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核电厂基于可靠性维修分析App

编辑:   发布时间:2018-08-17

1 成果概况

    核电厂基于可靠性维修分析App是中核集团龙腾“2020”科技创新计划核心能力提升项目第二阶段的课题之一,该课题的研究目的是通过调研国外设备可靠性管理App及可靠性数据库的先进设计思路,设计一款不同于经典RCM(Reliability Centered Maintenance-RCM)的可靠性分析App-SRCM(Streamlined RCM)App,作为核电行业内开展设备可靠性分析和数据积累的工具。经典的可靠性维修理论是国际上一种先进的优化维修理念。核电领域对系统和设备安全性、可靠性都有着非常高的要求,美国电力科学研究院(EPRI)最早将可靠性维修推广应用到核电站,来优化核电厂的预防性维修策略,取得了显著效果。并在此基础上开发了SRCM,总结出了核电站设备类的预防性维修模板(PM模板)数据库,包含约200类设备的PM模板(包括维修任务和频度)。EPRI又开发了专业的SRCM分析App—ERIN SRCM Workstation,大大提高了电站的工作效率,同时保证了设备的可靠性。目前,美国大多数核电站都采用这种方法完成系统设备预防性维修大纲的优化。

    RINPO在国内较早开展了维修优化探索。经过调研,引入SRCM的可靠性维修分析方法,并与方家山、秦山三期等核电厂合作,开展SRCM方法的应用实践,在实践中发现,目前核电可靠性维修工作都是手工通过Excel等办公App进行,虽然简单易行,但是分析流程缺乏连续、数据难以积累、分析经验难以固化传承、分析结果升版繁琐,需要专业App辅助分析。而国内外现有的可靠性维修(SRCM)技术App与国内核电厂特点不相符,无法直接应用,必须进行大幅度变更。基于长期进行核行业App开发经验以及可靠性维修数据库的深入研究,CNPO决心自行开发国内首款核电厂基于可靠性维修分析App平台。该App平台充分考虑了核电厂的特点,一方面固化核电厂可靠性维修分析与实施的整个流程,实现预防性维修大纲的优化与管理;另一方面,其可靠性数据库模块能够实现数据的搜集、整理,满足预防性维修大纲优化、PSA应用等数据及信息的需求;亦可以作为模块嵌入核电厂生产管理系统,是实现完整的设备可靠性管理流程的重要组成部分。

    主要研究内容:

① 可靠性数据库数据收集与整理方法研究

② 可靠性数据库设备类维修任务有效性评估方法研究

③ 可靠性数据库设备类预防性维修模板开发流程

④ 可靠性数据库整合行业通用可靠性数据方法研究

⑤ App平台开发

2 成果先进性

    RINPO经过多个项目的研究实践及经验积累,根据自身技术服务的角色定位,探索出了与核电厂合作开展工作并发挥各自优势的SRCM(Streamlined Reliability Centered Maintenance)技术流程与实施管理过程;并开发了国内首个集可靠性维修分析流程及维修数据库(含设备类FMEA分析、维修任务有效性评估、预防性维修模板开发)的多人同时协作的App平台-核电厂基于可靠性维修分析App。该平台可以安装在核电厂以帮助用户实现快速、准确的维修优化分析,提升设备管理效率及水平。

    与采用传统办公App开展SRCM分析相比,该App在保证分析结果准确性的同时,将分析时间从约1个月/系统,减少至0.5个月/系统。

    App关键技术及其先进性:

① 预防性维修周期定量计算方法与国外专业App计算结果对比一致:利用设备运行失效数据,实现以成本和可靠性为目标的周期量化,为维修大纲设备维修周期决策提供定量参考;

② 任务有效性评估方法,利用国外核能行业报告数据进行验证,结果一致:对设备实施一次预防性维修任务,能够多大程度上预防/消除对应的故障;多个任务的组合能够多大程度上预防/消除设备所有的主要故障,本技术方法给出定量评估结果;

③ 预防性维修模板与国外同行报告结果一致:维修模板按照设备类实现了对电站设备的成组管理。维修模板的开发涉及到设备组故障的定性分析与定量分析,其中定量分析涉及到设备故障数据的收集与处理以得到其故障规律,为维修任务选择提供参考;

④ 对App平台:国内首个应用于核能行业的集SRCM分析流程及维修数据库的App平台;

⑤ 预防性维修模板开发:可视化操作,方便预览,能制作目前各种类型预防性维修模板,便于积累可靠性数据;

⑥ 设备维修任务有效性评估:用户可以方便的计算不同维修策略组合的有效性,便于选择出最优的结果,是国内目前唯一可以实现此功能的App;

⑦ 报表制作:为用户提供了丰富类型的报表,满足各层次技术管理人员需求。

图1 核电厂基于可靠性维修分析App登录入口

图2 核电厂基于可靠性维修分析App-设备分析

3 创新性

    利用SRCM方法开发了国内第一套核电厂基于可靠性维修(SRCM)分析App,可服务于在建核电站和已建核电站预防性维修大纲的开发,主要创新点:

⑴  灵活强大的预防性维修模板制作:预防性维修模板是设备专家经验的结晶,便于分析人员快速、高质量进行系统分析。App平台可以实现预防性维修模版的自由设定与编辑,一个设备类可以拥有不同表头模版以及不同周期的任务,为业界首创;

⑵  设备维修任务有效性计算:App平台根据设备的多个维修任务,计算设备类综合的维修有效性比率;

⑶  SRCM方法:流程合理,经过了实践检验;与RCM比较,能节省资源,提供效率;

⑷  App满足灵活部署方式:平台采用B/S开发,部署灵活;

⑸  灵活强大的SRCM分析流程:App平台充分考虑了不同电站的实际情况,适应不同核电厂工作流程;

⑹  SRCM分析参数设置灵活:CNPO设计App平台时,结合核电厂专家的反馈,将系统筛选、系统功能列写方式、关键度分级与分级条件等关键参数设计为可以自由设定,满足不同电厂需求;

⑺  SRCM分析流程中调用可靠性数据库故障模式、原因、维修任务等数据;

⑻  SRCM分析报表制作;

⑼  设备最经济预防性维修周期计算;

⑽  根据设备失效数据计算设备寿命分布曲线,少量失效数据情况下,亦可预测设备失效趋势;

⑾  设备类可靠性基础数据收集整理功能;

⑿  多指标综合评价设备关键度:从设备的功能、使用环境、使用频率三个方面综合评价设备的关键度水平,为设备的可靠性管理提供更确切的参考。

4 可推广性

    核电厂基于可靠性维修分析App主要是在现有维修优化技术基础上,通过自主化App数据库平台开发等关键技术的研究开发,形成一批具有高水平的自主常识产权成果,进而实现在我国形成先进的核电站技术支撑体系,确保我国核电站的安全稳定运行。

    随着核电厂对维修的更加重视,可靠性维修优化是大势所趋。CNPO可靠性维修(SRCM)应用技术及App平台成果达到国内先进水平,完全可以满足国内与国外核电站维修优化的需要,提高国内核电厂的运营效益,实现核电厂精细化管理;同时也能够使核电厂对系统、设备更加熟悉,提高核电厂的安全运行水平,保证社会对核电厂的安全希望,具备推广的内在和外界条件。

    在App结构设计上,核电厂基于可靠性维修分析App采用了B/S网页形式,只需一台服务器,即可对系统进行更新维护,系统更新维护简单,更可部署多个客户终端,实现多人协作,提高工作效率。

    在系统框架设计上,对SRCM分析所需要的固定参数如系统筛选准则、设备关键度判断准则、设备使用环境、使用频率、维修任务类型等采用用户自由配置的设定方式,满足各核电厂不同的需求;

    核电厂基于可靠性维修分析App搭建了设备类维修数据库平台框架,可按照设备类别搜集整理并存储设备可靠性维修信息,通过不断积累,可逐步形成在行业内的具有参考价值的维修模板。核动力运行研究所为中核集团、中广核集团提供高质量的运维服务,有搜集核电行业设备可靠性数据的天然优势,所积累的设备类维修模板信息具有普遍参考性,因此该App具有推广必要性。

5 经济社会效益

    可靠性维修(SRCM)应用技术及App平台实施能够带来下述重大社会效益。

    对在运电厂:利用可靠性维修分析优化现有预防性维修大纲,借助技术支撑单位力量,统一和固化SRCM维修优化流程。借助App,核电站可以从繁琐的excel、word手动分析及文档整理工作中摆脱出来,真正聚焦于对系统设备的故障分析,快速开展工作,提高效率,在保证设备可靠性的同时,降低维修费用(据国外统计结果,维修费用可降低15%-30%,发电因子可以提高2%~3%)。国内在运电厂众多,若广泛采用可靠性维修技术,可节约大量费用;

    对新建电厂:借助技术支撑单位力量,利用可靠性维修分析结果,为预防性维修大纲编制提供支撑,App平台含有100多类设备的维修数据库。电站在分析设备故障模式时可以直接参考,建立优化维修大纲。后续将逐步扩充数据库,包含电站更多的通用设备类。也将有利于后续设备可靠性分析定量化的深入研究,使核电站维修决策更科学,缩短可靠性维修分析技术推广应用的时间周期,减少核电厂建设初期的压力,并可在运行阶段发电因子提高2%~3%,提高核电厂的经济效益。

    此外,此维修优化技术流程及固化流程的App平台,可以直接或做稍许修改,即可部署在国内各电站,用以开展电站的维修策略优化工作。

6 推动行业进步

可靠性维修技术的应用避免了维修大纲制定时主要依靠人员经验和少量经验反馈的弊端;且App平台承载的信息能够不断被固化和累积,为电厂科学的维修策略制定和设备可靠性管理提供定性和定量参考。

CNPO采用SRCM方法先后实施了方家山核电预防性维修大纲开发工作、秦山地区设备分类、秦山三厂设备分级、秦山地区多机组系统监督、海南核电维修大纲开发等工作,积累了丰富的SRCM实施经验。借助核电厂基于可靠性维修分析App的帮助,大家正加快可靠性维修技术的应用,这在一定程度上推动了行业可靠性设备管理的进步,后续CNPO将继续借助App在行业内的设备可靠性管理上发挥自己的作用和优势。

7 实施应用情况

    核电厂基于可靠性维修分析App的SRCM分析流程包括工艺系统功能分析、设备分组、设备分级、设备预防性维修大纲开发等工作,因此在该App开发完成后,部分秦山三厂设备分级工作借助App完成。借助App完成了部分系统的功能分析、设备分组和设备分级,加快了项目进度;

    秦山地区多机组系统监督工作包含工艺系统的功能分析,此部分工作借助核电厂基于可靠性维修分析App完成,提高了分析速度;

    原子能院中国实验快堆采用SRCM方法对部分系统进行预维大纲开发,上线一套CNPO开发的核电厂基于可靠性维修分析App作为维修专家系统的一部分。(此专文摘自《88必发娱乐游戏》杂志文库,专文主创单位:核动力运行研究所)

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