На конкурентоспособность атомной энергетики существенным образом влияет величина показателя коэффициента использования установленной мощности КИУМ. На повышение КИУМ более всего влияет сокращение продолжительности годовых ремонтов. Во время очень сжатых проектов и напряжённых годовых ремонтов реализация большого объёма работ и одновременно с этим обеспечение технологической и производственной безопасности, а также решение вопросов охраны окружающей среды является очень серьёзной задачей.

Кари Котиринта (FORTUM),
А.В.Цветков(ЗАО "ПМСОФТ"),
К.А.Сухачев(ЗАО "ПМСОФТ"), аспирант ИПУ РАН,
С.В.Садовников(ЗАО "ПМСОФТ"), студент МГТУ им.Н.Э.Баумана

1. ВВЕДЕНИЕ

   На конкурентоспособность атомной энергетики существенным образом влияет величина показателя коэффициента использования установленной мощности КИУМ. На повышение КИУМ более всего влияет сокращение продолжительности годовых ремонтов. Во время очень сжатых проектов и напряжённых годовых ремонтов реализация большого объёма работ и одновременно с этим обеспечение технологической и производственной безопасности, а также решение вопросов охраны окружающей среды является очень серьёзной задачей. Решение этих вопросов предполагает использование специально для этого разработанных методик, а также современных программных средств, с помощью которых производится детальное планирование и управление проектом на этапе проведения ремонтной кампании в режиме реального времени.

   На атомной электростанции Ловииса, которая по своему основному оборудованию является российской станцией типа ВВЭР 440, достигнуты и удерживаются уже в течение 20 лет наивысшие в мире показатели КИУМ. На Ловиисе (Loviisa NPP) такие высокие результаты базируются на систематизированном подходе к организации ТО и ремонта, основой которого являются кратчайшие в мире реализованные годовые ремонты, а также информационные системы поддержки ремонтной деятельности.

2. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТАМИ ТО И РЕМОНТА

   Особенностью эксплуатации и ремонта атомной станции является гарантия постоянного отвода остаточного тепла из реактора, а также из активной зоны (after-heat removal system) с учётом относящихся к этому процессу условий технической безопасности эксплуатации (technical specifications), которые предусматривают, что в любой ситуации используемый технологический процесс должен оставаться под контролем (configuration management). Требования безопасности предполагают гарантию работоспособности дублированных (redundance) систем безопасности во время останова реактора, несмотря на то, что вместе с этим большая часть оборудования может быть уже взята в качестве объекта ремонтных работ, из чего следует время их простоя.

   Для того чтобы можно было провести все запланированные работы во время останова реактора технологические участки должны поочерёдно останавливаться и отключаться для производства работ на них (допуск на работы) и подключаться обратно к производственному процессу. В очень сжатых проектах ремонтов должна иметься возможность сократить продолжительность периодов отключения технологических линий и участков вплоть до нескольких дней.

   
   Рисунок 1. Многосторонность техники ВВЭР Ловииса на практике показала хорошие возможности для реализации самых краткосрочных проектов годовых ремонтов.

   Хорошую предпосылку управляемости формируют технические решения станции. В данном вопросе базовая российская техника ВВЭР, используемая на Ловиисе, на практике показала оправданность принятых технических решений (рис. 1). Варианты многократного дублирования технологического процесса (redundances) и возможность их отключения создают основу для эффективной и безопасной реализации проектов.

   Несмотря на удачные технические решения по основному оборудованию, учёт требований безопасности и управление работами в чрезвычайно сжатых и насыщенных годовых ремонтах потребовало на Ловииса в первой половине 80-ых годов разработки новых основных методов организации ремонтов и их дальнейшего постоянного развития. В качестве основного метода на Ловииса сформировалась техника централизованных ремонтных пакетов, с помощью которой быстро и безопасно ведётся управление циклами эксплуатации и отключения во время реализации проекта ремонта. Принцип этого метода был позднее включён также в международный стандарт DIN 31054 (рис. 2).

   
   Рисунок 2. Разработанная на АЭС Ловииса цикличность процессов и техника ремонтных пакетов, а также ее составной элемент - стандартизация (программа) отключения технологических линий позволяют быстро осуществить переход с одного цикла на другой, исключая при этом влияние человеческого фактора.

   Техника ремонтных пакетов Ловииса означает, что для всех технологических цепей электростанции составляются планы, в которые входят нанесённые на технологические схемы (PI diagram) разными цветами стандартные области отключения и относящаяся к ним граничная арматура, а также инструкции по безопасному выполнению отключения, что относится к функциям безопасности (safety function). Эти области отключения именуются пакетами (packet). Код пакета выдаётся всем устройствам, входящим в область отключения. Когда к оборудованию относится какая-либо работа, то код пакета автоматически из базы данных переходит в наряд на выполнение работы (work order). С помощью кода пакета работа автоматически попадает в соответствующий пакет в графике работ и таким образом её выполнение в графике приходится на период времени, удовлетворяющий требованиям безопасности.

   Управление периодизацией процесса (”process logic”) вместе с пакетной техникой формируют основу управления проектом ремонтной кампании атомной станции. В системе информационной поддержки ТО и ремонта (MMS) ведётся учёт всех данных по оборудованию, запчастям, а также плановых (профилактическое обслуживание и испытания) и внеплановых (устранение дефектов и реконструкция) работ (work) и этапов работ (task), а также относящихся к ним программ отключений. В системе управления проектами (PMS), которая интегрирована в систему MMS, ведутся план-графики, планы использования ресурсов, а также связанные с графиком отчёты.

   Таким образом, в насыщенных и оптимально сжатых годовых ремонтах совместное использование систем MMS и PMS приобретает решающее значение. Разработанная на Ловииса общая концепция информационных систем (рис. 3) состоит из программных продуктов (модулей) нескольких различных производителей. Эти модули интегрированы между собой таким образом, чтобы максимально соответствовать практическим потребностям. Этот способ реализации единого информационного комплекса даёт возможность его экономичного помодульного обновления, благодаря чему поддержка системы на современном уровне может вестись постоянно и с небольшими затратами.

   
   Рисунок 3. Разработанный на Ловииса единый комплекс информационных систем состоит из программных продуктов нескольких производителей. На схеме выделены связи, наиболее важные с точки зрения упрвления проектами.

3. ПЕРИОДИЗАЦИЯ РАБОТ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШАБЛОНОВ

   Лицензия на эксплуатацию атомной станции, законы и нормативные акты предусматривают расширение периодически выполняемых профилактических мероприятий на оборудовании, важном с точки зрения атомной безопасности, а также диагностического контроля (например, контроль целостности первичного контура методами неразрушающего контроля и продления срока эксплуатации NDT-PLIM).

   Циклы (cycle) такого обслуживания и контроля составляют 1, 2, 4 года и 8 лет (рис. 4). С точки зрения эффективности затрат станции существенным является то, что наиболее трудоёмкие и дорогостоящие ревизии (корпус реактора) можно проводить с периодом в 8 лет, а более краткосрочные ППР - с периодом в 4 года. Тем не менее, самая большая группа регулярно осуществляемых контрольных мероприятий должна проводиться раз в год или раз в два года.

   
   Рисунок 4.Циклы проведения контрольных мероприятий в 2, 4 и 8 лет учитываются при расчете целевой продолжительности годовых ремонтов.

   В целевом плане ТО и ремонта АЭС Ловииса продолжительности ремонтов определены следующим образом: перегрузка и контроль (1 раз в 8 лет, ~ 32 дня), перегрузка и расширенный контроль (1 раз в 8 лет, ~ 40 дней), сокращенная перегрузка (1 раз в 2 года, ~ 15 дней) и нормальная перегрузка (1 раз в 4 года, ~ 22 дня). Плановый длительный межремонтный цикл и план работ заносится в базу данных системы MMS для всех периодических работ (рис. 6).

   Периодичность проведения работ по контролю и профилактическому обслуживанию оборудования, не влияющего на ядерную безопасность, на Ловииса значительно увеличена по сравнению с рекомендациями производителей оборудования. Это стало возможным благодаря эффективной диагностике состояния оборудования и высококачественным информационным системам, предоставляющих возможность применять накопленную в базе данных информацию по ремонту (maintenance history) при определении длительности межремонтных промежутков (таблица, рис. 5).

   

   С точки зрения повышения эффективности ремонтной деятельности существенно важно составление долгосрочного плана, который включал бы в себя все работы (в том числе уже известные работы по реконструкции) таким образом, чтобы в графике их проведения была учтена периодичность межремонтных промежутков в 2, 4 и 8 лет.

   В повторяющихся типовых проектах, таких как годовые ремонты (annual maintenace) используются стандартизированные шаблонные планы (графики, планы работ, программы отключений), которые ускоряют процесс планирования и одновременно снижают затраты. Сохранение и поддержка этих шаблонов производится в системе PMS. При использовании информационных систем только в процессе планирования достигается очень существенная экономия средств. Когда имеется возможность использования планов в концерне на других станциях, повышение эффективности и экономия средств становятся очень значительными.

   

   Управление критическим путём проекта является одной из важнейших задач управления проектом. К этой задаче относятся интересные аспекты, обнаруженные на станции Ловииса, которые были выявлены в процессе повышения эффективности /сокращении продолжительности проектов годовых ремонтов вплоть до их оптимальной продолжительности: 1.Критические маршруты начинают появляться тем больше, чем ближе оптимальная продолжительность; 2.При оптимальной продолжительности появляются десятки критических путей (с полным резервом (total float) менее 8 часов); 3.При оптимальной продолжительности весь реализуемый объём работ (в том числе очень маленькие работы) меняется на критический; 4.Даже небольшие проблемы во время проведения проекта могут вызывать отставание от графика, в связи с чем следует обращать внимание на все проблемы незамедлительно и без задержек принимать решения об их устранении; 5. Контроль за проведением проекта в реальном времени не возможен без высококачественных информационных систем и опыта их применения.

4. ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЁЖНОСТИ С ПОМОЩЬЮ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ (NDT-PLIM)

   Диагностика состояния оборудования атомной станции (NDT-PLIM) является наиважнейшей задачей ТО и ремонта. На основании результатов измерения определяется состояние оборудования и его срок службы. Различные методы диагностики и продуманный учёт данных дают возможность удлинения межконтрольные циклов и одновременно с этим увеличивают эксплуатационную надёжность. В рамках каждого годового ремонта проводится много тысяч диагностических измерений и по этой причине их проведение требует особого внимания при планировании и управлении проекта (рис. 7).

5. ЗАЛОГ УСПЕХА В ДЕТАЛЬНОМ ПЕРСПЕКТИВНОМ ПЛАНИРОВАНИИ

   Подробное детальное планирование реализации годового ремонта (логика технологического процесса, работы, программа отключений, ресурсы, графики) с помощью совместного применения информационных систем ТО и ремонта и управления проектами создаёт основу для эффективной реализации проекта и достижения хороших результатов (максимально короткое время). Детальное планирование должно быть завершено примерно за два месяца до начала ремонта.

   Предпосылкой достижения оптимального результата является составление планов реализации всего годового ремонта с точностью до одного часа. Кроме этого зависимости между различными заданиями и событиями также должны включаться в планы на достаточно подробном уровне. Оптимально эффективное внедрение предусматривает также детальный учёт условий технической безопасности эксплуатации (technical specifications) таким образом, чтобы в кратчайшие сроки после остановки блока или после замены находящегося в работе технологического участка можно было выдать допуска на производство работ (work order). Это же требование касается зависимости окончания работ от технологического процесса. Чрезвычайно сложно поддаётся управлению максимально ранняя выдача допусков на производство вспомогательных этапов работ (установка лесов, изоляционные работы и т.д.) и максимально позднее завершение этих рабочих этапов (task). Для вышеописанного управления технологическими зависимостями работ и допусками на работы на Ловииса была разработана ранее упомянутая пакетная техника.

   
   Рисунок 8. Предпосылкой достижения оптимального результата является составление планов реализации всего годового ремонта с точностью до одного часа.

6. ДЕТАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ НАД ПРОВЕДЕНИЕМ ПРОЕКТА В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ ГАРАНТИРУЕТ ДОСТИЖЕНИЕ ВЫСОКИХ РЕЗУЛЬТАТОВ

   Когда план проекта составлен достаточно подробно, это формирует базу для детального контроля и отчётов по реализации в режиме реального времени. С помощью информационных систем (MMS-PMS) контроль над ходом проекта в настоящее время можно реализовать автоматически. Необходимый уровень детализации можно получить, когда отчёт о начале и завершении работы (work) и этапов работ (tasks) представляется в информационной системе в режиме реального времени. С помощью системы PMS продвижение работ можно просмотреть на временном графике в режиме реального времени. Когда контроль проводится достаточно близко к реальному времени, то отклонение от графика можно заметить сразу и тут же приступить к необходимым мероприятиям и таким образом предотвратить отставание от графика.

   На Ловииса контроль над общей реализацией ремонтной кампании осуществляет в основном один специалист по управлению проектами (ответственный за план-график). На этапе подготовки рабочих нарядов при планировании работ - один планировщик работ, на БЩУ – один помощник оперативного персонала. В контроле над ходом выполнения рабочих заданий принимает участие два планировщика работ, выполняющие функции помощников руководителей работ. Общий обзор хода работ по годовому ремонту производится каждый второй день на планёрных заседаниях. На этих совещаниях обсуждается общая ситуация по проекту, при этом используются графики выполнения работ, а также другие отчёты (рис. 8), представляемые руководителем, ответственным за план-график. Кроме этого обсуждаются все отклонения, которые могут привести к отставанию от графика и принимаются решения о проведении мероприятий, позволяющих предотвратить эти отставания.

   Практический опыт указывает на то, что оптимальные затраты на проведение годовых ремонтов достигаются тогда, когда продолжительность останова очень близка к минимальной теоретически возможной продолжительности (рис. 9). Оптимальная продолжительность примерно на 50-70 % короче, чем продолжительность обычного ремонта, при котором не используются прогрессивные методы организации ремонта и системы.

   После окончания каждого проекта проводится его анализ, с помощью которого выясняются причины возможных проблем и согласуются мероприятия, позволяющие в будущем избегать аналогичных ситуаций. В рамках послеремонтного анализа вырабатываются также и другие направления развития ремонтной деятельности, которые позволили бы в дальнейшем проводить ремонты более эффективно. В завершении послеремонтного анализа уточняются долгосрочные программы ремонта и составляется перечень основных работ следующей ремонтной кампании, на основании которого руководитель, отвечающий за составление план-графиков сразу же составляет предварительную версию основного графика работ. Управление процессом планирования годового ремонта ведётся с помощью отдельных графиков планирования и разработанных для этого процедур.

   Функциональность и современное техническое исполнение системы PMS играет исключительно важную роль в работе системы управления ТО и ремонтом атомной станции. Здесь в первую очередь необходимо построение программного обеспечения для управления проектами по архитектуре клиент-сервер, дающей возможность одновременной работы многих пользователей в единой базе данных. При этом важно использование промышленных СУБД, например Oracle или MS SQL Server, поскольку это значительно облегчает интеграцию системы PMS с программными продуктами других производителей, работающими в рамках единой информационной системы управления ремонтами АЭС. С точки зрения функциональности наличие большого количества однотипных проектов для различных объектов (блоков) особое значение приобретает, во-первых, наличие иерархической структуры проектов с привязкой к организационным структурам и структурам описания прав доступа (см. Рис. 10). С другой стороны, из-за сходности и повторяемости этих проектов появляется необходимость в базе знаний с мастером, позволяющим на основании накопленного опыта быстро и эффективно создавать новые проекты. Функции ресурсного и временного анализа, а также анализа с использованием показателей и рисков также позволяют уменьшить временные затраты на управление текущими проектами, что в условиях крайне сжатых сроков выполнения работ по ТО и ремонту АЭС является также очень важным. Всему комплексу этих условий в полной мере отвечает программный продукт Primavera Enterprise, как по техническому исполнению, так и по функциональности, и поэтому он используется в атомной энергетике во многих странах, в частности, и в Финляндии на АЭС «Ловииса».

   
   Рисунок 10. Взаимодействие иерархических структур проектов, прав доступа и организационной структуры.

   Система управления проектами Primavera Enterprise имеет модульную структуру. Модульное построение СУП позволяет каждому пользователю предоставить необходимое ему приложение: руководству - Portfolio Analyst и Primavision Portfolios - для просмотра сводных данных по проектам и принятия решений. Группа планирования использует Project Manager и Methodology Manager - основные модули системы управления проектами, команда проекта - Primavision - просмотр и изменение графика проекта, управление командами ресурсов. Для исполнителей предназначены Osiris, Progress Reporter, Primavera Mobile - приложения, предназначенные для просмотра исполнителями заданий на период времени и ввода фактической информации по работам проекта. Для всех заинтересованных сторон предназначен веб-сайт проекта, на котором публикуются разнообразные графики и отчеты по проекту и подробная информация по работам, включая зависимости, данные по ресурсам, заметки, связанные документы и много другой информации. Связь с внешними информационными системами осуществляется с использованием поставляемого с Primavera Enterprise инструмента - Primavera SDK.

   В основном модуле Project Manager комплекса Primavera Enterprise осуществляется планирование и контроль всех проектов предприятия, формируются основные структуры: проектов, декомпозиции работ, ответственных, ресурсов, ролей, статей затрат, кодов и т.д.

   Для сокращения затрат времени на составление календарно-сетевых графиков проектов необходимо иметь возможность формировать новый проект на основе типовых, шаблонных решений. За эту функцию в Primavera Enterprise отвечает специальный модуль – Methodology Manager, который позволяет формировать базу типовых проектов и их фрагментов, при этом процесс создания календарно-сетевого графика нового проекта сводится к выбору необходимых блоков из базы Methodology Manager.

   
   Рисунок 11. Функциональные модули Primavera Enterprise.

   Интеграционное решение Primavera Enterprise – TIMS-MMS позволяет использовать пакеты ремонтных работ из системы ТО и ремонта TIMS-MMS.для формирования структуры декомпозиции работ. Созданный календарно-сетевой график ремонтных работ, который содержит данные о сроках работ, необходимых ресурсах для проведения ремонта, стоимостях работ, документах, кодах, назначенных ответственных, постоянно поддерживается в актуальном состоянии. Если модуль MMS уже используется на станции, детальное планирование отдельных работ производится с использованием именного этого модуля, после чего производится двухсторонний обмен данными – как запланированными сроками проведения работ, так и откорректированными датами – в обе стороны между системами Primavera Enterprise – MMS через общий интерфейс.

   Внедрение описанных информационных систем может проходить помодульно, например, сначала внедряется модуль управления проектами (Так поступили при создании информационной системы на АЭС Ловииса). Максимального эффекта от использования описанных выше систем можно добиться, если их внедрение началось еще на стадии проектирования (например, начали формировать базу используемого оборудования и создавать долгосрочный план ремонтов).