核电工程影响设计的设备接口资料的进度管理
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【摘 要】核电项目中设计和设备接口的管理是项目管理的重点和难点，以现有项目的接口控制手册（ICM-Interface Control Manual）为基础，清理核电站全厂影响设计的设备接口资料类型，根据土建、安装、仪控等接口提交进度确定影响设计的设备提资的关键路径，理顺设计、采购相互影响制约的逻辑关系，制定相匹配的设计、采购综合协调计划，建立合理的计划管理体系，分别指导设计、采购工作的有序开展，是核电工程设计、采购工作以及整个项目顺利开展的有力保障。
【关键词】接口；设计；采购；协调计划
Schedule Control of Equipment Interface Effected Design in Nuclear Power Project
LIU Yan-hong GUO Hao
（CNNC China Nuclear Power Engineering Co.， Ltd.， Beijing 100082，China）
【Abstract】Interface control of equipment and design in nuclear power project is the difficult and key point， Based on the interface control manual（ICM） of current nuclear power projects， collect the equipment interface data which effected design， confirm the key schedule path of equipment interface effected design according to the submitting schedule of the construction ，installment andinstrument control interface， clear up the logic between design and procurement ， and compile the coordinating design & procurement schedule， found logical schedule management system， to ensure the whole project go well.
【Key words】Interface； Design； Procurement； Coordinating schedule
0 引言
核电站建设是一项涉及到多专业、多单位的复杂系统工程，一般核电站由两百多个系统，几万台（套）设备、仪表，通过管道、电缆连接起来组成一个有机的整体，物项、专业、工种、管理上的接口不计其数[1]。现有的福清1、2号以及方家山核电工程在设计采购进度控制的技术管理上表现的主要难点有：设计接口多， 采购量大，由于缺少统一的协调计划的指导，设计和采购计划在各自计划编制中存在一些不匹配的现象，增大了协调的难度，部分计划脱节影响设计、采购工作的顺利开展，甚至影响现场施工的进度。如由于设计和采购计划脱节，导致因缺少设备接口资料而使设计施工图进度延误，或部分设备规格书出版太晚使得设备制造周期不足而影响交货。
在设计的方案、技术设计阶段，各专业要确定各自的技术方案，要进行大量的技术协调，建筑与结构、建筑与设备、设备与结构、设备与设备，各专业彼此提出自己的需求（包括载荷、尺寸、标高，预埋件位置，电气接线方式等）进行交换，并最终固化。因此，这个阶段的设计是相当复杂的接换过程，也是工程管理非常复杂的协调过程。在目前国内核电项目建造过程中，设计和采购接换、进度匹配的问题，在核电工程进度管理中尤为重要。全厂设备的接口资料是设计工作的一个重要输入，理清影响设计的设备接口资料类型，理顺设计和采购间相互影响的逻辑关系，制定能够协调设计、采购进度的综合的协调计划，是目前核电项目计划管理行之有效的方法。
1 设备接口提资要求
设备接口资料的类型，有与物品的整体计算有关，有与土建模板、配筋图有关，有与安装施工图有关、有与系统手册编制有关，与全厂仪控的设计有关，还有与其它设备采购技术文件出版有关，在核电项目建设领域，接口控制手册（ICM）发挥着重要的信息交换作用，每一个采购包在确定供货厂家后，设计方与供货方都要就接换的详细内容及进度建立ICM及通信渠道。通过对福清、方家山项目的全厂设备的ICM进行整理，清理设备需提交的各种类型的接口资料，并从几种类型的接口需求倒推一条关键路径，来决定设备采购的进度，以及相应的设计文件出版进度，以满足最早的设计要求的设备接口资料的需要，制定合理的设计、采购计划节点，理顺计划编制的逻辑。
2.1 土建接口提资
土建设计接口图纸主要有D0图、D1图、D2图、D3图、DX图等，相关信息均需来源于设备等外部接口资料。土建接口D0图信息能够确定土建接口的基本尺寸，可用于地震分析、楼层反应谱计算、不均匀性沉降、确定基础尺寸等，主要需要构筑物内设备的质量分布等信息；土建接口D1图即模板图条件，是土建设计使用的区域图，能用于建筑物、构筑物的详细计算与分析，主要需要获得相关设备的动静载荷及空间分布等信息；土建接口D2图即留洞镶入条件，是土建设计使用的最终区域图，能够满足制定土建模板图、配筋图等，主要需获得相关预埋件的详细信息；土建接口D3图即装修条件，满足装修图出版要求；DX图为二次钢结构和金属工件接口图，能满足钢结构图设计需要[2]。
设计方需根据厂家提供的相关设备的接口资料开展设计工作，土建接口D0、D1图完成后进行D2图、D3/DX图设计，上述接口图纸均为设计工作的过程文件。核岛土建施工模板图、配筋图是在相关标高层的D2图完成后进行。D3/DX图主要是为土建装修图和钢结构图设计提供接口。模板图、配筋图、土建装修图和钢结构图是土建设计出版的最终结果[3]。
土建接口图的完成须获得相关的设备接口资料，设备的几何尺寸、动静载荷、重量、基础、空间要求、预埋接口等资料，是土建设计出图的重要输入，厂家提供的设备接口资料是最终设计出图的前提，因而，设计、采购的进度必须相互匹配。根据设备所处的厂房、标高信息（主要考虑对土建结构有影响的重要的，大的设备），由二级建安计划得知该楼层的土建施工开工时间，此基准点设为W1，一般考虑4～5个月施工准备周期，可倒推出土建施工图的出版时间（一般模板图为W1-5，配筋图为W1-3.5），再倒推4个月左右设计周期，可确定设备接口资料提交时间，再考虑提资周期（首批考虑3个月）以及采购周期（正常7个月），可确定设备的合同签订时间及采购技术文件提交的时间，以此倒推时间的方法制定相应设计、采购计划节点来满足土建提资的要求。倒推的详细逻辑图如图1所示。对于采购包包含设备分布在不同标高层的情况，以出图要求最早的标高层来要求设备提资。土建施工图出版一般比较早，设备资料按时提交是按时出图、按计划施工的保证。
2.2 仪控接口提资
一般来说，电仪类安装文件以电气安装开工日（MLb）来倒排仪表配管图和电缆敷设文件等交付日期，电仪施工图出版为MLb-5。但电仪类设计文件涉及的是全厂的系统，涉及到的设备也包含全厂的仪控类设备，无法由某本图册出版追溯到其需求的某个采购包的设备资料。从另一角度，全厂仪控系统（DCS）接收了几乎全厂所有重要设备的控制信号及大量的系统信号，而DCS设计过程中也需要几乎全厂重要的设备的相关仪控资料，因此，DCS接口手册的提资要求可作为全厂重要设备的仪控提资需求，以此来清理仪控接口的进度要求。仪控接口内容主要涉及I/O清单、定值清单、端子图、接线图等信息。DCS接换问题也一直是设计工作的重点和难点，以DCS接口需求为主线清理设备仪控提资，也可以解决DCS设计接口的提资进度问题。
DCS属于接口复杂、制造周期长的设备，一般要求订货越早越好。在确定DCS供货厂家后，设计部门需和厂家制定DCS的接换手册，以明确各系统仪控提资的进度。从目前已有的福清、方家山等项目DCS提资进度来看，大体分为LOT1、LOT2、LOT3三个包次，并细分为batch1-batch6 六个批次，三个包次所控制的系统、设备分别对应为完成倒送电、泵房进水、冷试关键里程碑节点的功能。根据DCS接口手册，各系统提资时间也大致分为6个批次，清理各系统包含的主要设备，按DCS接口手册对应该系统向DCS供货商提资批次的时间节点，考虑设计所3个月设计周期，可倒推系统对应设备的仪控提资时间，再考虑厂家的提资周期（仪控提资考虑3个月）以及采购周期（正常7个月），可确定设备的合同签订及采购技术文件提交的时间，从而制定相应进度计划来满足仪控提资的要求。详细逻辑图如图1所示。
2.3 安装接口提资
设备/材料安装的设计进度一般以4个日期为基准点进行编制：某一区域重要设备安装日期EA，某一安装区的管道安装开始日期Ma，某一系统通风管道的安装开工日期MHL，厂房某层电缆桥架安装开始日期ML。根据核电工程建设经验，设备安装图交付为EA-7，管道预制文件交付为Ma-8，管道安装文件交付时间为Ma-6，风管制造文件交付为MHL-8，通风安装文件为MHL-5，整个楼层主电缆桥架文件交付时间为ML-5。同样，根据设备所在区域明确安装时间，倒推安装图出版时间、设备提资及合同签订等时间，详细逻辑图如图1。对于大宗材料的管件、阀门、仪表等物项，因同时采购的是全厂的某一类型材料，只能根据这些材料的最早安装区域推断首批资料需求时间，进而确定其采购开始时间。对于难以确定安装区域的材料，则可根据以往同类核电站建设经验数据来安排采购进度。由于大多设备安装接口需求都在土建接口之后，根据土建接口需求确定相应合同签订、技术文件提交节点后，安装接口的提出往往不会成为问题。
2.4 设备与设备的接口
部分设备在设计过程中，需要与其连接的相关设备的资料，如封闭母线的设计需要主变、厂变、辅变、开关柜、发电机断路器等设备资料，常规岛辅机系统设备设计需要TG包的设备资料等。
对采购进度影响较大的是某些设备的采购技术规格书出版需要其它设备的资料，如比较突出的吊车的规格书出版需要其吊装设备的重量、布置等相关资料，应急柴油机储罐设计需要应急柴油机的设备资料。设备间接口提资需要设计单位根据经验积累进行提前预警，计划管理部门也可根据以往的经验反馈在编排计划时进行考虑。
3 计划管理
3.1 设备采购计划的制定
在制定设备的采购计划时，一方面要考虑设备的制造周期及到货要求来确定设备合同签订时间，对于部分长周期制造设备及交货要求较早的设备，应首先以满足到货需要来制定采购计划。但对于大多数的设备，满足设计接口提资要求是进度控制的关键。因而，要根据该设备相应的满足土建接口、仪控接口、安装接口甚至对其它设备接口的需要，选取最早的接口资料需求时间作为制定该设备采购计划的关键路径。如图2所示，设备合同签订在满足设备到货时间的同时，并满足相关的设备接口提资要求，设计提交采购技术文件应保证足够的采购周期，按此逻辑来制定合理的采购计划以及设计文件输入的计划。
3.2 设计、采购接口协调计划管理
三级进度计划是连接一、二级计划，又指导四、五级计划，因此，在整个计划体系中起着承上启下的关键作用。[4]三级进度作为整个项目的实施计划，其编制逻辑合理显得尤其重要，必须考虑各板块之间三级计划的联系，三级进度计划必须在二级接口计划的指导下进行各板块间的衔接。核电工程进展过程中，设计和采购工作是相互影响、互为输入的关系，采购工作的开展需要设计提供相关设备采购技术文件，而后设计工作的进行又需要所采买设备提供相关设备接口资料。上述对影响设计的设备接口的清理，是进行设计、采购接口衔接、进度匹配的基础准备。在对设备接口类型有了较全面的掌握后，可通过编制综合协调的设计&采购综合协调计划来实现设计、采购统一平台的管理，加强对设计、采购工作的计划协调，具体管理流程如图3所示。
计划控制部门编制初版的设计&采购综合协调计划，完成设计、采购与外部土建安装节点的衔接，然后考虑影响设计的设备提资的关键路径，进行关键路径的倒推，考虑各板块作业合理的周期，安排相应设计作业如规格书提交时间，采购作业如设备接口资料提交时间，完成初版计划编制后与设计部、采购部协商并确定需互相配合衔接的节点，定稿此设计&采购综合协调计划，设计部、采购部依据此计划分别编制设计三级进度计划和采购三级进度计划。在此综合协调计划的平台下，由控制部编制设计&采购综合协调计划指导设计和采购板块各司其责又相互配合，并对设计和采购工作的进展情况进行跟踪、汇总，分析对建安及整个项目进度的影响，最终以设计采购协调会的形式对执行过程中出现的偏差进行集中解决。
综合协调的设计&采购综合协调计划，充分考虑了设计、采购的接口衔接，对整体的设计、采购接口作业进行全面的指导与协调，尽量避免设计、采购工作脱节，各自为政而产生诸多进度不匹配的现象从而影响施工的顺利进行。同时，设计&采购综合协调计划在外部需由控制部门进行图纸交付、设备到货的衔接工作，以保证其与建造二级中要求的土建节点和安装节点相匹配，设计、采购、土建、安装计划均是协调匹配的，才能保证整个工程的进度。
4 问题与展望
在进行全厂设备对设计的提资接口清理时，对于合包采购的大宗类设备，如管道、管件、阀门、仪表，此类采购包包含全厂各区域、各系统的材料，在进行接口清理时无法对应到相应的区域、系统来确定其出图时间，主要影响的是安装图，对于此类采购包目前仍只能根据经验数据确定其采购进度。
在过去习惯的核电工程管理模式中，通过制定前期、设计（E）、采购（P）、施工（C）、调试（S）等各板块关键控制点协调各个板块进度[5]。目前我们所做的工作，已将设计、采购板块进行计划的集成，设计、采购与建造计划的接口通过人为的匹配来完成。设计、采购、建造、调试各板块都是相互制约、互为影响的环节，从长远来看，编制一个综合设计、采购、建造、调试各板块的集成的综合性接口计划，理清各板块作业间相互影响制约的逻辑关系，保证各板块接口的衔接，可加强对项目全局的把握，强化对项目整体的动态控制，也有益于分析影响、理清源头、抓住问题根本等方面工作，可作为今后项目控制的发展方向。
【参考文献】
[1]齐英，赵金楼，核电工程项目的接口信息管理模式[J].现代管理科学，2008，V4：80-81.
[2]范凯，徐顺.核岛设计采购进度研究[J].核动力工程，2006，V27（2）：91-96.
[3]钟波，王耀华，左丽红，EPC合同模式下核岛设计采购进度研究[J].电力建设，2007，V28（12）：89-91.
[4]李博，尤立深，李焕荣，李达然.核电三级设计计划编制分析[J].中国工程咨询，2010，V12：37-38.
[5]赵飞.核电工程设计进度管理和控制探讨[J].建筑安全，2011，V3：56-58.