隨著能源市場迎來經濟全球化,同時受到可再生能源和廉價化石能源的擠壓,核電越來越難以維持其地位。自2013年以來,僅在美國就有8座反應堆在到達設計壽命前關閉,而且已經成為整個行業的趨勢,其原因是多種多樣的。
其一,政界和公眾均支持可再生能源,核電站的生存空間被擠壓,面臨被淘汰的境地。雖然核能對降低碳排放有積極意義,但是在碳價格較低時,與火電相比,核能在成本方面處于劣勢(見圖1)。同時,核能還必須同可再生能源競爭,后者通過補貼大大降低了其能源價格。其二,國家對安全要求越來越高,導致核電站很難在使用壽命到期后再延期。

因此,盡管中國和其他一些國家積極新建核電項目,但未來幾年,全球能源部門的核電總量仍在減少。核能行業通過多種舉措來應對,如開發新的生產力優化解決方案,包括布魯斯電力公司的資產績效管理(APM)系統。然而,這些措施還不足以徹底挖掘降低成本的潛力。核電行業需要學習在其他高可靠性行業的措施,如航空、醫療和半導體行業。
核電運營的效率潛力
隨著核電站的老化,面對苛刻的安全要求,延長核電站的使用壽命成本高昂,對業主已經不具備吸引力。精益管理可以顯著改善核電運營效率,并將成本降低15%以上。
2015-2017年,核電站的平均能源可用系數(EAF)為82.2%,這其中還包括一些低于70%的機組。Arthur D·Little研究了一些效率優異的核電站,結果表明,核電的整體效率仍有很大的提升空間。美國的德累斯頓3號和芬蘭的洛維薩1號在2017年的EAF分別為100%和92.7%,德國的伊薩爾2號則在95%以上。效率不高的主要原因是設備故障、檢修和加油導致的停機,內部原因占停機時長的80%以上。停機涉及多項操作和多個部門,任務管理的復雜程度很高,在一定程度上導致效率降低。除技術故障外,內部問題導致的停機往往源于核電站的管理方式和績效文化,而并非安全。這與其他行業有相似之處,所以在這個方面挖掘節約成本措施與保證安全并不沖突。
安全驅動型行業的精益管理
精益管理是一種領導和組織概念,旨在系統地避免浪費、失敗和非必要支出。最初從汽車制造業發展起來,并逐漸成長為適用于各類行業的操作和管理的一般性流程。精益管理注重創造價值,建立“零失敗”的理念,同時通過調整流程來避免冗余。近年來,精益管理在安全驅動的行業中得到了廣泛應用,大幅減少了停機時間,使工廠的績效達到行業領先水平(超過90%),同時還實現了顯著的成本節約(經常超過15%),縮短了交貨時間,并提高了流程的合規性。
“核電精益管理”側重于核電運營中的績效改進,尊重必要的安全原則和安全文化要求,將績效改進與長期領導力和能力建設相結合,以面對競爭激烈的能源市場。與傳統的以方法為基礎的精益理念相比,“核電精益管理”致力于建立可持續的精益治理。
E2E(端到端)流程管理
核電站通過不斷改進操作流程,加強專業化故障預防程序來提高其效率,最大限度地降低閑置發電能力,并形成了高效、可靠的檢修計劃。通過采用整體方法進行設計,整合從計劃、調度到執行的全部流程。流程優化的重點應該是減少非必須停機。通過端到端流程的協調,可以挖掘出提高效率的潛力。以此跨越職能和部門的限制,形成管理監督和端到端關鍵績效指標(KPI)。角色定義和流程管理的改進是根本所在。
Arthur D·Little論述了精益管理在核電站的應用。在一個德國核電運營商的績效改進項目中,他根據精益原則對電站組織機構進行了重組,將“機械維護”等部門,轉變為端到端的新結構。重組遵循了端到端流程的邏輯,如“技術”(工程和維護)、“技術服務”(包括輻射防護)和“商業服務”。通過重新設計核電站業務流程,挖掘了3400萬歐元降本潛力,占可解決總成本的17%(見圖2)。

解決問題
減少核電站設備故障和停工時間需要不斷地解決問題。由于停機的不利影響和停機原因在時間和部門上往往是分離的,因此解決問題的必須各部門通力合作。在分析停機原因的基礎上發現優化機會,減少總停工時間。
通過一系列管理工具可以確定停機時間延長的根本原因,找出工作計劃制定等方面的問題,制定KPI并監控結果。對核電廠的管理流程進行迭代改進,與精益管理方法非常吻合。
一個可行的精益管理組織是建立在以下基礎上的:
領導力,明確期望值,引入有效的管理和授權文化。
在執行過程中設定具體目標,量身定做的KPI進行監控。
持續改進管理平臺,小步快跑,建立一種永續改進的文化,用合適的人解決問題。
改善核電運行有不同的選擇,根據效率和規模選擇合適的平臺。在日常工作小步快跑進行微調,同時遵循可持續的持續改進方法。同時,將較大的問題需要委托給專門的團隊來處理。日常的持續改進不僅能讓全廠員工參與其中,還能確保改革的可持續性。例如,在日常車間管理中解決的非常小的改進任務,在跨職能、端到端流程中設計流程優化。(見圖3)。
需要強調以下幾個方面。
日常績效管理必須建立在具有前瞻性、指導性KPI基礎上,對話必須成為日常偏差管理的主要平臺,定期召開端到端研討會,作為跨部門績效改進的主要平臺。
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