概念解析

    基于NPLC的IMS/DIMS 系统是核电站设计、建造、运行的重要工具和手段。

    >NPLC（即核电厂生命周期） 是指从核电厂的概念设计开始直到退役的广义全寿期。它包括设计（概念设计、详细设计）、建造（土建、安装、调试启动）、运行（运行、维修维护）、退役等几个主要阶段。

    IMS（即大型核电厂信息管理系统） 是指应用于大型核电厂生命周期内的信息管理系统。它利用现代信息技术，在核电厂的广义全寿期内收集、定义、评价、维护、处理和应用各种信息，并对信息资源及其生成过程进行全面管理。IMS与传统的核电厂信息管理系统的区别是：后者的应用范围主要限于核电厂自身；而IMS的应用范围覆盖核电厂的整个生命周期，其用户不但包括电厂业主，还包括设计者、建造者、承包商、制造商等。IMS与纯粹的数据库系统也有所区别：后者主要用于数据的存储访问；而IMS则依托数据库，建立起与应用直接相关的统一的信息管理系统。

    DIMS（即大型核电厂信息管理系统的设计信息管理分系统） 是IMS中一个重要的分系统。

    系统背景及需求

    国内核电信息化的现状、成绩和不足

    我国核电行业信息化起步于20世纪80年代后期，随着网络技术的不断发展，核电信息化工作的步伐也日益加快，有些已开始与国际同行业接轨。

    主要成绩 一是网络的普及：企业局域网、企业网站、因特网浏览查询、电子邮件等，已成为核电行业各单位、各部门不可缺少的工具和手段。二是应用的推广：CAD应用、党政管理办公自动化、财务电算化等在工程项目、工程设计、电厂管理等方面的计算机应用，都有长足的发展。三是领导的重视、IT专业人才的成长和软硬件资产的积累，为今后核电行业信息化的腾飞提供了保证。

    主要不足 一是虽有比较先进的网络和硬件设施，但应用软件相对落后，无论是软件还是硬件的重用性和可扩展性都不够理想。二是虽有应用，但很多应用系统都属于一时一事的解决方案，缺乏统一、长远的规划，因此容易造成重复建设，浪费投资，事倍功半。三是各种应用系统自成体系、自立门户，形成了难以跨越的“多平台”现象，资源的共享性和系统的互访性较差。

    国外工程设计和核电信息化发展现状

    其一，是将Intranet和Internet技术紧密结合起来，把网络电子商务的理念和技术应用于工程实践。“上网”已不仅仅是收发电子邮件或浏览搜索信息，而是与本行业的业务紧密结合，如网上协同设计、网上采购等。

    其二，是结合行业特点和企业自身需要，尽量采用先进的IT技术和手段。

    其三，是根据行业及企业自身需求，在引进先进技术的基础上，依靠自身力量自行开发出合适的应用产品与方案。

    其四，虽然欧美的信息技术应用起步较早，比较重视统一规划，但由于IT技术发展速度太快，再加上自身需求的不断变化，因此现有信息系统的多平台、异构现象同样存在，出现了不同程度的“信息孤岛”和“应用孤岛”。

    IMS/DIMS技术路线

    在对国内外核电行业信息化进行广泛调研和学习的基础上，上海核工程研究设计院指出研究开发IMS/DIMS要紧密结合我国核电行业的实际情况，同时努力与国际同行业应用接轨，并提出以下四个设计原则与技术路线。

    一体化 一是统一规划。总体方案的设计要贯穿核电厂生命周期的全过程，使IMS覆盖核电厂的设计、建造、运行等各主要阶段，克服彼此割裂的状态，并在统一规划的基础上，分步实施系统开发。二是统一平台。为了保证整个系统内部的可互访性、可连接性和可集成性，必须建立统一的通信平台。此外，在客户机、服务器、网络协议、数据存储、系统管理等方面，也要以此为原则进行设计并实施，确保系统对用户的安全、透明。

    模块化 为了保证系统具有一定程度的可扩展性和可适应性，要求主要的功能软件具有模块化特点，即IMS的各个分系统功能软件既能集成为统一的核电厂信息管理系统，也能相对独立地承担核电厂生命周期某阶段的某种特定功能。

    标准化 一是ISO9000系列的标准化（包括工作标准、管理标准和技术标准），以便于系统信息的国内通用并为与国际接轨提供保证。二是用于配置管理的识别标准化（包括用于标识NPLC所有系统设备、部件、设施的标准识别以及用于标识NPLC所有文件、图纸、质量记录等项目的文件识别），以保证各种设备和各种文件具有惟一的ID。三是IMS所涉及的软硬件及开发工具，应采用国际公认的性能比较成熟、技术比较先进的主流品牌，以保证系统自身的可用性和可管理性。四是项目开发过程和文档编制应遵守国际标准和行业标准。

    国产化 一是系统开发成功后，可成为国产化的NPLC各阶段应用系统信息管理平台。二是根据国内核电行业的特点，在IMS或其部分模块的基础上，可进一步扩展、集成，以适应新的需求。如核电设计院可在DIMS的基础上把科学计算和CAD加以集成，建立核电设计自动化平台。三是IMS除了能够应用于大型核电厂的设计、建造外，还应适用于非核的中小工程的设计、建造。

    IMS总体方案

    IMS系统由IMS综合技术数据库、IMS 信息管理软件以及IMS维护和管理分系统组成。IMS总体方案的矢状结构示意如图1所示。

    IMS综合技术数据库

    IMS综合技术数据库包括：设计数据库、采购数据库、建造数据库、调试启动数据库、运行维护数据库和退役数据库。在内容上，上述各子库与总库之间可根据需要及配置的权限进行相互复制。在结构上具有分布式特点，不同地点的数据库服务器之间可通过网络进行统一管理。在技术上，必须采用大型关系数据库，同时努力向数据仓库的技术方向过渡。在管理上，采用专设数据库管理软件对数据库进行管理。在数据来源上，主要是设计阶段提供的设计信息，其次来自建造阶段的工程信息，此外还有来自业主、承包商、制造商提供的各种有关信息以及技术标准、参考资料等。

    IMS维护和管理分系统（IMMS）

    用于对整个IMS系统的维护和管理，以保证其正常、安全地运行。IMMS主要由以下功能模块组成: 各子系统口令标识维护、数据客体授权及撤消、系统代码维护、数据备份、数据清理、数据恢复、数据备份/清理/恢复的查询等。

    IMS信息管理软件

    IMS信息管理软件的作用是实现在核电厂生命周期内对各种信息管理功能的需求，包括以下重要组成部分：

    设计信息管理分系统（DIMS） 包括设计合同信息管理子系统、设计项目策划信息管理子系统、 设计项目计划进度信息管理子系统、设计质量信息管理子系统、设计过程信息管理子系统、设计成品信息管理子系统、技术参数信息管理子系统、接口信息管理子系统、支持信息管理子系统和DIMS技术数据库。

    采购信息管理分系统（PIMS） 由采购清单、采购招投标、采购全程跟踪等信息管理子系统及PIMS数据库组成。

    建造信息管理分系统（CIMS） 包括工程进度控制信息管理子系统、投资控制信息管理子系统、质量控制信息管理子系统、工程合同信息管理子系统、工程文件信息管理子系统、设备材料信息管理子系统、工程接口信息管理子系统和CIMS综合数据库。其中，CIMS综合数据库包括能支持以上各子系统正常运转的各种信息，其数据的主要来源是DIMS技术数据库，此外还有来自各承包商、供货商以及现场工程进展过程中产生的各种信息。

    调试启动信息管理分系统（SIMS） 包括调试启动技术数据库和调试启动记录信息管理子系统。可根据调试启动组织机构的具体情况，按照系统工种，建立若干专用于调试启动协调组织的信息管理子系统。
 

 运行维护信息管理分系统（OIMS） 由厂长查询及决策、运行管理、设备及维修管理、文档管理等子系统，以及OIMS综合数据库、电厂常规OA等部分组成。一个核电厂从设计、建造、安装到最终交付业主运行及维护管理，其间经历了复杂的过程，产生了海量数据，而这些信息对于电厂业主至关重要。因此，OIMS综合数据库包含以下内容：核电厂竣工数据库（在交钥匙模式下，竣工数据库是总承包商向电厂业主最终交付的电子文件方式的完整文档图纸资料，也是OIMS最重要的基础数据库，其内容可根据需要从DIMS技术数据库和CIMS综合数据库中部分复制得到）；设备维护、维修、管理数据库; 核电厂运行的历史数据库和实时数据库。

    核电厂退役信息管理分系统（eIMS） 核电厂的退役关系到环保、生态等诸多问题，既有核电经济分析问题，又有社会影响问题。eIMS依据IMS积累的信息专门建立退役数据库，根据退役工作需要建立若干信息管理子系统，如环境评价、资源重用等功能子系统，为核电厂退役提供信息管理工具，并进而提供决策支持。

    IMS平台选型如下: 大型关系数据库采用MS SQL Server或Oracle; 流程软件选用 Lotus Notes/Domino；操作系统采用MS Windows NT/Windows 9x；网络协议采用TCP/IP。

   DIMS 开发方案

    集成结构

    DIMS系统集成主要包括系统接口、后台集成和界面统一，其层次结构如图2所示。

    DIMS 接口技术可采用基于电子邮件、基于流程软件平台、基于关系数据库平台等多种方案，目前所用方案是基于电子邮件的。其中，外接口处理设计成品的发送以及来往函件的收发、记录、存档和处理；内接口处理 DIMS用户的网上通信、信息交流、文件传送、资料互提等。操作权限由系统管理员根据项目经理指令进行设置。

    后台集成技术可采用多种方案，如ODBC(Open DataBase Connectivity)、LEI(Lotus Enterprise Integrator)、DECS(Domino Enterprise Connectivity Service)，现用方案为ODBC。

    DIMS的界面统一为Notes 环境下的主界面状态。用户可通过主界面方便地进入各子系统，再从各子系统进入所需的应用模块，然后在严格的授权和安全控制下获取必要的信息，进行与权限一致的操作。

  系统功能

    设计合同信息管理子系统 主要功能包括：输入合同管理以及合同台账的数据库文档；修改、删除数据库文档; 利用视图组织文档、分类文档; 文档和视图的打印；文档的查询等。

    设计项目策划信息管理子系统 主要功能包括：输入项目策划的数据库文档；修改、删除数据库文档；利用视图组织文档、分类文档；文档和视图的打印；文档的查询等。

    设计项目计划进度信息管理子系统 主要功能包括：创建、编辑、修改文档；查询文档；生成报表；传送报表。该子系统可进行计划进度和进度控制编制，实现了一级计划、二级计划、三级计划和关键点的编制，计划报表（按时间、按部门）的生成和打印，计划的审批和发送，以及在不同的视图中按不同的需求对文档进行分类排列。

    设计质量信息管理子系统 主要功能包括：对设计质量体系文件、各类质量控制表格、设计过程中各类质量控制表格和设计质量过程的质量记录，进行统一管理。

    设计过程信息管理子系统 主要功能包括：邮件信息、人员角色定义、任务单发送、任务单接收、文件表单编制、文件校对与答复、文件审核与答复、文件质审与答复、互提资料接收与答复、互提资料转发、文件归档等。

    设计成品信息管理子系统 主要功能包括：设计成品和半成品的归档、修改、批准、删除；生成图册目录报表；生成工作量报表等。

    技术参数信息管理子系统 主要功能包括：技术参数的输入、修改、删除和查询；生成报表等。

    接口信息管理子系统 为设计院在项目设计过程中与上级主管部门、业主、协作单位、分包单位、建筑单位等相关单位的往来信息处理提供服务，包括接收信息和发送信息的处理过程。

    支持信息管理子系统 为IMS/DIMS中各个子系统提供必要的数据，包括企业信息、部门信息、专业信息、单位信息、管理员名单等。

    技术特性

    DIMS系统在设计开发的过程中，具备以下主要技术特性：

    完整性 DIMS贯穿于核电厂设计的全过程，包括设计合同、设计项目策划等9个子系统和相应的技术数据库。DIMS中共有29个主模块、51类表单和193种视图，覆盖了整个设计流程的主要环节。

    协同性 DIMS按照各种人员在核电设计流程中的具体岗位，在系统中设置相应的角色，赋予相应的权限，建立相应的工作台，责任明确，关系清晰。从合同管理、台账建立、项目策划指导、计划制订检查、设计任务实施到设计成品归档的全过程，都可借助DIMS在网络上协同开展。在实施某项具体设计任务时，角色的定义，任务单的发送接收，设计文件表单的编制、校对、审核、质审，互提资料的接收、转发等主要工作，都可在网上进行。

    可靠性 DIMS从操作系统、数据库子系统、流程角色、工作任务等不同级别进行安全控制，确保系统在网络管理、系统运行、任务实施、数据传递等方面的安全可靠。工作人员只有在特定的授权状态下，才能在自己的权限范围内进行查看、使用、编辑等合法操作。DIMS可禁止任何人在非授权情况下从事任何非法操作。同时，DIMS采用客户端和多层复合体系结构，使大量的信息处理工作（功能逻辑处理和数据处理存储）集中在应用服务器上进行，大大降低了客户端计算机的负载，进一步提高了系统的可靠性。

    可用性 首先，DIMS的用户界面比较友好，操作比较简便。任何一个略懂计算机的人，只要凭借用户操作手册，稍加培训，即可上机操作。其次，任何一个与核电设计有关的用户，都可以根据自己的工作需要，从DIMS中获得相应的角色及权限设置，建立独立的工作平台，使自己的设计技术和设计管理工作基本实现无纸化。

    可扩展性 首先，DIMS可作为IMS的一个分系统，与IMS的其他分系统集成，进一步扩展其系统的规模和功能；同时，由于DIMS采用Lotus流程软件和SQL大型关系数据库，因此可在设计院内部与采用Lotus平台的办公自动化系统集成为更大规模的企业应用系统。其次，DIMS具有一定的柔性，其主要子系统可从DIMS中分离出来，独立实施该子系统的相应功能。最后，DIMS既可用于核工程和大型工程，也可用于非核工程和中小型工程。