核電廠備品備件管理淺析

劉 昇，薛 寅，段偉強

(1.山東核電有限公司，山東 煙臺 265116；2.深圳市鑫雅達機電工程有限公司，廣東 深圳 518109;3.國核示范電站有限公司，山東 威海 264300)

核電站的備品備件管理是項目建設和運行期間的一項重要工作，適度規模的備品備件儲備是系統和設備調試、維護保養、缺陷處理的重要物資保障。備件管理屬于生產管理的一部分，是一項基礎性的管理活動，涉及多部門、多專業的協同工作以及多環節(流程)的銜接，其管理水平高低直接反映了現代企業技術管理水平。

備品備件管理工作具有數據開發周期長、人力消耗多、需要多環節協作和持續優化的特點，建立一套高效的備品備件管理體系，有利于實現資源調動和信息整合，減少采購費用和降低生產成本。

1 備件管理體系

我國目前商業核電廠主要有來自法國、俄羅斯、加拿大、美國以及自主研發的不同技術路線的堆型，核電廠在制定備品備件管理體系時需充分考慮不同技術路線的設計和運行特點，包括孤島電站與否、設備的制造和建安質量水平、設備(備件)的國產化水平、所在地及附近區域的工業基礎、設備維護策略和能力、采購周期和頻次、財務承受能力、工程合同模式等因素，制定適合本電廠特點的備品備件管理組織體系。備品備件管理核心在于技術管理和法規標準的執行，具體體現在采購技術規范的編寫、廠商質保體系的運轉情況和制造環節的質量控制等環節。

備件管理中，為方便備品備件管理目標的實現和管理提升，需按備品備件的用途、維修活動、使用范圍和專業特點等進行不同維度的分類。

(1)按用途

分為消耗備件、故障備件和戰略備件。

消耗備件：在計劃實施的維修活動中肯定要用到的備件，例如墊片、軸承等。

故障備件：只有在發生故障性損壞時才需更換的備件。

戰略備件：經濟價值高(單價5萬美元以上)，無預期更換的重大設備或部件，該類備件對機組的可用率和核安全有直接重大影響、制造周期長、價格昂貴、更換時間長。

(2)按重要性

按設備的重要性以及部件失效后所造成的設備功能喪失情況，將備件分為關鍵備件和普通備件。

關鍵詞：部件的失效將導致其所在關鍵設備的功能喪失，庫存的該部件或整臺設備為關鍵備件。

普通備件：關鍵備件外其他備件。

(3)按維修活動

按維修活動窗口分為大修備件和日常備件。

大修備件：僅在大修期間進行的維修活動所用到的備件。

日常備件：機組正常運行時日常維修活動所需要的備件。

(4)按使用范圍

按使用范圍分為通用備件和專用備件。

通用備件：適用于各種設備的備件。

專用備件：供專門設備使用的備件。

(5)按所維修設備或部件的專業

按所維修設備或部件的專業特點分為機械備件、電氣備件、儀控備件和通信備件。

(6)按現場工作性質

按現場實際工作性質，分為預防性維修用備件、糾正性維修備件和變更改造用備件。

2 備品備件管理內容

備品備件全鏈條管理涉及技術、質保、采購(商務)、財務等多領域，包括備品備件基礎數據庫建立和維護、預算控制、采購計劃、采購實施、質量控制、到場驗收、清關核檢(如有)、儲存、維護保養、領用和發放、壽期管理、替代、修復、報廢等一系列活動。在電廠建設初期需針對電廠特點建立科學合理的備品備件管理組織體系，以指導和規范備件管理各領域的工作。

備品備件技術管理貫穿于備品備件管理整個環節中，包括備品備件基礎數據庫建立、備品備件采購計劃編制、采購技術輸入、采購技術澄清、儲備定額編制、維護保養大綱和規程的編制、維護保養、維護保養實施、替代技術評估、過期技術評估、報廢處理等多環節。

(1)備品備件基礎數據

備品備件基礎數據庫的建立目標是為了對備件諸如編碼、名稱、材質、規格型號、圖號(件號)、安全等級、質保等級、廠商、類別、技術規格書編號、編碼管理人以及設備的隸屬關系等信息進行準確描述，便于備件的快速精確定位和采購。備件基礎信息庫的開發和建設屬于備件管理的基礎性工作，其質量好壞決定著后期備件管理效率的高低。因此，備品備件基礎信息庫建立工作需在建安期即開展，可通過到場設備的制造(竣工)圖紙、設備運維手冊、設備移交資料、現場設備信息校核等渠道進行信息收集，過程中如遇到信息不完整或矛盾的情況，應及時向供貨相關方進行核實，必要時升版相應文件。

備件基礎信息的建立圍繞物資編碼的創建工作開展，編碼申請前需發布備件基礎數據庫管理規劃，規劃包括數據庫實現的功能和數據質量目標、數據庫結構、編碼規則和詳實的填寫標準、數據庫審查和發布流程等內容。

備件基礎數據庫應為樹形結構，可設計為系統→設備→部件→備件等幾個層級，以確定備件與設備的隸屬和對應關系，數據創建時需對設備、部件和備件進行編碼申請和信息錄入。基礎數據最終可實現正向通過設備或部件查詢所用的備件，亦可反向通過備件查詢可適用的部件或設備。

基礎數據建立過程中，需建立起備件基礎信息的審查機制，即利用計算機軟件就備件基礎信息的規范性和完整性進行審查，利用人工就因備件信息描述差異而導致的重復編碼和信息錄入錯誤等問題。

(2)技術規格書編寫

備品備件有別于工程設備，在生產期間需多次重復采購，為規范技術要求，需針對關鍵備件編制技術規格書，便于后續備件采購時進行技術規定。部分備品備件因原廠商關停、產品下線或升級等原因，導致采購時無法在市場找到原技術描述備件，需進行技術澄清，必要時就原技術規格書進行升版。

(3)質保等級劃分

為合理分配有限資源，保證備品備件采購和制造中的質量，通過對備品備件所屬設備的可靠性和安全性要求、設備關鍵等級、備件在設備中功能、制造技術的成熟度和工藝復雜性、廠商業績等因素的綜合分析，將備品備件分為不同質保等級，據此對不同質保等級備品備件進行有針對性的質量管控，包括對廠商開展的質保體系審查、源地檢查、質保監察和質量過程監督等工作。

(4)備件儲備定額制定

進入生產期后，需長期儲備一定數量備件以滿足電廠日常糾正性維修的需要。

消耗備件最低儲備定額=[K×在裝數量]+1

(1)

式中，K為綜合考慮采購周期和在裝量后的修正系數，需針對不同專業不同類別備件取值。

故障備件最低儲備定額=K1×
在裝數量+K2×在裝數量

(2)

式中，K1為在裝量權重系數，K2為考慮采購周期的修正系數。

最高儲備定額：用于控制庫存備件數量的最高值，即庫存備件數量低于最低儲備定額后，自動觸發采購到庫存數量的上限值。

備件最高儲備定額=電廠1個燃料循環備件

消耗量/18×采購周期+最低儲備定

(3)

或，備件最高儲備定額=低儲備定額+經濟采購量

(4)

每年定期根據庫存備件的領用消耗數據、設備可靠性、維修和采購策略調整等情況對儲備定額進行優化，逐步滿足現場實際需求，在滿足機組安全穩定運行的前提下，有效降低庫存成本。

(5)SPV(單點失效)備件管理

SPV設備失效會對電廠造成大的核安全挑戰或發電損失，其備品備件管理為核電廠備品備件管理工作的核心，需投入80%的管理資源進行重點關注，其管理內容如下：

1)SPV備件識別：通過對SPV設備所在系統和設備本體運維方式和失效模式、同行電站經驗反饋和運行歷史以及維修數據分析，查找和分析設備故障或失效的關鍵部件，并有針對性地對其備品備件進行標識和重點管理。

2)SPV備件儲備：SPV設備備件一般為非標產品，具有采購和制造周期長和技術質保要求高等特點，因此對其備品備件須有安全庫存(最低儲備定額)；特別地，SPV備件使用需征得SPV設備管理工程師審查同意，并在使用后立即啟動補充采購，以保證電站的安全和經濟運行。

(6)替代管理

電廠運行過程中，因廠商停產、產品下線以及其他技術原因，需對部分設備備件進行替代。替代需保證不降低系統和設備原有設計功能和安全水平的前提下，用與原始備件不完全相同的備件進行替代的活動，所選取的替代備件性能不低于原備件設計要求。替代分為重要物項替代和一般物項替代，在具體替代過程中，需根據不同分級的替代對象，采取針對性的分析和評估，后續還需對替代效果進行跟蹤和比對分析，完成備件替代效果評價。

3 采購管理

3.1 預算管理

備品備件儲備需嚴格按照預算進行管控，預算目標確定后，需對其進行逐層分解，直至需求提報端，以便進行控制，按照“先預算后采購”的原則進行前端控制。采購部門根據合同簽訂結果定期就預算額度反饋至預算管理部門。預算管理部門定期編寫預算執行報告，對預算進行動態控制和閉環管理。

3.2 需求管理

備品備件需求審查需根據機組運行特點、是否孤島電站、設備可靠性、故障模式和幾率、維修能力、采購周期以及預算等開展。

3.2.1 建安期隨機備件

工程設備采購時，根據投產初期備件儲備的總體原則，就廠商提供的建議備件清單進行審查，提出合同內隨機備件采購清單。此時備件審查缺少相關技術資料支撐，較大程度上需借鑒同行經驗進行審查，同時還需結合工程概算情況。根據工程合同模式，隨機備件一般滿足電廠建安、調試或投產初期的使用。

3.2.2 生產期備件

庫存定額備件補充：工程設備陸續移交后，根據已發布的最低儲備定額和最高儲備定額計算的并結合隨機備件剩余數量，提出庫存備件補充需求。

年度預防性維修備件：根據發布的下年度預防性維修計劃，集中提報預防性維修所需備件進行提報。

大修備件：根據大修計劃項目，集中提報大修所需備件。

變更改造備件：根據發布的技術改造計劃和任務書，陸續提出技術改造用備件需求。

戰略備件：根據戰略備件管理規劃以及預算情況，陸續就戰略備件進行儲備需求提出。

3.3 采購實施

備品備件采購具有規格型號龐雜、廠商繁多和重復頻繁采購等特點，需制定科學合理的采購管理策略，包括：采購包劃分、采購頻次、經濟采購量、采購方式和潛商選擇、合同談判和簽訂、過程質量監督、出廠驗收和接收。

備品備件采購服務于現場生產，其采購進度須滿足生產計劃的時間要求，因此需定期對采購進展或到貨計劃與現場需求時間進行比較，以便提前做出預警，對采購方案進行、維修計劃或策略進行調整。備品備件采購計劃跟蹤需具體到物項，并與相應工作計劃或維修工單進行關聯，行成閉環控制。

備品備件采購工作量大，根據備品備件的通用性屬性，在采購規劃時對不同類備件采取不同的采購策略。例如：針對專用備件可尋求與制造廠商建立長期的合作協議，建立價格約定機制，從而簡化采購流程提高采購效率，同時通過與廠商高度的協作，雙方就備品備件升級換代和使用效果進行雙向反饋，進一步提升技術支持和保障水平；針對通用類備件，可通過招標或其他采購方式，簽訂長約單價合同或建立虛擬倉庫，在保證現場使用的前提下降低業主庫存資金占用；針對高價值的戰略備件，可通過同行電站間聯合儲備的方式在增加備件保障率的同時降低備件儲備資金占用，另外還可通過與制造廠商等嘗試工廠代儲模式，降低資金成本。

3.4 質量監督

綜合備品備件的核安全等級、質保等級、技術復雜性、制造廠工藝成熟度、質量驗證時機以及法律規范和標準的要求，對備品備件的質量監督活動進行分級，分別采取駐廠、見證點出席和到場驗收的方式進行質量監督。在執行過程中，可根據備品備件廠商的履約表現、備品備件質量狀況、工藝成熟度以及業主和監管方的管控要求對備品備件質量監督等級進行優化調整。

質量見證點選取需綜合考慮備品備件的核安全等級、質保等級、質量監督分級、制造難易程度、工藝成熟度、質量復現性等因素，選擇“停工待檢點”、“現場見證點”或“文件審查點”。

對于備品備件制造制造或運輸中產生的質量偏差，需按照合同約定執行，采取照用、返工、修復、報廢等處置方式，并做好不符合項記錄，便于信息追溯。

備品備件廠商需根據合同約定，提供包括設計文件、制造過程記錄等質量證明文件、竣工圖紙和產品運行維護手冊(說明書)等備品備件完工文件。完工文件格式和內容經審查符合要求后移交文檔部門進行歸檔。

3.5 到場驗收

編制備品備件驗收規范，對不同類備件的驗收方式、要求等進行規定。在備品備件到場后，按照技術規格書、合同及法規標準進行驗收，包括外觀檢查、銘牌檢查、尺寸檢查、包裝檢查、壓力試驗、密封性試驗、轉動試驗、上電試驗、文件檢查、數量核對等，要求到場備品備件實物和裝箱資料等完全對應且完工文件驗收合格。

4 庫存管理

備品備件到場驗收合格后，進行庫位號分配和上架，完成入庫信息的錄入和財務記賬工作。在庫存管理階段需開展存儲、維護保養、盤點、發放、循環備件(修復備件)回收、廢舊備件處置以及備件管理指標評價等工作。

4.1 存儲和保養

根據備品備件技術特點和法規要求，適當劃分備品備件存儲等級、存儲方式等，避免存儲不當導致出現的銹蝕、過早老化、受潮、變形和輻照(化學)安全等問題，以保證備品備件的存儲質量。按照備品備件保養要求定期對其進行維護和保養，確保備品備件實時處于有效和可用狀態。

對于有壽期要求的備件，在臨期前組織技術部門對其進行技術評估，采取延壽后繼續使用、修復后繼續使用、降級使用、報廢等措施進行處置。

4.2 備件領用

備品備件的領用需有維修工單的支持，在工單準備中，由準備工程師對維修所需備件進行準備，包括必換件和選換件，工單批準后由系統同步生成備件領用單并發送至庫房管理工程師節點，對相關備件進行預留和發放(注：對于有壽期要求的備件，按照先入先出的原則進行發放)。

維修工作完成后，工作負責人在完工報告中對備品備件的使用情況進行詳細描述，準備工程師進行核查：

對于選換件使用情況進行核查，未使用經驗收合格并恢復包裝后退回庫房；

對于更換下的備品備件進行核查，具備修復能力的進行修復處理。

4.3 循環備件(修復件)回收

更換的備件經修復后，技術部門對修復備件進行鑒定并出具技術評估報告，修復后驗收合格的備件退回至備件管理庫房，作為循環備件供下次維修使用，修復工作產生的完工文件一并移交文檔進行存儲，以便后續追溯使用。

5 備件管理指標

結合電廠實際，逐步建立備品備件管理水平評價指標體系，以查找管理短板并制定管理提升措施，通過量化考核不斷優化備件管理措施，最終實現備件精準化管理和降低庫存費用的目標。

5.1 備件資金占用率

電廠投產初期，考核備件儲備資金占設備資產原值的比例，與同行電站進行對標。

5.2 單位功率備件儲備資金

電廠進入生產期后，考核期內單位功率備件儲備資金占用值，并與同行電站進行對標。

5.3 備件周轉率

考核期內，已領用消耗備件占儲備備件的比值，周轉率越大，表示備件資金占用成本越低。

5.4 備件儲備計劃準確率

考核期內，考量預防性維修所需備件計劃的準確程度，反映了備件購置過多或購置不準確的情況。

備件儲備準確率=

6 結語

核電廠備件管理涉及技術管理、采購管理、財務管理和倉儲管理等多方面工作，核電廠需在建設初期盡早對備件管理工作作出總體規劃，以便有效組織備件管理各環節的工作。在對建安和運行期間產生的設備和備件信息數據進行整合和分析的基礎上，建立備件管理數學和經濟模型，并針對備件管理弱項制定適宜的考核指標，實現提升備件精細化管理水平、逐步降低備件庫存金額的目標。