核电工程设计可视化质量控制应用研究

王军

摘 要

核电工程设计对安全性有严格的要求，设计质量直接决定了核电工程的安全性，本文开展了可视化质量控制方法在核电工程设计中的应用研究，首先分析了核电工程设计可视化质量控制的方法，其次对标准化设计平台的建立及相应的质量数据分析进行了研究，给出了核电可视化质量控制流程，提出了质量数据的分析方法，对核电工程设计可视化质量控制应用开展了有益的研究。

关键词

核电;可视化;质量控制

中图分类号： TM623      文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.079

0 引言

核安全是核电站的生命，核电快速发展以核安全为前提保障。核电设计的高质量是核电安全的根基与着手点。目前我国核电建设已经进入高速发展阶段，如何保证核电工程的设计质量，进而保证核电厂的核安全是核电发展最重要的关注点。

HAF003核安全法规与GB/T19001质量管理体系，对核电设计开发过程提出了全流程的一整套控制要求。对核电站而言，设计输出就是设计文件，文件的质量贯穿整个设计过程，对文件及整个设计过程实施质量管理与监督，进而确保设计输出质量是核电工程设计质量把控的关键点。

对设计过程的质量管理会产生大量的数据，抽象的数据背后隐含的质量信息难以有效显现，造成质量管理系统交互性和可视性差，控制效果受限。随着信息技术的发展，结合可视化的概念，本文依据核电设计过程质量管理的实际需求，提出了可视化质量管理方法，实现设计流程质量动态管理。

1 核电设计质量管理问题与难点

核电工程体系复杂，设计图纸总量庞大，涉及的专业种类繁多，因此如何控制由不同的设计者在特定条件下完成的设计输出文件的质量是很复杂的过程，过程的复杂性也决定了质量管理的难度。

设计可以分为多个过程，例如设计策划、设计输入、设计验证、设计评审、设计接口、设计确认、设计输出等，每个设计过程的质量控制都会产生大量数据，直接通过这些大量的数据对设计过程质量进行定量或者定性的分析十分困难，且每个过程无法使用直接测量、试验的方法进行评价，过程记录繁多，各个过程产生的质量数据通常都是统计报表的形式，静态的质量管理使效果受到很大限制，海量的数据也难以理解，数据背后包含的信息难以表达，可视化程度差，无法精细化质量控制。

2 可视化质量控制方法

1987年2月，National Science Foundation （NSF）给出了关于可视化的定义，并对其需求、目标和应用前景进行了相应阐述。目前可视化技术包括了数据可视化、信息可视化、知识可视化等系列分支。可视化数据分析可以自动提取海量数据，加快数据处理速度，直观展示过程质量情况。

可视化质量管理的主要优势不是为了实现可视化，而是通过可视化的方法使得质量管理更加的直观和易读，及时发现问题、统计问题及解决问题。另外，借助于大数据，可视化的方法利于将隐藏在数据背后的质量问题挖掘出来，可视化的交互方式也比传统的质量管控方法有着明显的优势，可以将质量数据进行多方面多维度的整合和分类，有利于后续的高效质量管理。

3 核电工程设计可视化质量控制

3.1 可视化质量控制开展方法

核电工程设计有其自身的特点，不仅需要满足工程的功能需求，更需要满足国家法律、导则和相关的质量体系要求，因此可视化质量管理必须在满足上述要求的基础上，尽可能地利用可视化质量管理的优点，提升质量管理的效果。综合相关要求，本文总结出了可视化质量控制开展的具体方法。

首选根据核电设计特点相关的上层要求，实现流程可视化，流程可视化需要对核电设计流程进行梳理、整合和优化，使之适应可视化的要求，其次需要选择合理的质量控制工具，使得设计过程中与可视化的质量管理方式相匹配，再次需要考虑合理的用户界面设计，因为核电设计的流程及分支十分繁复，如果界面设计不合理，不仅不能提升设计质量，反而可能会引入二次差错，最后就是制定高效可行的数据分析及流程，使得产生质量管理相关数据。

3.2 标准化可视化平台

为了实现设计过程的可视化质量管理，国内设计主要围绕核心设计过程，建立标准化设计平台，优化流程，自动识别每个流程需要收集的信息，预设标杆对比，把质量技术工具融入日常设计管控流程，实现设计流程、质量方法和信息技术三位一体整合，以大数据可视化支撑设计质量的量化控制和管理，建立标准化设计平台;自动收集子过程数据，运用先进质量管理技术进行数据统计分析;梳理设计过程，要素管理，标杆对比;设计人员资质实施动态分析管理;对复杂设计进行数字可视化等三维仿真验证。

对人员的设计资质进行可视化动态管理，建立人员资质库，承担相应的设计职责需经过测试上岗，并定期重新评定，人员资质实时可视可查，确保有资质的人承担相应资质的设计工作。从源头确保设计的可信度。

建立标准化设计平台，设计输出文件自动生成，自动套入属性。根据选择的要素自动识别每个流程需要收集的信息，预设标杆对比。减少人因问题，加强设计过程的可视化质量控制。

3.3 数据分析

在开展数据分析之前需要在标准化可视化设计平台中对质量控制相关的标准及程序实现可视化，这里不只是简单地将标准和程序进行罗列，而是在不同设计阶段，将需要的标准及程序清单进行筛选分类，同时提取关键的质量要求，在平台进行关联展示，使得相关信息的可读性明显提升。

核电设计质量控制数据主要体现在设计文件差错率上，可以选取设计文件编写、校对及审核过程中发现的设计差错数据作为设计过程的关键质量特性值，然后将这些特性值进行相关的分析，根据经验一般需要对设计差错进行分类、分为设计输入差错、人因差错、文件内部自洽性差错三类。对得到的差错信息进行统计分析，统计分析的结果进行可视化的操作，分别从差错种类数量、差错种类比例、各类差错时间趋势，给出可视化的结果，便于设计人员及时掌握设计的质量信息。

在完成基础的数据分析以后，需要对不同的数据分析结果给出不同的應对策略，开展必要的质量管理措施，以此控制和提升后续的设计质量。

4 结论

本文对于核电工程设计应用可视化质量控制方法进行了分析，通过对核电工程设计质量控制特点的研究，明确了标准化核电设计平台的建立要求，说明如何对设计过程实施有效的质量管理，以及收集可视化质量管理数据统计分析的方法，可以预见该方法的实施，将有效地提升核电工程过程设计的质量。

参考文献

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