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示范快堆工程项目管理系统的开发和应用

2021-06-04

中国核电 2021年2期
关键词:核电业主管理系统

(中核核信信息技术(北京)有限公司,北京 100048)

在核电建设项目管理中,常见的建设管理模式有两种,分别为小业主模式和大业主模式。小业主模式是由总承包商(AE公司)负责整个项目的实施过程,项目竣工后整体移交给业主方,适用于成熟的批量建造的核电机型,该种模式有利于业主方对于整个项目的统筹规划和协同运作,降低了业主方的风险;而对于大业主模式,业主公司是项目管理的核心,是项目实施过程中的总组织者,自行负责工程项目管理、设备采购、调试等任务,业主直接对项目进度、费用、质量、安全、风险的管控,使项目目标得以实现。

由于示范快堆工程建设,是我国核能战略“三步走”的关键环节,对于实现核燃料闭式循环、促进我国核能可持续发展具有重要意义。为了充分保障业主方对工程项目的控制,示范快堆工程采取大业主模式进行建设,业主单位直接进行工程建设和管理,业主单位承担了AE公司的职能,这是我国首次将大业主项目管理模式应用在复杂的核电建设项目中。

1 存在的问题

示范快堆工程业主方(简称“业主方”)由中国核能电力股份有限公司(简称 “中国核电”)控股,按照中国核电统建应用系统规划,公司先后上线了企业内容管理系统、企业资源计划管理系统等系统,后期会陆续上线核电生产运行管理系统等系统,这几个系统是保证业主方生产运行期的核心系统。

此外,业主方还有一些自建系统,如进度计划管理系统、企业支持管理平台等专业系统,这些系统共同保障示范快堆工程建设及投产后的管理需要。但是业主方并无覆盖工程建设期设计、采购、施工、调试阶段,以及进度、费用、质量、安全等领域的核心管理系统可用,导致存在如下的问题。

1.1 业务数据分散

工程建设资料大多数由各相关专业负责人管理,没有统一的共享平台。各专业处室分别推进领域内工作,项目信息、工程进展无法做到及时更新,项目资料也不能实时交互。这样产生的业务数据也是离散的,长此以往,形成了数据信息孤岛。同时,这样也给投资完成、工程进度等多类业务数据的统计分析造成困难,无法支持领导进行决策分析。

1.2 业务协同较弱

日常业务流程主要以纸面文函形式进行,信息系统间缺乏流程贯通,业务协同支持较弱,效率较低,无法达到高效管理、精益化管理的目标。从业务起草、校核到审批、会签,过程繁琐复杂,如稍有变动,流程前端和后端的审批人员经常遇到信息不对称的情况。业务人员还要经常为签字奔波,审批流程也会因为某个节点的人员不在工作现场而停滞,从而影响后续工作。

1.3 接口管理困难

工程建设期间,业务范围包括设计、采购、施工、调试、进度、投资、质量、安全、变更、文档、合同管理等领域,参建单位包括设计院、设备供应商、监理单位、施工承包商等。工程项目的内外部接口较多,数据共享不足,缺乏规范性与一致性,协同工作时给项目接口管理带来了很大的困难。

1.4 无主数据系统

业主方没有主数据管理系统,缺乏统一的数据规范与标准。线下业务数据参差不齐,业务数据分散,没有形成设计文件库、电厂位置、物资编码、人员及组织机构等工程期的基础主数据,不满足电厂全寿期数据管理的要求。

1.5 移交接产受限

对于大业主模式下的核电工程项目,业主单位既是工程建设期间的管理者,又是日后核电运营的责任方。工程建设阶段的数据信息是电厂全生命周期的起源和基础,若业主方没有专门的系统工具管理这些数据,仅靠纸质文件、办公软件记录,信息离散,无法实现示范快堆从工程建设期到生产运营期的数据及经验积累。这将给日后数据收集带来很大的困难,很难实现数字化移交的目标。

2 系统设计思路及目标

示范快堆工程建设采取大业主的工程项目管理模式,即工程建设期间由业主方自行管理。为了保证工程项目管理工作的顺利进行,需要建设一个工程项目管理系统,并且要保证其全面性和系统性。该系统包含了项目实施过程中对所有环节的控制,根据用户的不同,设置了不同的权限,从而对工程项目建设过程进行全面控制和管理,对数据信息进行维护与共享[1]。根据中核集团明确“数字核工业”的战略目标以及中国核电“数字化、智能化核电”的战略方向,基于当前信息化技术高速发展的形势以及前期对业主公司的调研情况,面对当前存在的问题,示范快堆的工程项目管理系统的建设需满足如下要求:

1)应能够解决业主方当前存在的上述问题,即整合示范快堆工程建设期间的业务数据,减少管理接口,形成工程建设期的基础主数据,并为示范快堆的数字化移交打下坚实的基础;

2)系统应满足示范快堆工程建设期间的核心业务需求,业务范围需要覆盖工程建设期设计、采购、施工、调试各阶段的质量、安全、进度等方面,能够有效支撑公司各领域在工程期的业务,辅助提升示范快堆工程期工程项目管理水平,实现精细化管理;

3)通过该平台的建设,实现大业主模式下全面收集分析设计、采购、施工、调试阶段各类业务数据,供管理层决策。为示范快堆项目从工程期过渡到生产运营期做数据和经验的准备,为数字电厂形成数据的积累并为实现智慧电厂的目标打下坚实的基础;

4)系统在满足用户功能需求的基础上,从使用体验方面考虑,确保系统能够具备运行稳定性,保证数据安全,并以良好的图形化界面,满足用户与系统交互的需求[2]。

3 工程项目管理系统实现

3.1 系统架构设计

通过对示范快堆工程业务现状的了解,对存在的问题进行分析,得出示范快堆工程项目管理系统应是一个以业务中心,符合企业业务现状的应用系统的结论。系统业务架构的设计基本原则是以工程主要业务的过程管理为核心,汇集底层业务数据,兼顾企业经营者对数据分析的需要。因此,系统的架构自上至下分别为决策层、管控层、业务层、规范层、数据层、系统层,如图1所示。

图1 示范快堆工程项目管理系统架构Fig.1 The architecture of FRENS

决策支持层通过汇总系统下层的所有数据,根据需要以图表的方式展示数据,辅助领导进行决策分析。示范快堆工程项目管理系统作为业主方工程建设期核心的业务系统,具备数据汇总的天然优势,可基于全局数据共享和智能分析,实现科学决策。设计决策支持功能能够有助于业主方管理水平提升,通过数据汇总、挖掘分析、系统集成、可视化展示等过程为业主方领导提供精准决策依据。

管控层和业务层主要为工程项目实施过程中的业务管理过程,包括工程建设阶段核心价值链上的诸多环节。业务层按工程的各个阶段可分为设计、采购、施工模块,管控层从项目的影响因素方面考虑包括进度、质量、风险、合同、变更方面的业务功能。这些功能基本覆盖了工程建设阶段的业务范围,与业主方已有的系统进行集成,形成了工程建设阶段比较完整的业务链,能够满足工程建设阶段的业务需要。在同一系统上产生的业务数据比较集中,能够打通不同业务领域之间的壁垒,系统上的用户能够实时共享,从根本上减少系统间或线上线下数据交互的情况,可初步形成快堆工程建设阶段数据共享的平台,为后期的主数据管理奠定基础。为了解决系统审批效率低下的问题,系统结合业主方的管理程序还设置了电子审批流程。将之前在线下进行的会签、审批等流程进行线上管理,让制度流程化、流程信息化、信息结构化,从而提升业主方的工作效率。

数据层汇集了上层业务处理过程中产生的业务数据,形成了示范快堆工程建设阶段的数据库。所有的业务数据统一管理、全局共享,为领导层的决策分析提供了数据基础。能够充分发挥数据价值,解决业主方数据分散的问题。从数据层面打破数据管理上的“部门墙”,从而形成 “数据流”,解决示范快堆从工程期到生产运营期的数字化移交接产受限的问题。在系统开发的过程中,分别制定了主数据规范、业务数据规范、数据安全规范。通过对数据规范的定义,为系统数据的规范性、合规性提供了保证。

系统层包括分布式应用服务、数据库服务、文件服务、权限控制、单点登录。作为系统架构的最底层,主要在系统业务逻辑处理、元数据的集中保存、权限的控制等方面发挥作用,作为上层业务的架构和数据支撑。

3.2 系统用户范围

由于是大业主的管理模式,在日常业务开展的过程中,不仅公司内部业务处室间经常有业务往来,而且各业务部门还要与项目参建方进行交互,这给接口管理带来了很大的工作量。因此,系统在用户范围设计上不仅要考虑业主方参与工程项目建设的人员,还将主要承包商纳入系统管理。承包商需根据业主方的管理要求使用系统,包括业务功能、流程审批、数据或文件的传递等。设计院、业主方、承包商、监理方在同一系统中协同工作,形成了“一体化”“穿透式”的管理模式,打通了从工程上下游之间的壁垒,从而能够减小业主方接口管理的工作量。

3.3 集成方案设计

业主方已有一些集团统建系统和根据当时业务需要的自建系统,为了发挥核心业务系统的作用,避免功能重复,该系统中不再重复建设目前系统中已经具备的功能,而是与这些系统建立接口。为了统一数据源,工程项目管理系统只对这些系统中的数据进行查看,不做业务处理。对于已有系统不具备的功能,可以在工程项目管理系统中进行补充建设,也可以根据需要对这些系统中存在的数据进行数据分析、报表展示等二次利用。

系统建立统一的接口标准,通过企业服务总线,实现接口的服务化和灵活组装。系统集成采用“优势互补、有效结合”的原则,发挥各自系统专业解决方案的作用,多系统明确边界,达到最佳的系统集成应用效果。

3.4 SSC结构构建

SSC(结构筑物、系统和设备)主要用于从功能或者位置等角度描述在核电厂的设计、采购、施工、调试和运营等阶段中设计的物理实体[3]。

SSC架构的思路是基于数据的网状逻辑关联,以树状视图进行数据展示。工程项目管理中的SSC可分为土建SSC(GBS)、系统SSC(PBS)与布置SSC(LBS)三个分支,如图2所示,分别通过不同的视角把实体电站以层次化、结构化、信息化的方式展现。土建SSC用于描述电厂的土建分解结构,按照岛别、厂房、分区、层位及标高、房间逐级分解。系统SSC用于描述电厂的系统分解结构,按照机组、系统、设备分类、设备、部件逐级分解。布置SSC用于描述电厂的管路和电缆布置分解结构,按照机组、安装厂房、安装区域/安装层位逐级分解。

图2 SSC架构三种视图Fig.2 Three views of the SSC architecture

SSC是电厂数据最重要的组织结构和框架,在核电建设全生命周期的各个阶段,SSC结构有所不同。在示范快堆工程项目管理系统中引入了SSC的概念,初步构建了GBS和PBS。系统以SSC为核心的数据架构管理思路,将各业务模块中绝大多数数据信息直接或者间接的同SSC关联。不同角色的用户可以以SSC为主脉络,从不同的维度查看、使用业务数据,使各个业务模块形成了数据协同,从而达到业务协同的目的。

使用以SSC为核心的数据架构能够提高精益化管理的能力,通过SSC可以积累工程项目全寿期的大数据,为生产期提供参考,为后期电厂的数字化移交奠定基础。通过SSC架构与业务数据、电子文档的结合,为实现“数字核电”的目标提供了可能。

3.5 项目的独创性

该系统是我国核电工程信息化在大业主模式项目管理上的首次探索,在以下三方面具有创新性:

1)提供工程期全视角核心业务项目管理

系统以业主方管理为核心,集成整合设计方、相关施工方等各管理业务,涵盖了核电工程建设期间设计、采购、施工等工程建设期间的大部分核心业务,有效地对工程进度、成本、质量、安全的全面管控,开启了我国大业主模式核电工程信息化管理新形式。

2)支持核电厂全寿期数据管理

我国的核电建设,首次从工程建设期开始积累设计数据、工程数据,使其统一化和一体化。系统支持核电厂全寿期的数据管理,实现数字化核电工程项目管理,满足数字化工程的需求,为全寿期管理进行了系统架构和数据准备,未来可向大业主模式下核电建设项目复制和推广。

3)构建示范快堆SSC电厂分解结构

初步构建了土建SSC(GBS)、系统SSC(PBS),在SSC基本单元上挂接相关的信息,实现以SSC视角归集统计分析各类信息,满足不同阶段、不同需求的使用,对于同行具有参考价值。

4 总结

目前,快堆工程项目管理系统已经正式投入使用,效果良好。2018年6月,系统各模块全部上线时导入历史数据10 069条,截至2019年12月31日,系统数据量共计169 748条。系统已逐渐成为业主方的核心业务管理系统,符合系统的建设初衷,满足了快堆工程建设阶段各领域的业务需求,提高了业主方对工程项目管理的效率,减少了设计、采购、施工等环节的衔接问题,逐渐形成了以快堆工程项目管理系统为核心的信息系统体系。整合了业主方的业务数据,提供多种维度的统计报表,支持进行决策分析。

随着系统的不断深入应用,后续可在以下方面继续改进:

1)目前系统只管理到了业主层面,部分承包商只是通过公用账户使用系统,设备供应商没有纳入管理。为提高工作效率,建议为承包商提供尽可能多的账号,同时将主要设备供应商纳入管理;

2)承包商用户可以进入系统,从业主方的视角参与项目管理,下一步建议将主要承包商使用的系统通过系统集成的形式接入该系统,与快堆工程项目管理系统互通有无,提高业主方精细化管理程度;

3)采购物资验收后,在系统中的业务中止,后端的仓储管理暂时没有纳入系统。业主方可考虑将立体仓储与系统结合,实现互联网与物联网的无缝衔接;

4)SSC结构树目前只完成了SSC结构树的构建、数据导入、审批及升版、关联文档查看功能,建议后续增加SSC业务数据的关联及数据的分析功能,更大发挥电厂分解结构的价值。

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