核电厂数字化防异物管理

杨云斐 蒲晓彬 邹远波 严斌鹏 姜乃铭 中核核电运行管理有限公司

最近数年间，全球核电厂由于异物侵入系统和设备而造成的燃料和设备故障的次数呈上升趋势，据不完全统计，核电事件中近30%与异物相关。由于不同人员对异物可能造成系统、设备和燃料故障的警惕性不同，带来防异物管理的不确定性。在传统防异物观念中，人防高于技防，忽略了数字化、可视化以及精细化等信息技术的技防措施。随着我国大数据、人工智能为代表的新一代信息技术迅猛发展，数字化技术为防异物管理创造了前所未有的条件，应用数字化开展防异物管理，可以保证工程建设和机组安全稳定运行。

一、数字化是防异物管理的必然趋势

传统的防异物管理方式是通过“纸质表单+守卫检查”的方式完成防异物管控。从最近几次大修的情况来看，这种管理模式存在守卫失责、登记缺失、记录错误、追溯模糊、工器具、耗材管理等人因失误风险。

首先是进入防异物管控区前存在的风险：个人物品、手机带入管控区遗漏，进入隔离区域人员信息，不清晰、不完整或信息滞后。其次是防异物管理过程中存在的风险：物品进出不规范，记录缺失或者错漏，手工登记效率低，人员进出记录无法在线实时获取，物项带出、留存的情况无法准确获取，管理员是否在岗信息无法有效监督。最后是防异物管理复盘存在的影响：现场工作过程记录、日志等信息不完整或缺失模糊，历史数据无法快捷查询、趋势分析，复盘效率低。

综上，电厂需引入数字化的技术手段，利用电子流程化、可视化的优势，减少人员职守，提质增效，降低异物侵入风险，实现人员、物品登记的数字化管理。

二、数字化防异物管理原理

数字化防异物管理能够满足无人值守情况下的人员和物项控制。通过人脸识别与授权数据库信息比对实现人员进出权限控制；通过设定异常报警实现人员进入控制；通过物品扫码登记进出防异物区域管理，实现远程视频监控及双向语音通话。在防异物隔离区入口处放置工器具扫码机、电脑接入优化后的工器具管理系统，人员通过魔点门禁系统闸机进入，工具扫码登记，远程视频监控管理过程，保障授权人员进出控制，保证物项进出登记管控，最大限度地避免物项遗失导致的异物事件。管理要素有：人员、物项、视频监控、异物控制区。对于人员授权名单进入防异物专区的魔点门禁系统，禁止非授权人员，包含任务信息，进出人员信息登记，进入时间记录、离开时间记录；对于物项设置指纹锁个人物品、收集存放柜，限制个人物项进入、检查个人携出物项扫码登记工具、备件和材料，时间记录、离开时间记录，物品进出高峰期、低谷期趋势记录统计；对于视频监控通过高清摄像头对进出魔点门禁的人员履责监控、提醒，对进出物项与进入扫码记录责监控、提醒，实现数据图像处理、存档、展现；对于异物控制区搭建实体隔离区，留一个入口位置，设置屏障和边界，防异物管理员、监督人不定期巡检异物控制区管理有效性。

三、数字化防异物管理主要做法

（一）健全防异物管理组织，设计防异物管理方案标准

1.健全防异物管理组织，建立防异物管控队伍。防异物管理要求深入到维修组织与实施全层级（F1、F2、F3）、覆盖到全过程（工作准备、风险识别、应对措施、监督和管控），需要健全防异物管理组织，建立防异物管控队伍，规定各阶段、各岗位的职责和接口关系，落实防异物管控的具体要求，能够将防异物计划、方案、职责、布置、工器具、工艺方法等落实在生产相关部门，如维修、运行、安质、技术、商务各领域涉及维修人员、运行人员、安质人员、设备工程师、仓库保管员，确保电厂构筑物、设备、系统的清洁度、设施完整性、开口封堵、工器具及备件运动部件可靠性由相关部门的供应、隔离、去污、保洁、封堵、监督各方面的防异物规范化管理。

2.完善防异物管理体系，制定防异物管理方案标准模板。在防异物管理体系中，开发了领导、管理、执行三个层次的管理程序，以业务流程为驱动，拆解细分各个过程，明确关键控制环节，在领导层提出的管理期望与目标指引下，管理层建立日常和大修的异物风险预防机制、异物事件考核机制、技术创新管理机制、经验反馈改进机制，参考行业防异物导则、评估准则、维修管理大纲制定公司防异物管理程序，涉及运行、维修、技术、维修支持、技术支持、化学、保健物理、商务、仓储、培训等各领域管理责任和防异物管理要求。

3.开发了《装换料操作、换料水池作业、乏燃料水池作业防异物管理方案》《容器管道类作业防异物管理方案》《泵类设备作业防异物管理方案》《阀门类设备作业防异物管理方案》《仪表接管电气接线类防异物管理方案》《汽轮发电机组防异物管理方案》《坑洞、涵道、坑内、坑口作业防异物管理方案》等管理方案标准模板。从技术、管理两个层面，制定相应技术规范、作业指导、操作步骤等，为实施数字化防异物管理奠定了坚实的基础。

（二）优化互联信息化平台，提供数字化防异物管理环境

1.优化生产管理系统，构建数字化防异物人员管理平台

顺应时代潮流，应用信息化管控能够提升防异物安全质量管控水平，数字化、信息化技术手段能够实现人员、物品登记的防异物管理，减低人因失误风险。在管理系统工作区域控制模块增加“防异物专区”，增设进入防异物专区的人员申请、审批流程，确保经防异物专项培训考核合格人员和经授权进入该防异物专区的人员才被允许进入。经过系统防异物专区审批授权人员人脸采集进入系统，与公司人员工作区进出控制互联互通。进入防异物控制区的人数进行峰值管理，到达峰值其他人员无法进入，通过管控区内外人员置换的方式实现。

2.扩展工器具管理系统功能，构建数字化防异物物项管理平台

依托生产管理信息化平台，对进出防异物专区的物项进行精确登记、精准定位、精细管理的业务流程、活动和职责为输入，在信息化平台中规范了物项进出全过程管理和通道，使得数字化防异物设备及过程活动信息有效传递，为数字化防异物管理提供了信息化支持。扩展工器具管理系统功能，实现系统中涉及工器具、材料、备件、物料等主物料数据与工器具管理系统互联互通，在工器具管理系统增设防异物管理专区，实现进出防异物管理区域的物项扫描物资编码进出控制。系统可直接导出物项进出清单至EXCEL，形成该区域的防异物区域物项进出登记表。

3.搭建远程视频管理系统，实现数字化防异物动态管理

在防异物隔离区搭建远程视频监控系统，实现防异物管理过程视频动态监控。在防异物管控区入口进出位置架设高清摄像机，采用硬盘录像机实现30天回放，利用有线光纤传输（或电信MEC卡（内网SIM卡）的内网无线传输）到班组级、科级、处级办公室终端（数字大屏、电脑）总体监控，实现防异物视频监控观察指导。远程监控系统具有视频和音频对话功能、调方向、调焦距功能，具备视频回放、查询功能，可以利用电脑终端、班组管理终端大屏幕投屏，对进出防异物隔离区的人员、物项履责监控、提醒，实现数据图像处理、存档、回放，检测隔离区人员防异物行为规范，同公司现在平台集成，现场监控视频，数据实时交互，为后台管理，作业指导中心管理支持提供平台支撑。监控系统获得人员身份信息时，对于有发生过工具丢失的工人，系统会发出警告，有利于防异物绩效考核和奖惩。

（三）开展信息化、数字化防异物管理，提升防异物管理人员绩效

1.安全质量信息化系统优化提升

质量控制人员和安全监督管理人员根据自身的职责重点关注防异物管理是否按程序执行，有效识别防异物的隐患偏差、质量事实的类型有利于共性分析和趋势跟踪，有利于各领域管理人员明确地向现场实施人员传达防异物管理期望，提高员工防异物意识，加强防异物隐患偏差、质量事实的考核，建立负面清单让长期多次违规人员受到处罚。在质保管理系统要素一类增设“防异物”，在工业安全系统监督管理工业安全现场情况分类增设“防异物”，将作业人员落实防异物措施和清洁度检查、审查和执行防异物方案、防异物区控制、人员和物项进出记录管控、工具和零部件防坠措施、防异物相应的屏障和标志、防异物覆盖和封堵等隐患偏差和质量事实纳入质量控制和工业安全管理范畴。从安全质量信息化系统中导出异物数据和事实建立负面清单，形成异物管理分析报告，便于持续改进。

2.建立数字化防异物管控过程

在防异物隔离区入口处放置工器具扫码机、电脑接入优化后的工器具管理系统，人员通过魔点门禁系统闸机进入，工具扫码登记，可远程视频监控规范相关管理过程，保障工作过程中进出人员的授权，保证进、出物项记录的完整性，最大限度地避免物品遗失导致异物事件的发生。

一是进入管控区前的防异物控制。在防异物专区隔离区入口处设置个人物品刷脸存储柜，最大存储人数150人次，最小存储人数50人次，方便进入防异物专区人员的个人物品如手机、水杯、门禁卡、小物件等临时存放。存放人员现场刷脸登记打开柜门，存入物品，关闭柜门，取出时刷脸开门，取出物品，关闭柜门，轻便快捷，提高效率。主要功能有：（1）人员管理：可以添加、修改和删除人员信息，也可以使用U盘导入、导出人员。（2）记录管理：用户使用箱柜进行存取的记录都可以查看。（3）门柜设置：可以配置箱子数量、开箱清箱、收费设置、指纹模式选择等。（4）固件升级；用于软件版本的升级。（5）修改密码：可以修改进入后台管理的密码。（6）恢复出厂：清除所有数据，参数设置恢复默认值。（7）系统设置：可以设置系统的声音、时间、网络，设备基本信息。

二是防异物管理工作过程控制。以汽轮机发电机检修区域为例，对防异物专区进行规划，分区、分层、分类进行场地物项存放，根据规划搭建防异物专区实体隔离区域。在防异物专区隔离区入口处设置人员进出闸机，经授权人员刷脸登记进入，携带工器具、材料、备件扫码登记，进出人员行为通过视频监控。数字化防异物管理隔离区入口现场布置工具扫码机及支架、移动式摄像头、移动式魔点门禁，布置网线并与生产管理系统、工器具管理系统互联互通实现信息共享。

三是防异物管理过程复盘管理。数字化防异物管理通过信息系统可以直接看出当前区域的人数和过程中人员流动趋势，便于核心区的防异物人员动态控制；可以通过进出物品物资、工器具、材料在信息系统对比直接生成未带出区域的物资种类名称便于快速找到；通过防异物管理区域的视频监控系统可以存储人员行为，在发现异物事件时可以快速找到失效人员和失效部位，便于防异物管理过程复盘管理、总结、分析、经验反馈。

四、数字化防异物管理效果

（一）异物管控水平持续提升，实现防异物数字化管理转型

相比传统的管控方式，具备更好的稳定性、精准性、可靠性，最大限度减少了人的因素，改善了防异物实体屏障，建立了防人因失误的实体屏障；易于操作，执行简单；减少劳动成本，提高工作效率，为防异物工作增添数字化保障，数据统计信息化，让人员和物项信息更加准确和便捷；实现了同公司生产管理、工业安全、质量保证信息化平台互通互联；实现了集成物项、工器具、材料、备件等基础信息系统后台管理工作，支撑工作现场工作有序开展现场监控视频，数据实时交互。通过数字化防异物管理，从实施前到实施后异物相关状态报告数量降幅为23%，异物相关质量事实和工业安全偏差降幅为48%，异物偏差形成明显的下降趋势。

（二）低碳绿色环保，培育了健康的防异物文化氛围

建立了完善的数字化管理实体屏障、管理屏障、组织屏障，减少和避免了防异物管理中人因失误发生概率，促进了运行、维修、技术、管理人员的防异物意识持续提升；通过信息化、数字化人员和物项管控清单的发布和应用，降低了传统管理资源投入，节省了大量的A4纸及文档管理工作及成本，通过可视化管理，定点、定位、定色节省了资源的浪费。通过信息平台实现数字化防异物管理的纵深防御，促进现场维修人员不断在实践中贯彻高标准，不断提升人员行为安全素养，减少了异物事件发生次数，实现了防异物管控绩效指标，深植了追求卓越、超越自我的核安全文化氛围，践行了安全是核电厂的生命线的价值理念。

（三）异物管理要求得到有效验证，推进管理体系完善

从信息化平台实现互联互通到“数字化”替代“纸质表单+守卫检查”的管控模式，实现远程视频监督管控，改进了防异物方法，配置数字化管控设备系统，优化了防异物管理流程，异物管理要求得到有效验证。通过一年来的管理提升，改进了防异物组织与管理，完善了防异物管理体系，在防异物管理、技术、实施三方面全面提升了电厂防异物管理水平，持续规范了现场人员的防异物行为，提升了维修领域异物控制的组织与管理水平，全面实现了防异物管理提升期望。

五、结语

数字化防异物管理的应用表明，该管理模式既培育了健康、积极、成熟的异物防控氛围，又有效防范了维修作业和技术改造过程中的各类异物风险，电厂探索出了一套适合多机组专业化维修管理的数字化防异物管理模式，异物风险管控能力不断加强，具有很强的实际应用价值，可以在核电行业乃至电力企业进一步推广应用。