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革新业务流程,实现信息整合,秦山核电数字化大修管理系统发布 数字化如何赋能核电厂转型升级?
来源:中国环境报 时间:2023-04-06 14:57:44
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近年来,我国各大核电厂都在充分应用5G、大数据、云计算、人工智能等先进信息通信技术,积极探索数字化转型。加快核电数字化进程,已成为核电产业高质量发展的必由之路。

近日,中国核电旗下的秦山核电正式发布综合性、一站式、数字化大修管理平台——iDaxiu数字化大修管理系统,为核电数字化探索提供了生动的“秦山方案”。这一系统如何助力秦山核电更好地实现安全性和经济性目标?在数字化探索过程中,秦山核电凝结了哪些宝贵的实践经验?

核电厂为何纷纷“拥抱”数字化?

核电是安全性、可靠性要求极高的复杂发电系统,积极探索推进数字化转型,能够有效提高核电厂的安全性、经济性和竞争力,有助于核工业高质量发展。

秦山核电副总经理刘崇都介绍说:“以iDaxiu系统为例,系统投用以来,秦山核电在大修安全、质量、进度、成本等方面的指标稳定向好。”

在提升机组大修安全性方面,iDaxiu系统通过数据分析和智能决策,提高了大修规划的科学性、合理性、准确性,避免了因计划不周、项目遗漏而导致的安全隐患;通过数据监控和预警推送,提高了大修实施的透明度和可追溯性,避免了因执行不力而导致的安全问题;通过数据总结和改进建议,提高了大修总结的客观性和有效性,避免了因总结不足而遗留安全漏洞。

在提升机组大修经济性方面,iDaxiu系统通过对ERP系统物项数据的采集、跟踪,提高了大修准备里程碑管控节点完成率及物料成本节约,避免了因准备不充分、不精细而导致的经济损失;通过线下流程的线上化、极简化改造,提高了工作效率,降低了管理成本;通过客观、透明、公开的数据量化考核评价,提高了大修人员绩效评价的合理性,避免了因考核不清晰、不透明、不合理而产生的经济浪费。

记者了解到,目前,我国各大核电厂已有不少数字化实践。例如,通过运用大数据分析实现设备状态监测和故障预警;采用数字化仪表控制系统实现反应堆保护、安全监测、过程监测,并在此基础上实现与其他系统的互联互通,提高了数据共享和分析能力等。

围绕核心业务培植数字化系统,秦山核电已经形成了以“3E”(EAM、ERP、ECM)为核心的信息化建设体系。刘崇都说:“iDaxiu系统是典型成果之一,除此之外,我们还有众多类似日常维修系统(i-Weixiu)、智慧运行、数字化防异物管理、无人仓库等应用。”

秦山核电原有的信息系统、管理模式、标准体系已经较为完善,这使得秦山核电在数字化转型方面较有优势。结合行业通用的数字化转型标准体系框架,秦山核电编制了数字化转型顶层设计方案,强化“两基础一架构”(即数据基础、网络基础、业务流程的应用和软件架构的顶层设计)。同时,成立数字化推进委员会,以具体应用场景为切入点,按照“点、线、面、体”的实施路线图逐步推进,着力建立更加敏捷、更加高效、更加低成本的核电运维模式,革新核心业务流程,加快全业务领域数字化转型。

iDaxiu系统如何助力秦山核电转型升级?

核电厂大修,指的是经过一段时间运行后,为保证核电厂后续的安全运行,根据设备的预维策略和技术规格书要求,按计划停堆而集中进行的比较大规模的检修活动。大修期间主要对运行中不可检修、不可隔离或者不可接近的设备进行检修维护。

“选择大修作为数字化切入点,主要因为大修是核电运维过程中任务最集中、涉及范围最广、协调因素最多、管理要求最高、高风险工作最密集、对机组能力因子贡献最大的综合性项目。”秦山核电大修管理处处长查卫华说。

他指出,大修过程中存在许多痛点和难点,如信息不畅通、数据不准确、资源不充分、协调不高效等。随着核电精细化管理及高质量发展要求的不断推进,痛点、难点亟待解决。挑战与机遇并存,这些都有可能成为提高效率和质量的重要突破口,迅速缩短大修工期,对核电厂运营业绩及经济效益提升意义重大。而且大修具有周期性和可复制性,数字化转型可以形成标准化和模块化的解决方案,便于推广和应用。

秦山核电基于以上原因开发的iDaxiu系统包含诸多系统应用模块,做到了业务智能辅助分析、现场动态实时、业务数据可视、问题偏差可预测可追溯、大修绩效可量化可评价,实现对大修全流程、全要素、全方位、全生命周期的数字化精细管控。

比如数字大修规划功能,iDaxiu系统以生产经营目标为“点”,以电网调峰需求、燃料管理策略、设备健康状况3个影响因素为“面”,可以实现大修项目与大修类型、标准工期的动态匹配,多机组全寿期大修智能分布规划,实现大修预防性项目、机组发电量、能力因子等自动预测。

又如,系统还能对大修的信息数据进行细致整合分类,构建完备的数据模型,通过模型将前端应用于后端数据进行联动,可代替人员进行实时监控,并根据业务人员角色,将实时信息快速准确通过系统前端可视化图表、短信、邮件等方式,传递给目标接收人,让工作人员清楚明白自己何时要做什么。

另外,系统将可视化技术及视频作业管控引入关键路径管控中,项目管理者可以直观地了解关键路径上每个任务的执行情况和进度。系统结合数据分析,从多维度进行关键路径的监控和管控,进行偏差的自动识别及预警,并及时调整和优化。

目前,iDaxiu系统已在秦山核电31次大修中得到广泛深入应用,自上线以来,用户访问量逐年攀升,2022年全年访问量达13万人(次),同比增长80%,日访问量最高超过1200人(次),用户黏性显著增长。除秦山核电外,福清核电、华能石岛湾核电、霞浦核电等也已经与秦山核电签署合作意向书,计划引进系统。

“后续,我们还将进一步提升系统功能。例如,在数据采集方面,增加更多移动智能设备和传感器;在数据分析方面,加强人工智能和机器学习的应用,加强对数据价值产生及转化机制的研究;在数据展示方面,优化用户界面和交互设计。”查卫华说。

核电厂数字化转型难点在哪?

“iDaxiu系统历经6年磨砺、31次大修迭代优化,期间攻克了不少难点。”查卫华告诉记者,从iDaxiu系统开发经验看,主要难点集中在以下几方面:

一是标准化体系提炼转化难。秦山核电有着105次大修、150堆·年维修的丰富实践及深厚积淀,形成了一套自有的成熟标准的大修管理模式,涵盖工作标准、组织标准、管理标准体系等。但如果将这些体系梳理提炼出来,并运用数字化手段“封装融入”数字化系统中,其实非常困难。

二是数据标准化难。如何对大修相关数据进行标准化定义是很大的难点。首先,数据量大。核电厂大修业务链条长且广,涉及的设备、人员、物项等要素众多,产生的数据量十分庞大,单台65万千瓦机组大修要产生51万余条数据。其次,数据多元异构特征明显。核电在信息化系统建设上规模大、应用多,当前,秦山核电有100多个应用软件,数据来源多,并且这些应用软件建设渠道不同,缺乏统一的数据架构规划,造成数据异构化严重,且融合贯通不足。

三是数据模型构建难。大修相关数据来源复杂多样、数据量庞大,不同的部门岗位、业务角色、业务场景等,使得数据应用与建模难度加大,很难用统一的模型来描述,数据的分发服务也是多种多样。为此,iDaxiu以业务场景为单元进行了数据模型的个性化构建,建立了涵盖1600个管控要素的大修工单模型、大修关键路径精细化工期模型等百余个数据模型。

四是数字化氛围营造难。数字化转型需要打破原有业务模式,从思维方式、流程、技术等方面进行重塑。为此,秦山核电相关领导在不同场合不断宣贯数字化转型的重要意义,促成数字化文化的渗透和落地,通过培训、激励等手段,提高员工对数字化转型的参与度和积极性。

五是数字化人才培养难。由于IT人员与大修业务人员融合不深入,IT人员“听不懂”业务需求,业务人员“不清楚”数字理念,常常会造成真实的业务痛点无法得到解决。具备业务“纵向能力”及数字化技术的“横向能力”的复合型数字化人才,是核电企业数字化转型过程中亟待加强的能力建设之一。

“iDaxiu系统开发应用也为我们提供了宝贵的经验。”刘崇都告诉记者,“首先,要以场景为导向,从用户需求出发,以解决问题为目标;其次,要利用数字化思维方式对积累的管理经验进行总结和提炼,实现对项目各环节及关键节点的自动监测预警及决策支持;最后,要加强信息平台建设及接口对接,实现信息资源整合及跨部门协同。”

数字化转型不是一蹴而就,而是一项长期、艰巨且需要不断开拓创新的系统工程。记者了解到,未来,秦山核电将以“新时代数字核电领跑者”为目标,立足核电业务特点和关键业务需求,增强全员数字化思维,构建全要素数字化能力,实现业务技术有效融合。同时,不断夯实数字技术和数字应用两大平台,提升智能决策、经营管控和协同办公三大能力,筑牢数字化建设、网络安全、运行维护和数据四重保障,持续推进核电厂数字化的赋能升级,为高质量发展注入更强动力。


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