核电厂焊接信息管理系统研制及应用
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作者:徐宝坪 晋嘉昱 刘桂刚 郑德旭 朱家泽
摘 要：核电厂运行阶段通过研制焊接信息化管理系统进行焊接管理，可有效解决传统纸质文件管理效率低下、数据分散、数据冗余等问题，还能及时对焊接工程中的各项数据进行实时有效的跟踪、检索和管理。同时，通过充分利用便利的信息化电子流程，完整记录生产过程各种繁杂数据，实现多用户终端对系统焊接数据同时查询和编辑，为相关部门焊接工作提供有力支持，大大提升焊接生产管理效率，提升了核电厂焊接管理水平，同时亦为核电厂群堆焊接管理降本增效作出贡献。
关键词：核电厂 焊接 信息化
Abstract：In the production stage of nuclear power plant， the development of welding information management system for welding management can effectively solve the problems of low efficiency of traditional paper document management， data dispersion， data redundancy， etc.， as well as the real-time and effective tracking， retrieval and management of various data in welding engineering. At the same time， through electronic process， make full use of the convenient information full records the production process a variety of complex data， realize the user terminal system welding data query and edit at the same time， provide strong support for the related departments of welding work， greatly improve the welding production management efficiency， improve the management level of nuclear power plant welding， at the same time also contribute to nuclear power plant group of authors heap welding management efficiency.
随着核电厂全寿期管理要求和核电大数据时代的到来，信息化管理的应用将贯穿整个核电厂设计、采购、土建、安装、调试、移交和运行、退役的全阶段。焊接是核电厂金属部件连接、修复的重要方法，亦是运行机组维修中的一项重要活动。如核电厂运行期间，设备易受到冲蚀、腐蚀、疲劳等多种因素影响，导致设备材料性能恶化，工件有效承载截面减薄，各种形式的裂纹萌生并扩展甚至断裂[1]。因而，在机组大修、日常期间需要对受损部件进行焊接修复。此外，厂内已运行机组以及同行电厂经验反馈而额外新增大量焊缝RT排查及返修。
因此，为确保机组安全、可靠运行，则必须加强电厂焊接管理，尤其在机组运行阶段对新焊缝生产过程及质量控制进行有效管理，对保障核电机组运行安全性和经济性具有重要意义。当前国内绝大多数运行电厂焊接管理，仍采用Excel表格离线管理或手工模式管理。而采用Excel表格离线管理，只能进行简单的数据处理，不能保证数据安全性和完整性;采用传统手工模式管理，已不具备企业所需求的数据快速交接能力，信息得不到快速处理必然导致运作效率低下。
当今企业信息化已成为企业发展潮流，随着核电焊接技术高速发展，传统的焊接管理方式，已无法满足核电焊接管理模块需求。因此，根据运行机组自身的焊接管理模式、生产业务流程及特点，研制开发一套适用的焊接信息管理系统进行核电生产焊接管理已成大势所趋。
1 研制目的及意义
建立核电厂焊接信息管理系统主要目的是对运行机组大修、日常焊接整个流程以及焊接生产信息进行有效管理和利用，同时为焊接承包商建立焊接管理标准统一、业务流程和表单一体化统一的信息化平台，为决策层、承包商、焊接技术管理部门提供准确而及时的信息资源，便于进行工作预安排、有效管理焊接质量、控制成本，为核电厂运行机组焊接管理提供科学、准确、快捷的信息服务。
通过研制开发焊接管理信息系统，实现核电焊接相关系统和设备信息数字化、工作流程电子化，不仅能系统性地管理焊接相关文档和数据，使得数据可以进行快速交接，而且还能存储大量的焊接资料，特定数据的实时显示使得资源的利用得到可控，从而有效、安全管理核电生产阶段日积月累的“海量”焊接数据，亦解决传统纸质文件管理方式效率低下、数据分散、数据冗余、实时性不足等问题。同时，采用信息系统进行焊接管理可对焊接工程中的各项数据进行实时有效的跟踪、检索，实现多用户终端对系统焊接数据同时查询和编辑，对提升核电厂焊接管理水平具有十分重要意义。
2 电厂焊接管理模式、流程探讨
核电厂焊接管理包括对人、机、料、法、环、测等管理。目前，各个运行电厂焊接组织管理模式、流程已基本定型。组织管理[2]是指依据焊接专业结构的特殊性，结合分工明确、职责清晰原则，根据组织机构的设立情况，设立焊接职能部门和相应岗位以及辅助部门。
运行电厂根据职责分工，一般由技术部门负责焊接技術管理，并为现场维修和改造焊接活动提供焊接质量控制、无损检验，由维修部门负责组织所辖焊接承包商实施现场焊接活动。运行电厂焊接管理模式及一般流程图，如图1所示。 由此可见，核电厂焊接管理是从焊接工作申请开始，到文件准备再到现场焊接实施，最后到焊接完工文件存档，整个工作流程呈线型流程管理模式。
3 信息管理系统研制
3.1 功能模块设计
焊接信息管理系统主要为用户管理焊接整体工作以及焊接工作中会用到的信息管理。焊接工作管理包含焊接工作申请、焊接工作返修、焊接记录关闭、焊接工作状态查询。焊接工作辅助功能包含焊接工艺卡/评定管理、焊接文档管理、焊工管理、焊材管理、焊缝信息管理、材料手册管理等。
3.2 主要模块功能
3.2.1 焊接工作管理
此模块主要功能为焊接实施承包商发起焊接工作申请，并在焊接实施前在系统里完成焊接质量计划编、审、批及承包商内部焊接QC选点，再提交电厂焊接QC选点、批准后返回承包商系统平台打印。对现场焊接实施过程中，若出现焊缝返修情况，则同样在系统编制文件并进行QC选点后实施，焊接完成后由承包商对完工焊缝信息进行录入。
（1）焊接工作申请。
在系统焊接工作申请流程中，由焊接承包商/维修部门提交焊接工作申请→维修部门确认提交的焊接工作申请→承包商准备焊接工作文件→提交技术部门审批，审批通过系统自动邮件反馈提交焊接工作申请人、维修工作确认人以及文件准备人，提醒焊接文件准备已完成。
（2）焊接工作返修。
焊后目视检查和无损检验不合格的焊缝，由焊接承包商在系统里发起返修流程，在原焊接质量计划下填写返修焊控单，交由承包商、电厂焊接QC选点并批准后打印用于现场实施返修。
（3）焊接工作记录关闭。
现场焊接工作完成后，由承包商录入焊接及无损检测信息，提交由电厂焊接QC审核、签点关闭焊接质量计划，由承包商扫描焊接质量计划、焊接控制单等现场焊接跟踪文件，并上传焊接信息管理系统进行电子存档。
3.2.2 焊接工艺管理
根据上游焊接规范[3]要求，不同焊接承包商之间焊接工艺评定、焊接工艺卡不可相互引用。因此，该模块为焊接承包商设计的独立模块，由承包商各自建立、维护焊接工艺卡/评定信息台账。承包商之间模块互不影响、互不能浏览。
（1）焊接工艺卡/评定维护。
由承包商在信息管理系统中录入焊接工艺卡/评定关键字段，并上传焊接工艺评定报告原件作为附件，为承包商进行实施前焊接文件准备时选用。
（2）焊接工艺卡与焊接工艺评定关联。
焊接工艺评定与焊接工艺卡是“一对一、一对多、多对多”的关系，在信息系统中实现焊接工艺卡与焊接工艺评定的互相关联与互相查找。
（3）焊接工艺卡/评定与焊接控制单关联。
启动焊接文件准备流程，承包商编制焊接控制单、焊接返修控制单，能够通过关键字段快速查找到适用的焊接工艺卡与工艺评定，并随流程往下一环节流转，后续审批人员能够通过焊接控制单中链接，打开引用的焊接工艺卡/评定进行文件符合性审查。
3.2.3 焊工管理
焊工管理模块主要用于记录、维护焊工持证信息和资格项目信息，查询方便、快捷，同时系统具备证书或资格项目到期预警功能。此外，系统中还统计焊工入厂、离厂信息，以实时跟踪现场焊接人员动态。此模块跟焊接工作管理模块关联，可直接调取各焊工信息导入焊缝完工信息中。
（1）焊工资格信息维护。
焊接承包商可在此模块上传本单位焊工基本信息、焊工资格项目信息。上传资格项目信息后，系统根据其资格有效期，采用高亮显示提前预警某个资格项目快到期。
（2）焊工信息与焊接控制单关联。
启动焊接文件准备环节，承包商将焊工资格项目关联在焊接控制单中，上游部门在进行文件审查时对焊工持证项目是否具备焊接资质进行确认。在焊接工作记录关闭环节，可根据现场实施情况，以及焊缝信息反馈录入环节，对焊工信息进行再次确认，确保记录信息的准确性。
（3）焊工工作量统计。
焊工管理模块中设计能够根据录入的焊缝信息，快速查询某名焊工一段时间内现场焊接实施完成的工作量，同时可查询、跟踪该焊工现场实施每一条焊缝具体信息。
3.2.4 焊材管理
焊材管理模块分为焊材一级库、焊材二级库管理、库房温湿度记录、焊接设备登记台账等功能。通过此模块实现对现场焊材、焊接设备进行有效管理。
（1）焊材一级库管理。
焊材一级库为采购焊材的存储“总站”，一般会有大批量储存，同时经常由出、入库。此模块记录各批次焊材入库信息及质保文件，同时记录、统计每种型号焊材入库、出库、报废等流水信息，并对库存进行自动统计。
（2）焊材二级库管理。
焊材二级库是焊材存储“分站”，相对小批量储存，主要提供现场焊接工作使用。此模块将一级库正常出库量统计为二级库的入库信息。对于已入库焊材，在系统中记录其烘干、保温（焊条）、发放、回收等记录。同时，将使用完回收焊材（焊丝头、焊条头）与发放焊材进行匹配，对使用后未进行回收的焊材进行自动提醒。
4 工程应用及效益
4.1 工程应用
某电厂焊接信息管理系统自2016年9月正式上线，已成功应用在1、2、3、4号机组大修（103、202、203、301、302、401）及日常检维修焊接工作，实现了多机组、多部门焊接信息数字化、工作流程电子化管理。该系统的应用，在国内同行电厂焊接管理尚属首次。
4.2 产生效益
机组运行阶段，该系统全年同时为多家焊接承包商实施大修、日常焊接服务，为不同的焊接承包商提供了统一的焊接信息化管理平台，从而规范了各家承包商焊接工作流程，亦解决了以往一直采用纸质文件进行传递的焊接管理效率低下的问题。
该系统自投用以来，录入、维护各家承包商大修焊接工艺评定300多项、焊接工艺卡500余份，记录、维护焊接文档250余份;已开启、关闭焊接质量计划2000余份，录入完工焊缝12000余条。该信息系统所有记录数据完整、有效、安全、可追溯，用户可根据需求进行实时有效的跟踪、检索，实现了多用户终端对系统数据同时查询和编辑。
该信息系统较之前机组采用EXCEL表格离线管理相比，采用信息化系统管理由其诸多优势，且大大节省了电厂人力、物力，有力保障了机组大修、日常焊接活动有序、高效的运转，进而保障了焊接质量。
5 结语
（1）运行电厂焊接管理由在线管理代替了以往Excel表格离线管理或手工管理模式，规范、科学地管理群堆机组大修、日常产生的焊接数据和文档，保证了群堆机组焊接数据的有效性、安全性和完整性。
（2）通过启用焊接信息管理系统，为焊接承包商提供了统一的焊接管理平台，使电厂焊接管理工作规范化、标准化，有效地控制成本，提高焊接工作效率，保障了焊接质量，提升了核电厂焊接管理水平。
（3）某电厂焊接信息管理系统研制并上线应用，首次实现了国内运行电厂焊接信息化管理。同行电厂可以此系统为原型，修改配置后作为本电厂焊接信息化管理系统。
参考文献
[1] 谢杰，唐西明，周国正，等.核电厂焊接信息化管理初探P1前言-2011年中国电机工程学会年会论文集[C].2014.
[2] 鄭日水.核电工程核岛焊接综合管理[J].电焊接，2009，39（8）：1-2.
[3] RCC-M压水堆核岛机械设备设计和建造规则，2002版+2002补遗 第7册 S6500 P115.
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