“互聯(lián)網+”核電調試信息化應用

（中國廣核電力股份有限公司信息技術中心，廣東 深圳 518024）

“互聯(lián)網+”核電調試信息化應用

方友文，張福全，葉亮

（中國廣核電力股份有限公司信息技術中心，廣東 深圳 518024）

早期以流程為中心的核電工程信息化存在種種局限性，如架構陳舊、擴展性差、用戶體驗不友好、工作流引擎不夠強大、數據不標準、接口復雜等。為了解決這些問題，結合公司智能電站項目現(xiàn)有成果，提出分別從“基礎平臺建設”“標準化建設”“精細化管理”“創(chuàng)新應用”4個方面逐步推動信息化應用建設。依托公司智能電站項目頂層設計方案，分別從架構、應用場景、數據資產等方面闡述詳細的建設方案。最后，給出信息化實施路徑、運作機制、示范建設專項方面的建議。

“互聯(lián)網+”；智能調試；分層管理；核電工程調試

1 引言

隨著信息技術的發(fā)展，核電工程管理信息化已進入專業(yè)化、市場化、國際化的智能核電階段。 在工程建設領域，智能核電的建設目標是實現(xiàn)智能建造，主要包括：數字化設計、合同精細化、施工可視化、調試智能化。

智能電站項目重新對公司的業(yè)務架構、應用架構、技術架構、數據架構進行了頂層設計。本文從業(yè)務、應用、技術、數據等不同維度出發(fā)，以面向對象、全生命周期管理、產業(yè)鏈協(xié)同等方法為指導，探討新形式下核電工程調試信息化發(fā)展方向。

2 背景與目標

工程管理信息化，經歷了嶺澳二期的企業(yè)信息資源規(guī)劃 （information resource planning，IRP）和流程電子化、CPR1000多項目多基地時期的集團應用集成等發(fā)展階段，已進入專業(yè)化、市場化、國際化時期的智能核電（smart nuclear power，SNP）階段。公司“十三五”發(fā)展規(guī)劃，對調試板塊提出實現(xiàn)智能調試的能力建設和業(yè)務轉型目標。

基于對工程管理信息化的歷史回顧、“互聯(lián)網+”時代的形勢判斷以及公司發(fā)展戰(zhàn)略的邏輯分析，調試板塊通過領導層頭腦風暴、全員問卷調查與外部技術交流等多種方式，深入理解“智能調試”概念的內涵，策劃調試板塊的“互聯(lián)網+調試”行動計劃。頂層設計框架如圖1所示。總體目標的制定應遵循智能電站信息化架構總體技術方案，按業(yè)務、數據、應用、技術等不同層次，以面向對象、全生命同期、產業(yè)鏈協(xié)同等方法為指導，穩(wěn)步推進調試信息系統(tǒng)建設，如圖2所示。

3 架構規(guī)劃

3.1 總體架構

通過深入分析調試板塊業(yè)務，繪制出如圖3所示的總體架構，其中應用層劃分為調試作業(yè)、工程管理、項目決策3個層次。

調試作業(yè)層主要實現(xiàn)現(xiàn)場調試活動的全面信息化，包括依據工程進度計劃編制標準調試工作包計劃、工作執(zhí)行過程記錄、電站技術狀態(tài)數據記錄、調試資源管理等功能。調試作業(yè)層以進度為主線，以調試標準工作包為核心，分為調試準備、調試實施、調試移交3個階段。后續(xù)需建立調試標準工作包的全生命周期管理，工作包的編制、打開、關閉過程，全部圍繞人、機、料、法、環(huán)5要素進行，如圖4所示。

圖1 頂層設計示意

工程管理層主要實現(xiàn)從調試活動中分離出來的調試管理活動的信息化，包括調試所需資源的管理、調試接口與控制電子化流程以及產業(yè)鏈協(xié)同溝通管理工具等功能。工程管理層從調試職能管控的角度劃分為13個功能域：進度管理、成本管理、質量管理、人力資源管理、溝通管理、安全管理、物資管理、接口管理、移交管理、文件管理、變更管理、環(huán)境管理、票證管理。主要用戶為技術管理隊和后臺支持部門用戶。

圖2 總體目標

圖3 總體架構

圖4 調試標準工作包示意

項目決策層主要實現(xiàn)：從調試管理活動中分離出來的上升到項目或分部分項工程層面的運營情況監(jiān)控以及重要關鍵事項決策的調試管理活動的信息化，包括調試關鍵指標的可視化、偏差追溯、指令下達、報表推送等功能。項目決策層從調試管理關鍵指標中提取了6個指標：人力指標、進度指標、遺留項指標、安質環(huán)指標、物資相關指標、成本指標。項目決策層通過在線業(yè)務的自動化采集以及大數據分析，為各級各類管理者（包括現(xiàn)場工程師）提供綜合性信息服務，輔助管理者對可能影響項目層級控制目標的技術或管理問題進行決策。智能調試需實現(xiàn)現(xiàn)場視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成（實體可視）、管理指標監(jiān)控系統(tǒng)（管理可視）以及各關鍵指標的動態(tài)圖形顯示（技術可視）。該層建設的后續(xù)工作包括實現(xiàn)自主動態(tài)調試大數據統(tǒng)計分析、分析成果發(fā)布、授權訂閱、推送等功能。

3.2 功能架構

總體功能架構可以分為 PC端功能架構和移動端功能架構，PC端的功能也是按照作業(yè)層、工程管理層、項目決策層來劃分的，為不同層級的用戶提供差異化的功能。同時，系統(tǒng)允許用戶自己配置常用的功能模塊，以方便用戶快速定位到自己需要的功能。

移動端架構應采用統(tǒng)一授權、統(tǒng)一登錄、統(tǒng)一任務中心的集成架構，應支持多語言配置。同時，需引入強大的第三方應用，如訊飛語音輸入、Lync融合通信，實現(xiàn)隨時隨地多方視頻會議等。參考界面如圖5所示。

圖5 移動端功能示意

4 應用場景

在數字電站全生命周期數據治理的前提下，利用條形碼、二維碼、射頻標簽等技術對萬事萬物進行信息標識，通過電腦、傳感器、手機、智能穿戴、掃描槍、智能門禁等終端設備，實現(xiàn)調試現(xiàn)場、辦公室、倉庫、總部等不同場景的信息及時采集、錄入、自動獲取和直觀展示。未來“互聯(lián)網+調試”將以無處不在的信息平臺為中心，實現(xiàn)調試作業(yè)、管理和決策所有層次的全面業(yè)務在線，體現(xiàn)人人在場、時時在線、遠程協(xié)作、實體過程與數字過程同步的典型特征。將傳統(tǒng)的“二次錄入+管理查詢+逐級報告”的信息系統(tǒng)離線應用模式，轉變?yōu)椤霸诰€業(yè)務+大數據分析+信息推送訂閱”的“互聯(lián)網+”在線應用模式。應用場景示意如圖6所示。

5 數據資產規(guī)劃

核電站調試本質上是將設計的數字電站進行實體化構造后的驗證過程。因此，三維數字電站模型及其他數字化設計成果構成了調試信息管理平臺運行的基礎數據，調試作業(yè)過程的活動記錄構成了調試信息管理平臺的核心數據，另外，應包括與調試活動相關的管理活動記錄以及相關資源屬性的記錄數據。調試信息管理平臺的數據資產主要包括以下主題域：工程進度計劃、調試工作包、調試報告、電站分解結構、工程物資、工程成本、工程文件、調試工器具、調試人資、知識與經驗反饋。

調試信息管理平臺的上游數據來源于智能核電數據中心（如圖7所示），同時按智能核電數據中心的要求提供調試階段的工程數據。調試信息管理平臺的數據治理首先應遵從智能核電數據中心項目制定的工程進度計劃、電站分解結構、工程成本、工程文件以及工程物資VPRM碼等編碼規(guī)范，同時應結合平臺建設需求進一步完善調試標準工作包編碼規(guī)范。

6 總體建設規(guī)劃

（1）實施路徑

調試信息管理平臺建設是一項長期的能力建設和業(yè)務轉型工作，應以平臺建設的總體規(guī)劃方案為指導，結合最新信息技術發(fā)展成果和核電項目具體的調試管理模式要求，策劃并實施具體的信息系統(tǒng)建設專項。調試信息管理平臺建設專項建設主要依托智能核電科研課題推進，分為項目策劃和項目實施兩個階段，其中項目實施又分為需求分析、系統(tǒng)實現(xiàn)、試點應用3個階段。

“十三五”期間，調試信息管理平臺的年度計劃應在總體建設計劃的指導下，明確每年度所開展專項的階段目標。

（2）組織運作機制

圖6 應用場景示意

圖7 數據中心示意

調試中心設置虛擬組織負責推進調試信息管理平臺建設，包括領導組和工作組。領導組職責為批準總體方案和最終決策重大技術問題，統(tǒng)籌協(xié)調資源，批準和檢查年度工作計劃。工作組職責為編制總體方案，策劃專項科研課題，成立專項組并檢查落實專項工作。

工作組內設協(xié)調組、專家組和數量不定的專項組。工作組依托協(xié)調組跟蹤協(xié)調調試信息管理平臺建設的日常工作，并組織調試信息管理平臺建設工作組管理例會和技術專題會。管理例會檢查督辦調試信息管理平臺建設各專項進展情況。技術專題會主要包括調試信息管理平臺建設各專項的板塊內部立項評審、需求評審和驗收評審，技術專題會由專家組組長主持，專家組成員出席技術專題會。專項組負責組織實施調試信息管理平臺建設專項課題的需求評審、方案論證、功能測試、系統(tǒng)驗收等工作，工作組成員根據所屬專業(yè)參加不同專項課題的具體工作，并完成工作組安排的其他工作任務。

7 示范建設專項

（1）調試試驗報告與智能計算系統(tǒng)項目

· 試驗報告結構化：通過建立標準格式的試驗報告模板，在專用編輯界面編輯試驗報告，與數據庫對接，保留歷史修訂記錄，可按制定格式輸出到Word/WPS中，允許多人同時編輯。

· 智能計算：系統(tǒng)允許編制智能計算公式，實現(xiàn)調試智能計算。智能計算公式置于網絡服務器，智能計算公式維護在計算機端完成。移動終端在聯(lián)網的條件下，能夠刷新試驗結果。在離線時，本地數據足夠的情況下，可以完成本地數據計算。每一個調試試驗的數據作為一個存儲單元，調試人員能夠充分利用每一個試驗程序指定位置的數據，編制計算公式，設置智能計算功能。

（2）質量計劃改造專項

· 質量計劃數據庫：建立質量計劃數據庫，設置控制點，填寫驗證信息，與試驗步驟相關聯(lián)，打印質量計劃驗證記錄。質量計劃數據庫與試驗報告數據庫是兩個單元，質控工程師具備質量計劃信息錄入權限，但是并不一定具備相應的試驗報告數據錄入權限。

· 質量簽點移動應用。

（3）進度精細化管理

· 增強進度計劃控制模塊的功能，需增加人力資源的加載功能，實現(xiàn)從系統(tǒng)中可直觀看出項目的人力投入情況。

· 進度細化，最小顆粒度到試驗活動，便于進度偏差追溯，層層鉆取。

· 根據不同的層級，如試驗人員、管理層、決策層，提供不同的視圖。

· 與P6系統(tǒng)、統(tǒng)一業(yè)務流程平臺對接，定期比對進度/活動偏差。

·調試標準工作包全生命周期管理。

（4）人資管理改造項目

· 增強現(xiàn)有調試人力資源系統(tǒng)功能，方便用戶及時維護人資信息。

· 集成現(xiàn)有衛(wèi)星庫、Ue等系統(tǒng)，獲取人員全面信息。

· 隨時提供調試人力分布情況、需求曲線、提崗提級決策支撐等。

（5）票證管理

· 二維碼技術應用于票證管理。

· 拓展調試票證管理模塊，將動火證、密閉空間作業(yè)證等進行電子化。

·進一步增強與CBA（computerized blocking assistance，輔助隔離）系統(tǒng)接口功能。

8 結束語

隨著第四次工業(yè)革命的到來，信息/數字世界與物理世界正在進行深度融合，“互聯(lián)網+”像一位高明的魔術師，與各行各業(yè)融合后產生了奇妙的化學反應，給人類帶來前所未有的便利與體驗。物聯(lián)網、移動互聯(lián)、大數據、云計算、智能感知、衛(wèi)星定位、可視化技術、仿真推演、虛擬現(xiàn)實、人工智能等技術正在深刻地改變著人們的生活，核電調試在這輪新技術浪潮下，必定會大受裨益，需要全體調試人積極思考、勇于探索、開闊視野、不斷創(chuàng)新，一定會打造出一個高效、便捷、智能的具有國際競爭力的信息化管理平臺。

[1]中廣核工程培訓中心.核電工程總承包與項目管理 [M].北京:中國電力出版社,2010. CGNPowerEngineering Training Center.Nuclearpowerengineering general contracting and project management[M].Beijing:China Electric Power Press,2010.

[2] 中廣核工程有限公司.嶺澳核電工程實踐與創(chuàng)新 [M].北京:原子能出版社,2002. CGN Power Co.,Ltd.LANP engineering practice and innovation[M]. Beijing:Atomic Energy Press,2002.

[3]BAUERNHANSL T,HOMPEL M T,VOGEL-HEUSER B.實施工業(yè) 4.0—智能工廠的生產·自動化·物流及其關鍵技術、應用遷移和實戰(zhàn)案例 [M].工業(yè)和信息化部電子科學技術情報研究所，譯.北京:電子工業(yè)出版社,2015. BAUERNHANSL T,HOMPEL M T,VOGEL-HEUSER B.Industric 4.0 in produktion automatisierung and logistic[M].Translated by ETIRI.Beijing:Electronic Industry Press,2015.

Inform ation technology application of nuclear power station comm issioning under the background of internet+

FANG Youwen,ZHANG Fuquan,YE Liang
Centre of Information Technology,CGN Power Co.,Ltd.,Shenzhen 518024,China

Early in the process as the center of nuclear power engineering information has some limits,such as old architecture,extensibility,poor user experience,insufficient workflow engine,unstandard data,complex interface, etc.In order to solve these problems,combined with existing achievements of intelligent power station project of company,idea of promoting informatization construction step by step from four aspects of foundation platform construction,standardization construction,fine management,innovation application,was put forward.Based on top level design scheme of intelligent power station project of company,the detailed construction plan was elaborated from the aspects of architecture,application scenarios and data assets.Finally,advice was given on the informatization implementation path,operation mechanism and demonstration construction project.

internet+,intelligent commissioning,hierarchical management,nuclear power engineering commissioning

TP393、F426

：A

10.11959/j.issn.1000-0801.2017055

方友文（1982-），男，中國廣核電力股份有限公司信息技術中心項目管理工程師，主要從事核電工程調試信息化規(guī)劃、管理、實施、協(xié)調工作。精通核電工程建設、生產準備方面的業(yè)務，具有多年項目管理和需求分析經驗。

張福全（1983-），男，中國廣核電力股份有限公司信息技術中心工程師，主要從事核電工程、生產信息化管理工作。

葉亮（1979-），男，中國廣核工程有限公司信息主管工程師，主要從事核電工程調試信息化管理工作，總體負責工程調試板塊信息化相關工作。

2016-12-11；

2017-02-20