核电厂备品备件管理浅析

刘 昇，薛 寅，段伟强

(1.山东核电有限公司，山东 烟台 265116；2.深圳市鑫雅达机电工程有限公司，广东 深圳 518109;3.国核示范电站有限公司，山东 威海 264300)

核电站的备品备件管理是项目建设和运行期间的一项重要工作，适度规模的备品备件储备是系统和设备调试、维护保养、缺陷处理的重要物资保障。备件管理属于生产管理的一部分，是一项基础性的管理活动，涉及多部门、多专业的协同工作以及多环节(流程)的衔接，其管理水平高低直接反映了现代企业技术管理水平。

备品备件管理工作具有数据开发周期长、人力消耗多、需要多环节协作和持续优化的特点，建立一套高效的备品备件管理体系，有利于实现资源调动和信息整合，减少采购费用和降低生产成本。

1 备件管理体系

我国目前商业核电厂主要有来自法国、俄罗斯、加拿大、美国以及自主研发的不同技术路线的堆型，核电厂在制定备品备件管理体系时需充分考虑不同技术路线的设计和运行特点，包括孤岛电站与否、设备的制造和建安质量水平、设备(备件)的国产化水平、所在地及附近区域的工业基础、设备维护策略和能力、采购周期和频次、财务承受能力、工程合同模式等因素，制定适合本电厂特点的备品备件管理组织体系。备品备件管理核心在于技术管理和法规标准的执行，具体体现在采购技术规范的编写、厂商质保体系的运转情况和制造环节的质量控制等环节。

备件管理中，为方便备品备件管理目标的实现和管理提升，需按备品备件的用途、维修活动、使用范围和专业特点等进行不同维度的分类。

(1)按用途

分为消耗备件、故障备件和战略备件。

消耗备件：在计划实施的维修活动中肯定要用到的备件，例如垫片、轴承等。

故障备件：只有在发生故障性损坏时才需更换的备件。

战略备件：经济价值高(单价5万美元以上)，无预期更换的重大设备或部件，该类备件对机组的可用率和核安全有直接重大影响、制造周期长、价格昂贵、更换时间长。

(2)按重要性

按设备的重要性以及部件失效后所造成的设备功能丧失情况，将备件分为关键备件和普通备件。

关键词：部件的失效将导致其所在关键设备的功能丧失，库存的该部件或整台设备为关键备件。

普通备件：关键备件外其他备件。

(3)按维修活动

按维修活动窗口分为大修备件和日常备件。

大修备件：仅在大修期间进行的维修活动所用到的备件。

日常备件：机组正常运行时日常维修活动所需要的备件。

(4)按使用范围

按使用范围分为通用备件和专用备件。

通用备件：适用于各种设备的备件。

专用备件：供专门设备使用的备件。

(5)按所维修设备或部件的专业

按所维修设备或部件的专业特点分为机械备件、电气备件、仪控备件和通信备件。

(6)按现场工作性质

按现场实际工作性质，分为预防性维修用备件、纠正性维修备件和变更改造用备件。

2 备品备件管理内容

备品备件全链条管理涉及技术、质保、采购(商务)、财务等多领域，包括备品备件基础数据库建立和维护、预算控制、采购计划、采购实施、质量控制、到场验收、清关核检(如有)、储存、维护保养、领用和发放、寿期管理、替代、修复、报废等一系列活动。在电厂建设初期需针对电厂特点建立科学合理的备品备件管理组织体系，以指导和规范备件管理各领域的工作。

备品备件技术管理贯穿于备品备件管理整个环节中，包括备品备件基础数据库建立、备品备件采购计划编制、采购技术输入、采购技术澄清、储备定额编制、维护保养大纲和规程的编制、维护保养、维护保养实施、替代技术评估、过期技术评估、报废处理等多环节。

(1)备品备件基础数据

备品备件基础数据库的建立目标是为了对备件诸如编码、名称、材质、规格型号、图号(件号)、安全等级、质保等级、厂商、类别、技术规格书编号、编码管理人以及设备的隶属关系等信息进行准确描述，便于备件的快速精确定位和采购。备件基础信息库的开发和建设属于备件管理的基础性工作，其质量好坏决定着后期备件管理效率的高低。因此，备品备件基础信息库建立工作需在建安期即开展，可通过到场设备的制造(竣工)图纸、设备运维手册、设备移交资料、现场设备信息校核等渠道进行信息收集，过程中如遇到信息不完整或矛盾的情况，应及时向供货相关方进行核实，必要时升版相应文件。

备件基础信息的建立围绕物资编码的创建工作开展，编码申请前需发布备件基础数据库管理规划，规划包括数据库实现的功能和数据质量目标、数据库结构、编码规则和详实的填写标准、数据库审查和发布流程等内容。

备件基础数据库应为树形结构，可设计为系统→设备→部件→备件等几个层级，以确定备件与设备的隶属和对应关系，数据创建时需对设备、部件和备件进行编码申请和信息录入。基础数据最终可实现正向通过设备或部件查询所用的备件，亦可反向通过备件查询可适用的部件或设备。

基础数据建立过程中，需建立起备件基础信息的审查机制，即利用计算机软件就备件基础信息的规范性和完整性进行审查，利用人工就因备件信息描述差异而导致的重复编码和信息录入错误等问题。

(2)技术规格书编写

备品备件有别于工程设备，在生产期间需多次重复采购，为规范技术要求，需针对关键备件编制技术规格书，便于后续备件采购时进行技术规定。部分备品备件因原厂商关停、产品下线或升级等原因，导致采购时无法在市场找到原技术描述备件，需进行技术澄清，必要时就原技术规格书进行升版。

(3)质保等级划分

为合理分配有限资源，保证备品备件采购和制造中的质量，通过对备品备件所属设备的可靠性和安全性要求、设备关键等级、备件在设备中功能、制造技术的成熟度和工艺复杂性、厂商业绩等因素的综合分析，将备品备件分为不同质保等级，据此对不同质保等级备品备件进行有针对性的质量管控，包括对厂商开展的质保体系审查、源地检查、质保监察和质量过程监督等工作。

(4)备件储备定额制定

进入生产期后，需长期储备一定数量备件以满足电厂日常纠正性维修的需要。

消耗备件最低储备定额=[K×在装数量]+1

(1)

式中，K为综合考虑采购周期和在装量后的修正系数，需针对不同专业不同类别备件取值。

故障备件最低储备定额=K1×
在装数量+K2×在装数量

(2)

式中，K1为在装量权重系数，K2为考虑采购周期的修正系数。

最高储备定额：用于控制库存备件数量的最高值，即库存备件数量低于最低储备定额后，自动触发采购到库存数量的上限值。

备件最高储备定额=电厂1个燃料循环备件

消耗量/18×采购周期+最低储备定

(3)

或，备件最高储备定额=低储备定额+经济采购量

(4)

每年定期根据库存备件的领用消耗数据、设备可靠性、维修和采购策略调整等情况对储备定额进行优化，逐步满足现场实际需求，在满足机组安全稳定运行的前提下，有效降低库存成本。

(5)SPV(单点失效)备件管理

SPV设备失效会对电厂造成大的核安全挑战或发电损失，其备品备件管理为核电厂备品备件管理工作的核心，需投入80%的管理资源进行重点关注，其管理内容如下：

1)SPV备件识别：通过对SPV设备所在系统和设备本体运维方式和失效模式、同行电站经验反馈和运行历史以及维修数据分析，查找和分析设备故障或失效的关键部件，并有针对性地对其备品备件进行标识和重点管理。

2)SPV备件储备：SPV设备备件一般为非标产品，具有采购和制造周期长和技术质保要求高等特点，因此对其备品备件须有安全库存(最低储备定额)；特别地，SPV备件使用需征得SPV设备管理工程师审查同意，并在使用后立即启动补充采购，以保证电站的安全和经济运行。

(6)替代管理

电厂运行过程中，因厂商停产、产品下线以及其他技术原因，需对部分设备备件进行替代。替代需保证不降低系统和设备原有设计功能和安全水平的前提下，用与原始备件不完全相同的备件进行替代的活动，所选取的替代备件性能不低于原备件设计要求。替代分为重要物项替代和一般物项替代，在具体替代过程中，需根据不同分级的替代对象，采取针对性的分析和评估，后续还需对替代效果进行跟踪和比对分析，完成备件替代效果评价。

3 采购管理

3.1 预算管理

备品备件储备需严格按照预算进行管控，预算目标确定后，需对其进行逐层分解，直至需求提报端，以便进行控制，按照“先预算后采购”的原则进行前端控制。采购部门根据合同签订结果定期就预算额度反馈至预算管理部门。预算管理部门定期编写预算执行报告，对预算进行动态控制和闭环管理。

3.2 需求管理

备品备件需求审查需根据机组运行特点、是否孤岛电站、设备可靠性、故障模式和几率、维修能力、采购周期以及预算等开展。

3.2.1 建安期随机备件

工程设备采购时，根据投产初期备件储备的总体原则，就厂商提供的建议备件清单进行审查，提出合同内随机备件采购清单。此时备件审查缺少相关技术资料支撑，较大程度上需借鉴同行经验进行审查，同时还需结合工程概算情况。根据工程合同模式，随机备件一般满足电厂建安、调试或投产初期的使用。

3.2.2 生产期备件

库存定额备件补充：工程设备陆续移交后，根据已发布的最低储备定额和最高储备定额计算的并结合随机备件剩余数量，提出库存备件补充需求。

年度预防性维修备件：根据发布的下年度预防性维修计划，集中提报预防性维修所需备件进行提报。

大修备件：根据大修计划项目，集中提报大修所需备件。

变更改造备件：根据发布的技术改造计划和任务书，陆续提出技术改造用备件需求。

战略备件：根据战略备件管理规划以及预算情况，陆续就战略备件进行储备需求提出。

3.3 采购实施

备品备件采购具有规格型号庞杂、厂商繁多和重复频繁采购等特点，需制定科学合理的采购管理策略，包括：采购包划分、采购频次、经济采购量、采购方式和潜商选择、合同谈判和签订、过程质量监督、出厂验收和接收。

备品备件采购服务于现场生产，其采购进度须满足生产计划的时间要求，因此需定期对采购进展或到货计划与现场需求时间进行比较，以便提前做出预警，对采购方案进行、维修计划或策略进行调整。备品备件采购计划跟踪需具体到物项，并与相应工作计划或维修工单进行关联，行成闭环控制。

备品备件采购工作量大，根据备品备件的通用性属性，在采购规划时对不同类备件采取不同的采购策略。例如：针对专用备件可寻求与制造厂商建立长期的合作协议，建立价格约定机制，从而简化采购流程提高采购效率，同时通过与厂商高度的协作，双方就备品备件升级换代和使用效果进行双向反馈，进一步提升技术支持和保障水平；针对通用类备件，可通过招标或其他采购方式，签订长约单价合同或建立虚拟仓库，在保证现场使用的前提下降低业主库存资金占用；针对高价值的战略备件，可通过同行电站间联合储备的方式在增加备件保障率的同时降低备件储备资金占用，另外还可通过与制造厂商等尝试工厂代储模式，降低资金成本。

3.4 质量监督

综合备品备件的核安全等级、质保等级、技术复杂性、制造厂工艺成熟度、质量验证时机以及法律规范和标准的要求，对备品备件的质量监督活动进行分级，分别采取驻厂、见证点出席和到场验收的方式进行质量监督。在执行过程中，可根据备品备件厂商的履约表现、备品备件质量状况、工艺成熟度以及业主和监管方的管控要求对备品备件质量监督等级进行优化调整。

质量见证点选取需综合考虑备品备件的核安全等级、质保等级、质量监督分级、制造难易程度、工艺成熟度、质量复现性等因素，选择“停工待检点”、“现场见证点”或“文件审查点”。

对于备品备件制造制造或运输中产生的质量偏差，需按照合同约定执行，采取照用、返工、修复、报废等处置方式，并做好不符合项记录，便于信息追溯。

备品备件厂商需根据合同约定，提供包括设计文件、制造过程记录等质量证明文件、竣工图纸和产品运行维护手册(说明书)等备品备件完工文件。完工文件格式和内容经审查符合要求后移交文档部门进行归档。

3.5 到场验收

编制备品备件验收规范，对不同类备件的验收方式、要求等进行规定。在备品备件到场后，按照技术规格书、合同及法规标准进行验收，包括外观检查、铭牌检查、尺寸检查、包装检查、压力试验、密封性试验、转动试验、上电试验、文件检查、数量核对等，要求到场备品备件实物和装箱资料等完全对应且完工文件验收合格。

4 库存管理

备品备件到场验收合格后，进行库位号分配和上架，完成入库信息的录入和财务记账工作。在库存管理阶段需开展存储、维护保养、盘点、发放、循环备件(修复备件)回收、废旧备件处置以及备件管理指标评价等工作。

4.1 存储和保养

根据备品备件技术特点和法规要求，适当划分备品备件存储等级、存储方式等，避免存储不当导致出现的锈蚀、过早老化、受潮、变形和辐照(化学)安全等问题，以保证备品备件的存储质量。按照备品备件保养要求定期对其进行维护和保养，确保备品备件实时处于有效和可用状态。

对于有寿期要求的备件，在临期前组织技术部门对其进行技术评估，采取延寿后继续使用、修复后继续使用、降级使用、报废等措施进行处置。

4.2 备件领用

备品备件的领用需有维修工单的支持，在工单准备中，由准备工程师对维修所需备件进行准备，包括必换件和选换件，工单批准后由系统同步生成备件领用单并发送至库房管理工程师节点，对相关备件进行预留和发放(注：对于有寿期要求的备件，按照先入先出的原则进行发放)。

维修工作完成后，工作负责人在完工报告中对备品备件的使用情况进行详细描述，准备工程师进行核查：

对于选换件使用情况进行核查，未使用经验收合格并恢复包装后退回库房；

对于更换下的备品备件进行核查，具备修复能力的进行修复处理。

4.3 循环备件(修复件)回收

更换的备件经修复后，技术部门对修复备件进行鉴定并出具技术评估报告，修复后验收合格的备件退回至备件管理库房，作为循环备件供下次维修使用，修复工作产生的完工文件一并移交文档进行存储，以便后续追溯使用。

5 备件管理指标

结合电厂实际，逐步建立备品备件管理水平评价指标体系，以查找管理短板并制定管理提升措施，通过量化考核不断优化备件管理措施，最终实现备件精准化管理和降低库存费用的目标。

5.1 备件资金占用率

电厂投产初期，考核备件储备资金占设备资产原值的比例，与同行电站进行对标。

5.2 单位功率备件储备资金

电厂进入生产期后，考核期内单位功率备件储备资金占用值，并与同行电站进行对标。

5.3 备件周转率

考核期内，已领用消耗备件占储备备件的比值，周转率越大，表示备件资金占用成本越低。

5.4 备件储备计划准确率

考核期内，考量预防性维修所需备件计划的准确程度，反映了备件购置过多或购置不准确的情况。

备件储备准确率=

6 结语

核电厂备件管理涉及技术管理、采购管理、财务管理和仓储管理等多方面工作，核电厂需在建设初期尽早对备件管理工作作出总体规划，以便有效组织备件管理各环节的工作。在对建安和运行期间产生的设备和备件信息数据进行整合和分析的基础上，建立备件管理数学和经济模型，并针对备件管理弱项制定适宜的考核指标，实现提升备件精细化管理水平、逐步降低备件库存金额的目标。