核电建设设计工作分解结构研究

王飞鸣 李嫦月 史海丽

【摘要】本文结合核电设计的特点、中国核电工程有限公司核电项目设计管理的特点，提出了核电项目设计工作分解结构的工作思路、工作方法、工作步骤等，旨在为核电项目设计管理工作提供依据，并为核电项目管理提供参考。

【关键词】核电；设计；范围；工作分解结构；工作步骤；WBS单

1.前言

工作分解结构英文名称是Work Breakdown Structure，其英文缩写为WBS。WBS是项目管理的基本工具，也是项目管理的有效工具。

项目管理包括范围、进度、费用、质量、人力、沟通、风险、采购等基本要素。WBS是范围管理的基本工具和有效工具。而范围管理是项目管理其它要素的基础，没有有效范围管理，其它要素的管理就没有坚实的基础。

设计管理是项目管理的重要组成部分，设计工作分解结构的有效性一方面可以提高设计管理的水平，另一方面可以为项目管理提供支持。

2.核电设计的特点

核电设计具有如下特点：

（1）周期长。一般的核电项目需经历厂址普选、初步可行性研究、可行性研究、总体设计、初步设计、施工图设计等阶段，部分项目还需要开展科研工作。厂址普选阶段的技术工作一般需要四个月时间。初步可行性研究阶段的技术工作一般需要一年时间。可行性研究阶段的技术工作至少需要两年时间。初步设计的进度安排应考虑给核岛浇灌第一罐混凝土（FCD）前必须开展的施工设计留有足够的时间，一般说来应在FCD前10个月完成，初步设计周期约为10个月。施工图设计从FCD前10个月一直延续到FCD后36个月，后续还要配合调试进行设计修改，配合项目业主完成运行许可证申领及竣工文件编制工作。总之，一般的核电项目需要在7年左右的时间内完成设计工作，设计周期漫长。

（2）文件出版量大。根据公司承担的核电项目统计数据，仅施工图设计就需要完成8万余份。

（3）参与单位多。工程公司承担的核电项目一般由公司设计院、中国核动力研究设计院、常规岛院为主完成设计工作，同时还需众多外委单位完成部分专项设计。公司设计院内部参与核电设计又有8个设计所和两个分院参与，涉及到70余个专业。

（4）接口复杂。压水堆核电厂有300多个系统、近100个子项和数万台设备，再加之设计任务由上述众多单位参与，使核电项目的设计接口非常复杂。据工程公司承担的二代改进型核电项目的统计数据，接口交换量约为12000条。

核电项目的上述特点，对设计管理工作带来了极大的挑战。如何考虑这些特点，规范设计的范围管理，并为其它管理要素提供基础，是设计管理的基本要求。

3.工作分解结构的范围

结合核电设计的上述特点，在开展核电设计工作分解结构工作的过程中，尤其是在工作初期，应注意如下几点：

一是WBS工作应循序渐进，不断完善；

二是有些工作是不可预见的或不可完整预见的（如是否会发生，什么时间发生等）；

三是应该为不可预见的工作留有进度和资源的准备。

因此范围管理工作应将工作分为两类：第一类是可预见的工作，使用WBS工具进行管理；第二类是不可预见的工作，建议暂使用传统方式进行管理。对于不可预见的工作，将不被列入WBS中；对于可以预见必然发生，但是某些属性不可预见的，也不列入WBS中（例如：发布设计变更、回复信函）。

根据上述原则，确定工作分解结构的范围如下：

3.1基础工作

基础工作是指可预见的，在自己职责范围内的工作。基础工作应该包括在WBS中，包括如下工作：

（1）接口（数据交换）

（2）计算分析报告（指内部使用的工程文件）

（3）工程文件（指提交给业主的工程文件）

（4）分包院管理及审查

3.2附属工作

附属工作是指不可预见的或不可完整预见的工作，这些工作也是责任者为了完成基础工作而开展的附属工作。这些工作包括（1）信函；（2）会议；（3）变更；（4）出差；（5）其它。附属性工作建议暂不包括在WBS中。

4.WBS的基本特征

WBS应具备如下基本特征：

（1）分层次：有两层含义，一是WBS是有层次的树状结构，二是不同层级的人负责不同层次的WBS。

（2）有编码：WBS中的每项活动都有唯一的代码。

（3）模块化：不同的单位，使用相同的规则编制的WBS可拼接。

（4）能变更：能够对已完成的WBS进行变更。

（5）可扩展：编码的编制规则应允许增加、删减活动。

（6）可預见：活动应可以预见。

（7）不重复：WBS的结构策划应保证同一活动不重复出现。

（8）不遗漏：力争不遗漏活动。

（9）滚动更新：系统的设计应允许滚动更新。

（10）全员参与：参与项目的人员都有自己的WBS，而不是某些人的WBS。

（11）软件实现：最大程度的使用计算机软件实现功能。

（12）个人修改：参与项目的每个人员可以对自己的WBS进行修改，而不是由某几个人维护修改。

（13）自动提示：某个人修改了自己的WBS后，修改影响应通过计算机软件自动提醒紧前工作和紧后工作的责任人。

（14）自动筛选：当要查询某项工作有哪些制约因素时，计算机软件应能自动筛选出所有前序工作。

5.核电设计工作分解结构框架

根据本文第4章所述的工作分解结构的特征，结合工程公司工作安排的习惯，总承包核电项目工作分解结构如下：

第0层为项目层。

第1层分解为设计、采购、施工、安装和调试五个领域。

对于核电设计工作分解结构第2层按照设计阶段进行分解，可分为科研、厂址普选、初步可行性研究、可行性研究、总体设计、初步设计、施工图设计7个领域。

以下以最为复杂的施工图设计为例进行分解。第3层可分解为核动力院部分、工程公司部分和常规岛院部分。第3层的分解方式一方面可以使工作分解结构涵盖所有设计工作，保证分解结构的全面性；另一方面可以使不同的设计方独立开展工作分解工作，使分解工作具有可扩展性。

对于工程公司部分，可按照工程公司的设计管理模式，将第4层分解为：通用设计管理、总体、系统、设备、布置、厂房、BOP、常规岛8个领域。

以下以系统设计为例进行分解。将第5层分解为：系统设计管理和具体系统两个领域，其中具体系统应以初步设计阶段确定的系统清单进行分解。

对于具体系统，可以将第6层分解为接口、计算分析和工程文件。

综上所述，设计工作分解结构如表1所示。

6.工作步骤

核电设计工作分解结构工作，应采用先自上而下，后自下而上的方法开展。如果仅采用自下而上的方法，一方面将会使下层人员迷失方向，无所适从；另一方面下层人员会虚报工作所需时间、费用和人力。如果仅采用自上而下的方法，会对上层人员的要求过高，导致工作无法深入，半途而废。

结合上述原则，WBS工作应按照下述步骤实施：

（1）发布一级进度（A版PRE）：业主

（2）发布二级进度（A版PRE）：项目部

（3）发布三级进度（A版PRE）：科研设计管理部

（4）发布四级进度（A版PRE）：设计所

（5）发布IED：設计所、科研设计管理部

（6）发布接口手册：设计所、科研设计管理部

（7）编制WBS编码：科研设计管理部

（8）编制WBS单（填写紧前工作）：设计所、科研设计管理部

（9）补充WBS单（填写紧后工作）：设计所、科研设计管理部

（10）校核WBS单（紧后、紧后工作互校）：设计所、科研设计管理部

（11）完成A版WBS单：设计所、科研设计管理部

（12）完成A版WBS词典：科研设计管理部

（13）校核四级进度：设计所

（14）校核三级进度：科研设计管理部

（15）校核二级进度：项目部

（16）校核一级进度：业主

（17）发布一级进度（B版CFC）：业主

（18）发布二级进度（B版CFC）：项目部

（19）发布三级进度（B版CFC）：科研设计管理部

（20）发布四级进度（B版CFC）：设计所

（21）WBS单修改：设计所、科研设计管理部

（22）校核受影响的工作：相关单位

从CFC版进度发布后，进入WBS滚动修改期。

7.WBS单

本文第5章所述的WBS单列出了设计工作中管理层认为无需进一步分解的作业，作业是WBS中最底层的工作，这项工作会耗费大量人力。但是WBS单是WBS有效发挥作用的基础，应踏踏实实的开展。

附表1给出了WBS单的样例。需将所有工作的WBS单进行汇总，形成WBS词典，并建立数据库。

8.应用分析

设计WBS完成后，可以开展范围管理、进度管理、费用管理等常规管理中，同时可以此为基础，延伸到质量、人力、沟通、风险、考核等管理领域。

此外设计管理过程常见的问题是需要分析某一项工作的制约因素，例如分析FCD是否具备条件、向DCS供货商提资的制约因素、开口项管理等。在按照本文完成WBS工作后，相关的分析工作将事半功倍。