История открытия проекта «Информационная система поддержки эксплуатации АЭС в Концерне «Росэнергоатом»»

Причина проста - не все процессы управления можно поручить автоматике. Каждый блок для Концерна — это достижение новых рубежей и уровней в эффективности, мощности, технологиях. Это определяет высокий темп технологического развития российской атомной энергетики. В то же время для эксплуатации в этом кроется множество проблем.

Прежний опыт и наработки можно использовать, но не полностью. Нужна адаптация. Сравнивать показатели приборов можно, но осмотрительно. Прелести типовых блоков, где всё одинаково, всё так же, как и в опробованных решениях, для управления эксплуатацией очевидны. Но пока это не наш случай. Поэтому и решения для разных блоков должны в значительной степени адаптироваться. И чем специфичнее блок, тем более глубокая адаптация решений и регламентов необходима при внедрении.

В то же время всегда будут ситуации, в которых решение может принимать только квалифицированный специалист, глубоко знающий процессы, происходящие в сложных энергетических установках. Поэтому и работают у нас в эксплуатации спецы экстракласса. В остальном мире это не так. Во многих странах, имеющих серьезный опыт эксплуатации ядерных реакторов, высшее образование среди эксплуатационного персонала - это исключение.

Для автоматизаторов в этом кроется серьезная проблема — большой пласт крайне важной информации, опыта, знаний находится в форме «неписаных истин», которые передаются «изустно». И подчас бывает очень сложно их просто записать, не говоря уже о том, чтобы автоматизировать. Ведь деятельность оперативного персонала АЭС сложна и многогранна — это ведение требуемого режима работы реакторной установки; производство переключений, пусков и остановов; проведение опробований, проверок и испытаний оборудования; подготовка к производству технического обслуживания и ремонтных работ; предотвращение аварий и снижение их возможных последствий.

Итак, управление эксплуатацией на АЭС - это прежде всего опыт, наука и искусство безопасной и безаварийной работы. Опыт этот доставался руководителям и специалистам дорогой ценой, иногда — ценой жизни, собирался годами буквально по крупицам, требовал серьезной и многогранной экспертизы.

Накопленный опыт ни в коем случае нельзя потерять, значит, нужно его обобщать, структурировать и выявлять те его элементы, которые можно и нужно оптимизировать и автоматизировать. А при отсутствии типового реактора и различий в оборудовании поставщиков, обобщать и автоматизировать нужно с учетом различий и особенностей типов реакторов и оборудования, опыта эксплуатационного персонала и т. п.

Уровень сложности этой работы понимают только посвященные. Все мы видим, как непросто идет внедрение сценариев организационной работы, работы с договорами, другими документами отраслевой системы электронного документооборота. А внедрение системы поддержки эксплуатации — задача на порядок более сложная и объемная. Да и решать ее надо более взвешенно. Ведь цена ошибки совсем другая. Поэтому и подходим мы к этому проекту очень осторожно.

Тем не менее, решать ее необходимо — потому что только на этой основе можно точно проверить, а есть ли у нас формализованный опыт эксплуатации. Ведь проверить полноту и согласованность регламентов можно, лишь создав механизм управления оперативной работы эксплуатационного персонала. Только создав устойчиво функционирующую человеко-машинную систему управления, мы сможем твердо заявить, что есть «живые» регламенты, есть система, есть опыт поддержки эксплуатации, который структурирован и формализован, который можно масштабировать и тиражировать, обучать молодежь, строить эмуляторы и динамические модели для проверки сценариев действий персонала. Тиражировать с такой скоростью и в таком масштабе, в котором потребует конъюнктура.

Обходы и осмотры выполняются оперативным персоналом АЭС только по согласованным и утвержденным маршрутам и в соответствии с утвержденными графиками. Как правило, в течение одной смены в каждом подразделении разными специалистами выполняются десятки обходов продолжительностью от 15 до 50 минут.

Оперативному персоналу нельзя выполнять обходы без маршрутных карт, поскольку состояние оборудования, параметры работы и выявленные дефекты должны фиксироваться в чек-листе непосредственно в процессе обхода, а восстанавливать результаты по итогам обхода на рабочем месте по памяти запрещается.

По завершению обхода персоналу необходимо сделать записи в оперативной документации: журнале обходов, оперативных журналах на местах, журнале дефектов и т. д. Рукописные замечания по работе систем и оборудования из чек-листа вручную переносятся в оперативные журналы (к тому же информация, записанная на ходу, как правило, плохо читается).

Несмотря на обилие выполняемых задач, деятельность оперативного персонала АЭС остается наиболее консервативной с точки зрения информационной поддержки процессов. Оперативные журналы в рукописном виде ведутся на рабочих местах персонала. Есть также журналы технических и административных распоряжений, обходов, инструктажей, работ по нарядам и распоряжениям — всего на АЭС ведется свыше 50 журналов. И это не считая программ и бланков переключений, маршрутов и графиков обходов, ведомостей контроля параметров и чек-листов. Справляться с таким объемом информации, представленной в рукописном виде, позволяет только высокая дисциплина и традиционный профессионализм специалистов атомной отрасли. Процесс перехода к электронной форме ведения журналов сдерживается тем, что большинство журналов являются документами строгой отчетности, а рукописный порядок ведения таких журналов регламентируется соответствующими отраслевыми нормами.

Тем не менее, на отдельных российских АЭС имеются положительные примеры разработки и внедрения информационных систем, в той или иной части покрывающих процессы работы оперативного персонала. Подобные задачи автоматизации решаются либо в виде создания модулей в составе комплексной системы управления техобслуживанием и ремонтом оборудования (ТОиР), либо в виде отдельных программно-технических комплексов.

Так, на Кольской АЭС создан комплекс «единый наряд», который автоматизирует постановку задач и регистрацию исполнения различных заданий, поставленных эксплуатационному персоналу. Это касается и задач по графику, по отклонениям, регламентных задач и т. д. Это уникальный опыт, позволяющий в единой системе получить данные по загрузке персонала, связанной с производством. А отсюда — целый мир формирования нормативов, уточнения регламентов, расчета периодичности планово-предупредительных ремонтов основного и вспомогательного оборудования.

На Балаковской АЭС отдельные модули ИС АЭС автоматизируют ведение журнала заявок на вывод оборудования в ремонт, журнала заданий оперативному персоналу, журнала дефектов, формирование рапорта НСС/НСБ, учет ввода-вывода защит и блокировок, учет событий низкого уровня и учет опыта эксплуатации. Кроме того, там развернут отдельный программный комплекс, позволяющий использовать при обходе мобильные терминалы сбора данных на базе КПК с последующим автоматическим переносом снятых показаний и выявленных замечаний в электронные журналы.

Для контроля прохождения маршрута используются маркировка точек контроля и автоматическое считывание меток при проходе. Маршрутные карты при обходах с терминалами сбора данных не используются. В случае неполадок мобильного оборудования оперативный персонал использует резервные копии чек-листов и схемы данных маршрутов. Электронная версия чек-листов размещена на персональных компьютерах, установленных на рабочих местах оперативного персонала.

Аналогичные работы в течение последних лет выполнялись и на ряде других российских АЭС. В частности, на Смоленской АЭС в рамках проекта по развитию системы «Десна-2», предназначенной для автоматизации процессов ТОиР, был также создан модуль мобильных обходов и обеспечено ведение журнала дефектов.

Тем не менее, до сих пор накопленный опыт обобщался лишь в небольшой степени, проекты не носили межстанционный или дивизиональный характер. Поэтому любое из внедренных решений остается ориентированным на применение в условиях конкретной АЭС и в текущем состоянии является малопригодным для тиражирования.

На основании рекомендаций миссии технической поддержки по управлению эксплуатацией ВАО АЭС (Смоленская АЭС, 25 — 29 мая 2009 г.), материалов международного семинара ВАО АЭС-МЦ (Нововоронежская АЭС, 4 — 8 октября 2010 г.) и практик ведущих мировых энергетических компаний Концерном было принято решение о необходимости обобщения такого опыта, создания и внедрения информационной системы поддержки эксплуатации АЭС (ИС ПЭ АЭС).

ИС ПЭ АЭС должна стать центральной с точки зрения основного производства, частью корпоративной информационной системы Концерна. В перспективе она должна быть интегрирована и использовать функциональность других существующих подсистем КИС («Управление документооборотом», «Управление модернизацией», «Управление ТОиР» и др.).

Под созданием ИС ПЭ АЭС подразумеваются как выполнение необходимых программно-технических разработок и организационных работ, так и последовательный многостадийный ввод в эксплуатацию очередей ИС ПЭ АЭС с постепенным наращиванием функциональности и мощностей системы в целом и ее информационной интеграции с другими подсистемами КИС.

Основные цели для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации энергоблоков АЭС путем построения системы, использующей современные информационные технологии для информационной поддержки процессов эксплуатации атомных станций, определены по нескольким ключевым направлениям.

Прежде всего, это управление конфигурацией состояния систем и оборудования атомной станции на всех этапах жизненного цикла. Для этого надо обеспечить формирование единой базы оборудования, трубопроводов применительно к конкретной АЭС, которая будет хранить всю информацию о данной «конфигурационной единице» от строительства до вывода из эксплуатации. Очень важно обеспечить актуальность этих данных. Ведь неверная информация о конфигурации оборудования может стать основой для выработки неверных решений.

В базе данных оборудования системы сосредоточена вся информация по характеристикам оборудования, его местонахождению, вхождению его в состав систем, комплексов и технологических цепочек. Также хранится информация об истории событий, относящихся к данному оборудованию, — пуску, останову, аварийному отключению, выводу в резерв или в ремонт, выполняемых и выполнявшихся работах и изменениях в конфигурации оборудования.

Этот функциональный блок также предоставляет персоналу быстрый доступ ко всем критичным данным об оборудовании, сопутствующим документам, актуальной и хронологической информации о состоянии и конфигурации оборудования, обеспечивает синхронизацию данных об оборудовании с существующими на АЭС информационными системами управления активами и ресурсами.

Другим функциональным направлением является планирование деятельности оперативного персонала. Это направление включает формирование заданий оперативному персоналу и контроль исполнения. Кроме того, необходимо информировать персонал об изменении в производственно- технической, организационно-распорядительной, нормативной документации. Этот блок также входит в планирование деятельности.

Этот функциональный блок позволяет формировать задание оперативному персоналу с рабочего места ЗГИ (НЦ). При этом отсутствует необходимость записи в бумажный журнал. Можно контролировать исполнение заданий. Реализуются регламенты ведения журналов административных и технических распоряжений, журналов ознакомления с изменениями в документации и других регламентов, требующих подготовки и согласования материалов для ознакомления. Обеспечивается также планирование процесса ознакомления по времени рассылки и существенно облегчается формирование списков для ознакомления, исходя из принадлежности к структурному подразделению, должности, группе рассылки или же просто с указанием фамилии и имени работника.

Кроме того, важным функциональным требованием является повышение эффективности проведения обходов оборудования с применением карманных компьютеров. Для этого необходимо автоматизировать процесс формирования маршрутов, графиков обходов оборудования, разработки и корректировки маршрутных карт и бланков обходов, регистрацию фактов проведения обходов помещений, оборудования, используя штрих-коды и радиометки.

Функциональный блок позволяет использовать мобильные устройства для работы непосредственно в местах размещения оборудования. Таким образом обеспечивается последовательный сбор и мгновенная передача данных на пульт результатов осмотра оборудования, обеспечивается возможность комплексной фиксации показаний и оперативного вычисления взаимосвязанных параметров. В конечном счете это значительно снижает долю рутинных работ за счет автоматического ведения заранее заданных журналов — заявок на вывод оборудования в ремонт, заданий оперативному персоналу, учета работ по нарядам, распоряжениям, ввода-вывода защит и блокировок и т. д.

Следующее функциональное направление — это управление, контроль и анализ технологических отключений оборудования и вывода его в ремонт. Это основная точка соприкосновения оперативных и ремонтных служб, обеспечивающая подготовку оборудования к выполнению ремонтных работ. В этом случае за оперативным персоналом закреплена ответственность за переключение режимов работы технологических систем, в состав которых входит неисправное оборудование, отключение оборудования от работающих технологических контуров, обесточивание, снятие давления и удаление газов и жидкостей.

Оперативному персоналу необходимо как минимум: отключить участок технологической схемы, в которую входит оборудование, повесить предупреждения и установить блокирующие устройства, обесточить электрооборудование и установить заземления, выполнить дренаж и установить технологические заглушки, поставить ограждения вокруг места работ и развесить знаки безопасности. Только после этого ремонтный персонал может быть допущен к работе.

После завершения ремонтных или монтажных работ все вышеперечисленные действия оперативному персоналу нужно выполнить в обратной последовательности. Особенно сложной картина становится, если одновременно выполняется целый ряд работ, безопасное выполнение которых будет зависеть от одних и тех же условий. При этом снять последнюю блокировку можно будет только по завершении последней из работ. Именно такие взаимозависимости между отдельными условиями и мерами безопасности при выполнении комплекса работ и должна обеспечивать система, выполняя автоматизированный контроль конфликтов состояния оборудования для повышения уровня безопасности работ.

Функциональный блок дает возможность формировать заявки на вывод оборудования непосредственно с рабочего места персонала АЭС. Отсутствует необходимость рукописного формирования заявки в журналах. Исключается дублирование заявок. В данном модуле проводится контроль подготовки рабочих мест для производства работ по ТОиР. Обеспечивается также возможность использования шаблонов (рабочих программ, нарядов-допусков и т. п.) для минимизации ошибок персонала.

Нельзя забывать, что любая система должна обеспечивать взаимодействие с внешним миром. Только так система может встроиться в единое информационное пространство Концерна. Поэтому необходимо, чтобы было обеспечено автоматическое занесение данных из других информационных систем и блоков.

Взаимодействие с системой управления персоналом очень важно, например, при ведении количественного состава смен, квалификации для каждой должности (сертификации, обучения, переквалификации), нормативных рабочих ограничений и состава рабочих групп. Необходимо также синхронизировать количественный и персональный состав смен. Без этого невозможно планирование графиков работы.

Интеграция с системой должна быть обеспечена в части объемов ремонта, журнала дефектов, базы данных оборудования. Со «Щитом» также должна быть обеспечена интеграция для формирования нарядов по условию (CD наряды) в случае превышения уставок тех или иных параметров. Конфигурационная база должна быть синхронизирована с 3D моделями блоков и т. д.

По мере развития автоматизации производственной деятельности количество интерфейсов будет постоянно возрастать, а их архитектура и функциональный состав постоянно усложняться. Сегодня в Концерне готовится приказ о создании архитектурного комитета. К моменту выхода номера в свет архитектурный комитет уже начнет работу. Основная его задача — создать такую архитектуру систем и приложений, чтобы они обеспечили «бесшовную» для пользователя функциональную среду, независимо от того, какая система обеспечивает тот или иной функционал. Это сложнейшая задача, но ее решение обеспечит значительную экономию времени квалифицированного персонала и обеспечит своевременное принятие правильных решений, независимо от того, какая система отвечает за тот или иной функциональный блок.

Мы уже говорили, что на станциях накоплен огромный опыт в части автоматизации поддержки эксплуатации. Практически на каждой АЭС в той или иной степени данная деятельность автоматизирована. Теперь важно договориться. Договориться до единой методики, до единых регламентов, до единой технологической платформы.

Кроме того, в развитии идеи центров компетенций Концерна важно создать на одной из АЭС методический центр, который обобщил бы опыт коллег, провел бы его критический анализ и подготовил бы решение, которое устраивало бы всех. Получить такое решение очень сложно. На каждой АЭС есть свои гуру, для которых отработанные подходы и отточенные технологии крайне важны. Как собрать воедино этот опыт, ничего не упустив, не откинув лишнее? Задача не из легких. Но вполне решаемая. Уже есть руководители, которые крайне заинтересованы быть пионерами. Готовые предоставить накопленный опыт, квалифицированных методистов для ре¬шения задач на других АЭС. Это даст Концерну «перекрестное опыление», обеспечит приток новых экспертных идей и подходов от партнеров и коллег по цеху.

Еще один очень важный эффект кроется в таком перекрестном подходе, когда различные центры компетенции по ИТ находятся на АЭС. Как бывает важно для молодого и амбициозного ученого, инженера, программиста осознавать, что плодами его труда пользуются все АЭС России. Как важно, чтобы он имел возможность получить от этого не только моральное удовлетворение, но и конкретные деньги. Представляется, что успешная реализация такой модели развития ИТ в Концерне позволить вырастить и, что не менее сложно, сохранить настоящих мощных гуру, способных продвинуть автоматизацию Концерна на качественно другой уровень. Рыночные компании, которые профилируются в этом сегменте, только счастливы, когда заказчик четко понимает, чего он хочет. Способен четко ставить задачу, предоставляя все необходимые методические и технологические разработки в качестве детализации задания. Именно поэтому нам кажется, что начинать нужно с формирования такого центра, обобщения опыта пилотной АЭС и коллег, которые достигли в этом ключе практических результатов.

Реализация проекта по созданию ИС ПЭ АЭС рассчитана на несколько этапов. В 2012 году планируется реализация первой очереди, включающая разработку концепции систем управления эксплуатацией, которая опишет, как встраивается такая система в общий ИТ-контекст АЭС и Концерна. Кроме того, будет разработано техническое задание на подобную систему и создан макет для пилотной АЭС. Сегодня мы предполагаем, что в качестве пилота выступит Смоленская АЭС. Ее активная позиция и серьезные достижения делают эту площадку эффективной «точкой сборки» идей и опыта.

В 2011 году уже были проведены необходимые процедуры закупки и определен исполнитель работ. Это НЦИТ ИНТЕРТЕХ — ведущая консалтинговая компания, входящая в ТОП-10 ИТ-консалтинговых компаний России. Сегодня мы завершаем последние приготовления и пускаемся в эту нелегкую работу. При реализации проекта очень важно обеспечить участие и вовлеченность специалистов АЭС Концерна, максимально использовать их опыт, а также опыт, накопленный в мире (EDF, МАГАТЭ, ВАО АЭС).

Внедрение такой системы будет болезненным и трудным, но оно позволит нам решить целый ряд назревших и крайне важных для Концерна задач. Прежде всего, это возможность научиться аккумулировать накопленный службами за многие годы опыт эксплуатации АЭС. Обеспечить тиражирование и масштабирование такого опыта и лучших практик.

Очень важно на этой базе выстроить качественную систему обучения и повышения квалификации персонала — в том числе с использованием имитационных моделей обучения. И, наконец, форсировано, качественно и системно расширять присутствие Концерна в зарубежных странах, где за клиента нужно биться. Биться и — побеждать. В том числе — за счет грамотной, надежной и эффективной организации работ по эксплуатации АЭС в целом и отечественных реакторов, в частности.