如何利用精益管理,让核电“瘦身”?

2021-01-25 13:51  来源:嘿嘿能源heypower    核电  核电站管理  核电机组

随着能源市场迎来经济全球化,同时受到可再生能源和廉价化石能源的挤压,核电越来越难以维持其地位。自2013年以来,仅在美国就有8座反应堆在到达设计寿命前关闭,而且已经成为整个行业的趋势,其原因是多种多样的。


随着能源市场迎来经济全球化,同时受到可再生能源和廉价化石能源的挤压,核电越来越难以维持其地位。自2013年以来,仅在美国就有8座反应堆在到达设计寿命前关闭,而且已经成为整个行业的趋势,其原因是多种多样的。

其一,政界和公众均支持可再生能源,核电站的生存空间被挤压,面临被淘汰的境地。虽然核能对降低碳排放有积极意义,但是在碳价格较低时,与火电相比,核能在成本方面处于劣势(见图1)。同时,核能还必须同可再生能源竞争,后者通过补贴大大降低了其能源价格。其二,国家对安全要求越来越高,导致核电站很难在使用寿命到期后再延期。

因此,尽管中国和其他一些国家积极新建核电项目,但未来几年,全球能源部门的核电总量仍在减少。核能行业通过多种举措来应对,如开发新的生产力优化解决方案,包括布鲁斯电力公司的资产绩效管理(APM)系统。然而,这些措施还不足以彻底挖掘降低成本的潜力。核电行业需要学习在其他高可靠性行业的措施,如航空、医疗和半导体行业。

核电运营的效率潜力

随着核电站的老化,面对苛刻的安全要求,延长核电站的使用寿命成本高昂,对业主已经不具备吸引力。精益管理可以显著改善核电运营效率,并将成本降低15%以上。

2015-2017年,核电站的平均能源可用系数(EAF)为82.2%,这其中还包括一些低于70%的机组。Arthur D·Little研究了一些效率优异的核电站,结果表明,核电的整体效率仍有很大的提升空间。美国的德累斯顿3号和芬兰的洛维萨1号在2017年的EAF分别为100%和92.7%,德国的伊萨尔2号则在95%以上。效率不高的主要原因是设备故障、检修和加油导致的停机,内部原因占停机时长的80%以上。停机涉及多项操作和多个部门,任务管理的复杂程度很高,在一定程度上导致效率降低。除技术故障外,内部问题导致的停机往往源于核电站的管理方式和绩效文化,而并非安全。这与其他行业有相似之处,所以在这个方面挖掘节约成本措施与保证安全并不冲突。

安全驱动型行业的精益管理

精益管理是一种领导和组织概念,旨在系统地避免浪费、失败和非必要支出。最初从汽车制造业发展起来,并逐渐成长为适用于各类行业的操作和管理的一般性流程。精益管理注重创造价值,建立“零失败”的理念,同时通过调整流程来避免冗余。近年来,精益管理在安全驱动的行业中得到了广泛应用,大幅减少了停机时间,使工厂的绩效达到行业领先水平(超过90%),同时还实现了显著的成本节约(经常超过15%),缩短了交货时间,并提高了流程的合规性。

“核电精益管理”侧重于核电运营中的绩效改进,尊重必要的安全原则和安全文化要求,将绩效改进与长期领导力和能力建设相结合,以面对竞争激烈的能源市场。与传统的以方法为基础的精益理念相比,“核电精益管理”致力于建立可持续的精益治理。

E2E(端到端)流程管理

核电站通过不断改进操作流程,加强专业化故障预防程序来提高其效率,最大限度地降低闲置发电能力,并形成了高效、可靠的检修计划。通过采用整体方法进行设计,整合从计划、调度到执行的全部流程。流程优化的重点应该是减少非必须停机。通过端到端流程的协调,可以挖掘出提高效率的潜力。以此跨越职能和部门的限制,形成管理监督和端到端关键绩效指标(KPI)。角色定义和流程管理的改进是根本所在。

Arthur D·Little论述了精益管理在核电站的应用。在一个德国核电运营商的绩效改进项目中,他根据精益原则对电站组织机构进行了重组,将“机械维护”等部门,转变为端到端的新结构。重组遵循了端到端流程的逻辑,如“技术”(工程和维护)、“技术服务”(包括辐射防护)和“商业服务”。通过重新设计核电站业务流程,挖掘了3400万欧元降本潜力,占可解决总成本的17%(见图2)。

解决问题

减少核电站设备故障和停工时间需要不断地解决问题。由于停机的不利影响和停机原因在时间和部门上往往是分离的,因此解决问题的必须各部门通力合作。在分析停机原因的基础上发现优化机会,减少总停工时间。

通过一系列管理工具可以确定停机时间延长的根本原因,找出工作计划制定等方面的问题,制定KPI并监控结果。对核电厂的管理流程进行迭代改进,与精益管理方法非常吻合。

一个可行的精益管理组织是建立在以下基础上的:

领导力,明确期望值,引入有效的管理和授权文化。

在执行过程中设定具体目标,量身定做的KPI进行监控。

持续改进管理平台,小步快跑,建立一种永续改进的文化,用合适的人解决问题。

改善核电运行有不同的选择,根据效率和规模选择合适的平台。在日常工作小步快跑进行微调,同时遵循可持续的持续改进方法。同时,将较大的问题需要委托给专门的团队来处理。日常的持续改进不仅能让全厂员工参与其中,还能确保改革的可持续性。例如,在日常车间管理中解决的非常小的改进任务,在跨职能、端到端流程中设计流程优化。(见图3)。

需要强调以下几个方面。

日常绩效管理必须建立在具有前瞻性、指导性KPI基础上,对话必须成为日常偏差管理的主要平台,定期召开端到端研讨会,作为跨部门绩效改进的主要平台。

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