核电厂SRCM分析及可靠性数据库平台

李艳良，刘丙月，高建勇，戴 兵，金国强

（1.核动力运行研究所，湖北 武汉430223；2.中核集团秦山核电有限公司，浙江 海盐314300）

核电厂工艺系统多，设备种类及数量庞大而繁杂，在应用传统RCM方法优化核电厂设备预防性维修大纲时，往往占用太多的人力和物力资源。为降低RCM的分析费用，美国电科院（EPRI）于20世纪90年代中期专门立项进行研究，并由此创建了SRCM方法。SRCM方法简化了分析流程（见图1），利用软件通过计算机辅助用户进行分析，且在维修任务选择时，采用了由EPRI开发的PM模板和行业相关经验，具有知识库的雏形，因而缩短了分析周期，提高了分析效率，SRCM分析软件与PM模板数据库成为应用SRCM方法的两大不可缺少的工具。SRCM方法自创建以来不断得到应用，在应用过程中，SRCM的分析环节基本固定，SRCM的基本体系结构已经形成。而EPRI的PM模板也不断得以更新和充实。

核动力运行研究所（RINPO）从2009年开始关注SRCM的应用，并开始与核电厂进行相关合作。RINPO在与核电厂项目合作过程中，积累了SRCM的项目开展经验。在没有SRCM分析软件的情况下，采用传统纸板文件记录分析过程和保存分析结果，结果发现存在着诸多弊端，如：

1）不利于文档的修改，多次修改后文档版本比较混乱；

2）不利于文档编写以外的人查阅；

3）对故障模式、故障原因等的描述往往各个分析人员用语不规范，难以形成统一标准。

RINPO通过对比国内外多款RCM/SRCM分析软件，发现软件若要完全满足用户需求必须自主开发，且目前国外应用广泛的EPRI的PM模板库也并非总是有效，即便是EPRI的会员单位，也需要分析者认真考虑模板提供的建议，并结合实际情况综合考虑确定维修任务及其频度。我国核电厂运行周期不长，部分设备的制造水平、应用环境、使用情况不同于国外，在应用EPRI的PM模板经验时更需慎重考虑。所以，RINPO开发了基于浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）结构的SRCM分析软件，并在软件中嵌入设备可靠性数据库。

图1 SRCM工作流程Fig.1 Flowchart of SRCM

1 系统设计

B/S结构只需安装维护一个服务器（Server），而不用在用户计算机上另行安装专门的软件，只需一个标准的网页浏览器即可完成工作，降低了对客户端软硬件设备以及用户计算机知识水平的要求，减少了客户端维护更新的工作量，并且具有良好的扩展性。

基于B/S结构构建的SRCM分析及可靠性数据库平台主要由SRCM分析软件、可靠性数据库两个模块组成。各终端计算机可以直接通过网络在本机上使用IE浏览器实现对系统数据的浏览和管理。

1）SRCM分析模块。SRCM分析支持多人同时在线分析，但由于大多为文档信息，统计分析计算少，因此不单独设置专门的服务器，一般的办公电脑即可实现此项功能。

2）可靠性数据库模块。用来存储和加载设备可靠性数据库信息。由于数据量少，一般的办公电脑即可实现此项功能。

2 客户端设计

客户端按照SRCM工作流程设计，并融合可靠性数据库。SRCM分析中心重要步骤包括：

1）分析系统筛选；

2）分析系统相关资料和设备维修与故障历史信息搜集；

3）系统功能分析；

4）设备故障模式及影响分析（FMEA）；

5）设备故障后果分析/设备关键性分析；

6）设备预防性维修任务选择；

7）任务比较。

2.1 用户角色设计

SRCM分析及可靠性数据库平台设置系统管理员、督导员、系统工程师、机械工程师、电气工程师和仪控工程师、审核专家、可靠性数据管理员8类用户角色，各角色分负不同的职责，可同时在线开展工作。

1）系统管理员。系统管理员负责用户角色的设置，分析系统的筛选，分析标准如系统筛选准则、关键度准则、维修类型等的设定。

2）督导员。督导员主导工艺系统的分析，系统分析前组织各参与人员搜集系统相关资料，这些资料包括：系统设备清单及其编码，系统维护历史记录，与系统有关的热力、电气图纸、工艺流程图、设计手册，有关的逻辑图，现有的设备维护大纲以及供货商的设计、运行、维护资料等。分析过程中控制分析进度。

3）系统工程师。系统工程师来自于电厂的运行部门或对电厂运行熟悉。分析过程中负责系统功能及其失效的分析。并根据关键度判断准则识别出关键的系统功能，这是下一步设备关键性分析的基础。

4）机械、电气、仪控工程师。查阅设备相关维护历史、故障历史信息，负责机械、电气、仪控设备的FMEA，根据设备失效对系统功能的影响识别出关键、非关键设备，对关键、非关键设备做出不同的维修任务选择，并与设备原有预维大纲任务进行比较。

5）审核专家。审核专家在系统功能分析完毕后进行一次审核，在系统全部设备关键度判断、任务选择、对比后再次对分析结果进行审核。

6）可靠性数据库管理员。可靠性工程师专门负责可靠性数据库信息维护。可靠性数据库为SRCM分析提供专家经验数据参考。SRCM分析时，分析人员只能从数据库引用信息，而不能随便修改数据库内容。数据库内容有专家组讨论后授权可靠性数据库管理员更新。

2.2 系统功能模块设计

SRCM分析及可靠性数据库平台主要包括4个功能模块：

● 项目信息维护；

● 系统信息维护；

● 系统SRCM分析；

● 可靠性数据库维护。

1）项目信息维护。SRCM分析以一个核电机组或核电厂为一个项目。SRCM分析及可靠性数据库平台可实现多项目同时在线开展工作，项目转换时不必退出运行。各项目按照自身项目特点设置SRCM分析相关参数，如系统筛选准则、设备关键度准则、关键度级别、维修策略类型及逻辑决断问题等。每个项目设置自己的用户角色与权限，独立进行系统筛选。此模块功能由系统管理员完成。

2）系统信息维护。虽然在核电厂工艺系统上展开，此部分主要维护内容为分析系统开展SRCM所需的相关资料，由每个系统的督导员完成。包括系统设计手册、设备原有维修大纲、设备厂家维护手册、设备维修与故障历史、外部经验反馈等信息，这些都是后续分析的一个重要参考信息。有了这些信息，设备关键度判断、故障模式及其影响分析才能更准确。

3）系统S R C M分析。系统分析过程按照SRCM分析流程采用步进式设计，包含系统边界划分、系统功能分析、设备详情记录、设备故障模式及影响分析（FMEA）、设备关键性分析/非关键评估，维修任务选择、维修周期计算和任务比较。参与分析的人员包括系统工程师和机械、电气、仪控设备工程师及审核专家，分析过程中设置两个审核节点，分别是系统功能审核节点和分析报告审核节点，专家在线审核，由督导员控制分析进度。

4）可靠性数据库维护。主要按设备类别给出失效模式、失效机理、维修策略建议、维修周期建议。各种维修任务适用条件，存在的维修风险等。设备类别信息还包括设备类的结构，分解图、基本原理、可维修件。实施SRCM分析时，分析设备以设备类别与可靠性数据库建立联系，当分析设备的类别确定后，分析时可靠性数据库的相关信息便可供分析者随时参考、引用。因而能够缩短分析周期，提高分析效率。

2.3 其他功能

除以上主要功能模块外，SRCM分析及可靠性数据库平台还设置有分析报告定制与打印、预防性维修大纲输出与打印、专家在线审核及审核意见输出、分析进度提醒，我的任务提醒、用户日志记录等功能，同时还专设资料学习模块，主要存放EPRI、NRC、EDF等国外核电研究机构和国内科研院所有关RCM/SRCM相关资料、设备可靠性研究结果、可靠性计算方法、最新的设备可靠性管理研究方法等信息。使SRCM分析及可靠性数据库平台真正成为可靠性工程师工作与学习的园地。

3 需要关注的问题

SRCM分析及可靠性数据库平台将分析流程固化，但用户仍有较大的灵活性去设定分析参数，如系统筛选准则、关键度判断准则等，在具体设置时，可以参考美国电科院（EPRI）的系统筛选建议，如系统是否有较多的工作任务，系统是否有较多的状态需要检测或适合进行状态检测，系统是否可用率及可靠性差，等等。除此以外，还要考虑国家法规、核安全法规、核电业绩标准的约束。

此外，EPRI的PM模板数据库为其会员单位的设备可靠性管理、维修策略制定提供了丰富的专家经验。我国也应借鉴建立类似的可靠性数据库，集全核电行业之力，共建专家经验知识库。

[1]徐习东，朱骏永，吕一农，等. 一种改进的RCM方法——精简型RCM（SRCM）[J]. 华北电力技术，2006（3）.（XU Xi-dong, ZHU Jun-yong, LV Yi-nong, et al. A Modified RCM Method——Simplified RCM (SRCM)[J]. North China Electric Power Technology,2006(3).）

[2]S R C M分析导则[R]. 中核集团秦山核电有限公司.（Guide for SRCM Analysis[R]. Qinshan Nuclear Power Co., Ltd., CNNC.）

[3]黄立军，陈宇. 精简型R C M（S R C M）的发展及其在核电厂的应用[C]//2009年核能行业可靠性维修（RCM）研讨会（专刊）.（HUANG Lijun, CHEN Yu. Development of Simplified RCM (SRCM) and Its Application in Nuclear Power Plant[C]. Seminar on Reliability Centered Maintenance (RCM)of Nuclear Power Industry in2009 (Special issue).）

[4]EPRI. Reliability Centered Maintenance Workstation User's Guide，TR-101967-V2，1993.