谭邵拮
上海电气核电集团有限公司 上海市浦东新区 201306
1. 研究目的
2020年9月，习近平主席在联大发表讲话，我国碳排放2030年达峰， 2060年实现碳中和。2021年3月，李克强总理在政府工作报告指出“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”并要求在“确保安全的前提下积极有序发展核电”。因此，作为清洁、稳定、高效的低碳能源，核电在我国能源结构中的定位和作用得以明确，成为国家实现碳中和、碳达峰目标的重要手段。
如何快速、安全、高效地建设核电机组，提高核电能源在各类清洁能源中的竞争优势，在确保安全和质量的前提下加强过程管理，优化建设工期成为各核电建设参与方的重要研究课题。核电建设是一项复杂的系统工程，核岛主设备作为核电机组的心脏，其供应周期会直接影响到整个核电的建设周期，是核电建设的关键环节，对其工期进行优化研究显得尤为必要。
本文具体研究对象为核岛主设备中的关键主设备，蒸汽发生器、压力容器、堆内构件工期的优化。通过对这三类设备工期的研究，着力解决在设备供应过程中的瓶颈及风险因素。并通过对各类瓶颈及风险因素的分析找到有效的应对策略和方法，从而优化设备供应，降低设备供应对项目建设的影响，最终达到缩短设备供应周期，工期优化的目的。
2. 已完工核岛主设备的工期构成及经验反馈
上海电气核电集团是上海电气旗下专门从事核岛设备成套供应的产业集团，拥有近50年核岛主设备制造经验，并与国内三大核电集团有着广泛而长期的合作，已经为国内外核电客户提供了各类核岛主设备共计两百多台/套。通过对公司近年来已交付的国内核岛主设备总体制造情况研究，对各个设备的供货周期分析整理，设备供应工期结果如下表。
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从表中可看出，蒸汽发生器合同工期平均48个月，采购平均工期15个月，制造工期33月；压力容器合同工期平均55月，采购工期平均17个月，制造工期平均38个月；堆内构件合同工期平均46个月，采购工期平均14个月，制造工期平均32个月。
通过对上述已完成核岛主设备的关键路径（CPM）分析，影响设备合同工期的主要因素在材料采购，约占整个合同工期的31%，设备制造工期约占69%。本文从这两方面分析入手，双管齐下，以找到一条适合核电机组核岛主设备制造进度优化的方法和路径。
2.1. 材料采购中的文件管理对工期的影响分析
材料采购中的文件管理主要包括三部分，第一，上游设计输入文件；第二，输入文件的转化和材料采购文件的编制及审批；第三，文件澄清、材料代用以及质量文件、制造文件的审批。依据以往经验，此类平均工期如下表：
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从上表可以看出，整个文件输入和审批周期长达半年，如果涉及设计改进或设计变更，以及供方需要材料代用变更等，会使该周期进一步拉长，从而增加设备整个合同工期。供方文件编制质量也是影响审批进度的重要因素，质量文件以及制造大纲等在材料制造过程中升版，也会带来工期的损失和延误。
2.2. 材料采购中的采购活动对工期的影响分析
材料采购中采购活动对项目工期的主要影响，体现在项目主线主体材料对产品主线开工时间节点的影响。比如蒸汽发生器和压力容器的大锻件材料、堆内构件的不锈钢板材制造工期长，此类材料加工难度大，要加强进度控制，特别要避免对材料供应商质量控制不力，出现材料报废的情况，一旦出现报废，工期直接延误6个月以上。
2.3. 生产制造对工期的影响分析
项目实际生产制造过程中，影响项目工期的因素较多，主要包括产品质量、工艺方案、生产组织等三方面。
2.3.1 产品质量对工期的影响分析
核电主设备制造都有严格的质量保证体系，来保证核电产品质量。因此，核电产品制造，首要考虑是减少甚至杜绝质量问题发生，牢固树立保质量就是保进度的理念。至于产品质量对工期的影响，主要体现在两方面，第一是指质量控制活动本身组织要合理高效，避免等工发生；第二是发生质量问题后处理要及时透明，减少不符合项处理过程对产品工期的影响：
质量控制本身，指项目各类质量见证点安排及执行，对生产安排和项目工期都有一定的影响，主要体现在项目生产动态变化，预计的见证通知时间也可能随生产进度发生变化，如果质量控制本身的安排缺少灵活性和联动机制，尤其是多方参与的见证点策划以及安排，策划组织不到位，可能显著增加生产组织难度和停工等待见证时间，从而使项目工期延长。
项目发生质量问题，及不符合项发生后，其处理周期对项目工期也存在较大的影响。特别是出现较大不符合项的时候，及时建立应急联动机制，处理过程高效透明，也可以探讨设立视频联合处理机制，描述会审机制，都可以减少不符合项等工以及避免后续资源安排冲突，缩短整个项目工期。
2.3.2 工艺方案对工期的影响分析
工艺方案的影响，也体现在两方面：产品整体工艺方案策划对项目工期的影响。产品整体工艺方案策划界定了产品组件类型、各组件的加工范畴、产品的整体制造流程等，从宏观角度对项目进度有着直接影响。
工艺卡等用于产品制造的技术文件。主要包括各工艺卡的衔接、并行工序的处理、制造过程中工序新增/修改等，从微观角度对项目进度有着直接影响。
2.3.3 项目生产组织对工期的影响分析
项目生产组织对工期的影响主要体现在项目资源平衡，项目关键路径与非关键路径的合理安排避免非关键路径成为关键路径以及多关键路径的产生。如果生产组织没有充分考虑资源瓶颈和资源冲突并提前做好资源平衡和资源冲突发生时的应对预案，在生产组织中经常发生由于等待关键资源而待工的情况，从而大幅度增加设备制造工期。
3. 核电机组建设工期优化建议
通过以上分析，一般主设备供应商的工期构成主要分为三部分：材料采购工期、设备制造工期、风险处置时间（Time-risk allowance）。其中材料采购工期指从设计文件输入、采购文件编制及审批，采购合同签订以及材料采购到位的整个过程。主设备制造工期，指在不考虑任何延误的前提下，项目开工至项目完工的制造周期。风险处置时间指为应对制造过程中出现的各类延误风险，而预留的必要的应对时间，包括不符合项处理、资源冲突延误、设计变更等一系列可能造成进度延误的因素。
基于目前本公司制造车间规模及制造经验，主设备供应商的工期的优化，将主要着力于材料采购中的文件管理工期及生产制造中的风险处置时间。
3.1. 材料采购中的文件管理建议方案
文件管理，建议可以从如下几方面优化：
第一，设计固化，避免过程中设计变更，通过示范机组的建设和运行，各设计院都已经具备设计固化的条件。设计输入文件尽可能一次完成输入，以便堆内构件等零件材料可以合并采购，从而降低采购难度；
第二，组织召开设计交底会，请设计院和供应商一起面对面沟通交流，减少文件澄清往来；提高供应商理解、消化吸收设计文件的效率和水平，减少后期文件审批的意见以及文件升版的次数，缩短文件准备和审批周期；
第三，文件审批要快速高效，特别是涉及多方会审的文件，建议联合审批或并行审批，减少流程设置及审批参与方，也可以缩小多方会审的范围，以提高效率，减少文件审批周期。
通过以上建议，设计输入可优化1个月，采购文件审批可优化0.5个月，质量文件和制造文件审批可优化0.5个月，文件管理可优化总工期2个月。
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3.2. 材料采购活动建议方案
材料采购活动影响项目工期主要体现在材料进度控制不力，材料质量管控不到位及不符合项过多，最坏的是材料报废，引发的材料采购风险。
第一，对主体材料的关键供应商，各方联合设立驻厂监造联合团队，全面把控质量、进度以及相关见证事宜，并负责对完工文件事先审查；
第二，取得设计院支持，已经源地见证的材料尽量减少或取消回厂复验，可以缩短采购材料投入生产的时间，降低生产成本的同时优化项目工期；
第三，对使用量极少，要求又较高的材料，建议与各客户公司、设计院与供应商一道，在项目初期或在设计交底会上共同讨论，采取跨公司、跨项目合并采购或进行材料代用以降低采购难度和周期。
通过以上建议，可以优化材料制造工期1个月。
3.3. 生产制造建议方案
生产制造方面的优化，着力点主要是对项目风险处置时间的优化。项目风险处置时间主要处理三大类问题，第一类为不符合项处理，第二类为设计变更；第三类为资源冲突。
对于不符合项处理，与质量建议方案一致；对于设计变更，建议尽可能设计固化，如涉及设计变更须提前3到6个月，提供输入给制造方，并召开专题会议评估由此造成的进度延误风险、应对措施，减少对供应商的工期影响；对于资源冲突等，制造方可以通过优化生产安排、制造工序调整等措施，减少资源冲突的延误，缩短等待时间。
3.3.1 产品质量组织建议方案
项目各类质量见证点安排及执行：首先，梳理、明确并维护各见证方的见证点清单，并予以固化，可以缩短编制质量计划的周期；其次，做好定期的质量会议反馈，做好质量计划选点的见证预通知、通知及见证，在特殊情况通过电话沟通安排见证。
项目不符合项发生后，对不符合项处理: 建议各方干系人详细梳理不符合项处理流程并固化，明确规定各节点处理时间，对于重大不符合项，建立应急沟通处理机制，予以专项处理。
通过以上建议，可以优化质量组织工期1个月，不符合项处理工期1个月，产品质量组织工期可优化2个月。
3.3.2 工艺方案建议方案
建议加强产品整体工艺方案策划：在项目前期策划阶段，要委派公司副总师级别的资深人员，介入到产品整体工艺方案策划中，指导工艺方案的编制，并对工艺整体方案签字负责，以减少后期工艺变更对制造带来的影响；
建议工艺卡等用于产品制造的技术文件：在考虑本产品个性技术差异的前提下，借鉴参考已完工的同类产品技术文件，提高工艺文件编制质量及可执行性；做好技术文件编制计划，明确逻辑关系，按优先级完成技术文件的编制。
通过以上建议，虽不能直接产生工期优化的效果，但是可以大幅度降低制造过程中的技术风险，可以确保不突破计划工期。
3.3.3 项目生产管理建议方案
项目生产计划的安排，主要在风险控制的前提下，建议实行以下几点：
第一，尽可能实现小批量，流水线作业，按三定生产，即定设备、定人员、定台位；这样可以大幅度提高关键设备的利用率以及节省工位准备时间；
第二，生产组织要充分考虑资源瓶颈和资源冲突，提前做好资源平衡和资源冲突发生时的应对预案，在资源冲突的时候执行并行工序，减轻资源冲突引起的产品等工和设备闲置。
第三，对有限关键资源要有替代考虑和进行必要的改造投入，比如蒸汽发生器制造的长清洁室可以进行全周期作业，但是资源有限，建议拆分为，安装内套筒和支撑板在划定的清洁区进行，液压胀及以后清洁室工序在短清洁室进行，这可使设备产能提升一倍，大幅度降低资源冲突；
第四，对于非关键路径部组件的生产安排，建议至少提前2个月为关键路径部组件配套，以减少非关键路径成为关键路径的风险。
通过以上建议，资源冲突减少，可以优化工期1个月，制造效率提优化升1个月，项目生产管理优化工期2个月。
4. 结论
4.1. 核岛主设备经优化后建议工期
通过本轮工期优化研究，按照优化建议执行后，蒸汽发生器、压力容器和堆内构件合同总工期分别由原48个月、55个月和46个月，降低为40个月、42个月和38个月，优化幅度达到16.7%、23.6%和17.4%，前后对比如下表：
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通过本次研究也形成了蒸汽发生器、压力容器、堆内构件三大主设备的生产制造标准进度计划。本次研究对于蒸汽发生器、压力容器和堆内构件的制造周期、采购周期优化中均留有4个月风险处置时间，但理论上风险处置时间可以无限逼近于零，此部分工期是后续课题进一步研究讨论的重点目标。