核电装备

关键词： 机理 五力 风险 核电

核电装备（精选三篇）

核电装备 篇1

对供应风险进行识别,是在对风险形成机理探讨的基础上,通过对核电装备制造业与供应商合作的数据及动态信息进行综合分析,确定风险的性质、特征及影响因素,为风险的管理控制提供依据。

1 供应风险的形成机理

1.1 外生因素

资源基础论及五力模型将与环境的适应性作为组织生存发展的能力,Tom Burns提出应视组织为开放系统,平衡环境与内部能力以满足发展需要。Cranfield[1]、丁伟东[2]将环境、运作及预防失败归为风险的诱因。Martin[3]及Tobias[4]指出,环境与企业运作是风险的成因。

风险是源于环境组织无法确定环境的变化及发展趋势,对资源、机会及威胁难以做出精准的把握,形造成决策失误。如图1所示,横轴OP代表环境变化时双方合作关系做出调整,由左至右表示调整幅度由小及大;纵轴OQ代表环境变化,由下至上表示变化幅度由小及大。曲线OA-OB表示双方调整路径,直线OB表示调整与环境变化一致。OB与OP、OQ分割的区域C、D代表环境变化大于、小于合作调整幅度。区域E代表应对环境变化“欠调整”:(1)不调整:未意识到变化,或因成本过高而放弃调适。(2)调整不足:环境的冲击超过系统承受度,微调不足以应对变化。(3)调整滞后:意识到环境变化,限于资源、能力,未做及时响应。区域F代表“过调整”:对环境变化的预测超出实际,调整幅度过大。

1.2 内生因素

出于有限理性的约束,核电装备制造业供求合作中,任何一方都没有能力获得全局利益最大化的信息,供应商可能在信息不完全条件下选择投机行为:本能的追逐自身利润最大化。

1.2.1 假设

供应风险的高、低属性θ∈(H,L)服从于参数为(0,1)的二项分布。合作建立阶段,供应商或许会为得到契约而隐藏采购商未知信息,如,夸大供应商的能力、粉饰供应商合作意愿,形成供应源头风险。合作过程中,供应商或出于合作意愿淡漠、或贪图一己之利,隐藏不利于采购商的行动或信息,造成供应风险隐患。假设低风险供应商的行动力强,行动率为Dmh;高风险供应商的行动力差,行动率为Dml。供应商隐藏的成本为Cθ(r),θ∈(H,L);D≤Dmθ时Cθ(r);高风险供应商需要隐藏时,只需将行动率提升到Dmh,投入成本Dl(Dmh)。采购商的合作成本为L,收益率为μ,收益为I=Lμ,μ<Dml。低风险供应商的行动率为Dh,高风险供应商的行动率为Dl,采购商与低风险供应商合作收益为I=Lμ,与高风险供应商合作损失为1-L(1+μ)。

1.2.2 博弈

博弈中,供应风险高的供应商有两种选择:隐藏与不隐藏。

不隐藏:高风险供应商不会做出低风险行动力Dh的承诺,采购商能够看到供应商真实的信息,则高风险供应商在申请合作时立即被淘汰;低风险供应商得到契约。

隐藏:风险高、低的供应商都选择Dh的行动力,此时高风险供应商处于隐藏状态,其期望收益E(L)=L(1+Dl)-Cl(Dh),只有当E(L)≤0,高风险供应商才不会承诺低风险的行动率Dh。低风险供应商在分离均衡下没有必要隐藏,仍选择行动率Dh。

博弈中,高风险供应商势必选择隐藏以博取机会;与此同时,获得机会、建立合作后的供应商亦未必尽全力完成目标,相应的隐藏也会出现,诱发供应风险,如图2所示。

2 构建供应风险识别的理论模型

2.1 指标体系的确立

2.1.1 供应商企业能力指标

(1)技术:Rochford[5]及George Stalk[6]指出,企业技术能力包括技术引进、扩散及创新;技术能力是学习、培训及科研共同作用的结果,以R&D人才培养、R&D经费投入为关键。鉴于技术能力对于核电工业的重要意义,确定技术能力的指标为:

R&D人员比例:周期内,R&D人员数量/企业全部员工数量*100%

R&D投入强度:周期内,R&D投入经费/销售收入*100%

新产品产值比例:周期内,新产品的产值/企业总产值*100%

(2)质量:Dickson及Weber的研究表明,品质是企业最重要的能力。华中科技大学CIMS-SCM课题组对供应商调查显示:供应商评价所关注的次序中,质量高居第一。陈实[7]及Tobias Schoenherr认为,对供应商评价不仅要考虑质量、技术,还应考虑服务及多样性指标的绩效。设置供应商质量能力的评价指标为:

质量管理状况:是否通过了ISO9001质量体系认证;是否进行了组织完善的TQM

服务及时率:周期内,向某企业及时服务的次数/向该企业服务的总次数*100%

2.1.2 核电装备制造企业能力指标

(1)管理:Dale[8]指出,评价体系亦应该涵盖管理的有效性。Tobias认为,与管理相关的企业协作能力将影响的双方合作。马士华教授强调物资管理的失败会带来供应风险。鉴于核电装备物资单价高、付款额度大的特点,将付款及时率指标列入采购商能力的评价范畴。

关系管理:供应商关系的沟通和协调能力

准期付款率:周期内,向某企业按期付款的次数/向该企业付款的总次数*100%

(2)控制:Hallikas[9]指出,供应商的行为是供应风险的诱因,出于风险防范的考虑,采购商需对供应商进行有效的控制。Timothy将战略、运作、采购及双方对过程的控制不力等因素归为供应风险的诱因。故,将控制绩效列入采购商企业能力的评价体系。

质量控制:对双方合作过程的质量监控情况

进度控制:对双方合作过程的进度监控情况

(3)支持:Patton[10]提出,采购商发起的支持和培育有利于供应商能力的提升;Zsidisin指出,供应商企业人才缺乏将诱发供应风险。我国核电装备制造业的供应商大都存在技术能力及专业人才缺乏的情况,将支持绩效列入采购商能力的评价体系。

技术支持:周期内,对某企业技术支持的次数/约定的技术支持次数*100%

人才支持:周期内,向某企业输送人才的数量/约定的人才支持数量*100%

2.1.3 双方合作意愿指标

Steele认为供应风险诱发的原因在于供应与需求量的不平衡,供求匹配是重要的。马士华教授强调过分依赖于独家供应商是供应风险的诱因。

(1)供应商的合作意愿:能否从合作中获取其所需要的资源,是决定供应商合作意愿的根本因素。此外,供应商的客户源、合作物资的市场竞争状况也将对其合作意愿产生影响。

周期内,向某企业的供应额/本企业同类产品销售额*100%

周期内,合作物资的市场需求厂家数量

合作物资的市场供需状况

(2)核电装备制造业的合作意愿:供应商是否能为其提供准时保质的物资及服务,是决定合作意愿的根本因素;此外,物资的重要程度、采购难易等也会对合作意愿产生影响。

周期内,从某企业的采购额/本项目全部采购额*100%

周期内,合作物资的市场供应厂家数量

供应商是否拥有国核管理机构颁发的核级资质

2.2 理论假设

2.2.1 外部环境风险

由环境诱发的供应风险,如:自然灾害对厂址、物流的摧毁;经济政策、金融风暴引发的供应危机;技术革新对现有技术的冲击及鉴于核工业的敏感性,受到不同国家政治体制作用而引发的供应风险。建立假设:

H1:自然环境因素与核电装备制造业的供应风险相关

H2:社会环境因素与核电装备制造业的供应风险相关

2.2.2 内部合作风险

鉴于核电装备制造业合作的供应商类型不同,供应风险亦存在较大差异,本文将从四种典型的供应商合作出发,分别探讨供应风险的影响因素。

(1)供方主导型供应风险因素供方主导型供应商的特征,如表1所示。

供应商通常是处于世界顶级或国内一流的企业,经过多次技术攻关,工艺及制造能力有深厚的积累,质量能力较好;提供核电市场上技术性能最复杂、安全要求高端的核心产品,拥有遍布世界、广袤的需求网络,不会格外重视与某一家采购商合作,建立假设:

H3:服务及时率与供方主导型供应商的供应风险相关

采购商对供应商技术及人才支持的必要性较低,此类供应商已拥有足够的技术和人才保证供应,甚至可以做到针对不同采购的需求进行柔性变换以适应核电站设备、技术及性能需求。鉴于此类供应商易发生进度风险,合作物资关乎核电站“大脑”及“心脏”部件,采购商对进度及质量的控制必须力行。建立假设:

H4:进度控制与供方主导型供应商的供应风险相关

H5:质量控制与供方主导型供应商的供应风险相关

合作物资价值大、技术性强、安全等级高,供求市场呈现供远小于求的偏离,替代供应源的找寻机会小;合作额度在采购方全部采购额中占有很高的比重。建立假设:

H6:合作物资供应与需求厂家数量之比与供方主导型供应商的供应风险相关

H7:合作物资的市场供求状况与供方主导型供应商的供应风险相关

H8:采购/供应额与全部业务量之比与供方主导型供应商的供应风险相关

(2)战略型供应风险因素战略型供应商的特征,如表2所示。

战略及业务的相互依赖决定了供应商表现为服务理念强,沟通愿望高,期望与采购方建立长远、紧密合作的特点,供应风险往往是源自于双方企业能力而非合作意愿。建立假设:

H9:R&D人员比例与战略型供应商的供应风险相关

H10:R&D投入强度与战略型供应商的供应风险相关

H11:新产品产值比例与战略型供应商的供应风险相关

H12:质量管理体系状况与战略型供应商的供应风险相关

H13:服务及时率与战略型供应商的供应风险相关

采购商对供应商的技术及人才支持十分重视;由于供应商的尽力与努力,采购方不需投入过多的控制成本;采购方或许会出现由于过分依赖而引发的付款准时率偏低。建立假设:

双方都表现出前所未有的热忱,视对方的能力、资源为自身生存和发展的必需,出现合作意愿风险的几率将达到最小。建立假设:

H14:付款准时率与战略型供应商的供应风险相关

H15:技术支持与战略型供应商的供应风险相关

H16:人才支持与战略型供应商的供应风险相关

H17:合作物资供应与需求厂家数量之比与战略型供应商的供应风险相关

H18:合作物资的市场供求状况与战略型供应商的供应风险相关

H19:采购/供应额与全部业务量之比与战略型供应商的供应风险相关

(3)松散型供应风险因素松散型供应商的特征,如表3所示。

之所以疏于此类合作,一方面是由于供应商的技术、质量能力低,不足委以重任;另一方面是由于供应商的实力与采购商的需求不匹配。建立假设:

H20:R&D人员比例与松散型供应商的供应风险相关

H21:R&D投入强度与松散型供应商的供应风险相关

H22:新产品产值比例与松散型供应商的供应风险相关

H23:质量管理体系状况与松散型供应商的供应风险相关

H24:服务及时率与松散型供应商的供应风险相关

除了供应商“惰性”外,采购方也不尽努力,出于对合作的忽视,采购方不会付出支持成本;对进度及质量控制也不尽努力,建立假设:

H25:关系管理与松散型供应商的供应风险相关

H26:付款准时率与松散型供应商的供应风险相关

H27:进度控制与松散型供应商的供应风险相关

H28:质量控制与松散型供应商的供应风险相关

H29:技术支持与松散型供应商的供应风险相关

H30:人才支持与松散型供应商的供应风险相关

双方合作意愿达到最低,供应风险引发的几率达到最大。这是由于双方的能力、需求、供给不匹配造成的,建立假设:

H31:合作物资供应与需求厂家数量之比与松散型供应商的供应风险相关

H32:合作物资的市场供求状况与松散型供应商的供应风险相关

H33:采购/供应额与全部业务量之比与松散型供应商的供应风险相关

(4)需方主导型供应风险因素需方主导型供应商的特征,如表4所示。

鉴于需方主导型供应商对采购商的依赖,发生合作意愿风险的可能性较低,双方能力因素或会影响供应绩效,建立假设:

H34:R&D人员比例与需方主导型供应商的供应风险相关

H35:R&D投入强度与需方主导型供应商的供应风险相关

H36:新产品产值比例与需方主导型供应商的供应风险相关

H37:质量管理体系状况与需方主导型供应商的供应风险相关

H38:服务及时率与需方主导型供应商的供应风险相关

采购商发起的关系协调、准时付款以及针对此类供应商大多存在技术、人才匮乏问题,是否给予支持和控制,亦会对供应风险产生影响。建立假设:

H39:关系管理与需方主导型供应商的供应风险相关

H40:付款准时率与需方主导型供应商的供应风险相关

H41:进度控制与需方主导型供应商的供应风险相关

H42:质量控制与需方主导型供应商的供应风险相关

H43:技术支持与需方主导型供应商的供应风险相关

H44:人才支持与需方主导型供应商的供应风险相关

供应商之所以特别依赖采购方,是因为合作对于双方的经营发展影响程不同。建立假设:

H45:合作物资供应与需求厂家数量之比与需方主导型供应商的供应风险相关

H46:合作物资的市场供求状况与需方主导型供应商的供应风险相关

H47:采购/供应额与全部业务量之比与需方主导型供应商的供应风险相关

3 数据来源及研究方法

3.1 数据来源

本文对我国某家重点核电装备制造企业及其供应商进行调研。调查表形式的设计及内容的权衡来自于综述管理理论的成果和研究者自身学习与工作经验的总结。结合企业访谈和调查问卷的方式,从定性和定量的角度共同建立本文的数据库:发放问卷180份,回收有效问卷120份问卷中,60份来自于核电装备制造企业,60份来自于供应商。

3.2 研究方法

利用研究变量之间密切程度的相关分析实证前文假设的科学性。考虑到数据的特点,采用基于秩次大小、对变量分布不作要求的Spearman方法计算相关系数:

其中:d为每对变量(x,y)的轶次之差,n为对子数。

借助SPSS12.0,经由Analysis->Correlate->Bivariate>Spearman操作,相关分析的结果如表5所示:是否核级,人才、技术支持,自然、经济、科技环境指标未通过显著性检验,表示指标与供应风险的相关性不明显;除此之外15个指标确定为供应风险的影响因素。

3.2.1供方主导型假设检验所建8个假设中,有7个假设得到验证。对风险产生明显作用的指标为供应商的服务能力及采购商的控制能力。合作物资供求厂家比例明显不均、供求市场呈现出供远小于求的状况,以及双方合作业务量占自身全部业务量的比重的存在明显偏差,是采购商长期处于被动地位的根源。此外,鉴于此类供应商大多身处异国,政治环境对风险的影响不容忽视。

3.2.2战略型假设检验所建13个假设中,有10个假设得到了验证。对风险产生明显作用的指标集中于供应商的能力,这是由合作物资供求厂家数量相当、供求市场平衡,合作业务量占自身全部业务量的比重一致等因素作用的结果,也是双方相互依赖、紧密合作的根源。采购商的技术与人才支持指标被拒绝,是由于此类供应商的能力与采购商的需求匹配度较高,技术及人才支持的必要性不大。出于风险防范的考虑,除了要重视政治因素对于异国战略型供应商影响之外,采购商也需关注自身付款准时率的提高。

3.2.3松散型假设检验所建16个假设中,有13个假设得到了验证。对风险产生明显作用的指标以前所未有的一致性集中于双方能力及意愿,风险的诱发,双方有力量持衡、不可推卸的责任。合作物资供求厂家数量、供求市场状况及合作业务量占自身全部业务量的比重等因素综合作用,是双方处于消极合作的根源。技术与人才支持指标被拒绝,是由于合作物资不属于技术及知识密集型,支持与否对供应风险防范的意义不大。

3.2.4需方主导型假设检验所建16个假设中,13个假设得到了验证。对风险产生明显作用的指标集中于双方企业能力;合作物资供求厂家数量比例存在偏差,以及业务量占双方总业务量的比重明显不同,是此类供应商长期处于被动、依附地位的根源。采购商的技术与人才支持指标被拒绝,是由于合作物资不是技术与知识密集型,支持与援助的必要性不大。

4 结论及启示

计算4类供应商相关指标的均值,求得各指标在供应风险度相关系数作用下对不同类型供应商供应风险的影响强度;各指标与供应风险度相关度的正负性不同,出于风险防范的考虑,将指标对风险诱发的可能性大、小排序,生成表6。

总结相关分析的结果,求得全部样本供应风险度的均值为1.190378,供方主导型风险度均值为1.5666,战略型风险度均值为1.162167,松散型风险度均值为1.209083,需方主导型风险度均值为1.058839,供方主导型风险最大,松散型风险亦超过均值;需方主型和战略型的风险则小得多。系数相同的前提下,对风险作用强度产生差异,是由于四类供应商各自的特点(指标均值)不同造成的,这一结论为风险控制提供了依据:对于不同类别供应风险的控制,要密切结合供应商类型、行为方式及合作特点,实施有针对性、有侧重的控制策略。

参考文献

[1]Cranfield,Paul V.Preckel,James S.Eales,Thomas W.Hertel.Estimating consumer demands across the development spectrum:maximumlikelihood estimates of an implicit direct additivity model[J].DevelopmentEconomics.2002(68):289-30.

[2]丁伟东,刘凯.供应链风险研究中国安全科学学报.2003(4):64-66.

[3]Bailey.Beaulieu,Carlos Reyes-Moreno,Pierre Leclerc.Use ofphosphoproteomics to study tyrosine kinase activity in capacitating boar sperm:Kinase activity and capacitation[J].Theriogenology.2004(26):599-614.

[4]Tobias Schoenherr,V.M.Rao Tummala,Thomas P.Harrison.Assessingsupply chain risks with the analytic hierarchy process:Providing decisionsupport for the offshoring decision by a US manufacturing company[J].Purchasing and Supply Management.2008(14):100-111.

[5]Linda Rochford.New Product Development Process[J],IndustrialMarketing Management.1997(26):67-83.

[6]George Stalk,Phillip Evans.Competing on Capabilities,The New Ruleof Corporate Strategy[J].Harvard Business Review.1992(3):12-15.

[7]陈实.供应链汽车零部件供应商的评价与选择.汽车工业研究[J].2008(5):31-32.

[8]Dale,P.Shaw.Statistical process control:An examination of somecommon queries[J].International Journal of Production Economics.1991(22):33-41.

[9]Jukka Hallikas,Iris Karvonen,Urho Pulkkinen,Veli-Matti Virolainen.Risk management processes in supplier networks[J].Production Economics.2004(1):47-58.

核电装备 篇2

哈电集团哈尔滨汽轮机厂有限责任公司工具处 田贵滨 进入二十一世纪，全球石化能源紧张状况日益突显，同时过量开采导致的地面沉陷和过量排放导致的气体温室效应对气候、地质等生态环境的危害也日益严重。因此清洁、高效、低排放、无污染的核能成为中国积极发展的新型能源。但核电站反应器中的放射性物质一旦释放到外界环境，会对生态和民众造成伤害，引发核事故。因此，要高度重视核电安全，强化核安全文化理念，坚持在确保安全的基础上高效发展核电。核电站安全不仅仅是核电厂单方面要注重的，作为核电装备制造的企业也应该大力推行以提供能够保证核电站安全运行产品和服务为核心目标的核电装备制造企业核文化。

一、核电装备制造企业核文化涵义。

核电装备制造企业核文化是指在核电装备制造和提供服务过程中所遵循的一切与保证核电产品质量和保证核电站安全运行相关的理念、方针和措施，以及这些理念、方针和措施在管理制度、管理规范、管理程序、员工行为方式等方面体现的总和。核电装备制造企业建设核文化的核心目标是制造和提供出让业主满意、能够保证安全运行的核电产品和服务。其基本要求就是“严格按程序办事”，“ 确保万无一失”，具体体现就是“四个凡事”（凡事有章可循、凡事有据可查、凡事有人监督、凡事有人负责）和“四个注重”（注重分级管理、注重员工资格、注重质保作用、注重人人有责）。

二、核电装备制造企业大力推进核文化建设的重要性。

1、核电装备制造企业大力推进核文化建设，是企业适应市场需求、转变产品结构的重要战略。

石化能源危机给风能、太阳能、核电等新兴能源大发展、快发展带来良好机遇。现有数据显示，截止2010年10月，中国有4座核电站11台机组运行,国内在役核电机组容量为1083.8万千瓦，占全国总发电量的比重约在2%。目前中国是全球核电站建设规划与在建规模最大的国家，国家“十二五”规划纲要(草案)提出，到2015 年我国非石化能源占一次能源消费比重达到 11.4%，2010年该比重是8.3%。另外，我国政府曾提出到2020年非石化能源占比一次能源比重达到15%，为了实现这一目标，预计核电的规模要至少达到7500万千瓦以上。

经过前几年井喷式的爆发，国内常规火电市场订货日渐减少，给装备制造企业常规火电装备市场经营带来难度，而随着国家调整核电能源消费比重，国内核电装备市场订单不断增多，虽然受日本福岛核电站爆炸影响，国家放缓了对核电项目的审批速度，但长期看经过一段时间的调整，国内核电装备市场仍将迎来快速增长，目前这段严格审批调整的时间正给核电装备制造企业留下了加强核文化建设、提升自身实力，迎接核电市场高潮的良机。

核电装备制造有严格的市场准入许可制度，只有那些具备常规装备制造能力，同时又获得核电装备生产许可的企业才能在核电装备市场分得一杯羹。但进入这个市场的企业间也有着激烈的竞争。以核电汽轮机为例，仅国内就有哈尔滨汽轮机厂、上海汽轮机厂和东方汽轮 机厂三大家具备生产能力，可以说，谁能抓住这个市场良机，在提升核电装备制造能力同时建设好、推进好核文化理念，谁就会在日后核电装备市场竞争中获得核电用户青睐，赢得市场主动权。

2、核电装备制造企业大力推进核文化建设，是企业进一步加强企业文化建设，提升软实力的需要。

企业文化是企业在生产经营实践中，逐步形成的、为全体员工所认同并遵守的、带有本企业特点的使命、愿景、宗旨、精神、价值观和经营理念，以及这些理念在生产经营实践、管理制度、员工行为方式与企业对外形象的体现的总和。企业文化对企业成员具有导向、约束、凝聚、激励、调适和辐射功能。企业文化是企业的灵魂，是推动企业不断进步的精神动力和智力支撑。优秀的企业文化以其强大的创新能力成为企业发展的内在驱动力，不断唤起人们新的追求，激发人们新的创造，优化人际关系，规范和激励人们的创新行为，进而提升企业的整体素质，提高企业的综合竞争力。

制造企业核文化是在新的外部市场环境下对企业已有企业文化的创新、丰富和发展，是自身企业文化的重要组成部分，代表了企业新的竞争力发展的要求，代表了企业先进文化的发展方向。企业文化建设好的企业，核文化能推广的更深、更广，效果更明显，建设核文化的同时也必将促进企业文化的丰富和提升。

作为国务院国资委直属企业，哈尔滨电气集团公司秉承“为世界提供动力、为人类带来光明”的宗旨，肩负“承载民族工业希望、彰显中国动力风采”的使命，为实现“中国最好、世界一流”的目标和 “打造世界装备制造业的动力航母”的企业愿景而不懈努力。面对国内核电发展形势，无论从企业经营战略、企业社会责任、企业核心利益、企业竞争能力以及企业文化建设等角度出发，都应在本部和下属核电装备制造企业中大力推进核文化建设，促进自身企业文化的丰富和提升，提高核电装备市场竞争“软实力”。

3、核电装备制造企业大力推进核文化建设，是企业提升产品质量，稳固和提升市场地位的需要。

2002年初至2008年底金融危机前的这段时间里，国内常规电力市场需求高速增长，特别是火力发电市场，因制造能力有限，装备制造企业顾客盈门，有的业主往往是怀揣现金在制造厂家等待机组，早一日投产发电，业主就早一日受益。相对质量，业主更多注意力放在了产品的工期上。企业为了满足用户需求，加班加点进行生产，一段时间出现了为了保进度而忽视产品质量的现象。

2009年初开始，电力装备市场从卖方主导向买方主导转变，市场开始回归理性，质量代替工期成为业主首先关注的对象。已投运机组运行质量成为业主挑选装备制造商的重要条件，机组存在质量问题甚至为业主扣押尾款和质量保证金提供了充分理由，回款情况不好，也给企业自身带来资金流转不利等困难。而在制品质量控制不好，可能会进一步影响出产机组运行质量，导致新的质量问题的发生。

另一方面，美国三里岛核电站事故、前苏联切尔诺贝利核电站事故、日本福岛核电站事故以及未公开报道的与核能利用有关的事故也对核能装备制造企业提出高于常规机组的质量要求。核电装备制造企业推行核文化，有利于在企业内部形成核电无小事，严格按核电质保体系办事，杜绝私下处理质量问题，一次就把事情做对等良好的文化氛围，进而产生有效的约束力，促使员工形成良好的行为习惯，不仅可以保证核电产品和服务的质量，对于企业其他产品和服务质量的进一步提升也具有积极作用。一个在顾客看来比竞争对手更注重利用文化力量推动质量控制的企业，必然会留下更好、更深的印象，企业的形象得到提升，其市场占有率也必定会得到提高。

4、核电装备制造企业大力推进核文化建设，是忠实履行企业社会责任的体现。

企业社会责任（Corporate social responsibility,简称CSR）是指企业在创造利润、对股东承担法律责任的同时，还要承担对员工、消费者、社区和环境的责任。企业的社会责任要求企业必须超越把利润作为唯一目标的传统理念，强调要在生产过程中对人的价值的关注，强调对消费者、对环境、对社会的贡献。

企业社会责任是一个还在不断丰富和发展中的理论，根据著名经济学家、国务院参事、东中西部区域发展和改革研究院院长任玉岭的建议，中国企业的社会责任应涵盖以下八个方面：明礼诚信、科学发展、可持续发展、保护环境、文化建设、发展慈善事业、保护职工健康和发展科技。

核电装备制造企业推行核文化，是其保证核电产品质量，保证核电站运行安全的举措，是企业对社会环境负责任态度的体现，是赢得业主和其他社会群体信任的行为。核电装备制造企业生产核电装备，是为社会提供一种相对石化能源更清洁、高效、环保、先进的新型能源设备，能够促进我国制造科技的提升，促进能源产业和社会整体的科学发展、可持续发展，促进人与自然和谐相处，促进环境友好型社会的发展。

装备制造企业进军核电装备生产领域，推行核文化，可以扩大企业自主创新能力，提升企业盈利水平，为自身和社会创造更多物质和精神财富，带动相关上下游产业链企业发展，促进劳动力充分就业，职工生活水平的提高，为企业进一步回报社会提供物质基础。

综上所述，常规装备制造企业要想顺利进军核电装备制造领域，适应市场需求，丰富企业文化内容，提升“软实力”，最终生产合格核电装备产品，履行好自身社会责任，必须要大力推行以制造出和提供出让业主满意、能够保证安全运行的核电产品和服务为核心目标的核文化理念。

三、核电装备制造企业应逐步推进核文化建设。

首先，核电装备制造企业要结合企业实际制订出适合本企业特点的核文化建设的战略目标和实施规划。要在公司内部从决策层到执行层对“核电无小事”这一意识形成高度统一，形成共同的价值取向和信念基础。以制造合格核电产品和提供合格服务为目标，先通过制度管事管人，伴随着核文化的进一步推广，过渡到既有制度约束流程，又有文化约束行为，达到制度与文化并行，共同发挥作用，促进产品和服务质量进一步提高的目标。

其次，贯彻核文化理念，按照战略目标和实施规划对现有规章制 度、管理体系文件等进行系统地修订。与核文化要求相悖的要删改，与核文化要求一致的要保留和细化，符合核文化要求但没有具体规定的要进行制定，做到凡事有章可循。要对整个制度和文件的运行过程、控制过程等环节做好记录，做到凡事有据可查；对具体执行人和监督人的职责进行具体详尽的规定，做到凡事有人负责、凡事有人监督。此外还要在制度和文件中具体规定：

1、职务不同，裁决权限不同，体现注重分级管理；

2、资质不同，职责范围不同，体现注重员工资格；

3、质量问题的解决以质保大纲和质保手册为依据，严格按程序办事，否则要按体系文件进行处理，体现注重质保作用；

4、制度和文件要对有关人员的职责范围作出明确界定，体现注重人人有责。

核电装备 篇3

随着现代化大生产的发展和科学技术的进步,核电装备的结构越来越复杂,功能越来越完善,自动化程度也越来越高。因此对核电设备运行状态进行监测就变得很重要。例如1979年3月美国发生的三里岛核电站事故和1986年4月前苏联发生的切尔诺贝利核电站事故,再三地向人们诠释了安全操作的重要性[1]。传统的监测系统要么是离线监测,要么是基于有线的设计。然而有线存在很多不可避免的缺点,主要体现在:

(1) 网络维护困难,新增或者减少传感器都很麻烦,消耗大量人力物力资源;

(2) 人难以接近的位置,如核电站的深层设备、旋转机械转动部分、危险区域及运动的设备,无法对传感器进行有线连接;

(3) 有线一般公用电源,如果没有良好的有线隔离,将导致一个传感器故障引发整个系统的崩溃;

(4) 大量传感器的安装往往受到电缆重量和费用的限制,大量布线增加了系统潜在危险和不可控性[2]。

为了解决这些问题,迫切需要引入一种新型的、无需布线的网络。一种可行的方案是将无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)应用到核电装备状态监测系统。

1 无线传感器网络

WSN是无线Ad-Hoc网络的一个重要研究分支,是随着MEMS、传感技术、无线通讯和数字电子技术的迅速发展而出现的一种新的信息获取和处理模式。它是由随机分布的传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成的网络(如图1所示),WSN具有造价低、规模大、分布式模式、无需布线、节约成本、面向具体应用、配置灵活、工作频段无需申请和付费、支持硬件加密等特点[3],现在已经在很多领域进行了成功的应用,比如军事应用[4];环境监测,比较典型的例子是生物学家借助WSN对美国缅因州大鸭岛上的一种海燕的生活习性进行细微观察[5];工业监控,英特尔公司为美俄勒冈的一家芯片制造厂安装200个无线传感器节点,来监控设备的振动情况[6]。2003年,美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时,无线传感器网络被列为第一项未来新兴技术。我国于2006年初发布的《国家中长期科学与技术发展规划纲要》[7]为信息技术确定了三个前沿方向,其中两个与WSN的研究直接相关,足见对无线传感器网络的重视程度。

核电站设备冗余多、系统复杂,其监测数据和诊断技术与常规电厂有很大的不同,长期以来,对机械运行状态的监测与诊断是采用传统的阈值方法。针对以上特点,本文将WSN应用到核电设备状态监测系统中来,用无线网络代替有线网络,不失为一种可行的方案。本文设计了基于LM3S1138和CC2420的无线传感器网络,设计了双电源系统,并且在实时性很高的TEEN路由算法基础上设置了信号采集周期。应用该系统可以达到很好的数据采集效果。

2 WSN硬件设计

由于核电站的特殊性,对于某些部位的取电很方便,因此采取双节点的方法,即信号采集节点与汇聚节点[8]。节点的设计如图1所示,由传感器、微处理单元、通信模块、电源模块组成。信号采集节点用普通高能干电池供电,而汇聚节点则采用干电池与220 V双电源设计方案(如图2所示),220 V的电压经过低压变压器降压至5 V左右,整流后输入到Vin,经过SPX1117稳压电路以后,就可以在Vout输出3.3 V的稳压电[9]。这样的话,可以大大增强汇聚节点的运算能力,最大限度地延长网络的工作时间。同样信号采集节点的干电池也可以采用这种稳压方式。

微处理器采用美国Luminary Micro公司的LM3S1138[10],该芯片采用的是内核设计公司ARM最新推出的先进CortexTM-M3处理器。官方免费提供了基于C语言(符合ANSI C标准)的驱动库软件包,并且源代码是公开的,因此用户完全可以摒弃晦涩难懂的汇编语言,也不需要掌握底层寄存器的操作细节,只要懂C语言就能轻松开发。它有3种工作模式:运行模式(Run-Mode)、睡眠模式(Sleep-Mode)、深度睡眠模式(Deep-Sleep-Mode),其极低的功耗保证了系统的长久运行。它有32位ARM CortexTM-M3内核(ARM v7M架构);兼容Thumb的Thumb-2指令集,提高代码密度25%以上;50 MHz运行频率,1.25 DMIPS/MHz,加快35%以上; 64 KB单周期FLASH,16 KB单周期SRAM。在外围设备方面,它提供了3路全双工UART,位速率高达3.125 Mb/s,16单元接收FIFO和发送FIFO;2路I2C,支持400 Kb/s快速模式;2路SSI(兼容SPI),可以直接和CC2420射频芯片实现连接。LM3S1138强大的功能,不到1美元的价格,完全能够满足大规模布置节点的要求。

射频芯片采用TI-Chipcon公司生产的CC2420[11],CC2420是为无线传感器网络设计的,符合2.4 GHz IEEE802.15.4的一款射频芯片。它基于Chipcon公司的smartRF03技术,以0.18 μm CMOS工艺制成,只需极少外部元器件(如图3所示),性能稳定且超低电流消耗(RX:19.7 mA,TX:17.4 mA)。CC2420的选择性和敏感性指数超过了IEEE802.15.4标准的要求,抗邻频道干扰能力强(39 dB),可确保短距离通信的有效性和可靠性。

CC2420采用O-QPSK调制方式,图4为O-QPSK信号产生电路,Tb/2的延迟电路是为了保证I,Q两路码元偏移半个码元周期。BPF的作用是形成QPSK信号的频谱形状,保持包络恒定。O-QPSK信号的数学表达式为:

${\rm Z}{}_{\text{Ο}-\text{Q}\text{Ρ}\text{S}\text{Κ}}(t)=\{\begin{array}{l}U{}_{2k}\cos \omega {}_{\text{c}}t+U{}_{2k}-1\sin \omega {}_{\text{c}}t,\\ 2k{\rm T}{}_{\text{b}}\le t\le (2k+1){\rm T}{}_{\text{b}}\\ U{}_{2k}\cos \omega {}_{\text{c}}t+U{}_{2k+1}\sin \omega {}_{\text{c}}t,\\ (2k-1){\rm T}{}_{\text{b}}\le t\le 2k{\rm T}{}_{\text{b}}\end{array}$

OQPSK信号可以采用正交相干解调方式解调,如图5所示,Q支路在时间上偏移了Tb/2,所以抽样判决时刻也应偏移Tb/2,以保证对两支路交错抽样。由此可以看出,O-QPSK克服了180°的相位跳变,信号通过BPF后包络起伏小,性能得到了改善,由此受到了广泛重视。利用此芯片开发的无线通信设备支持数据传输率高达250 Kb/s,可以实现多点对多点的快速组网。

CC2420与LM3S1138的连接十分简单,通过连接4线(SI,SO,SCLK,CSn)的同步串行接口SSI就可以方便设置芯片的工作模式,并实现读/写缓存数据、读/写状态寄存器等。通过控制FIFO和FIFOP管脚接口的状态可设置发射/接收缓存器。

对于传感器的使用,微处理器内嵌了温度传感器,拥有8通道10位ADC,采样速率可达1 MSPS,ADC模块含有一个可编程的序列发生器,它可在无需控制器干涉的情况下对多个模拟输入源进行采样。每个采样序列均对完全可配置的输入源、触发事件、中断的产生和序列优先级提供灵活的编程。如果单采集温度信号,那么微处理器可以轻松地实现信号的采集,如需采集机械振动信息,那么只要接入相应的加速度传感器与电荷放大器就可以实现,为了试验方便,本课题先以温度的测量来验证算法的效果。由于篇幅原因,仅简单介绍ADC初始化:

SysCtlPeripheralEnable(SYSCTLPERIPHADC);

//使能ADC模块

SysCtlADCSpeedSet(SYSCTLADCSPEED125KSPS);

//设置ADC采样速率

ADCSequenceDisable(ADCBASE,3); //配置前先禁止采样序列

ADCSequenceConfigure(ADCBASE,3,ADCTRIGGERPROCESSOR,0);

//采样序列配置:ADC基址、采样序列编号、触发事件、采样优先级

ADCSequenceStepConfigure(ADCBASE,3,0,ADCCTLTS |ADCCTLEND |ADCCTLIE);

//采样步进设置:ADC基址、采样序列编号、步值、通道设置

ADCIntEnable(ADCBASE,3) //使能ADC中断

IntEnable(INTADC3); //使能ADC采样序列中断

IntMasterEnable(); //使能处理器中断

ADCSequenceEnable(ADCBASE,3); //使能采样序列

至于基站的设计,由于主流电脑大多都没有串口或并口,都是用USB 2.0接口来实现通信。为此本系统采用FTDI公司的FT2232D与串行CMOS E2PROM芯片CAT93C46结合,如图6所示,通过这种方式,只需要一根USB线,就可以实现对基站的供电、下载程序到基站、与基站实现双边通信。这样就大大简化了电路的设计[9]。

3 WSN的网络支持

路由协议解决的是数据传输的问题,是WSN的核心技术之一。WSN的路由协议与传统的Internet网络不同,WSN要求网络在使用有限的硬件资源和能量的前提下完成数据的采集功能,由于无线信道的不稳定性,节点的移动和失效以及工厂环境等综合因素的影响,WSN的拓扑结构随时可能发生变化,而且变化的趋势是随机的,再加上网络中存在大量的数据冗余,所以设计一款适合WSN的路由协议非常必要。

针对核动力设备的特殊要求,采纳一种实时性很高的路由算法TEEN[12]。TEEN是一种分层结构路由协议,该思想下网络通常划分为簇,每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。簇头节点负责簇内成员的管理,并且完成簇内信息的收集和融合操作,同时还负责簇间数据的转发。TEEN网络简化结构(可以建立更多的分簇)如图7所示,由于事先已经确定了双电源系统的个数以及位置,所以选择靠近基站的双电源系统作为路由的簇头,簇头确定好了以后,簇头节点通过广播告知整个网络自己成为簇头的事实,网络中的非簇头节点根据接受信号的强度决定从属的簇,并通知相关的簇。簇头通过TDMA 方法实现数据的调度,还向簇内成员广播有关数据的硬阈值(Hard Threshold,HT)和软阈值(Soft Threshold,ST)两个参数。硬阈值是开始进行数据传输的最低限度,软阈值则规定被检测数据的变动范围。在簇的稳定阶段,节点通过传感器不断地感知其周围环境。当节点首次检测到数据到达硬阈值,便打开收发器进行数据传送,同时将该检测值存入节点保存为监测值(Sensed Value,SV)。节点再次进行数据传送时要满足两个条件:当前的检测值大于硬阈值;当前的检测值与SV的差异等于或大于软阈值。只要节点发送数据,变量SV便置为当前的的检测值。TEEN协议的优点是实时性比较高;通过设置硬阈值和软阈值两个参数,TEEN能够大大地减少数据传送的次数;由于软阈值可以改变,监控者通过设置不同的软阈值可以方便地平衡监测准确性与系统节能性两项指标;随着簇首的变化,用户可以根据需要重新设定两个参数的值,从而控制数据传输的次数。但是TEEN不能对数据进行连续的采集,不适合数据在线监测,为此在TEEN的基础上再向数据采集节点广播一个计数时间,这样的话哪怕没有达到所需要的一个阈值,只要计数时间一到,将无条件采集所需的数据[13],从而达到在线监测的目的。

4 试验结果

设置系统的硬阈值为10 ℃,软阈值为0,计数器计数时间为0.1 s,系统采集一次数据的时间为0.01 s。由于温度采集数据量庞大,不一一列举,用Matlab把试验所采集的数据用曲线的形式标记出来,如图8所示,采集到的数据在10 ℃以下呈点状分布;而超过10 ℃时,呈曲线分布;25~42 ℃之间与现场电子温度计测得的温度基本一致,而10~25 ℃之间出现了小偏差,原因可能为外界系统的干扰。

5 结 语

核电装备监测系统采用WSN,在满足低功耗和系统可靠性的前提下,能够对温度数据实现有效的采集。该系统成本低廉、布网方便,通过试验表明,此系统完全能够满足工业的需要。在机电系统监测、安全控制方面将会有很大的发展空间。在以后的研究中,重点研究数据的融合与机械震动信号的采集,并对采集信号进行特征提取,以便对有效数据进行处理。

摘要：针对核电站运行环境复杂,人员难以靠近等特点,提出基于无线传感器网络的核电装备状态监测系统,采用LM3S1138和CC2420作为无线传感器网络的主要硬件。核电设备监测系统对实时性要求特别高,为此采用分层路由协议TEEN,并为每个节点设置一个计数器。通过Matlab虚拟仿真平台和现场数据采集表明,此系统能够对信号实现有效的采集。