“华龙一号”首堆示范工程核电设备供货风险管理研究

王端阳，孔 卫，夏明明，余晓斌

(东方电气股份有限公司，四川 成都 611731)

“华龙一号”首堆核电机组采用国际最高安全标准研发设计，是具有完整自主知识产权的第三代先进压水堆核电机型，其系统多达300多个，设备多达5万多台套[1]。其中许多关键设备(压力壳、蒸汽发生器、主泵、汽轮机、发电机、汽水分离再热器等)重量达数百吨，制造难度高，制造精度达到微米量级。这些设备对于核电厂能否安全、高效、经济的建设和运行意义重大，因此保质、按时地交付设备是对设备供应商的基本要求。

对于设备供应商而言，核电项目具有周期长、合同金额大、设计要求高、原材料采购量大、制造生产难点多等特点，在设备供货的生命周期内，面临的风险多种多样。与此同时，随着我国能源结构的持续调整，未来多项目的同时开工、执行更加剧了项目管理的复杂性和风险的不确定性。目前，国内针对核电项目风险管理的研究相对较少[2-6]，适用于核电设备供应商的风险管理研究更是缺乏[7]。因此，针对“华龙一号”首堆示范工程开展这方面的研究就具有重要的价值和意义。

项目风险管理主要划分为4个阶段：风险识别、风险分析、风险应对规划和风险监控。其中风险识别和风险分析对于风险的应对和监控的成功至关重要。因核电项目管理的复杂性，风险识别和分析目前主要采用头脑风暴法、德尔菲法、核查表法、SWOT分析以及专家判断等定性的方法，使得后续在制定风险应对措施时缺乏有力的数据支撑，决策可能不够客观、科学。本文通过层次分析法[8]和风险分析法，较为准确地得到了不同设备的权重系数，并以此计算出相应的风险值大小，为不同层级的管理人员提供了依据和参考。

1 核电设备供货风险识别模型

风险识别最重要的就是确定项目目标以及对风险类别进行确认和划分。进行设备供货项目的风险识别，一般采用信息收集技术、核对表分析、假设分析、图解技术、SWOT分析以及专家判断等工具和技术，但这些方法通常受专家个人倾向和感受的影响，很难达到理想效果[7]。运用层次分析法(Analytic Hierarchy Process ，简称AHP 法)，可以有效地进行风险识别并将指标定量化从而构建出设备供货风险管理指标体系。

1.1 构建层次分析结构模型

首先要需要确定目标层，即“华龙一号”设备供货风险。结合国内外核电项目建设的情况以及我国核电项目累积的经验，准则层主要包括5个方面：质量、进度、费用、性能保证和客户满意度。

依据福清5、6号核电厂设备供货合同的实际情况，以常规岛TG包为例，方案层主要选取7个部套，分别为：高中压模块、低压LP1&LP2模块、高压主汽阀、汽轮机控制系统、发电机定子、励磁系统、MSR。通过确定目标层-准则层-方案层，可以得到相应的层次分析结构图(如图1所示)。

图1 华龙一号设备供货层次分析结构图Fig.1 The AHP structure of equipment supplyfor the first unit of HPR1000

1.2 构建准则层和方案层的比较矩阵

关于质量、进度、费用、性能保证和客户满意度，依据“华龙一号”设备供货合同的具体情况得出相应的比较矩阵(见表1)。

表1 目标层-准则层比较矩阵

经计算，目标层-准则层比较矩阵的权重向量W=(0.397,0.257,0.070,0.179,0.096)T，最大特征值λmax=5.11。该矩阵通过一致性检验。

按照上述步骤，建立方案层对准则层的比较矩阵，并计算出各层次即不同设备间相对重要性权重。经一致性检验，随机一致性检验指标满足要求，各层次的判断可靠(见表2)。

表2 总排序组合权总计算表

2 核电设备供货风险分析模型

虽然T M Williams认为概率分析法有一定局限性[9]，但本文研究的对象为核电设备，其风险维度一致、风险概率水平相当、风险影响可以有效评估，因此该方法适用于“华龙一号”核电设备供货风险分析。概率分析法主要是确定风险发生的概率以及风险潜在损失的影响，可以用如下式子表示：

R=P·I

(1)

其中:R表示风险值大小;P表示风险概率;I表示相对风险影响。

2.1 风险概率的表示

“华龙一号”核电设备供货主要分为设计、采购和制造三个阶段。以设计阶段为例，刚开始时，风险概率接近为0；随着项目的推进，风险概率逐步增至峰值；在末尾阶段，风险概率逐渐减小。因此设计阶段的风险概率可以用正态分布函数表示，其表达式为：

(2)

式中：T0为设备设计周期的一半。

类似地，设备采购和制造阶段的风险概率也可以用正态分布函数表示，在计算某个设备的风险概率时采用求和法计算总体的风险概率(见图2)。

图2 设备设计、采购和制造阶段风险概率图Fig.2 Risk probability during equipment design,procurement and manufacturing stages

对于不同的设备，其设计、采购和制造风险概率虽均为正态分布曲线，但因技术难度、周期不同，其方差明显不同，结合项目实际选取不同设备的风险概率峰值如表3所示。

表3 不同设备的风险概率峰值

2.2 风险影响的表示

要定量地确定风险影响的大小并不容易。结合福清5、6号核电设备供货合同，设备供货风险影响函数关系式可表示为：

I=P·V·ΔT

(3)

其中：P表示设备价格;ΔT表示设备延误交付周数;V表示违约金额比例，其相应的取值如表4所示。

表4 设备延误交付违约金

2.3 风险值的表示

在确定风险概率和风险影响的基础上，可以得到设备供货风险的表达式：

R=f(T)·P·V·ΔT

(4)

所有设备供货风险的表达式为：

(5)

其中：n表示设备的总数量，本文选取n的数量为7。

考虑不同设备对风险的影响，结合已经求得的组合权重系数Z(详见表2中数据)，表达式为：

(6)

3 “华龙一号”核电设备供货风险模型的应用

在完成风险评估以及确定风险影响的基础上，还要规划风险应对。拟定风险应对措施时涉及两方面的问题，一是制定措施的管理层级，不同层级的管理人员决策内容肯定有所不同，那么就要研究何种情况应由何种管理层级决策的问题；二是不同设备之间资源竞争的问题，即不同设备同时面临各种风险对项目执行造成影响时，研究优先级的问题。

3.1 核电设备供货风险管理等级的确定

根据已建立的核电项目风险管理体系模型，风险管理等级可以由下列式子得出。

(7)

其中，CO表示风险管理系数，取值范围为[0,1]，Rmax表示设备供货风险的最大值。

风险管理系数临界值的选取和设定可以结合企业自身实际(包括项目干系人承受风险的能力、项目管理水平等)。从图3可以看出，当风险管理系数在0.3以下时，说明风险等级较低，此时由项目经理应对相应风险；当风险管理系数在0.3至0.6的范围时，说明风险等级较高，此时由部门经理应对相应风险；而当风险管理系数超过0.6时，上升至公司高管应对相应风险。

图3 风险管理系数与管理等级Fig.3 Risk management coefficient and management level

3.2 模型应用

除了计算风险管理系数确定风险管理等级、动态反映风险状态之外，还可以将主要设备的风险值进行横向对比。本文选取高中压模块、高压主汽阀、汽轮机控制系统三个设备进行分析。虽然在设备价格方面高中压模块远大于高压主汽阀和汽轮机控制系统，但结合实际的风险概率大小以及延误工期，从图4中可以看出高压主汽阀的风险值要远高于高中压模块和汽轮机控制系统。因此，如果在同一时间段内设备因采购、质量等原因造成延误风险，在应对风险时，有限的资源应优先向风险值高的高压主汽阀设备倾斜。

图4 不同设备风险值大小Fig.4 Risk values of different equipment

4 结论

本文通过构建风险识别和风险分析的模型，得到了不同设备的权重系数，并以此计算出不同设备的风险值大小。通过定量计算，得到如下结论。

(1)风险值可以作为风险分析的重要、有效指标，企业在面临资源紧张、冲突时，可以依据风险值大小，合理安排资源，有效控制、减小风险。

(2)风险管理系数可以动态地反映核电设备风险状态。在风险发生时有充分的预警，以便于相关管理人员更好地控制风险。

开展“华龙一号”核电设备风险管理的研究，能够提升核电设备供货风险管理和控制水平，有助于相关决策的科学化和合理化，有力地保证了华龙一号核电设备供货进度和设备的性能，在一定程度上推动了我国核电产业的健康发展。