中国核电：数字化赋能精益管理 | 案例精选

中国核电行业现状

中国核能电力股份有限公司(以下简称：中国核电)成立于2008年，隶属于中国核工业集团，是中国第一大核电企业。截至2023年底，公司总资产超过4000亿元，市值超过1400亿元，拥有29家控股子公司及多家参股公司。其在役核电机组达25台，控股装机容量2375万千瓦，年发电量超过2000亿千瓦时，累计发电量超过1.6万亿千瓦时，安全运行累计超过260堆年。中国核电的19台核电机组在WANO综合指数中排名世界第一。

自1954年首座商业核电站在苏联投运以来，核电技术经历了从实验示范到全球推广的多个发展阶段。如今，全球核反应堆已达440座，总装机容量396,269MWe，多个国家重新审视核能的作用。国际能源署预测，全球核电发电量到2025年将创历史新高，亚洲将超越北美成为全球最大核电装机容量地区，其中，中国和印度将承担新建反应堆的大部分。

中国自1980年代起大力发展核电，至2024年4月，累计装机量已达543GW，全球排名第三，仅次于美国和法国，占全球市场份额由10年前的5%上升至16%。中国还在建核电机组数量和装机容量均位居世界第一。随着“双碳”目标的推进，中国政府对核电的支持不断增强，核电审批加速。自主研发的“华龙一号”技术已成为国际市场重要竞争者，并于2023年完成全球首座第四代核电站的商运。

预计到2035年，中国核电发电量占比将达10%，到2060年增至18%，接近经合组织国家水平。中国核电产业的发展还推动了高端装备制造业的转型升级，自主核电装备制造能力提升，国产化率超过90%。

尽管中国核电行业发展迅速，长期以来国内核电企业一直依赖西方国家的核电安全生产管理软件，如美国的EAM、德国的SAP等。以EAM为主流的生产管理系统支撑着秦山、福清和海南17台机组的运行。然而，这些国外系统面临技术架构老化、难以支持新电厂推广和运维等问题，限制了中国核电在智能化和数字化转型上的进步。

自2013年起，中国核电管理层就认识到，开发符合国内核电特点的系统势在必行。国外EAM系统无法与新兴的云计算、大数据、物联网等技术有效整合，且更新和功能扩展需要停机，导致软件创新进展缓慢。随着时间推移，EAM系统性能逐渐下降，影响了生产效率，特别是在电厂的调试阶段，EAM系统也未能覆盖相关管理需求。

此外，EAM系统主要集中于运行和维修领域，缺乏对工业安全、化学管理、消防保卫等领域的统一管理支持。由于软件源代码封闭，无法进行定制化开发和扩展，导致各电厂新建了多个独立系统，形成数据孤岛，缺乏统一的业务标准，影响了精细化和集约化管理的实施。

中国核电在使用EAM的过程中不仅积累了宝贵经验，对该系统的局限性有了更清晰的认识，同时基于此勾画出了一个更加系统化、集成化的数字管理平台蓝图，符合中国核电发展需求。

核电安全生产管理平台规划

为解决系统安全风险和智能化发展受限等问题，中国核电决定自主研发一套适用于国内核电用户的安全生产管理系统。该项目成为中核集团数字战略的重要组成部分，获得管理、团队、资金和技术的全力支持。根据设计规划，该系统具备以下五大功能定位：

1. 全生命周期设备管理，数字化全链条管控

系统覆盖调试和生产阶段，延伸至设备管理的全生命周期。通过95个应用模块，涵盖核电厂调试、运行、设备管理、安全防护等内容，形成全链条数字化管理。这些模块遵循120份导则和116份管理程序，确保设备从入厂到退役的全过程管控，适应中国核电的管理模式。

2. 数据与业务双轮驱动

ASP-1系统通过数据集成、建模分析、智能决策，推动业务标准化、管理精细化、风险可视化和经验数字化。通过优化分析，推动数据流动，支持从“经验驱动”到“数据驱动”的转变。例如，系统可以智能挖掘历史数据，量化故障风险与经济损失，帮助决策者根据数据做出最佳选择。

3. 互联互通与数据共享

ASP-1系统基于统一平台，实现与企业其他管理系统的数据互联互通。通过汇聚厂测数据，进行交互和优化分析，支持群堆虚拟电厂管理及新电厂数据准备等功能。此举有助于新建机组的复制推广，并实现数据资产跨部门、跨组织的共享，促进决策统一。

4. 与数字化技术的深度融合

系统采用云计算、大数据、物联网、人工智能等新技术，与业务深度融合，形成集团级数字技术赋能平台。例如，运用OCR识别、智能语音、面部识别等技术，提升工作效率。通过语音导航、语音播报等功能，帮助现场工作人员在佩戴防护服时方便操作，解放双手、提高效率。

5. 以用户体验为中心

ASP-1系统注重用户体验，优化操作界面和人机交互设计，确保信息简洁、工作流图形化，系统提示明确易懂。系统设计充分考虑中国用户习惯，支持通过配置进行业务变革和个性化定制，提升用户体验和操作便利性。

核电安全生产管理平台的研发

2019年，为推动数字化转型，中国核电成立了秦山核电业务标准处，并实现实体化运作。该处作为中国核电共性处室，负责数字化转型的标准规划、建设和重点示范项目的实施。其下设业务标准科和数据标准科两个科室。

-业务标准科：该科从各电厂选派具备EAM系统推广经验的业务人员，以及来自生产部门的专业人员，组成了业务专家团队。业务专家团队承担软件需求梳理和产品设计职能，帮助系统开发与一线业务需求的对接。业务专家熟悉核电行业的实际需求，能准确识别和解决EAM系统中的痛点和不足，避免平台功能的重复开发。

-数据标准科：该科人员也是从一线业务人员转型而来，主要负责系统设计需求的组织搭建、职责确认及工作细则协调等工作。同时，还进行业务流程数据的标准化定义，确保数据质量，构建数据资产平台，推动数据治理体系的规划和建设。

由于核电厂安全生产领域的业务逻辑复杂，传统的“瀑布式”开发模式往往导致开发周期过长，并且开发人员对业务需求的理解程度不同，最终开发的产品可能并不符合实际需求。为此，ASP-1项目引入了“敏捷”开发模式，以加快开发速度并更好地满足实际需求。

在每个模块开发启动前，产品负责人根据业务负责人编写的功能设计说明书，编制技术设计说明书，并将需求拆解，明确优先级，制定模块需求列表，进行整体排期。需求拆分后，每轮迭代会与业务人员沟通，明确本轮功能需求列表，并设定两周冲刺开发周期，通过内测后召开评审会，对开发的功能进行演示评审。

项目的研发、推广及问题跟踪被纳入统一的计划平台进行管理。对于计划执行，责任人需要严格按计划推进，并在遇到问题时及时协调解决。如遇协调困难，则逐级上报并推动计划实施。通过这种精细化的计划管理，项目能够按预期完成各个阶段。

敏捷开发模式使得项目研发速度显著提升，从最初的约2个模块/月提高到约7个模块/月，项目进度显著加快。

项目组还建立了逃逸缺陷的可追溯体系，对生产域上线后出现的缺陷进行原因分类追溯，涵盖设计不充分、原代码质量、测试不充分、数据问题、配置原因等多个方面。每个生产域出现的问题，项目组都需要查找根本原因，并加强各个岗位的职责管控。通过定期形成缺陷逃逸报告，项目组能够有效地分析和定位每个环节上的质量偏差，确保最终实现质量闭环控制。

通过这些管理措施，项目的开发速度和质量得到了显著提升，确保了核电安全生产管理平台的顺利推进。

• 标准化体系建设——自主清晰、快速落地

中国核电各核电厂积累了丰富的业务实践，并形成了一套成熟的管理模式，涵盖工作、组织和管理标准。然而，如何将这些体系提炼并通过数字化手段嵌入系统，是研发过程中最大的挑战之一。研发团队以核电厂安全生产业务模型（CNBM）为基础，构建了标准化生产业务流程。该模型围绕工单进行工作控制，优化了紧急抢修、计划管控、状态报告和功能缺陷等核心业务流程。通过分区管理和SSC分级管控机制，确保了电厂生产活动在流程层面体现本质安全管理目标。通过ASP-1平台的推广，秦山核电厂等实现了流程优化与标准化，减少了流程步骤，提高了管理效率。

• 业务数据标准化——清晰同源，可资产化

核电厂的业务链条长且复杂，涉及大量设备、人员和物项。例如，秦山核电厂一台机组的大修会产生51万条数据，且数据来源复杂多样。中国核电从核电生产业务角度，全面梳理并标准化了业务数据，形成清晰且无二义性的管理标准。通过建立数据管理平台，依托数据标准化、质量稽核、监控与整改机制，实现了数据的标准化设计与管理。平台已发布26份数据标准，涵盖469个业务实体，支撑着数据分析和业务流程的优化。

• 业务场景——智能化、移动化、可视化

ASP-1平台通过移动应用实现了17个生产业务场景的智能化、移动化和可视化。通过实时监控和远程协作，管理人员可以更加有效地监督高风险工作。智能巡检功能自动推送巡检路线和设备故障，提升了巡检效率和准确性。ASP-1还提供了超过20个智能模块，通过智能反馈、历史工单对比等功能，简化了工作流程，减少了人因失误。此外，数字电厂场景通过精准建模和三维可视化，优化了设备维护的效率，实时导航和风险预警大大提高了工作效率和安全性。

• 项目管理——客观记录，经验数据化

在项目开发初期，由于项目团队缺乏核电厂大型软件研发经验，以及IT行业普遍面临的开发人员流失和经验传承不足的问题，导致系统缺陷频发，影响开发效率，增加了测试和修复成本。为应对这一挑战，项目管理团队借鉴核电厂的生产管理经验，引入了经验反馈、关键步骤标准确认单和观察指导等管理措施。

在核电厂生产管理中，经验反馈是指对异常事件、质量问题及良好实践的收集、分析和分发，以防止类似问题的再次发生。项目团队将这一工具引入软件开发过程中，通过对已上线系统出现的重复问题进行分析和反馈，逐步改进开发质量。通过流程化的筛选、分析措施和纠正行动，团队能够迅速共享经验，提升项目开发质量，确保项目顺利上线并平稳运行。

在软件开发过程中，由于工作复杂性和频繁的代码发布，容易出现人为疏忽和遗漏。关键步骤标准确认单类似运行规程，确保每个开发人员在发布代码、分析故障和设计逻辑时，按照商定的步骤逐一确认，从而确保每个关键细节和逻辑被充分考虑与测试，提升交付质量。

观察指导在核电厂生产管理中，指的是对具体活动过程的观察与记录，及时反馈强项和待改进项，以帮助管理层优化优势并改进弱项。项目管理团队将这一措施引入软件开发，制定了观察指导检查卡和报告模板，项目经理每周对开发过程中的关键节点进行观察，确保项目管理要求得到落实。每次观察后形成专题报告，优化管理程序，针对偏差进行纠正，并通过共享历史报告促进团队成员互相学习、持续改进。

通过这些管理措施，项目管理团队显著提高了开发质量，并实现了项目的高效运行和持续优化。

精益化管理的未来: 

ASP-1系统的持续创新与推广

ASP-1系统自2023年6月通过验收并在两座核电厂全面应用后，展示了其在性能、稳定性及技术创新方面的显著优势。相比美国产品，ASP-1的核心操作性能提升超过50%，支持高并发的访问请求，并具备强大的在线处理能力。通过不停机维护策略与自动运维特性，ASP-1实现了系统的无间断运行，显著提高了生产效率和安全性。该系统的成功实施为中国核电带来了以下几方面的突破和启示：

1. 提升效率与降低成本

ASP-1系统通过数字化技术的应用，解决了运营管理中存在的诸多痛点，提升了现场工作的安全性和效率。例如，在百万机组年度大修中，系统的应用不仅使大修所需时间大幅缩短，且每次大修的电量产出和创收显著增加。此外，ASP-1的成功应用有效降低了单台核电机组的生产信息系统建设与运维成本，较目前的EAM系统，系统建设费用减少近50%，年度运维费用预计下降31%。随着系统在更多机组中的推广，建设成本和运维成本将进一步降低。

2. 技术创新与国际竞争力的提升

ASP-1系统的成功实现不仅提高了中国核电的管理水平与安全生产能力，也结束了中国核电在安全生产管理系统方面对进口系统的依赖。通过大数据、人工智能、物联网等技术，ASP-1为中国核电产业提供了全生命周期的数字化管理方案，提升了产业的技术自主性与国际竞争力。面对日益激烈的国际市场竞争，中国核电可以利用ASP-1系统进一步提升其技术在国际市场的竞争力，同时应对可能的技术出口限制和国际合作中的知识产权问题。

3. 持续推动数字化与精益管理的提升

尽管ASP-1系统已通过技术验收并在部分核电厂成功应用，但如何将其全面推广至更多核电厂仍是未来的关键挑战。中国核电需要加强技术创新与人才培养，以确保ASP-1系统的领先性与有效性，进一步推动数字化转型与精益化管理能力的提升。通过不断优化和创新，确保系统能够适应不同核电厂的需求，并通过大规模应用实现成本效益的最大化。

4. 精益管理在未来的深度应用

精益管理理念在核电生产中的应用将随着数字化技术的普及而逐步深化。通过ASP-1系统，中国核电不仅提升了工作效率和安全性，还为整个行业的精益管理奠定了坚实基础。未来，中国核电可以利用数字化技术进一步优化生产流程，推动资源的最优配置和效益最大化，实现精益管理的深度应用。