方家山核電工程在線監督DCS工廠測試分析

趙　兵

（秦山核電集團籌備組，浙江　海鹽　314300）

方家山核電工程在線監督DCS工廠測試分析

趙兵

（秦山核電集團籌備組，浙江海鹽314300）

方家山核電工程DCS系統面臨著質量、進度等多重壓力，營運單位利用自身在管理及技術上的優勢積極在線介入廠家測試活動流程管理，實施工廠測試活動在線監督，在監督活動標準化、數據統計分析的基礎上，開展管理流程優化、多方位經驗反饋等方面工作，以強化測試質量管理工作，為供求雙方在項目推進、資源共享、質量預控等方面實現了雙贏，最終使得DCS系統在確保質量高度受控的情況下提前出廠。

在線監督；DCS；工廠測試

1　DCS系統構成及工廠測試項目

1.1DCS系統構成

方家山DCS系統可以簡單分為零層設備、一層設備和二層設備。零層為工藝系統接口層，零層設備指的是現場具體被控的設備以及相關的接線，包括一次測量設備（傳感器、變送器、位置開關等）和驅動器接口設備（先導閥及其附屬接口繼電器、電動-氣動轉換器、驅動器、開關柜、電源設備等）；一層為自動控制和保護層，一層設備主要是與零層的硬接控制線、包含邏輯控制軟件在內的電站過程控制機柜系統以及KSN系統（核輔助廠房三廢處理控制系統）；二層為操作和信息管理層，二層設備主要是對電廠進行綜合監視和控制［1］。

1E設備所涉及的范圍包括上述系統結構中的一層、二層設備（含軟件），主要包括：TRICON機柜及相應的軟件、優選模件（PLM）機柜、安全級工作站（SVDU）及相應的軟件和SVDU網絡交換機、隔離盤柜等。國內工廠測試主要包括對PLM機柜、隔離柜、Tricon機柜、安全級工作站的測試，文章主要針對Tricon 機柜（40臺）及SVDU（8套）的工廠測試過程進行探討。

1.2工廠測試項目

D C S測試活動依次包括硬件測試（H V T）、軟件測試（S I T）、預出廠測試（Pre-FAT）及出廠測試（FAT），其中HVT與SIT基本上可以同步進行，QNPC參與了除SIT外的所有測試項目。

（1）硬件測試項目

硬件測試主要包括對上電測試、診斷測試、網絡測試、模擬IO測試、數字IO測試、備用IO模塊及TCM測試、SVDU集成測試等測試項目，測試活動共計包括123份測試用例。

（2）預出廠測試項目

預出廠測試主要包括柜間連接、系統配置、安全級可視顯示單元、列服務器、反應堆緊急停堆系統、專設安全設施驅動系統、定期試驗、響應時間測試、硬件故障測試、電壓邏輯測試等項目，測試活動共計包含690份TP。

2　DCS工廠測試所面臨的問題

方家山核電工程1號機組DCS系統由于多種原因導致測試活動一再延期，且在預出廠驗收階段發現存在較多質量問題，在2號機組測試期間，因廠家多項目同時進行導致測試人員及質保人員人力緊張，為2號機組工廠測試活動的順利推進提出了嚴峻的挑戰。

2.1質量問題頻出、質量控制環節薄弱

在1號機組測試期間，出現了測試數據漏記等質量問題，且經過了測試人員審查、廠家質保人員審查、采購方審查等多個環節均未發現，在核安全監管當局的檢查中才予以發現，由此反映出各級人員對核電的質量意識及責任心上還需加強，在測試質量過程控制方面還存在一些薄弱環節。

2.2多項目同時進行、資源分配緊張

在2號機組測試進行過程中，I O M面臨著FQ2、HN1、FJS2三個項目同時進行的局面，IOM自身的一線測試人員及質保人員均顯緊張，且集成、軟件等技術支持部門人員也面臨難以支撐個三項目同時開展的局面，各方在采取措施增加人力資源及人力資源的合理分配上顯得尤為重要。

2.3人員測試工作經驗欠缺

在2號機組的測試活動中，業主派出了維修部門人員及質保部門人員參與測試活動，IOM抽調安排了施耐德人員參與測試活動，上述人員的參與在一定程度上緩解了人力資源不足的局面，但他們普遍缺乏核級DCS測試活動的實踐經驗，對測試活動的參與和熟悉均需要一個較長的過程。

3　DCS工廠測試質量管理對策

3.1業主人員積極介入，在線監控測試質量

為更加深入地監控掌握工廠測試質量，同時從一定程度上彌補參與測試人員人力不足的問題，QNPC經過與IOM的積極協商，派出了測試技術人員及質保管理人員，經過培訓取得IOM相應授權，以人力支持的形式全程參與了工廠測試過程。

3.1.1測試人員授權

IOM對測試技術人員培訓授權主要包括簡歷評價和課堂培訓兩個方面。

測試技術人員取得IOM的書面授權后，參與了測試程序初稿編寫、Pre-FAT及FAT測試工作，其中授權分為level1及level2，level1級人員參與現場測試，level2級人員除可參與現場測試外可對測試結果進行審查。

3.1.2質保人員授權

IOM對質保人員的培訓授權主要包括簡歷評價、管理流程培訓和在崗培訓幾個方面。

質保人員取得IOM的書面授權后，全程參與了HVT、Pre-FAT及FAT的測試過程監督、測試記錄審查等工作。

3.2實施標準化監督、提升過程監督成效

在測試開工前結合IOM的開工前質保監督報告（QSR）對測試相關準備情況進行核實與確認，對于測試過程，借鑒在核電廠運用較成熟的監督細則標準化的方法，分別針對HVT、Pre-FAT及FAT的具體情況編制了有針對性的標準化監督細則，為監督過程提供了標準化的監督依據，從而確保監督人員判定標準的一致性及相關監督工作的完整性［2］。

3.2.1測試階段開工前監督

每個測試階段開工前，IOM對相關準備情況進行監督并形成質保監督報告，結合IOM的監督過程對人員資質、工機具、現場條件、文件準備等方面進行確認和核實。

3.2.2HVT階段監督細則

對于HVT階段測試的監督從測試先決條件、文件修改控制、測試過程控制、測試結果評價及測試記錄有效性等5個方面編制了相應的監督細則，作為監督的依據和參考。

在HVT階段，文件修改控制及測試記錄有效性方面未發現問題，測試先決條件控制僅存在個別問題，測試過程控制及測試結果評價方面存在問題相對較多。具體而言，共計發現48個問題，其中，測試結果記錄填寫不規范占比42%，測試結果未填寫結論占比29%，上述兩類為主要問題。對于監督過程中所發現記錄填寫不規范或不完整的問題，測試人員經過核實后對記錄進行了修改或補充；對于測試結果與期望值不符的問題，重新進行了測試并通過。

3.2.3Pre-FAT階段監督細則

對于Pre-FAT階段的測試監督主要從測試先決條件、文件修改控制、測試過程控制、測試結果評價及測試記錄有效性等5個方面編制了相應的監督細則，作為監督的依據和參考。

在Pre-FAT階段，測試結果評價方面發現問題極少，測試先決條件控制方面存在部分問題，文件修改控制、測試過程控制及測試記錄有效性方面存在問題相對較多。具體而言，共計發現92個問題，其中，步序簽署日期不規范或漏簽名占比27%，編輯性錯誤的修改未標時間占比22%，上述兩類為主要問題。

經過梳理和分析可知，監督過程中問題主要集中在步序簽署日期不規范或漏簽名、編輯性錯誤的修改未標時間兩個方面，對于前者，要求測試人員逐一核實確認后予以整改；對于主要集中在測試前期，通過相關技術負責人向每班測試人員發郵件明確程序要求的辦法，后期基本不存在這類問題；對于測試數據漏記或錯記等較嚴重的問題，測試人員通過對測試過程再次核實或重測等方式予以整改。

3.3以注重實效為導向、優化流程及方法測試過程中，在數據統計的基礎上，注重以提升測試實效為導向，對異常報告、測試文件審查（TRB）等管理流程不斷進行優化，從一定程度上提升了測試的效率和成效。.

3.3.1提高異常報告門檻、提升文件修訂效率

IOM的管理程序規定：“對于任何不滿足要求、規格、設計、文件標準等的情況均屬于AR，可以包括在審查、測試、分析、編輯及硬件/系統/軟件使用或文件使用等過程中。”在前期測試期間，測試用例及測試程序存在不少問題，針對這些問題均采取AR的方式進行處理，但這些問題中有接近15%左右的問題屬于簡單的文件編輯錯誤，將此類問題納入AR流程從一定程度上降低了問題處理效率，在數據統計及征求各方意見的基礎上，IOM對相關管理程序進行修訂，將編輯錯誤類的問題從AR流程中分離出來，不再針對編輯錯誤問題開啟AR，同時明確“編輯錯誤”包括如下幾個方面內容：

1）拼寫及格式錯誤；

2）段落步驟引用錯誤；

3）數據前后矛盾；

4）參考文件版本錯誤。

在測試過程中，只要屬于以上編輯錯誤的情況，由具有Level2級授權的測試人員在測試程序中使用紅筆直接對相關問題進行修改，修改處注明“editorial error，see test log”，并在相應測試日志中詳細記錄修改情況。

3.3.2簡化測試審查團隊組成、提升文件審查效率

TRB對所有項目的測試文件和測試結果進行審查和批準，負責審查所有項目測試計劃及測試技術規格書，文件批準前必須由項目工程師（PE）將所有審查意見落實解決完成，任何對測試文件的重大修改必須經過TRB審查。

前期的TRB包括項目工程師、質保工程師（QA）、V&V工程師及項目經理（PM），在TRB執行過程中，因為項目經理主要職責為協調項目資源，對測試文件往往較少從技術及質保流程上提出審查意見，且因其人力有限可能延緩審查效率，故在經過充分討論和征求各方意見的基礎上，對相關程序進行升版，不再將項目經理列為TRB必需的成員組成，這進一步明確了各方的工作職責，使得TRB的效率和實效均得以較大的提升。

3.4多方位開展經驗反饋、提升問題預控效果

方家山核電工程2號機組DCS的測試工作是在FJS1及FQ1的基礎上開展的，同時又與FQ2具有一定的間隔期，為此，測試過程中多方面積極開展經驗反饋工作，既開展項目內的反饋，又進行項目間的反饋。

3.4.1方家山核電工程1號機組的經驗反饋

方家山核電工程1號機組測試過程中發現了不少測試程序存在的問題，在2號機組的測試程序編制過程中，QNPC測試人員積極參與測試程序初稿的編寫工作，以1號機組的測試程序為基礎，將1號機組所產生的異常報告及測試程序紅線修改（Redline）完全反映到2號機組的測試程序編制過程中，從一定程度上保證了1號機組所存在的問題不再重復發生。

3.4.2其他項目的經驗反饋

方家山核電工程2號機組與FQ2測試內容一致，但測試開始時間晚近兩周，在一定程度上可以借鑒先行項目的經驗，同時對其所發現的問題提前進行預控，如在測試過程中，對于FQ2產生異常報告的測試程序，均在查找清楚原因并對測試程序進行修改完善的基礎上再行開展相應的測試工作，這在一定程度上提前發現了部分問題，提升了測試效率。

3.4.3測試過程的經驗反饋

質保人員在對測試活動的監督過程中，將出現頻率較高的問題整理出來，要求技術負責人郵件反饋至每班測試負責人，要求其予以重點關注，同時在測試區白板中予以簡要注明以提醒測試人員注意，如HVT階段重點提醒了關于網絡測試階段實際值填寫注意指示燈顏色的問題；在PreFat階段重點提醒了編輯錯誤類問題處理方式、步驟簽名完整性、記錄值填寫完整性等問題，在提醒后此類問題數量得以明顯下降，起到了較好的效果。

3.5開展不符合項原因分析、提升質量預控效果

方家山核電工程1號、2號機組DCS在制造過程中發現并開啟不符合項（N C R）共計181個，全部屬于內部不符合項，對上述不符合項按階段進行分析，以期找出工廠集成及測試階段的質量控制薄弱環節及部件故障率分布情況，以對后期現場運行階段預防性維修工作提供借鑒和參考［3］。

在材料驗收、機柜集成、工具配置、硬件及軟件測試等過程中均發現有不符合項，按Tricon、PLM、SVDU及CAPE等機柜類型對這些不符合項進行深入的原因分析后確定其根本原因，將其細化到設計、材料驗收、集成、工具配置及硬件運行5個階段27個類別，為盡可能細化到具體物項，將發生次數在2次及2次以上的均分類列出，對于僅發生1次的列為其他項。

對數據進行分析后可以得知如下結論：

（1）在工廠集成階段因接線錯誤導致的NCR總體占比為17.1%，工具配置階段接線錯誤導致的NCR總體占比為3.9%，合計21%，為最主要的質量問題，且此類問題很多都是在后期測試過程中才發現的，說明集成人員自檢及質檢人員檢查的關卡均被突破，在施工現場集成階段需嚴格按圖紙接線，嚴控接線的準確性。

（2）工具配置階段因軟件配置錯誤、軟件標簽錯誤及參數設置不當3項共計占比為18.8%，為導致測試過程產生NCR的主要原因，CAPE工具雖然屬于測試工具范疇，不屬于現場的永久性物項，但其配置的正確性直接影響著測試工作的一次通過率，故測試前需高度重視其軟件配置、標簽及參數的檢查與核實。

（3）材料進廠驗收階段、集成階段及硬件運行階段均發現不少零部件不可用的情況，其中插針、柜內電纜、電源及通訊模塊、保險、端子等物項所導致的問題合計占比為22.2%，屬于易損已壞部件，后期預維活動中需加強對此類零部件的關注，同時準備適量的相關備件，以降低因此類硬件故障所導致DCS不可用的風險。

（4）因設計文件錯誤或設計文件未及時升版等原因導致的NCR占比為6.1%，設計中存在的問題很多是到集成階段甚至測試階段才發現的，說明前期設計過程控制及設計變更控制中還存在薄弱環節。

在2號機組的測試過程中，要求集成及測試人員重點加強了對接線核對、CAPE工具配置等環節的控制，2號機組因為上述原因所導致的不符合項數量得以大量減少，僅發生3個接線錯誤導致的NCR、未發生因工作配置錯誤所導致的NCR［4］。

4　DCS質量管理所引起的思考

4.1異常報告（AR）管理

DCS集成及工廠測試過程中，對于出現的任何異常，工作人員的第一反應均是在確認后立即填寫異常報告，對相關異常進行記錄并通過相應的審核流程進行處理，AR的內容亦不僅僅局限于實體出現質量問題或測試失敗等內容，其前期甚至包括了文件編輯錯誤等內容，此流程的實施看似在一定程度上延緩了問題處理時間，但從另外一個方面看，其不僅對所有異常的處理確保了“凡事有據可查”，同時提供了一個強大的異常數據庫，使得管理層可以據此對現場各個管理環節及產品質量進一步分析，據此采取改進措施。

在核電廠運行階段，營運單位可以通過缺陷報告（QDR）及狀態報告等方式主動提出異常并按相應流程進行處理；在核電廠建造階段，施工單位作為建安活動的主體，基本只有依靠不符合項的流程對現場相關異常進行主動報告，即使部分業主單位、總包單位及施工單位使用了經驗反饋系統通過狀態報告手段進行管理，但其對施工過程控制中存在的異常覆蓋面仍然相當不足，施工單位亟須進一步提升一線施工人員對異常報告的意識，同時逐步探索建立更加完善的異常報告、處理、管理、分析、改進的整套流程。

4.2不符合項管理

DCS集成及測試過程中，共計開啟了181個內部不符合項，內容涉及了設計文件錯誤、材料損壞、測試錯誤等多個方面，內部不符合項亦嚴格按照程序要求流程履行相關審批驗證手續并形成了相應記錄，特別是對于接線類不符合項，除在NCR處理及驗證欄對處理情況進行描述外，還在所涉及的圖紙中用記號筆對處理情況進行標記并作為附件附于NCR報告中。

現階段國內部分電儀制造廠在內部不符合項的認識上仍存在一些誤區，如對于材料報廢或降級使用材料、接線錯誤等情況均認為不必開啟不符合項，故其開啟的不符合項數量極少。加強全員對內部不符合項的認識至關重要，構建一個涵蓋各方面內容的不符合項數據庫并依次為基礎進行分析改進，對于制造廠來說可以找出其在材料使用、工藝過程控制等方面的薄弱環節進而不斷改進，對于業主來說亦可以從中分析出易損部件分布情況進而為預防性維修及備件采購庫存控制提供基礎數據指引。

5　結束語

在方家山核電工程2號機組DCS工廠測試過程中，面對廠家多頭并進、人力緊缺等實際困難，QNPC充分利用自身對核電系統流程、核質保法規等較為熟悉的優勢，派出維修人員及質保人員以人力支持的形式深度介入測試活動，借鑒使用QNPC在建造運行階段的成熟管理流程和方法，對DCS整體質量進行了提前預控，同時使相關維修人員及質保人員對工廠測試流程及DCS系統知識有了更為深刻的了解，便于后期現場調試、維修活動的開展。方家山核電工程正是創新性地采取了流程在線的質量管理思路，為供買雙方在項目推進、資源共享、質量預控等方面實現了雙贏，方家山核電工程2號機組DCS測試結果未出現一次原則性質量問題，比設備發貨計劃提前72天、比登高計劃提前12天，創造了僅僅62天的DCS工廠測試最短紀錄，實現了質量進度雙雙受控的目標，對后續核電工程重大項目的推進具有一定的借鑒意義［5］。

［1］ 張建軍. 嶺澳二期核電站集散控制系統設備安裝［J］.中國核電，2014，7（1）：47-50.（ZHANG Jianjun. Simple Discussion on Distributed Control System Equipment installation in Ling Ao Ⅱ［J］. China Nuclear Power，2014，7（1）：47-50.）

［2］ 喬志國. 防人因失誤工具在田灣核電站的應用推廣［J］.中國核電，2013，6（4）：356-359.（QIAO Zhiguo. The Application of Human Error Prevention Tool in Tianwan Nuclear Power Station［J］. China Nuclear Power，201，6（4）：356-359.）

［3］ 國家核安全局. 核電廠質量保證安全規定［S］.（National Nuclear Safety Administration. Quality Assurance for Safety in Nuclear Power Plant［S］.）

［4］ 國家核安全局. 民用核安全設備設計制造安裝和無損檢驗監督管理規定［S］.（National Nuclear Safety Administration. Civilian nuclear safety equipment designed and manufactured to install and provides supervision and management of non-destructive testing［S］.）

［5］ 林誠格. 非能動安全先進核電廠AP1000［M］. 北京：原子能出版社，2008：201-207.（LIN Chengge. Advanced passive safety nuclear power plant AP1000［M］. Beijing：Atomic Energy Press，2008：201-207.）

The Practice ofOn-line Supervision on Factory Test of DCS by Operating Organization

ZHAO Bing
（Qinshan Nuclear Power Preparation Group，Haiyan of Zhejiang Prov. 314300，China）

For Fangjiashan nuclear power project， the factory test of DCS is facing multiple pressures both in quality and progress. By right of the advantage in management and technology， the operating organization took part in the on-line supervision on factory test of DCS. Based on the standardization of supervision and data statistic analysis， the management process was optimized and multi-faceted experience fed back. This was good for strengthening quality of test management，sharing resources， quality control and other aspects， then achieved a win-win situation for both sides， and finally made the DCS ahead of time while ensuring the quality of highly controlled circumstances.

on-line supervision；DCS；factory test

TM623Article character：AArticle ID：1674-1617（2015）02-0174-06

TM623

A

1674-1617（2015）02-0174-06

2015-02-13

趙兵（1984—），男，四川巴中人，工程師，學士，從事核電廠工程、運行等質保管理工作。