示范快堆工程項目管理系統的開發和應用

(中核核信信息技術(北京)有限公司，北京 100048)

在核電建設項目管理中，常見的建設管理模式有兩種，分別為小業主模式和大業主模式。小業主模式是由總承包商(AE公司)負責整個項目的實施過程，項目竣工后整體移交給業主方，適用于成熟的批量建造的核電機型，該種模式有利于業主方對于整個項目的統籌規劃和協同運作，降低了業主方的風險；而對于大業主模式，業主公司是項目管理的核心，是項目實施過程中的總組織者，自行負責工程項目管理、設備采購、調試等任務，業主直接對項目進度、費用、質量、安全、風險的管控，使項目目標得以實現。

由于示范快堆工程建設，是我國核能戰略“三步走”的關鍵環節，對于實現核燃料閉式循環、促進我國核能可持續發展具有重要意義。為了充分保障業主方對工程項目的控制，示范快堆工程采取大業主模式進行建設，業主單位直接進行工程建設和管理，業主單位承擔了AE公司的職能，這是我國首次將大業主項目管理模式應用在復雜的核電建設項目中。

1 存在的問題

示范快堆工程業主方(簡稱“業主方”)由中國核能電力股份有限公司(簡稱 “中國核電”)控股，按照中國核電統建應用系統規劃，公司先后上線了企業內容管理系統、企業資源計劃管理系統等系統，后期會陸續上線核電生產運行管理系統等系統，這幾個系統是保證業主方生產運行期的核心系統。

此外，業主方還有一些自建系統，如進度計劃管理系統、企業支持管理平臺等專業系統，這些系統共同保障示范快堆工程建設及投產后的管理需要。但是業主方并無覆蓋工程建設期設計、采購、施工、調試階段，以及進度、費用、質量、安全等領域的核心管理系統可用，導致存在如下的問題。

1.1 業務數據分散

工程建設資料大多數由各相關專業負責人管理，沒有統一的共享平臺。各專業處室分別推進領域內工作，項目信息、工程進展無法做到及時更新，項目資料也不能實時交互。這樣產生的業務數據也是離散的，長此以往，形成了數據信息孤島。同時，這樣也給投資完成、工程進度等多類業務數據的統計分析造成困難，無法支持領導進行決策分析。

1.2 業務協同較弱

日常業務流程主要以紙面文函形式進行，信息系統間缺乏流程貫通，業務協同支持較弱，效率較低，無法達到高效管理、精益化管理的目標。從業務起草、校核到審批、會簽，過程繁瑣復雜，如稍有變動，流程前端和后端的審批人員經常遇到信息不對稱的情況。業務人員還要經常為簽字奔波，審批流程也會因為某個節點的人員不在工作現場而停滯，從而影響后續工作。

1.3 接口管理困難

工程建設期間，業務范圍包括設計、采購、施工、調試、進度、投資、質量、安全、變更、文檔、合同管理等領域，參建單位包括設計院、設備供應商、監理單位、施工承包商等。工程項目的內外部接口較多，數據共享不足，缺乏規范性與一致性，協同工作時給項目接口管理帶來了很大的困難。

1.4 無主數據系統

業主方沒有主數據管理系統，缺乏統一的數據規范與標準。線下業務數據參差不齊，業務數據分散，沒有形成設計文件庫、電廠位置、物資編碼、人員及組織機構等工程期的基礎主數據，不滿足電廠全壽期數據管理的要求。

1.5 移交接產受限

對于大業主模式下的核電工程項目，業主單位既是工程建設期間的管理者，又是日后核電運營的責任方。工程建設階段的數據信息是電廠全生命周期的起源和基礎，若業主方沒有專門的系統工具管理這些數據，僅靠紙質文件、辦公軟件記錄，信息離散，無法實現示范快堆從工程建設期到生產運營期的數據及經驗積累。這將給日后數據收集帶來很大的困難，很難實現數字化移交的目標。

2 系統設計思路及目標

示范快堆工程建設采取大業主的工程項目管理模式，即工程建設期間由業主方自行管理。為了保證工程項目管理工作的順利進行，需要建設一個工程項目管理系統，并且要保證其全面性和系統性。該系統包含了項目實施過程中對所有環節的控制，根據用戶的不同，設置了不同的權限，從而對工程項目建設過程進行全面控制和管理，對數據信息進行維護與共享[1]。根據中核集團明確“數字核工業”的戰略目標以及中國核電“數字化、智能化核電”的戰略方向，基于當前信息化技術高速發展的形勢以及前期對業主公司的調研情況，面對當前存在的問題，示范快堆的工程項目管理系統的建設需滿足如下要求：

1)應能夠解決業主方當前存在的上述問題，即整合示范快堆工程建設期間的業務數據，減少管理接口，形成工程建設期的基礎主數據，并為示范快堆的數字化移交打下堅實的基礎；

2)系統應滿足示范快堆工程建設期間的核心業務需求，業務范圍需要覆蓋工程建設期設計、采購、施工、調試各階段的質量、安全、進度等方面，能夠有效支撐公司各領域在工程期的業務，輔助提升示范快堆工程期工程項目管理水平，實現精細化管理；

3)通過該平臺的建設，實現大業主模式下全面收集分析設計、采購、施工、調試階段各類業務數據，供管理層決策。為示范快堆項目從工程期過渡到生產運營期做數據和經驗的準備，為數字電廠形成數據的積累并為實現智慧電廠的目標打下堅實的基礎；

4)系統在滿足用戶功能需求的基礎上，從使用體驗方面考慮，確保系統能夠具備運行穩定性，保證數據安全，并以良好的圖形化界面，滿足用戶與系統交互的需求[2]。

3 工程項目管理系統實現

3.1 系統架構設計

通過對示范快堆工程業務現狀的了解，對存在的問題進行分析，得出示范快堆工程項目管理系統應是一個以業務中心，符合企業業務現狀的應用系統的結論。系統業務架構的設計基本原則是以工程主要業務的過程管理為核心，匯集底層業務數據，兼顧企業經營者對數據分析的需要。因此，系統的架構自上至下分別為決策層、管控層、業務層、規范層、數據層、系統層，如圖1所示。

圖1 示范快堆工程項目管理系統架構Fig.1 The architecture of FRENS

決策支持層通過匯總系統下層的所有數據，根據需要以圖表的方式展示數據，輔助領導進行決策分析。示范快堆工程項目管理系統作為業主方工程建設期核心的業務系統，具備數據匯總的天然優勢，可基于全局數據共享和智能分析，實現科學決策。設計決策支持功能能夠有助于業主方管理水平提升，通過數據匯總、挖掘分析、系統集成、可視化展示等過程為業主方領導提供精準決策依據。

管控層和業務層主要為工程項目實施過程中的業務管理過程，包括工程建設階段核心價值鏈上的諸多環節。業務層按工程的各個階段可分為設計、采購、施工模塊，管控層從項目的影響因素方面考慮包括進度、質量、風險、合同、變更方面的業務功能。這些功能基本覆蓋了工程建設階段的業務范圍，與業主方已有的系統進行集成，形成了工程建設階段比較完整的業務鏈，能夠滿足工程建設階段的業務需要。在同一系統上產生的業務數據比較集中，能夠打通不同業務領域之間的壁壘，系統上的用戶能夠實時共享，從根本上減少系統間或線上線下數據交互的情況，可初步形成快堆工程建設階段數據共享的平臺，為后期的主數據管理奠定基礎。為了解決系統審批效率低下的問題，系統結合業主方的管理程序還設置了電子審批流程。將之前在線下進行的會簽、審批等流程進行線上管理，讓制度流程化、流程信息化、信息結構化，從而提升業主方的工作效率。

數據層匯集了上層業務處理過程中產生的業務數據，形成了示范快堆工程建設階段的數據庫。所有的業務數據統一管理、全局共享，為領導層的決策分析提供了數據基礎。能夠充分發揮數據價值，解決業主方數據分散的問題。從數據層面打破數據管理上的“部門墻”，從而形成 “數據流”，解決示范快堆從工程期到生產運營期的數字化移交接產受限的問題。在系統開發的過程中，分別制定了主數據規范、業務數據規范、數據安全規范。通過對數據規范的定義，為系統數據的規范性、合規性提供了保證。

系統層包括分布式應用服務、數據庫服務、文件服務、權限控制、單點登錄。作為系統架構的最底層，主要在系統業務邏輯處理、元數據的集中保存、權限的控制等方面發揮作用，作為上層業務的架構和數據支撐。

3.2 系統用戶范圍

由于是大業主的管理模式，在日常業務開展的過程中，不僅公司內部業務處室間經常有業務往來，而且各業務部門還要與項目參建方進行交互，這給接口管理帶來了很大的工作量。因此，系統在用戶范圍設計上不僅要考慮業主方參與工程項目建設的人員，還將主要承包商納入系統管理。承包商需根據業主方的管理要求使用系統，包括業務功能、流程審批、數據或文件的傳遞等。設計院、業主方、承包商、監理方在同一系統中協同工作，形成了“一體化”“穿透式”的管理模式，打通了從工程上下游之間的壁壘，從而能夠減小業主方接口管理的工作量。

3.3 集成方案設計

業主方已有一些集團統建系統和根據當時業務需要的自建系統，為了發揮核心業務系統的作用，避免功能重復，該系統中不再重復建設目前系統中已經具備的功能，而是與這些系統建立接口。為了統一數據源，工程項目管理系統只對這些系統中的數據進行查看，不做業務處理。對于已有系統不具備的功能，可以在工程項目管理系統中進行補充建設，也可以根據需要對這些系統中存在的數據進行數據分析、報表展示等二次利用。

系統建立統一的接口標準，通過企業服務總線，實現接口的服務化和靈活組裝。系統集成采用“優勢互補、有效結合”的原則，發揮各自系統專業解決方案的作用，多系統明確邊界，達到最佳的系統集成應用效果。

3.4 SSC結構構建

SSC(結構筑物、系統和設備)主要用于從功能或者位置等角度描述在核電廠的設計、采購、施工、調試和運營等階段中設計的物理實體[3]。

SSC架構的思路是基于數據的網狀邏輯關聯，以樹狀視圖進行數據展示。工程項目管理中的SSC可分為土建SSC(GBS)、系統SSC(PBS)與布置SSC(LBS)三個分支，如圖2所示，分別通過不同的視角把實體電站以層次化、結構化、信息化的方式展現。土建SSC用于描述電廠的土建分解結構，按照島別、廠房、分區、層位及標高、房間逐級分解。系統SSC用于描述電廠的系統分解結構，按照機組、系統、設備分類、設備、部件逐級分解。布置SSC用于描述電廠的管路和電纜布置分解結構，按照機組、安裝廠房、安裝區域/安裝層位逐級分解。

圖2 SSC架構三種視圖Fig.2 Three views of the SSC architecture

SSC是電廠數據最重要的組織結構和框架，在核電建設全生命周期的各個階段，SSC結構有所不同。在示范快堆工程項目管理系統中引入了SSC的概念，初步構建了GBS和PBS。系統以SSC為核心的數據架構管理思路，將各業務模塊中絕大多數數據信息直接或者間接的同SSC關聯。不同角色的用戶可以以SSC為主脈絡，從不同的維度查看、使用業務數據，使各個業務模塊形成了數據協同，從而達到業務協同的目的。

使用以SSC為核心的數據架構能夠提高精益化管理的能力，通過SSC可以積累工程項目全壽期的大數據，為生產期提供參考，為后期電廠的數字化移交奠定基礎。通過SSC架構與業務數據、電子文檔的結合，為實現“數字核電”的目標提供了可能。

3.5 項目的獨創性

該系統是我國核電工程信息化在大業主模式項目管理上的首次探索，在以下三方面具有創新性：

1)提供工程期全視角核心業務項目管理

系統以業主方管理為核心，集成整合設計方、相關施工方等各管理業務，涵蓋了核電工程建設期間設計、采購、施工等工程建設期間的大部分核心業務，有效地對工程進度、成本、質量、安全的全面管控，開啟了我國大業主模式核電工程信息化管理新形式。

2)支持核電廠全壽期數據管理

我國的核電建設，首次從工程建設期開始積累設計數據、工程數據，使其統一化和一體化。系統支持核電廠全壽期的數據管理，實現數字化核電工程項目管理，滿足數字化工程的需求，為全壽期管理進行了系統架構和數據準備，未來可向大業主模式下核電建設項目復制和推廣。

3)構建示范快堆SSC電廠分解結構

初步構建了土建SSC(GBS)、系統SSC(PBS)，在SSC基本單元上掛接相關的信息，實現以SSC視角歸集統計分析各類信息，滿足不同階段、不同需求的使用，對于同行具有參考價值。

4 總結

目前，快堆工程項目管理系統已經正式投入使用，效果良好。2018年6月，系統各模塊全部上線時導入歷史數據10 069條，截至2019年12月31日，系統數據量共計169 748條。系統已逐漸成為業主方的核心業務管理系統，符合系統的建設初衷，滿足了快堆工程建設階段各領域的業務需求，提高了業主方對工程項目管理的效率，減少了設計、采購、施工等環節的銜接問題，逐漸形成了以快堆工程項目管理系統為核心的信息系統體系。整合了業主方的業務數據，提供多種維度的統計報表，支持進行決策分析。

隨著系統的不斷深入應用，后續可在以下方面繼續改進：

1)目前系統只管理到了業主層面，部分承包商只是通過公用賬戶使用系統，設備供應商沒有納入管理。為提高工作效率，建議為承包商提供盡可能多的賬號，同時將主要設備供應商納入管理；

2)承包商用戶可以進入系統，從業主方的視角參與項目管理，下一步建議將主要承包商使用的系統通過系統集成的形式接入該系統，與快堆工程項目管理系統互通有無，提高業主方精細化管理程度；

3)采購物資驗收后，在系統中的業務中止，后端的倉儲管理暫時沒有納入系統。業主方可考慮將立體倉儲與系統結合，實現互聯網與物聯網的無縫銜接；

4)SSC結構樹目前只完成了SSC結構樹的構建、數據導入、審批及升版、關聯文檔查看功能，建議后續增加SSC業務數據的關聯及數據的分析功能，更大發揮電廠分解結構的價值。