“華龍一號”首堆示范工程核電設備供貨風險管理研究

王端陽，孔 衛，夏明明，余曉斌

(東方電氣股份有限公司，四川 成都 611731)

“華龍一號”首堆核電機組采用國際最高安全標準研發設計，是具有完整自主知識產權的第三代先進壓水堆核電機型，其系統多達300多個，設備多達5萬多臺套[1]。其中許多關鍵設備(壓力殼、蒸汽發生器、主泵、汽輪機、發電機、汽水分離再熱器等)重量達數百噸，制造難度高，制造精度達到微米量級。這些設備對于核電廠能否安全、高效、經濟的建設和運行意義重大，因此保質、按時地交付設備是對設備供應商的基本要求。

對于設備供應商而言，核電項目具有周期長、合同金額大、設計要求高、原材料采購量大、制造生產難點多等特點，在設備供貨的生命周期內，面臨的風險多種多樣。與此同時，隨著我國能源結構的持續調整，未來多項目的同時開工、執行更加劇了項目管理的復雜性和風險的不確定性。目前，國內針對核電項目風險管理的研究相對較少[2-6]，適用于核電設備供應商的風險管理研究更是缺乏[7]。因此，針對“華龍一號”首堆示范工程開展這方面的研究就具有重要的價值和意義。

項目風險管理主要劃分為4個階段：風險識別、風險分析、風險應對規劃和風險監控。其中風險識別和風險分析對于風險的應對和監控的成功至關重要。因核電項目管理的復雜性，風險識別和分析目前主要采用頭腦風暴法、德爾菲法、核查表法、SWOT分析以及專家判斷等定性的方法，使得后續在制定風險應對措施時缺乏有力的數據支撐，決策可能不夠客觀、科學。本文通過層次分析法[8]和風險分析法，較為準確地得到了不同設備的權重系數，并以此計算出相應的風險值大小，為不同層級的管理人員提供了依據和參考。

1 核電設備供貨風險識別模型

風險識別最重要的就是確定項目目標以及對風險類別進行確認和劃分。進行設備供貨項目的風險識別，一般采用信息收集技術、核對表分析、假設分析、圖解技術、SWOT分析以及專家判斷等工具和技術，但這些方法通常受專家個人傾向和感受的影響，很難達到理想效果[7]。運用層次分析法(Analytic Hierarchy Process ，簡稱AHP 法)，可以有效地進行風險識別并將指標定量化從而構建出設備供貨風險管理指標體系。

1.1 構建層次分析結構模型

首先要需要確定目標層，即“華龍一號”設備供貨風險。結合國內外核電項目建設的情況以及我國核電項目累積的經驗，準則層主要包括5個方面：質量、進度、費用、性能保證和客戶滿意度。

依據福清5、6號核電廠設備供貨合同的實際情況，以常規島TG包為例，方案層主要選取7個部套，分別為：高中壓模塊、低壓LP1&LP2模塊、高壓主汽閥、汽輪機控制系統、發電機定子、勵磁系統、MSR。通過確定目標層-準則層-方案層，可以得到相應的層次分析結構圖(如圖1所示)。

圖1 華龍一號設備供貨層次分析結構圖Fig.1 The AHP structure of equipment supplyfor the first unit of HPR1000

1.2 構建準則層和方案層的比較矩陣

關于質量、進度、費用、性能保證和客戶滿意度，依據“華龍一號”設備供貨合同的具體情況得出相應的比較矩陣(見表1)。

表1 目標層-準則層比較矩陣

經計算，目標層-準則層比較矩陣的權重向量W=(0.397,0.257,0.070,0.179,0.096)T，最大特征值λmax=5.11。該矩陣通過一致性檢驗。

按照上述步驟，建立方案層對準則層的比較矩陣，并計算出各層次即不同設備間相對重要性權重。經一致性檢驗，隨機一致性檢驗指標滿足要求，各層次的判斷可靠(見表2)。

表2 總排序組合權總計算表

2 核電設備供貨風險分析模型

雖然T M Williams認為概率分析法有一定局限性[9]，但本文研究的對象為核電設備，其風險維度一致、風險概率水平相當、風險影響可以有效評估，因此該方法適用于“華龍一號”核電設備供貨風險分析。概率分析法主要是確定風險發生的概率以及風險潛在損失的影響，可以用如下式子表示：

R=P·I

(1)

其中:R表示風險值大小;P表示風險概率;I表示相對風險影響。

2.1 風險概率的表示

“華龍一號”核電設備供貨主要分為設計、采購和制造三個階段。以設計階段為例，剛開始時，風險概率接近為0；隨著項目的推進，風險概率逐步增至峰值；在末尾階段，風險概率逐漸減小。因此設計階段的風險概率可以用正態分布函數表示，其表達式為：

(2)

式中：T0為設備設計周期的一半。

類似地，設備采購和制造階段的風險概率也可以用正態分布函數表示，在計算某個設備的風險概率時采用求和法計算總體的風險概率(見圖2)。

圖2 設備設計、采購和制造階段風險概率圖Fig.2 Risk probability during equipment design,procurement and manufacturing stages

對于不同的設備，其設計、采購和制造風險概率雖均為正態分布曲線，但因技術難度、周期不同，其方差明顯不同，結合項目實際選取不同設備的風險概率峰值如表3所示。

表3 不同設備的風險概率峰值

2.2 風險影響的表示

要定量地確定風險影響的大小并不容易。結合福清5、6號核電設備供貨合同，設備供貨風險影響函數關系式可表示為：

I=P·V·ΔT

(3)

其中：P表示設備價格;ΔT表示設備延誤交付周數;V表示違約金額比例，其相應的取值如表4所示。

表4 設備延誤交付違約金

2.3 風險值的表示

在確定風險概率和風險影響的基礎上，可以得到設備供貨風險的表達式：

R=f(T)·P·V·ΔT

(4)

所有設備供貨風險的表達式為：

(5)

其中：n表示設備的總數量，本文選取n的數量為7。

考慮不同設備對風險的影響，結合已經求得的組合權重系數Z(詳見表2中數據)，表達式為：

(6)

3 “華龍一號”核電設備供貨風險模型的應用

在完成風險評估以及確定風險影響的基礎上，還要規劃風險應對。擬定風險應對措施時涉及兩方面的問題，一是制定措施的管理層級，不同層級的管理人員決策內容肯定有所不同，那么就要研究何種情況應由何種管理層級決策的問題；二是不同設備之間資源競爭的問題，即不同設備同時面臨各種風險對項目執行造成影響時，研究優先級的問題。

3.1 核電設備供貨風險管理等級的確定

根據已建立的核電項目風險管理體系模型，風險管理等級可以由下列式子得出。

(7)

其中，CO表示風險管理系數，取值范圍為[0,1]，Rmax表示設備供貨風險的最大值。

風險管理系數臨界值的選取和設定可以結合企業自身實際(包括項目干系人承受風險的能力、項目管理水平等)。從圖3可以看出，當風險管理系數在0.3以下時，說明風險等級較低，此時由項目經理應對相應風險；當風險管理系數在0.3至0.6的范圍時，說明風險等級較高，此時由部門經理應對相應風險；而當風險管理系數超過0.6時，上升至公司高管應對相應風險。

圖3 風險管理系數與管理等級Fig.3 Risk management coefficient and management level

3.2 模型應用

除了計算風險管理系數確定風險管理等級、動態反映風險狀態之外，還可以將主要設備的風險值進行橫向對比。本文選取高中壓模塊、高壓主汽閥、汽輪機控制系統三個設備進行分析。雖然在設備價格方面高中壓模塊遠大于高壓主汽閥和汽輪機控制系統，但結合實際的風險概率大小以及延誤工期，從圖4中可以看出高壓主汽閥的風險值要遠高于高中壓模塊和汽輪機控制系統。因此，如果在同一時間段內設備因采購、質量等原因造成延誤風險，在應對風險時，有限的資源應優先向風險值高的高壓主汽閥設備傾斜。

圖4 不同設備風險值大小Fig.4 Risk values of different equipment

4 結論

本文通過構建風險識別和風險分析的模型，得到了不同設備的權重系數，并以此計算出不同設備的風險值大小。通過定量計算，得到如下結論。

(1)風險值可以作為風險分析的重要、有效指標，企業在面臨資源緊張、沖突時，可以依據風險值大小，合理安排資源，有效控制、減小風險。

(2)風險管理系數可以動態地反映核電設備風險狀態。在風險發生時有充分的預警，以便于相關管理人員更好地控制風險。

開展“華龍一號”核電設備風險管理的研究，能夠提升核電設備供貨風險管理和控制水平，有助于相關決策的科學化和合理化，有力地保證了華龍一號核電設備供貨進度和設備的性能，在一定程度上推動了我國核電產業的健康發展。