一個核電項目從選址到建成需要10年左右時間,工程的正常建造工期一般為62個月,耗資約300億~400億元人民幣。對于這樣一個復雜的系統工程,如何利用先進的IT技術,確保項目如期建成,是一個很大的挑戰。

SNP構想
中廣核工程有限公司承擔大型核電工程的EPC,從選址到建成直至移交給業主,完成設計和建造的一體化。數字化驅動下的業務轉型,對于公司而言非常緊迫。
核電業主現在對項目的要求非常高,提出“六大控制”,包括安全、質量、進度、投資、技術和環境等六個方面。在這樣的要求下,怎樣利用先進的數字化技術,把積累的大量知識沉淀下來,從而不斷提升管理水平、增進效益,成為擺在公司面前的重要課題。要在核電站的全過程和全范圍實現數字化,通過數字化提升設計、建造、運維的水平,“智能核電”(SNP)的構想由此而生。該項目是中廣核集團的五大專項之一,我們希望將其理念貫穿核電的全生命周期,以系統工程的一些理論作指導,實現研發設計、智能建造、設備運維、退役等全生命周期的管理。
中廣核SNP項目規劃為三期,一期要“可見”,實現整個平臺的可用性,實現初步的數據管理和驗證;二期針對單一項目,實現數據的加載和一些關鍵應用上線;三期不斷優化和豐富,實現全面的數字化、網絡化、智能化。項目旨在基于配置管理、變更控制的一致性理念,基于數據的業務協同,實現全業務鏈的業務協同,如集成的設計評審、一體化的仿真計算、四維的施工過程模擬等。
SNP項目中有一些專用工具的打造,包括虛擬現實、仿真、無線傳輸、機器人等單項技術。而更重要的是對功能集成的研究。功能集成可以劃分為四個部分:一是業務集成,用于實現整個流程的管理;二是數據集成,建造數據中心和數字孿生體;三是工具集成,包括應用架構、技術架構、數據架構等;四是集中管控,對成本、計劃、時間等進行控制。單項技術加上集成技術,就構成了SNP項目的頂層策劃。
SNP路徑
SNP的總體目標就是打造一個開放、共享、協同的智能化體系,實現核電工程的數字化、網絡化和智能化,最終還是為了使核電更安全、更可靠、更高效。實現路徑是從數字化、網絡化到全面的網絡化,再到全部的智能化。現在處于全面數字化這一階段,數據協同平臺是其基礎工作。
由經驗來看,建設一個多維的數據平臺是打造智能核電的基礎。不管是網絡化還是智能化、云等概念,最基礎的還是做好“數據底座”。數據是非常關鍵的,要把數據作為資產來進行管理。公司在2017年提出數據協同業務轉型,其主要目標一是保證數據源的單一,保證數據質量;二是為項目管理管控提供正確信息,服務于決策;三是實現端對端的信息可追溯性,保障合規;四是單一的入口控制,保障安全。
在數據方面,目前還存在不少待解決的“痛點”。例如工程領域有100多個業務系統,這些業務系統的數據都是分散存儲的,是割裂的。在各個業務系統中,數字化工作都促進了效率的提升,但是整體的打通、橫向的優化還有困難。在設計、采購和施工各個階段,數據無法聯動。我們說了很多年“采購和施工的進度聯動”,實際上一直停留在手動或半自動化的狀態,沒有實現完全自動的關聯。此外,工程中出現變更時,設計、采購和施工基本是迭代進行的,在此過程中怎樣確保數據的一致性和可追溯。再者,面對海量的數據,怎樣在保證信息安全的同時,能夠便捷地找到所需信息。
文件和數據從最早的紙質文件到電子文件,再到數據,要實現徹底的數字化,要從IT(信息技術)到DT(數據技術),從基于文檔管理到基于數據驅動的業務,從靜態設計到基于模型的動態管理,從縱向聚焦到橫向打通,要以數據為主導,提升整體的業務協同和工作效率。這是數據協同業務轉型的思路。
具體到技術路線,是要建立一個統一的數據模型,實現以實際對象為核心的數據管理。這一數據模型貫穿全生命周期,設計階段按照系統、子系統或區域分層管理,采購階段按照采購包管理,到建造階段又按區域分層管理,調試階段按照系統、子系統管理。整個生命周期所產生的數據,都按照該模型去整合和集成。
其中很重要的一個概念是“權威三角形”,設計要求(監管、業主要求)、設計出的東西與實際的物項,三者必須自洽。需求改變,技術要求和技術狀態隨之改變,進而對應不一樣的實體。通過“權威三角形”,實現概念世界、虛擬世界、現實世界的一致。在復雜工程中,要控制好變更和變更的閉環管理,最核心的理念就是保持三者的一致性。這就要求有一個權威的數據源,要打造一個核心數據體系。
在核心數據體系中,要確定對象,明確對象的生命周期,在核心工程數據的標準和規范的基礎上建立對象的關聯關系和業務的數據接口,進行數據的加載和驗證,從而能夠從不同的視角、側面,把所需數據提取出來變成視圖。核心數據體系基于業務系統而建立,通過一體化的變更管理、全壽期的配置管理和數據可視化,形成數據協同,進而實現更進一步的價值創造,包括精益化的項目管理、基于數據的分析和決策、向業主的數字化交付等。例如設計和施工階段采用虛擬建造技術識別風險、優化建造路徑和決策。
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