12-大基建系统工程与数字孪生全攻略 | 变更与基线管理
▲12-大基建系统工程与数字孪生全攻略 | 变更与基线管理
本系列文章将致力于阐述系统工程与数字孪生在大型基础设施数字化转型中的应用与实践。笔者核电人出身，故文章逻辑与案例将以核工业作为牵引，用来阐述广义上大基建行业数字化转型与传统制造业的区别，以及其价值（Why）、工作内容（What）、解决方案（How）与实施方法（How to）。
“一次把事情做好”是所有工程人员的终极目标，然而由于新型技术的升级、外部的反馈与新需求、内部各专业的不一致、以及人因的失误等，导致工程变更（EC - Engineering Change）不可避免地不断出现，而且越在工程周期后端发生，所造成的影响就越大。
如本系列开卷第一回所述，能源和基建行业等复杂系统要花钱、花精力、花时间做数字化与系统工程，其价值就在于前期的仿真迭代、最大化地规避风险、降低成本并提升效率。虽说“最好的变更管理就是没有变更”，但回归到现实世界要应对工程变更的最佳手段只能是数据驱动、基于模型、以及一体化平台管控。
我们曾经认为“行之有效”的人海战术，比如外包个几百人专门修改和管理文档，这种“路径依赖”在可预见的几年内是注定要被淘汰的，因为网络信息时代工程的复杂性早已远远超出普通人力和人脑能触及的上限。如果拒绝应用数字化手段对组织和流程进行转型的话，结果只能是一边拖着臃肿过时的组织架构、一边抱怨别人“卡脖子”。
WHAT – 做什么
基于单一数据源、一体化平台、统一的变更与基线（配置 / 技术状态）管理：
端到端的变更全生命周期管理（Change Management）：从问题发起到实施的闭环跟踪，保障变更的可追溯性，基于数据模型对变更的范围做全面透彻的影响分析（Impact Analysis），对变更影响到的系统和负责人保持实时的提醒和状态跟进，同时连接其所对应的工作包，智能化预估并更新所需的工作量和时间进度。
基线 / 配置 / 技术状态管理（Configuration Management）：能源基建行业与航空航天的理念和侧重点各有不同。航空航天的基线管理侧重的是产品参数化的多样性，如同一套飞机架构可设计成普通客机、专机、货机，对应不同的起落架、机翼、以及内置空间等配置。
而核电站的配置管理注重的是内部与外部经验反馈的集成实现，进而“累积性”地整体升版为下一个基线或技术平衡状态，其侧重点在于设计要求（Design Requirement）、技术状态信息（Facility Configuration Information）、以及物项技术状态（Physical Configuration）三者之间的一致性。核工业作为是世界上管控最严格和最复杂的工业，配置管理的重要性已经得到了业界的明确认同，但对于具体如何实施目前尚没有标准的路线图。如对详情感兴趣可以去读以下报告：
o 国际原子能机构IAEA-TECDOC-1335
o 美国能源部DOE-STD-1073-2016
o 美国国家标准学会ANSI/NIRMA CM 1.0-2007
o 美国电力科学研究院EPRI - Elements of Pre-Operational and Operational Configuration Management for a New Nuclear Facility
HOW – 怎么做
1. 变更起源（问题管理 – Issue management）
任何员工都可以提出任何问题（技术或管理层面的），用以表达在工作中的疑虑、冲突、或外部反馈，问题会被管理员预分析和处理，同时保留其可追溯性。
2. 变更发起（CR - Change Request）
一旦某些提出的问题会造成潜在的影响，如设计流程、其他专业、其他系统、核安全、成本、进度等，此问题将会被视为值得共同分析的变更。变更流程会比初始问题分析流程严格得多，需要此变更影响最大的系统或专业作为变更负责人（Change Owner），先要做初始分析，后期需要指挥关联系统或专业负责人做协同变更影响分析。
3. 变更分析（CO – Change Order）
各专业经商讨后提出变更的不同解决方案，针对不同的变更方案再细化至各自关联的行动项，同时对比不做变更的情况来分析技术、成本、进度的影响。结论将会在变更委员会（Change Committee）上做最终批复，如果此变更影响的范围过大、成本过高、或周期过长，则需要上报至集团或项目高层做终审。
4. 变更行动项（CA – Change Action）
变更批复后各系统或专业负责人就可以基于技术和进度的需求来进行变更行动项的实施，当每一个CA都成功实施并关闭后，进而可关闭CO，CR，以及变更起源的Issue，实现变更端到端的全生命周期可追溯。
5. 基线 / 配置管理与技术状态平衡
除一部分不具有大范围影响的变更可迅速处理（Fast Track）以外，其他的变更都需要在前一个技术状态参考系（RC – Reference Configuration）进行影响分析，得到批复后在下一个技术状态进行批量实施，并在所有变更实施后进行一致性审查来实现基线 / 技术状态平衡的冻结（CS - Consistent State）。以下图例仅供参考，用于全面解释核电站从设计到施工、再到交付和运维阶段的全生命周期基线 / 配置管理、技术状态平衡、以及变更之间的关联关系。
• 工程阶段逐步建立技术平衡状态，按批次实施变更项：（请横屏观看）
• 延伸至运维阶段维持技术状态平衡，基于阶段大修整体升版关联信息：（请横屏观看）
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HOW TO – 如何落地实施
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WHO – 本文作者
吕柯夫
数字核电高级咨询顾问
毕业于UTT法国特鲁瓦工程技术大学并获得硕士工程师学位，十二年核电项目经验，中国核学会高级会员。加入达索系统之前，曾供职于EDF法国电力集团，负责核电站停堆大修项目管理、后福岛事故全法核电站应急机组改造设计、英国欣克利角C欧洲第三代压水式核反应堆三维数字化设计与配置管理。
