浅析AP1000核电项目设计变更管理

[摘要 ]设计变更管理是设计管理的重要内容，直接影响到工程质量、进度、费用的控制。根据AP1000依托项目的设计变更的管理实践，阐述了设计变更的控制、审查、验证等方面的具体管理措施，并根据经验反馈和总结提出后续项目管理建议。

[关键词 ] AP1000 核电 设计变更 设计管理

一、 前言

在核电项目的建设过程中，在设计、制造、施工等环节会发生大量的设计变更，从而导致巨大的技术、经济风险。为了对设计变更进行有效的管理，项目管理方需要在全面分析设计变更的原因基础上，控制设计变更的发生，减少设计变更的影响。国家核安全局发布的核安全导则（HAD）要求“所有设计变更，包括现场变更和制造厂变更都必须按照规定的要求进行管理”，做好设计变更的管理与对确保工程质量、进度、费用控制等方面都具有重要意义。基于依托项目的特点及设计变更的影响， AP1000项目项目管理方采取了有效措施来控制设计变更的发起，保证设计变更合理性，减少设计变更的影响。文将根据AP1000核电项目设计变更管理经验，探讨设计变更项目设计管理方法和优化措施，并提出后续项目的改进建议。

二、设计变更的控制

AP1000核电项目设计方批准发布的设计变更文件分为两种：设计变更建议（Design Change Proposal，DCP）和现场设计变更E&DCR（Engineering & Departure Change Request）。设计变更建议（DCP）是由设计方提出的对系统、部件、结构设计、安装等设计技术要求的修改建议。现场设计修改单（E&DCR）是对非设计方提出的设计修改，包括供货商、施工方或业主发起或提出的制造偏差、不符合项、材料代换等变更。

设计变更建议（DCP）相对于现场设计变更（EDCR）涉及面更广，对核安全物项影响较大，从发起到批准的时间周期较长，必须通过各方的审查后才能批准，只有升版相关文件后现场才能执行。对于现场设计修改单，一般修改范围和影响较小，由设计方驻现场机构负责审批，并直接用于采购、制造和施工，不需要等待文件升版，以减少对设备采购、制造和施工进度的影响。

由于DCP涉及面广，审查工作繁杂，发起到执行的时间周期长，因此是设计方设计变更控制工作中的重点。设计方对DCP的发起和批准进行严格的控制，具体可以采取设计变更分级、预审通知、设计设计设计变更控制委员等措施。

1）设计变更分级制度

设计变更建议（DCP）按照接口、功能重要性、质量、安全、投资、进度等方面的影响划分为重大表更和一般变更。

2）预审通知制度

当DCP变更发起后，设计方工程师召开预审会对在设计变更进行初步审查，当确认需要变更后，确认该设计变更的分级，并将该DCP的变更信息通知给业主、建造方，总承包方等。

3）设立变更控制委员会

针对各类变更，建立严密的批准制度，同时设立了由相关各方的技术专家组成的设计变更控制委员会。重大设计变更需要进行独立审查，然后报送设计变更控制委员会主席审查批准。设计变更控制委员会对于重大设计变审查后，形成会议纪要，发送到相关各方，必要时报送核安全局进行审查批准。

三、设计变更的审查

项目管理方应建立完善的审查制度，控制设计变更的发起和批准。对于现场设计变更，项目管理方参与文件的校核和审核，因此可以在发起过程中直接进行审查和控制。而对于设计方直接发起的设计变更建议（DCP），设计管理方需要进行额外的审查工作，具体包括设计变更建议批准前和批准后的审查。

在设计变更建议发起后批准前，项目管理方组织业主、现场部门根据施工情况对设计变更进行审查评估，并研究采取有效措施，减少设计变更的发起。审查时主要考虑设计变更是否对设计控制文件、初步安全分析报告、进度、费用产生影响，及时通知受影响的各方反馈变更的可行性及其影响，并向设计方提出避免或减少影响的措施。

在设计变更批准后，项目管理方评估设计变更对采购、施工的影响。根据采购和施工情况，协调各方研究合理可行的方案，减少设计变更对工程的不利影响。如有必要，总承办方将与设计方、业主进行沟通，各方达成一致同意后再执行设计变更。

一、 设计变更的执行和验证

核电工程的每一个物项的制造、施工和调试活动都满足设计要求，是核电站安全运行的重要保障。设计变更文件作为设计文件的重要补充，施工方必须准确的执行，并通过管理方的验证后才能关闭。尤其在核岛系统移交阶段，验证每一个移交包中的设计变更文件的执行，是系统移交工作的重要工作内容，AP1000依托项目在该方面的管理进行了一些努力和尝试，收到很好的管理成效。

1）对于涉及到现场实体的变更

该类变更对现场已经安装的物项或者即将安装的物项产生影响，项目管理方需密切跟踪变更的分发、执行，确保设计变更分发到位，并得到执行。工程项目管理方应当对设计方和现场发起的每一份现场设计修改单进行有效跟踪和管理，通过设计部门、施工部门、质量控制部门联合审查和验证，确保有关的物项执行所有设计修改，最后再予以关闭。

2）对于不涉及到现场实体的变更

不涉及现场实体的变更主要包括设计开口项或暂停项和行政性变更的管理监督。

设计开口项或暂停项的存在，预示着后续设计变更发生的潛在风险。设计管理方要跟踪设计文件开口项和暂停项的状态和对设计建造的影响。同时协调西屋制定开口项和暂停项关闭计划，根据现场建造进度对关闭时间进行优先级排序，制定文件升版计划。行政性变更主要指仅仅涉及编辑性错误或流程审批，不对制造或施工实体造成影响。

现场设计部应避免将涉及实体变更的归为非实体相关的，对于不涉及到现场实体变更的，该类变更可以直接由项目管理方现场设计部门核实、验证，各个专业的共同审查通过后予以关闭，不再需要施工部门进行验证。

二、 配置管理及审查

在工程建设竣工前，设计文件从发布到最终化设计，可能需要经过数次的设计变更和升版，做好文件升版过程中设计变更文件的整合和版本管理对于保证工程建造质量至关重要。配置管理的目标是建造、运行、维护实体设施的工作要符合设计文件中的设计要求，并且记录这些实体设施信息的文件要与实体设施实际情况相符合。配置管理在国内尚是一个全新的管理领域，但在第三代核电项目的设计中设计方已经启用，主要应用于工程设计模型和设计变更的管理。

对于设计变更管理，配置管理可以从文件版本和变更控制两方面采取措施保证各个方面产生的更改是否能够受控的反应到设计要求中，达到管理的要求，保证了整个工程的质量受控。设计方对设计文件的任何变更都必须有经过变更程序批准的设计变更建议和现场设计修改单，并定期将设计变更文件记录在升版文件的版本记录里。对于涉及多个设计变更的设计文件，要根据程序要求在达到规定累计数量前或者规定时间前及时升版。

对于项目管理方，配置管理审查是监督设计方内部设计文件配置控制管理的有效性。通过审查设计变更文件和设计文件的升版是否正确执行，可以保证设计变更文件的有效性和正确性。一旦发现西屋的工作漏洞或失误，及时向设计方发起改正措施，促使设计方不断提高设计质量，从而避免或减少设计变更的发生。

在配置管理和审查过程中，可以采用信息管理系统（IMS）进行设计变更的辅助管理。IMS系统可以建立设计变更修改单和受影响文件的关联关系，将设计变更修改单直接链接到相应的文件，同时建立关联标识。通过IMS系统，可以缩短文档处理时间，简化了设计变更文件的处理工作，极大的方便技术人员对设计变更的跟踪和管理。

三、 现场设计变更的授权管理

现场设计变更一般由供应商、施工方或业主根据设计变更申请流程发起，总承包方现场设计管理部负责进行审查以及传递给设计方审批。现场设计变更申请单一般直接传递给设计方驻现场设计机构处理，必要由返回设计方总部进行处理。在项目施工高峰期，设计的缺陷和漏洞将不断暴露，现场会出现大量的设计、施工问题。为加快设计方解决问题的速度，项目管理方可以协调各方建立设计方向第三方有限授权处理现场设计问题的管理制度。

现场有限授权管理是指工程设计方授权第三方设计院直接处理授权范围内的现场技术问题。授权双方协商确定授权的限制条件和授权条目，共同制订设计授权的相关职责和工作流程。所有授权问题处理必须参照设计方已制定的适用于AP1000中国项目的准则、设计要求、标准、方法和程序，并且第三方设计院工作过程中产生的文件成果由原设计方最终审核、批准并归档。

四、 实践和成效

依托项目中，设计方、项目管理方现场设计管理部门编制了一系列的设计变更控制程序和规定，包括《设计变更控制程序》、《设计变更通知程序》、《DCP影响文件修改规定》、《E&DCR影响文件修改规定》、《配置审查管理程序》等程序，将上述的管理措施融入程序中加以实施，取得了很好地应用效果。

从2009年AP1000依托项目正式开工，设计变更建议（DCP）的发布数量逐年增加，2010年中最多，数量达到500个，主要原因是随着项目的建设的进展，采购和建造过程中发现的设计存在问题逐步暴露，设计方通过设计变更建议来进行设计优化，在2010年达到了最高峰。从2011年开始设计变更建议发布批准的数量开始呈下降趋势，主要是前期已经将大部分问题暴露，后期发现进行设计优化，以及项目管理方的改进管理措施，设计变更建议的数量逐渐减少。

由于设计变更发起导致的设计文件暂停使用或产生设计开口项曾是AP1000设计变更管理的一个难点。对于可能发生变更的文件，设计会预先通知设计文件会暂停使用，需等待正式的设计变更文件发布后，才能重新启动设备制造或现场施工工作，因此对工程进度造成很大影响。设计过管理方组织设计方、施工方根据安装关键路径和施工逻辑，提出设计开口项分级举措，由设计方根据设计开口项的原因和现场反馈的对建造的影响对开口项划分优先级。对于采购和施工有重大影响的开口项，设计方需制定详细的开口项关闭和文件升版计划。对于采购和施工影响较小的开口项，由设计方核实确认后，施工方开展带开口项施工，实行先施工后关闭的处理方式。通过这些优化管理措施，从前期控制减少了设计变更的影响。

2013年依托项目进入安装密集阶段，现场设计变更（EDCR）的发布数量逐渐达到高峰期。为此，经项目管理方和业主的许可，设计方美国西屋公司对上海核工院在三门1&2和海阳1&2核电项目的工作进行有限授权，由其处理核电厂部分非核级、非ASME规范物项问题。授权管理涉及到14类的技术问题，具体包括非核级管道的弯头与弯管之间的替换以及路径修改、 贯穿件的部件调整、电气导管与其它物项安装偏差、小尺寸非核级及非抗震级仪表位置的修改、非核级物项的锚固板和埋板位置等问题。通过有限授权管理，授权内的现场设计变更处理比较迅速，多数的现场设计变更申请能够在3天内能得到设计方的答复。有限授权管理制度大大缩短设计问题的处理周期，加快相关图纸/文件的发布进度，快速高效地解决大量施工问题。

五、 结束语

为了有效提高核电项目设计和施工质量，降低工程投资，同时规范约束设计单位、施工承包商等相關部门的设计变更行为，围绕全程管理设计变更的理念，对后续项目设计变更的管理需要坚持以下几点：

细化设计变更文件分类、分级制度，针对不同的变更文件制定不同的分级、批准、升版要求，并建立设计变更的预警、审查制度，从设计变更的发起、预审、通知、审查、批准到执行进行全程管理。

建立设计变更数据库，跟踪设计变更文件的整合和关联。通过电子数据库，简化文件处理流程，实现受影响文件的关联，方便设计变更的跟踪和管理。

加强质保监察和配置管理审查，从源头控制设计变更。依托项目所引入的配置管理审查是控制设计变更的一项很有效的手段，可以实现设计变更的版本控制和变更文件管理控制，促使设计方不断提高设计质量，减少设计变更的发生。不过，由于配置管理在国内尚是一个全新的管理领域，目前只在三代核电刚刚开展，因此还需要不断的积累经验研究应用更有效的配置管理措施，提高配置管理水平。

参考文献：

[1] 程平东， 孙汉虹. 核电工程项目管理[M]. 北京： 中国电力出版. 2006.

[2] 中广核工程有限公司. 核电工程总承包与项目管理[M]. 北京： 中国电力出版社. 2010.

[3] Nuclear Power Engineering Section of International Atomic Energy Agency. IAEA-TECDOC-1335 Configuration management in nuclear power plants [S]. Vienna， Austria： IAEA， 2003

作者简介：侯敏杰 （1978年），男，汉，吉林，中级工程师，硕士学位，研究方向：过程装备与控制工程