的空間：一是增強大綱模塊大綱數據維護的便利性，提升用戶體驗；二是報告模塊可開發數據比對功能，便于進行在役檢查數據與役前檢查數據的比較，并將比較結果直接應用到檢查報告中；三是增強數據操作流程控制，通過數據的完整性保障平臺強大的關聯性。

6 結束語

在役檢查是核電站安全運行的重要保證手段之一。本文在總結傳統核電站在役檢查管理模式的基礎上，在國內率先提出并實現了利用在役檢查管理平臺實現核電站在役檢查信息化管理的方案，對系統設計、平臺實現的重要環節進行了論述。平臺的應用，實現了在役檢查的信息化管理，收到了諸多良好的反饋，該平臺在很好地解決傳統在役檢查管理模式存在的問題的同時，極大提高了在役檢查的管理效率以及管理過程的可追溯性，降低了勞動負荷，提升了核電站在役檢查的管理水平，能夠很好地適應今后核電站專業化、標準化和集約化的發展模式，可為核電站在役檢查的多基地群堆化管理提供有力支持。而平臺在操作便利性改進、數據比對功能開發和數據控制方面的優化，則可以進一步提升用戶體驗，滿足核電站在役檢查管理的多樣化需求。