中国实验快堆工程项目建设的进度管理
2012-08-03王岳
王 岳
(中国原子能科学研究院,北京 102413)
中国实验快堆(简称实验快堆,CEFR)热功率65 MW,试验发电功率20 MW,是国家“863”高技术研究发展计划能源领域的重大工程项目。实验快堆由反应堆本体、反应堆冷却剂系统、反应堆辅助系统、燃料组件转运及贮存系统、放射性废物处理系统、蒸汽与动力转换系统、电力生产和传输系统、电气系统、仪表与监控监测系统、专设安全设施、保护与控制系统、构筑物通风冷却系统、公用辅助系统等共13大类约200个子系统组成。该工程建筑面积4.7万m2,建筑子项16个。
中国实验快堆建设验收目标是:实现并网发电,达到40%功率稳定运行24 h的验收目标。2011年7月21日,中国实验快堆实现并网发电,7月22日上午10点完成40%功率稳定运行24 h,达到工程验收标准。
中国实验快堆工程总体上实现了自主设计、自主建造、自主调试、自主管理,它的建成是我国科技自主创新重大战略的成功实践。作为工程项目管理的重点工作,实验快堆进度管理工作的开展自主、高效、科学、规范,对实验快堆的如期建成起到了关键作用,并为快堆电厂后续商业化发展积累了丰富的经验,提供了有益的参考。
1 项目管理简述
为了更加有效地对中国实验快堆工程项目进度管理活动进行论述,对实验快堆工程项目总体特点及其管理活动开展的总体情况进行简述如下。
1.1 项目总体特点
中国实验快堆工程总体上具有以下显著特点:
— 以“堆本体采用池式一体化、液态金属钠作为冷却剂、引入非能动事故余热导出系统、实现并网发电”为基本技术特点;
— 设备国产化程度高;
— 作为大型科研工程,较长时期处于边研究、边设计、边建设的非常规状态,进度控制难度大;
— 设计、建造法规和标准不完整;
— 属国内首座快中子堆且技术复杂,国内没有参考堆型。
1.2 项目管理模式与特点综述
中国实验快堆工程技术总体上体现出“新”字和“难”字,对工程进度的要求也较为迫切,工期紧、任务重、难度大的工程项目管理特征则更加凸显出来。正是在这种背景下,以国家科技部与中国核工业集团公司签订中国实验快堆工程委托管理合同为标志,中国实验快堆的管理工作重心从科研管理过渡为工程项目管理。经过不断地摸索和调整,中国实验快堆工程在管理理念、管理模式、管理体制上实现了必要优化。
中国实验快堆工程项目管理实行项目法人制、招投标制、合同制、监理制的“四制”模式,同时遵照核安全法规建立质量保证体系并按照基本建设法规履行报批手续,从总体上做到依法办事并建立起规范的管理体制。此外,作为实验快堆项目的承担单位,中国原子能科学研究院(简称原子能院)成立快堆工程部进行实验快堆工程项目建设的具体管理,成立了以院长作为第一负责人、快堆工程部作为管理核心的工程管理机制。
2 项目建设的进度管理
2.1 进度情况综述
中国实验快堆于1995年12月29日批准立项[1],于2011年7月21日实现并网发电,翌日中午完成了40%功率稳定运行24 h,达到工程验收标准。历经16年,中国“制造”出了自己的第一座快中子堆电厂。从实验快堆的特征和工程建造规律,可以看出实验快堆建设者的奋斗历程。
2.2 进度管理实践
与众多大型工程建设项目一样,时间约束、质量约束、资金约束是实验快堆工程项目的3个最基本约束,相应的进度管理、质量管理、投资管理是项目管理的主要工作。应该说实验快堆工程建设的每一步的实现都凝聚着千百参建者的智慧和汗水,而进度管理在其中始终起着主导作用。
2.2.1 基本概念
项目的进度管理是为了满足项目进度要求或时间要求而进行的管理工作。
既然是管理,进度管理与管理总是具备一些共同的特性。进度管理同样是在特定环境下,对组织的资源进行有效地计划、组织、领导和控制,以达成既定目标的过程。
进度管理的内容包括:进度计划、进度的检查和监督(进度跟踪)、进度控制。三者并称进度管理的三要素,三者之间的关系是密切相关的,在进度管理中三者形成封闭循环,如图1所示。
图1 经典进度管理封闭循环模型Fig.1 The close cycle mode of classic schedule management
2.2.2 进度管理体系的建立与基本工作思路
(1)体系建立
根据进度管理的总体概念和主要内容,结合中国实验快堆的具体特点,建立起一整套科学的、运作有效的进度管理体系。这个体系的要点是:
— 编制科学严谨的各级进度计划和控制目标;
— 制定正常运作的管理制度和会议制度;
— 组织得力的各级协调、指挥和决策班子;
— 建立健全有效的跟踪监督机制;
— 及时提供全面准确的工程建设信息,实现反应迅速的闭环控制。
与上述相对应,在实际操作中,实验快堆工程进度管理依照《中国实验快堆质保大纲》和《进度控制大纲》的要求,根据工程特点和人力资源的特点,对进度管理进行了管理体制上的确定,总体上可以归纳如下:
— 快堆工程部总经理在院长授权下对工程进度负直接领导责任;
— 计划合同部对工程进度进行宏观管理,主要管理工作内容为:工程计划的归口管理,工程一、二级进度计划的制订和管理,工程年度进度计划的制订和管理,工程建设进度监督与调控;
— 设计管理部、采购供应部、建造部、调试办公室、运行准备部等专业职能部门依照工程进度计划要求对各自工作任务进行执行管理;
— 设立工程现场指挥部和工程进度协调组等进度调控机构,在经理部授权下对工程建设进度进行综合调控。
(2)基本工作思路
通过不断地思考与实践,对实验快堆工程进度管理的基本思路总结为以下几点:
— 熟悉快堆工程的技术特性,把握工程特征和建设重点,确定进度管理重点;
— 编制内容全面的工程进度计划并使之不断趋向合理;
— 加强以进度检查和监督为重心,信息采集归纳和报告编制为主要手段的进度跟踪;
— 加强以强化供需接口协调,及时发现偏差,准确提出纠偏措施建议为重心的进度控制;
— 建立完整的调控机制,宏观调控与微观控制相结合;畅通调控渠道,不出现“管理真空”;
— 质量是进度的根本保证;投资是进度的基本保证,随时权衡好进度、质量、投资三者间的关系。
2.2.3 进度计划的制订
中国实验快堆工程是个工程项目,它符合一般工程项目的生命周期特征(见图2),这也正是一切进度计划的制订原则。
工程项目的进度计划是根据特定条件和特定要求,以拟建项目的竣工投产或交付使用时间为目标,按照合理的顺序所安排的实施日程。与众多大型工程项目一样,实验快堆工程的进度计划主要由一级进度计划、二级进度计划、三级进度计划、年度进度计划以及更次级计划所构成。
图2 典型项目周期特性曲线图Fig.2 Classic project cycle character curve
进度计划的编制最终归结为对活动、逻辑和活动时间三要素的确定。
中国实验快堆进度计划的编制有效采用成熟工程项目计划编制的一般办法。简单说就是首先根据项目特征制定项目的工作分解结构图即WBS(Work Breakdown Structure),也就是确定出活动,其后根据项目的工艺流程,进行必要的分析评估加以参考类似工程的建设经验,吸纳工程建设执行单位的建议,逐级、逐步优化并确定工程建设活动的时序即逻辑关系以及活动时间,最终形成了一级进度计划、二级进度计划以及其他各级工作计划。计划形成后,由于计划执行中的偏离,还要在跟踪、控制的反馈基础上修正计划,保证计划的合理性,实现计划的动态管理。
活动即为工作内容。快堆工程的活动数以万计,如何才能有条理地确定这些活动的内容是进度计划编制的首要问题,WBS的构建是确定活动的主要方法。WBS是将项目按照其内在结构和实施过程的顺序进行逐层分解而形成的结构示意图,它将项目分解到相对独立的、内容单一的、易于成本核算与检查的工作单元,并能把各工作单元在项目中的地位与构成直观地表现出来。
中国实验快堆工程总体上由16个子项构成,同时在工艺流程上又由13大类,约200个子系统构成。将实验快堆工程项目依照子项和子项内部的分区以及各子系统的功能和组成进行系统分析、分门别类、逐级考证,确定了活动。在全部活动中,称关键路径上的活动是重点,它们之间一定有比其他活动更加紧密的内部联系,而且它们对其他活动有着最直接的影响。
实验快堆工程施工建设的关键路径由以下重要活动按照先后顺序所组成:
— 启动核岛土建施工;
— 核岛厂房封顶;
— 大厅吊车投运;
— 主容器安装并完成压力试验、检漏试验和稳定性试验;
— 保护容器安装、堆内构件安装并完成保护容器气压试验;
— 堆顶固定屏蔽安装;
— 堆芯组件吊装;
— 旋塞安装;
— 堆顶防护罩安装;
— 换料机、装卸料提升机、控制棒驱动机构、主循环泵、中间热交换器等堆内设备安装;
— 堆本体气密性试验;
— 综合冷态调试;
— 充钠;
— 综合热态调试;
— 装料;
— 临界;
— 升功率调试;
— 并网发电。
需要指出,各级计划对WBS的考虑深度是不同的,越是次级的进度计划对WBS的分解越是详细。
逻辑说明了活动间的关系,从项目建议书阶段到可行性研究阶段到设计工作阶段和建设准备阶段到后续的施工建造阶段、调试阶段和运行阶段至竣工验收和后评价阶段,我们可以看到工程建设的一般性经历。实际上这些就是工程建设的总体逻辑关系。
时间是进度计划中的最后一个要素。在确定了活动和逻辑后,要来分配时间这种特殊资源了。
在活动时间的估算方法中,一般可以使用经验类比法、历史数据法、专家意见法和三点法来对活动的时间进行估算。三点法是一种有效被应用于工期估计存在较高不确定因素的计划编制工作中(例如中国实验快堆工程的部分计划内容编制)。其基本思路是,确定活动完成的3种可能时间,即乐观时间(Optimistic time)——记作O,是指在任何事情都进行得很顺利,没有遇到任何困难的情况下,完成某项活动所需的时间。经验规律是:在少于乐观时间估计的时间内完成活动的概率仅有1/10;最可能时间(Most likely time)——记作M,是指在正常情况下完成某项活动最经常出现的时间;悲观时间(Pessimistic time)——记作P,是指某项活动在最不利的情况下能够完成的时间。经验规律是,在超出悲观时间估计的时间内完成活动的概率仅有1/10。
对每项活动都给出3个工期估计从而计算期望工期是不必要的,我们更多地希望能够以尽量丰富的经验和可能的历史数据作依据,对活动的工期做出一个估计和推算,并以此作为计划的时间要素。正是从这个角度上说,经验是科学,很重要。
进度计划的最重要特征是它的合理性和权威性。以实验快堆计算机监控系统这个重要控制系统的计划制订为例,我们的进度计划对它的设计、采购、安装及后续调试给予了系统化的安排,而实际情况是,相关计划与工程的实际执行完全“合拍”,相关活动、逻辑和活动时间制定准确,如此也就保证了计划的严肃性。
2.2.4 跟踪
跟踪是指根据计划在项目实施的过程中对影响项目进展的因素进行及时、连续、系统地记录和报告的系列活动过程。跟踪活动的中心工作是及时反映项目变化并提供有关信息报告。实验快堆工程的进度跟踪工作最集中地体现在信息需求和收集以及项目进展报告。
就工程项目而言,信息是项目控制、决策和评估的基础,工程项目建设的运作过程也是项目信息流动的过程。另外,在工程建设中报告无处不在,换一个角度看:有信息需求才有报告之必要。
对于信息的收集或称信息采集存在多样的内容。比如原始数据记录:实验快堆工程的进度管理工作在这方面更加重视资源投入情况。再比如沟通测定:进度管理工作在这方面更加注重参建单位(人员)的合作质量、人员士气高低、施工单位和业主间的合作程度等。当然,工程项目月度、季度、年度工程实际进展情况(施工量、图纸供应量、设计/工程变更量、设备/材料供应量等)是信息采集的重点。以上所有这些信息一般以报告形式表述出来。
实验快堆工程是一个每天都会产生大量信息的工程,有效整理、高效传递这些信息尤其是偏差信息是有效进行进度控制的前提条件。
2.2.5 控制
控制是为了改善某个或某些对象的功能和发展,需要获得并使用信息,并以这种信息为基础,加于该对象上的作用[2]。
进度控制是最接近于工程实体建设的管理职能,再言之,进度控制总需要它的执行者最深入地触及工程的实体建设。
工程计划的执行总会出现偏差。不难理解:进度控制的基本原理就是一个发现进度偏差——进行偏差分析——采取纠偏行动的“三步走”过程。但是将这个原理放到一个如实验快堆这样复杂的系统工程项目中,我们发现,进度控制工作所要应对的是难以计数的新问题,要进行难以计数的科学分析,更要找到实施纠偏所需要的方法。
3 实验快堆进度管理的实践思考
工程的进度管理是为了维护工程的进度目标,维持工程建设秩序所进行的工作。在对进度管理的学习和实践中发现,很难找到一本“我们想要的”进度管理的教科书,进度管理可以称作是工程项目管理活动中最灵活、能动性最强的部分。
(1)计划为执行服务,它应为执行画出美妙的路线图
项目是一个有序进行的事物,而计划是保证其有序性的“理论指南”。必须说,所有理论都是为实践服务的,对于项目而言,计划的唯一用途就是用来指导执行。此外,计划的制订要本着科学、严谨、周密、可操作的原则,计划必须尊重科学、尊重实际、尊重规律、尊重经验。计划要为执行画出“美妙的路线图”。这就是计划工作的绩效所在。
(2)敏锐捕捉关键,理顺现场需求
关键工序是进度控制的关键。以实验快堆工程堆本体安装施工为例,实验快堆工程堆本体安装施工包括堆容器及堆内构件、堆坑中子屏蔽、堆顶固定屏蔽、转运清洗室、反射层和屏蔽层组件、旋塞、主冷却系统设备、堆顶防护罩等重要设备的安装。中间又交叉进行部分燃料组件转运系统设备安装以及反应堆大厅内管线安装。
实验快堆主容器订货时间为2001年8月,合同约定到货时间为2003年2月。然而直到2005年8月11日,堆容器首批部件才到货。针对这种情况,根据反应堆工程建设经验加以对实验快堆工程全部安装工作的分析,确定堆本体安装施工位于工程建设的关键路径上,并成为全部安装施工的工作要点。其后,在对相关设备的基础技术特性进行研究,并对相关工程量进行考证后,对堆本体所属设备的安装进行了顺序安排,并明确了所需交叉施工项目。最后,在经过与各类专业人员多次交流后,确定了相关施工计划。在进度跟踪与控制中,对相关施工偏差、物项到货偏差所导致的进度影响给予密切关注,继而组织各专业人员、专家对偏差进行研讨,提出纠偏措施,给予解决,以此来保证计划执行的有效性。如果出现必须进行计划调整的局面,则要重点考虑后续施工中的特点,寻求“可赶工作业阶段”,从而保证竣工时间不动摇。最终,堆本体于2008年12月安装完成,满足工程二级计划要求,并随即启动了实验快堆工程项目的综合冷态调试。
(3)创新是控制的有效手段
中国实验快堆是一项复杂的创新工程,需要技术创新和管理创新,而这其中技术创新是推动实验快堆建设不断前进的根本动力。
中国实验快堆在总体上参考俄罗斯技术方案,在此基础上由中方自主设计和自主建造。在全部设计和建造过程中遇到了许多复杂的技术问题和工程实施上的困难,但通过全体参建人员的共同努力,取得了丰硕成果,全过程对引进、消化、吸收、再创新的发展模式进行了成功实践,在反应堆安全、堆芯理论设计、主工艺系统设计数字化控制、钠工艺以及大型非标设备国产化等若干领域走出了一条自主创新之路。
实验快堆的技术创新从根本上对冲了实验快堆的“新”与“难”,它是实验快堆能够如期并网发电的根本保障;是实验快堆进度控制工作的有效手段。
(4)进度管理工作要通晓政策法规
项目的进度管理要对项目开展进行统筹规划。作为实验快堆这样的大型国拨资金项目,特别是涉及国家环保安全的核设施建设项目,必定受到国家有关规章的严格把控。迄今为止,实验快堆工程项目接收到国家有关部委的指令性文件近120份。这些文件基本是项目在具备一定条件下进行申请并通过国家评审的产物,所以进度管理一定要清楚相关工作的来龙去脉,要做到在适当的时间去进行必要的工作。实际上,这些文件的及时发布对工程进度起着“特殊且无可替代”的促进作用。
4 结语
中国实验快堆成功实现了并网发电,实验快堆工程项目的最后一个进度控制节点得以实现,应该说,进度管理工作在中国实验快堆工程项目中的实践是成功的。随着我国快堆核电事业的发展,其工程项目的进度管理工作也必将不断深化,不断创新,不断推向新的高度。
[1]国家计划委员会,国家科学技术委员会.国家计委、国家科委关于快中子实验堆项目建设有关问题的函[R],1995.(The Letter on Issues Concerning the Construction of Fast Neutron Experimental Reactor by the State Planning Commission and the State Commission of Science and Technology[R], 1995.)
[2]毕星,等.项目管理[M].上海:复旦大学出版社,2000.(BI Xing, et al.Project Management [M].Shanghai: Fudan University Press, 2000.)