陳長兵， 李惠強b， 柯華虎b， 鄭硯國b

(1. 華中科技大學(xué) a.公共管理學(xué)院； b.土木工程與力學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430074；2. 核動力運行研究所，湖北 武漢 430223)

上世紀(jì)80年代以來，我國核電建設(shè)從無到有，取得了明顯進展。目前已有11臺核電機組投入商業(yè)運行，裝機容量906萬千瓦，另有一批核電在建與開展前期工作。根據(jù)我國核電中長期發(fā)展規(guī)劃，到2020年我國核電裝機容量將達到4000萬千瓦，在建裝機容量達到1800萬千瓦。目前，國家已經(jīng)著手對《核電中長期發(fā)展規(guī)劃(2005～2020年)》進行調(diào)整，計劃調(diào)整為到2020年，規(guī)劃核電裝機容量為8000萬千瓦。核電建設(shè)即將進入規(guī)?；l(fā)展階段，這對工程建設(shè)的項目管理提出了新的要求。

從我國已建的幾個核電站工程實踐來看，其建造方式覆蓋了多合同散件、少合同分島和交鑰匙總承包等多種方式，并相應(yīng)形成了各種不同的項目管理模式[1～4]。這種多方式并存現(xiàn)象，既有源于國家政治經(jīng)濟大局的因素，也與我國核電起步階段專業(yè)化的項目管理尚不成熟有關(guān)。其中一個共同特點是：以業(yè)主的自主化管理為主，或多或少依靠了專業(yè)的工程管理公司或設(shè)計院的支持。從《核電項目管理導(dǎo)論》[5]以及《核電工程項目管理》[6]等文獻對美國、法國、日本、韓國等國家核電工程項目管理模式進行的分析可以看到：由于核電工業(yè)體系與市場經(jīng)濟機制不同，以及業(yè)主體制的不同，核電工程的建造方式遵循著如下雙向演變規(guī)律：多合同散件采購方式←→按核島及常規(guī)島、按系統(tǒng)采購的少合同方式←→EPC總承包/交鑰匙方式。其中，工程管理公司(Architect - Engineer , 簡稱AE公司)扮演著非常重要的角色，按照業(yè)主的選擇，AE公司可適用于以下各種管理模式：作為獨立實體承擔(dān)工程設(shè)計并作為業(yè)主的支持力量來協(xié)調(diào)承包商之間的關(guān)系；或作為獨立承包商對設(shè)計采購進行總包；甚至直接成為工程EPC/交鑰匙總承包商或其組成部分。

針對核電工程管理系統(tǒng)特點，本文將項目管理方法論與系統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)分析理論進行了有機結(jié)合，建立了其三維系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和管理系統(tǒng)中主要行為主體的二維活動矩陣。在遞階結(jié)構(gòu)模型建立過程中，運用了歷史資料調(diào)查和專家咨詢法，對主要要素及其間關(guān)系進行了反復(fù)比選、論證。最后，根據(jù)模型的多級遞階結(jié)構(gòu)，對影響系統(tǒng)有效性的主要因素進行了分析，并將相關(guān)管理功能結(jié)合現(xiàn)行可能的組織結(jié)構(gòu)型式進行有機整合優(yōu)化。

1 核電項目管理二維活動矩陣與核電工程三維系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

按照我國基本建設(shè)程序劃分方法，參考國際原子能機構(gòu)編寫的《核電項目管理指南》[7]，以及“中華人民共和國民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例規(guī)定”中相關(guān)安全許可審批制度，本文為簡化模型研究需要，將我國核電工程項目建設(shè)階段劃分為：項目的規(guī)劃與選址、工程設(shè)計與建設(shè)前期準(zhǔn)備、項目主體工程建造(設(shè)備制造與土建、安裝)、調(diào)試啟動、竣工驗收移交等五個階段。建設(shè)階段的前后順序通常會涉及到一些責(zé)任轉(zhuǎn)移或移交而導(dǎo)致的各階段交叉或搭接，也基本不影響上述階段的劃分。由此建立核電工程三維系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型如圖1所示，其中，X維(時間維)用所劃分項目生命階段表示；Y維(邏輯維)用項目管理邏輯表示；Z維(知識維)用項目實體構(gòu)成表示。

圖1 核電工程建設(shè)三維系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為方便核電工程管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合美國項目管理學(xué)會(PMI)的項目管理知識體系指南[8]所提供的項目管理方法對項目生命周期進行詳細(xì)描述，根據(jù)各階段中主要的項目合作伙伴的主要工作與邏輯程序，按照輸入、活動、輸出分別建立二維活動矩陣?；顒泳仃囀菍穗姽こ倘S結(jié)構(gòu)的進一步推理和細(xì)分，編制的活動內(nèi)容參考我國現(xiàn)有建成核電站工程的總結(jié)，并進行專家咨詢。限于篇幅，本文僅以規(guī)劃與選址階段活動矩陣為例列表如表1(該表所列活動以建成核電工程為實例，涉及相關(guān)單位均以當(dāng)期名稱列出)。二維活動矩陣表是以活動主體方明確需要開展的工作以及其間的主要邏輯關(guān)系為目的而建立，為建立核電工程管理系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)模型提供了依據(jù)。根據(jù)不同的業(yè)主管理模式，活動的主要承擔(dān)方會有一定變化，部分跨階段工作列入方式也有變化。

表1 項目合作伙伴在規(guī)劃與選址階段二維活動矩陣表

2 核電工程項目管理系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)模型

按照核電工程管理系統(tǒng)三維系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型以及生命周期五個階段的二維活動矩陣分析，管理系統(tǒng)擬主要考慮的因素為：建設(shè)目標(biāo)、管理領(lǐng)域內(nèi)容、管理活動、管理實施主體、管理組織體系、邊界與環(huán)境等相關(guān)要素。其中，①工程建設(shè)目標(biāo)，包括投資、進度、質(zhì)量、安全；②管理領(lǐng)域，包括總體綜合、范圍、時間、費用、質(zhì)量、人力、溝通、風(fēng)險、采購、核安全、接口關(guān)系等；③管理活動，包括項目實施前的活動(廠址準(zhǔn)備、資金籌措、工地準(zhǔn)備)，工程業(yè)務(wù)管理(工程設(shè)計、施工說明)，質(zhì)量保證與控制，采購與合同管理，申請許可，設(shè)備制造，建造，系統(tǒng)與設(shè)備安裝，啟動調(diào)試，竣工驗收等；④項目主要合作伙伴，包括投資方、核電業(yè)主、政府管理部門、核電設(shè)計院/AE公司，系統(tǒng)供應(yīng)商、設(shè)備制造商、建造商、安裝商、工程公司、專業(yè)設(shè)計院/咨詢公司；⑤核電工程項目管理組織體系，涉及三個層面：業(yè)主與各承包商之間構(gòu)成的組織機構(gòu)體系，工程管理組織機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，組織機構(gòu)的運作機制；⑥邊界確定與環(huán)境識別，包括公眾、媒體、核電政策與規(guī)劃、國產(chǎn)化、地域環(huán)境。

建立核電工程管理系統(tǒng)多級遞階結(jié)構(gòu)模型，是為研究核電工程管理系統(tǒng)的整體架構(gòu)，分出層次，找出主要因素及其相互關(guān)系，為管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、優(yōu)化提供參考依據(jù)。建模采用解釋結(jié)構(gòu)模型(Interpretative Structural Modeling)ISM法[9]，建模步驟如下。

2.1 核電管理系統(tǒng)構(gòu)成

通過核電行業(yè)專家咨詢，多次試算，對上述要素逐一分析討論，并進行適當(dāng)合并，確定核電工程建設(shè)管理主要要素有：S0竣工驗收；S1項目建造方式及項目管理模式；S2進度；S3質(zhì)量；S4安全/核安全；S5工程投資成本；S6采購招標(biāo)；S7接口管理；S8合同管理；S9許可證申請；S10核電設(shè)計院/準(zhǔn)AE；S11業(yè)主；S12調(diào)試啟動；S13核電政策與規(guī)劃；S14國產(chǎn)化水平；S15主體工程建安/承包商及供應(yīng)商；S16選址與工地準(zhǔn)備。其中：S1項目建造方式及項目管理模式是項目管理結(jié)構(gòu)體系建立的前提，決定管理組織機構(gòu)與運作機制；S10核電設(shè)計院/準(zhǔn)AE是根據(jù)我國已建成核電項目中核電設(shè)計院已具備相當(dāng)AE功能實體作用的抽象提煉；S15主體工程建安/承包商及供應(yīng)商是從管理角度對工程實施內(nèi)容與承擔(dān)主體的合理合并。

2.2 建立鄰接矩陣A

按照因素間直接的因果或者手段-目的關(guān)系建立鄰接關(guān)系矩陣A：

矩陣中“0”表示因素間沒有鄰接的直接關(guān)系，“1”表示存在直接關(guān)系。該鄰接關(guān)系矩陣是通過分析建設(shè)經(jīng)驗總結(jié)后提出的(較多的參考了秦山核電二期工程建設(shè)經(jīng)驗)，并借助了專家知識與經(jīng)驗，經(jīng)過了多次反饋修正與完善(過程略)。

2.3 計算可達矩陣R

可達矩陣是各因素之間，經(jīng)過一定的通路后可以達到的程度，表示各因素間的聯(lián)結(jié)關(guān)系。R可由下式獲得：

若A1≠A2≠…≠Ar-1=Ar，則R=Ar-1。

其中A1=A+I，A2=(A+I)2，… ,Ar-1=(A+I)r-1，Ar=(A+I)r，A為鄰接矩陣，I為單位矩陣，運算規(guī)則為布爾代數(shù)運算法則。

本文采用VC編程計算，經(jīng)過多次運算(計算過程略)，得出反映總體結(jié)構(gòu)關(guān)系的可達矩陣R(R=Ai即有向連接圖中某一節(jié)點到圖中任一節(jié)點最長的通路其長度不超過i步)：

S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16S000000000000000000S111111111111010111S210100100000000000S310011000000000000S410001000000000000S510000100000000000S610111110110010011S710111101010010011S810111100110010011S910111100010010010S1010111101111010011S1111111111111110111S1210111100000010010S1311111111111111111S1411111111111010111S1510111100000010010S1610111100010010011

2.4 要素的層級劃分

將系統(tǒng)中的所有要素，以可達矩陣為依據(jù)劃分為不同的結(jié)構(gòu)層次，其中：R(Si)為要素Si的可達集，即由可達矩陣中第Si行中所有矩陣元素為1的列所對應(yīng)的要素集合；A(Si)為要素Si的先行集，是由第Si列中所有矩陣元素為1的行所對應(yīng)的要素集合。結(jié)果見表2。

要素層級劃分是由最高級逐層向下劃分，即首先找出最高一級的要素，找出最高要素后，即將該要素從可達矩陣中劃出相應(yīng)的行和列。接著，再從剩下的可達矩陣中尋找新的最高要素層，依次類推，就可將系統(tǒng)所有要素劃分完畢。劃分的條件是：R(Si)=R(Si)∩A(Si)。

表2 系統(tǒng)要素的可達集與先行集

2.5 建立解釋結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)上述系統(tǒng)鄰接關(guān)系與要素層級的劃分，得出系統(tǒng)的遞階結(jié)構(gòu)模型如圖2。

圖2 核電工程管理多合同采購模式系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)

圖2所示遞階結(jié)構(gòu)與核電工程項目管理系統(tǒng)有效性的定性分析具有一致性，也是當(dāng)前核電項目采用多合同散件采購方式建造的結(jié)構(gòu)。層次中最上層為建設(shè)總目標(biāo)(第一級)及分目標(biāo)(第二、三級)；其次是工程實體施工及其活動，包括第四、五、六級；再其次是項目管理活動，包括第七、八級；最基礎(chǔ)是管理組織體系以及宏觀環(huán)境條件，包括第九、十、十一級。

3 核電項目管理模式結(jié)構(gòu)優(yōu)化

從遞階結(jié)構(gòu)模型可以看出，建設(shè)目標(biāo)、工程實體活動更多的與核電工程這種技術(shù)系統(tǒng)相關(guān)，不易改變；最基礎(chǔ)層次是項目需要適應(yīng)的宏觀環(huán)境條件，也難以改變。系統(tǒng)的主要管理活動集中在第七、八級，是該系統(tǒng)的軟的部分，也是系統(tǒng)優(yōu)化可調(diào)整的對象。該類因素既取決于系統(tǒng)的宏觀層面的因素，又是項目實體工程與行為主體的決定因素，是整個管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的關(guān)鍵。為此，我們對圖2所示遞階結(jié)構(gòu)結(jié)合核電項目管理現(xiàn)狀和未來的發(fā)展作進一步優(yōu)化。

3.1 核電AE管理模式

根據(jù)我國核電工程實踐經(jīng)驗總結(jié)，以及國外核電發(fā)達國家有關(guān)專業(yè)化核電AE公司在項目中的作用與地位，對圖2模型中的S10核電設(shè)計院/準(zhǔn)AE、S7接口管理、S8合同管理等功能合并，由專業(yè)核電AE公司整合并完成其功能。由此對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型進行調(diào)整如圖3所示，形成核電AE公司管理模式中設(shè)計(E)與采購(P)分離的模式。如進一步由AE公司承擔(dān)采購職能，則構(gòu)成圖4所示的核電AE的EP結(jié)合模式。

圖3 核電工程管理AE( EP分離)模式系統(tǒng)遞階結(jié)構(gòu)

圖4 核電工程管理AE( EP結(jié)合)模式遞階結(jié)構(gòu)

3.2 核電EPC交鑰匙管理模式

EPC(Engineering-Procurement-Construction)是設(shè)計、采購、施工項目總承包交鑰匙管理模式。將圖4中S9、S12、S15、S16所代表的工程實體活動進一步合并到核電AE的職能中，這也就是國際原子能機構(gòu)編寫的《核電項目管理指南》[7]所述由AE公司全能實施的EPC總承包方式，管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將進一步簡化，接口關(guān)系將更為簡單，見圖5。

圖5 核電工程管理EPC交鑰匙模式遞階結(jié)構(gòu)

4 結(jié) 論

本文運用系統(tǒng)工程理論方法建立了核電工程項目管理二維活動矩陣，構(gòu)建了基于多合同模式的核電項目管理的遞階結(jié)構(gòu)。并從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的角度，說明了核電管理系統(tǒng)由多合同模式→EP分離的核電AE模式→EP結(jié)合的核電AE模式→EPC結(jié)合的核電AE模式的逐步優(yōu)化過程。

項目管理模式的優(yōu)化是從項目管理學(xué)角度對管理組織結(jié)構(gòu)的一種追求完美化的結(jié)果。但實際工程項目管理模式的選擇，卻是以項目自身條件及項目環(huán)境條件的適應(yīng)性為依據(jù)所做出的具體選擇。以我國當(dāng)前核電項目的實際情況來看，多種模式的存在都有其合理性。

(1) 對于多合同散件方式來說，業(yè)主的管理負(fù)荷會加大，業(yè)主管理的風(fēng)險也會增加，但業(yè)主或本國公司從國外獲得技術(shù)轉(zhuǎn)讓和掌握技術(shù)的機會會增加，承包商對業(yè)主的制約或者貫徹業(yè)主意愿受到的制約也隨之減少。這也是核電發(fā)展中國家提高國產(chǎn)化水平的一種必然選擇。

(2) 但是在國產(chǎn)化過程中，一旦本國完整的核工業(yè)體系建立并完善，本國核電AE公司、系統(tǒng)供應(yīng)商以及總承包商逐漸成熟，業(yè)主基于投資經(jīng)濟性考慮，以及項目管理的專業(yè)化和社會化，其建造方式將向核電AE(EP分離或EP結(jié)合)少合同方式、EPC總承包交鑰匙合同方式合同方式發(fā)展，核電AE公司實現(xiàn)EPC總承包將是未來核電工程建造方式和項目管理結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的必然。

[1]董保同，王 雁．認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗堅持自主創(chuàng)新努力躋身世界核電強國之林——解讀國防科工委主任張云川關(guān)于秦山二核的批示[J]．中國核電，2006，(5)：14-16.

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