0. 引言
数字化仪控系统(Digital Control System, DCS)是核电厂作为重要的综合系统,对保障核电厂安全、稳定、经济运行发挥着关键作用。因DCS设备复杂的软件、硬件设计、制造、集成过程,故DCS设备的质量控制与监造活动非常关键,其中对不符合项的管理是一项重要的工作内容。
本文基于在某核电项目DCS设备质量控制与建造工作实践,对各类DCS设备不符合项进行梳理和研究,对不符合项产生的原因进行分析,据此采取相应措施,优化管理策略,取得良好效果。对提升DCS设备不符合项管理水平,进而保障核电DCS设备质量提供良好借鉴。
1. DCS设备概述
DCS设备可分为硬件和软件两部分。
硬件根据DCS的体系结构可分为:一层设备,包括主控制器、输入输出设备、一层控制网络及设备、电源设备、控制机柜等;二层设备,包括系统服务器、二层网络通讯设备,操作员工作站、工程师站、紧急操作台、大屏幕、后备盘等主控室设备,以及远程停堆站和其它第三方设备。
DCS软件分为:系统软件,包括系统平台软件及系统运行支持软件、二层操作系统平台软件、数据库平台软件、一、二层通讯软件等;应用软件,包括一、二层控制应用软件、后台计算分析类软件、专家支持库软件、编程、调试类工具软件等。
2. DCS设备不符合项情况
DCS设备是结构复杂的软硬件结合体,对DCS设备的质量问题也可按硬件和软件进行分类。在以往一些核电项目中,软件质量缺陷通过“异常报告(Anomaly Report )”的方式进行管理,包括“发生任何偏离项目设计标准、需求规格书、设计文档、用户手册等,或者违背项目人员的观点或经验的情况”,但本质上均属于质量缺陷,故本文也将软件质量缺陷纳入不符合项范畴进行阐述。
下面以某核电项目DCS设备为对象,对DCS不符合项情况进行分析。
通过将该项目1号机组DCS设备制造过程中全部的不符合项进行梳理统计,DCS设备不符合项约有80%集中在工厂测试阶段,其余20%分布在进检、开发、装配、出厂验收和包装发运等各个阶段,因此对工厂测试阶段的情况进行重点分析。
在本项目1号机组工厂测试阶段共产生不符合项1107项,其中硬件方面的不符合项共计19项,占比为2%;软件方面的不符合项共计1088项,占比高达98%。如图1所示。
图1 某项目1号机组DCS设备工厂测试期间产生的不符合项情况
基于多个项目DCS设备制造不符合项数据分析,因软件质量缺陷导致的不符合项均占DCS制造不符合项的绝大多数,故本项目DCS不符合情况具有典型性。接下来重点对软件不符合项进行研究。
3. DCS软件方面的不符合项管理
3.1 软件不符合项分类识别和处理措施
以本项目工厂测试阶段软件不符合项为研究对象,对不符合项现象和处理措施进行逐项核查、归类,得出统计结果,详见表1。
表1 工厂测试阶段软件方面不符合项的归类
3.2 软件方面不符合项原因分析
软件逻辑不符合共计689项,其主要原因有三种。一是供应商技术人员操作失误,因操作错误造成逻辑组态缺失或数据设置错误,此类原因的问题336项。二是供应商技术人员对合同技术文件的掌握和理解不够透彻,未能按要求落实技术文件的要求,此类原因的问题317项。三是技术文件描述不够详细明确导致理解偏差,此类原因的问题36项。
画面组态不符合共计304项,其主要原因有三种。一是供应商技术人员操作失误,这主要是因为操作人员受限于个人专业技能熟练度、工作习惯,导致在画面组态时出现工作失误,此类原因的问题241项。二是买方技术文件错误或图纸错误,主要是买方技术文件或买方成套图有前后不一致的错误,此类原因的问题45项。三是所用画面组态工具有缺陷,此类原因的问题18项。
平台软件功能性能不符合共计95项,其主要原因有三种。一是平台软件本身缺陷,此类原因的问题73项。二是供应商技术人员操作失误,此类原因的问题15项。三是平台供应商未充分识别项目间软件需求差异,导致软件不适配,此类原因的问题7项。
以上各种原因可以归纳为人员操作失误、供应商未落实技术文件、设计输入问题、平台软件缺陷、工具软件问题等5类,如表2所示。
表2 软件方面不符合项原因分类
3.3 改进措施
根据原因分析可以看出,“人员操作失误”和“供应商未落实技术文件”这两项合计占比83%,是产生软件不符合项的主要原因,故重点对这两项原因进行重点研究。
4.3.1 人员操作失误
分析发现造成这部分不符合项的原因均是人为操作失误。故需要建立防人因失误的管理措施并有效落实。作为持证厂家,DCS供货商普遍建立了比较完善的防人因失误管理制度,因此关键在于落实措施。实际项目中,推动供应商采取以下改进措施:
(1)加强管理制度的宣贯,一线员工充分了解管理制度,将执行责任落实到具体人员。
(2)加强对员工的技能培训,提高员工专业技能。规范培训人员管理与培训记录审查。
(3)严格落实自检、互检、专检制度,及时发现和处理技术人员因技能不熟练和不良工作习惯产生的不符合问题,避免问题堆积。
(4)合理控制技术人员加班时长,避免因过度加班造成疲惫工作,导致工作失误。
同时,买方监造团队在工作中采取了如下措施来保证落实:
(1) 在日常监造工作中对宣贯和落实情况进行了抽查,监督管理制度的实际落实情况。
(2)通过旁听培训课程和检查培训记录的方式对培训情况进行了监督。
(3)通过车间巡视督促技术人员切实进行自检、互检、专检活动;抽查相关检查记录和问题处理结果。
(4)通过查阅技术人员工作记录来了解其加班情况,通过日常观察和谈话了解技术人员工作疲劳情况。将相关情况反馈到供应商管理部门,减少了因加班疲惫带来工作隐患。
4.3.2供应商未落实技术文件
软件逻辑组态是一项复杂的工作,监造团队推动供应商做出以下两点改进:
(1)在设计阶段仔细研究合同技术文件要求,对于不确定理解是否正确的内容与设计单位澄清。
(2)对相关不符合项进行专项总结,梳理频发问题,反馈到后续工作,减少同类问题的重复出现。
监造团队同时采取了如下管理措施:
(1)与供应商和设计单位协商后达成一致,定期的召开设计澄清会,对供应商有疑问的内容进行充分地沟通和澄清。
(2)加强了对技术文件落实情况的抽查,尤其是对于经过买方升版和多次修改的技术文件,着重检查了供应商对修改和升版内容的落实情况。
4. 改进效果
以上纠正措施和方法在本项目2号机组中全面应用,软件方面不符合项数量由1号机组的1088项降低为2号机组的441项。其中,应用软件逻辑不符合由689项降低到278项,画面组态不符合由304项降低到152项,平台软件功能性能不符合由95项降低到11项。从数据对比可以看出,改进后软件方面不符合项的数量有明显下降,软件质量得到显著提升。
5. 结论
DCS设备不符合项管理有不同于其他设备的独特之处,尤其表现在软件方面不符合项的管理。本文基于项目实践,对DCS不符合项管理中的问题和难点进行研究,分析找出主要原因,进一步制定措施并落实,取得良好改进效果,为后续核电项目提升DCS设备不符合项管理水平提供良好借鉴。
参考文献
[1]《设备不符合项管理》(CNPE-MSW-6100-0120D),中国核电工程有限公司