卡拉奇核电厂全范围模拟机管理风险分析

苗淼

摘要：在新建核电项目中，处在建设关键进度节点上的模拟机在操纵员培训、取证考试、应急演练中发挥着重要作用。模拟机项目的顺利实施同时也影响着整个工程进度。本文以卡拉奇K-2全范围模拟机项目为例，从不同角度介绍模拟机建设过程中出现的各类风险，以减少因风险产生的成本、质量、进度损失等，从而提高整体项目管理水平。

关键词：全范围模拟机  风险分析  核电  管理

Risk Analysis of Full Scope Simulator Management in Karachi Nuclear Power Plant

MIAO Miao

（China Zhongyuan Engineering Corp.， Beijing， 100044 China）

Abstract：In the new nuclear power project， the simulator at the critical point of construction progress plays an important role in operator training， forensics examination and emergency drill.  The smooth implementation of simulator project also affects the whole project progress. Taking Karachi K-2 full scope simulator project as an example， this paper introduces various risks in the construction of simulator from different angles， so as to reduce the cost， quality and schedule loss caused by risks， so as to improve the overall project management level.

Key Words： Full scope simulator; Risk analysis; Nuclear power; Management

新建核电厂模拟机是核电操纵员培训、取证考试、装料许可、应急演练等电厂教学培训的重要设备。模拟机通过使用计算机技术对电厂内的主要设备功能进行仿真模拟和部分实物模拟实现核电运行人员对整个模拟电厂的正常操作。目前已成功商运的巴基斯坦卡拉奇核电K-2机组是我国第三代核电技术“华龙一号”的海外首堆工程，这与首次“走出去”的模拟机项目的顺利建安、交付离不开良好的项目风险管理。

1 K-2全范围模拟机建造模式

根据供货合同，卡拉奇K-2全范围模拟机供货方由中核武汉核动力运行研究所（中核武汉）进行总包^[1]，全面负责全范围模拟机的开发和供货，确保模拟机通过验收评审可用于培训工作。中国中原作为卡拉奇K-2核电EPC总包方并成立K-2项目部专门负责协调各设计方，在合同规定的时间内向中核武汉提供核岛、常规岛、仪控、电气、运行规程等设计资料用于完成模拟机开发工作。中核武汉在合同规定时间内向巴方业主交付满足合同要求的全范围模拟机。

2 K-2模拟机项目建设阶段风险分析

作为仅比国内“华龙一号”首堆机组福清5号开工时间晚3个月的K-2项目，K-2模拟机从技术角度上讲虽有一定的理论基础，但缺乏成熟的建造、运行经验。在整个K-2模拟机项目建设过程中，本文将分别从设计、开发、测试、采购、运输、安装驗收和质保等关键阶段对其进行风险分析。

2.1 设计风险分析

设计阶段的主要工作包含设计输入、设计实施及设计评审。在该阶段K-2项目部根据需求向中核武汉提供模拟机各专业设计输入资料。

在设计输入过程中，由于本项目的模拟机设计与参考电厂的设计工作同时进行，收集、协调各设计方完整、按时地提交可用实际电厂的设计文件供模拟机开发，是K-2项目部项目管理中的关键工作。与此同时，K-2项目部在提供设计资料时应做好包含文件编码、名称、版次、提交日期、信函编号等在内的各类设计资料的提交记录，作为模拟机设计基线。在收到电厂的各类设计输入后，是否准确理解巴方业主的个性化需求以及对收集的数据的评估，都将对项目后续执行产生影响。

在设计输入过程中，面临的风险因素主要来自提资方的设计资料提资延误、错误和接收方对设计资料理解出现偏差甚至错误等方面。

在设计实施过程中，中核武汉各专业工程师将同时展开设计工作，各工程师自身之间的工作经验差异和接收到的设计资料的质量是此过程中的控制难点。针对此类情况虽然增加了对设计文档进行设计评审，但是设计评审的人员数量较少，同样无法完整地对所有设计文件进行详细审查。此外，由于各设计方的出图计划和模拟机的开发计划相对独立，时常有在设计输入资料不完整时开展模拟机设计工作的现象。因此，在这个过程中面临的风险因素主要有设计不合理与不完整、参与设计及评审人员的资质差异及设计进度紧张。

2.2开发风险分析

K-2模拟机开发流程图如图1所示。根据国内同类核电经验，模拟机的软件开发工作按照先进行各系统单元模块的独立开发，后进行系统集成这样的工作流程^[2]。该过程通常与模拟机设计工作交互进行，即部分模块已经开始开发，另一部分模块还在进行设计工作。这一阶段中，模块设计的变更将会为开发工作带来大量返工，导致开发时间进一步被压缩，最终出现开发进度紧张。因此，该阶段中项目管理的重点为模块开发计划和设计计划的匹配。

系统集成时，通过通信方式将各个软件平台之间的模块数据进行集成，形成完整的模拟机软件系统。软件系统的关键路径是人机界面交互层的开发、电厂仪控系统的开发和下装。K-2项目对于电厂仪控系统的仿真采用纯模拟方式，纯模拟指使用模拟机开发环境下的建模技术来复现参考机组的系统或子系统，由中核武汉直接根据 DCS的 I/O 清单、逻辑组态以及 DCS 图形化控制界面进行仿真，此种方式仿真的组态工作量很大，要求人力、研发等投入较多，导致模拟机建造成本较高。由于仪控系统供货方存在保密等方面的考虑，K-2项目部在规定时间内向中核武汉提供全部组态设计输入文件存在风险，并且中核武汉对于控制策略和组态的理解不可避免的会和电站控制系统组态存在差异甚至错误，后续需花大量的时间参考实际机组控制系统进行评估并修改。

对于开发阶段，面临的主要风险有单独模块的开发与设计不匹配、仪控数据无法下装、数据接口不匹配、平台间数据通信失败、开发进度紧张等。

1.  测试风险分析

模拟机开发工作完成后进入测试阶段，该阶段分为工厂测试和现场验收测试。在测试阶段开始前，K-2项目部应协调巴方业主向中核武汉提供初始版本的真实电厂各类运行规程、应急规程等。中核武汉完成编写模拟机测试规程后，按要求完成模拟机的稳态、瞬态和故障测试，尽可能多地发现问题并修改，使模拟机达到合同要求。其中关于测试规程，编制文件的设计输入和输入资料质量是主要风险因素，这一点与模拟机的设计过程中的风险因素类似。因真实电厂的运行规程等需要巴方业主提供，但巴方业主能力有限，基本无法按时、正确地提供所需规程，因此不得不在缺失合格规程的背景下，进行模拟机测试规程编写工作。

对于测试工作，因测试量很大且伴随产生数千条的不符合项，因此该阶段累计时间通常在1年以上。对于产生的不符合项，不仅需要科学地分类和记录，还需要开发人员进行修改和复测，以保證模拟机的稳定、可靠。

故本阶段面临的风险因素主要有电厂运行规程的提资、不符合项统计和测试参考依据与开发依据不一致等。

2.4 采购风险分析

中核武汉作为K-2模拟机项目总供货商，模拟机设备的采购工作归属中核武汉负责，因此，该阶段风险主要来自是否能够按时将模拟机硬件及备品备件发货至项目现场。在采购阶段面临的风险主要是供应不及时、产品存在质量缺陷和售后服务等。

1.  运输风险分析

运输阶段可分为包装运输和仓储两个工作要素。对于包装运输，因该核电项目涉及出口境外，总包方对该核电项目涉及的设备运输包装箱外观做有统一标识，以便提高通关效率。厂家应提前制定产品包装、运输程序提供给总包方审查，待审查结束后开始设备包装运输流程。在包装运输阶段面临的风险因素为包装方式不合格、货物少发或漏发、运输损坏、运输方式不合理等。

对于仓储部分，模拟机设备属于精密仪器，对于温湿度有着较为严格的规定^[3]，而项目现场仓库为临时搭建，存在环境风险及人为损害风险。因此在仓储时面临的风险因素有仓储环境不达标、仓储时间过长、货物损坏或丢失等。

1.  安装验收风险分析

待模拟机整套设备运输到项目现场后，进入现场安装和验收阶段。该阶段主要包括软硬件组装、测试以及验收工作。因模拟机具有特殊性，合同规定组态数据要根据实际参考机组的数据状态进行2次以上的数据升级，数据下装^[4]和验收也分批执行。

在现场模拟机安装时，可能面临模拟机房不可用的风险，按计划模拟机运抵项目现场前1个月，需完成包括模拟机厂房的装修、电气、暖通、消防等工程在内的模拟机厂房各项准备工作^[5]，但是根据K-2项目二级进度计划，主控室可用时间节点在模拟机可用之后，这就存在模拟机厂房开始装修时电厂主控室尚未完成设计的风险，且模拟机厂房装修出图后存在设计变更的风险。此外，还需考虑安装过程中安装人员的人身安全，该项目为首个模拟机海外项目，安装人员技能熟练度、安装工具齐全、国内后方团队的支持、国内常见的施工材料现场是否能够提供等都是需要考虑在内的常见风险。在现场验收阶段，由K-2项目部组织中核武汉和巴方业主进行设备、文件移交，签署移交证明。因模拟机的最终接收方为巴方业主，除常规验收过程中常见的发现的不符合项风险要进行记录、修改和复测等风险外，还需关注巴方业主临时增加额外需求的风险。

因此在安装验收阶段，面临的风险因素有模拟机房不可用、模拟机房装修设计变更、安装环境不满足要求、缺少施工材料或设备、数据损坏、变更验收标准、验收遗留问题过多、用户培训效果差。

1.  质保期风险分析

根据合同约定K-2模拟机项目的硬件质保期为模拟机交付使用后36个月，软件质保期为完成最后数据更新和测试验收后3个月。在质保期阶段，从产品软硬件角度分析，主要面临的风险因素有系统整体性能不稳定、系统发生重大崩溃、非人为因素的设备损坏、缺少备品备件等^[6-8]。

1. 结语

新建核电厂的模拟机项目能否按时交付业主直接影响着首批操纵员培训和电厂装料等后续重大节点。模拟机建设过程涉及大量的设计资料交换，易造成工程进度的拖延，本文对全范围模拟机建设全生命周期中各阶段可能出现的各类风险进行了梳理分析，充分考虑模拟机建造各阶段出现的各种问题，以便提前发现和解决问题，确保模拟机按期可用于培训。

参考文献

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[2]魏来，胡松，曲伟.新建核电站模拟机建造风险分析及对策[J]，仪器仪表用户，2015，6（22）：6-14.

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