10月8日，世界經(jīng)濟(jì)論壇(WEF)正式公布，三門核電作為第四次工業(yè)革命(4IR)先進(jìn)技術(shù)的代表，成功入選全球“燈塔工廠”(Lighthouse Network)。目前，全球共有172座“燈塔工廠”，其中，中國有74家。三門核電為中核集團(tuán)下屬企業(yè)中第一家獲得“燈塔工廠”的企業(yè)，也是全球核電行業(yè)首家“燈塔工廠”。

　　“燈塔工廠”是全球“工業(yè)4.0技術(shù)應(yīng)用”和“數(shù)字化制造”最佳實(shí)踐工廠，代表著全球工廠智能制造和數(shù)字化技術(shù)的最高水平。由世界經(jīng)濟(jì)論壇和麥肯錫公司于2018年發(fā)起遴選，旨在形成全球工廠中將4IR應(yīng)用于企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)等各方面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最優(yōu)實(shí)踐案例�！盁羲�工廠”不僅自身具備優(yōu)秀的生產(chǎn)能力，而且能通過示范和引領(lǐng)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈中的上下游企業(yè)走向智能化，提升新型工業(yè)化整體水平�！盁羲�工廠”就像燈塔一樣，照亮工業(yè)生產(chǎn)的未來之路，指引整個(gè)行業(yè)向智能化制造的方向前進(jìn)。

　　讓我們一起走進(jìn)這座站國際前沿的核電站，感受數(shù)智化技術(shù)賦能新質(zhì)生產(chǎn)力的力量！

　　AI賦能核電關(guān)鍵設(shè)備可靠性管理

　　“給水前置泵A軸承振動(dòng)(X)(非驅(qū)動(dòng)端)(10FWS-YT101A1)：動(dòng)態(tài)閾值報(bào)警高高報(bào)，當(dāng)前值：3.29mm/s，測(cè)點(diǎn)報(bào)警時(shí)間：2024-08-09 10∶49∶59”。三門核電系統(tǒng)工程師一收到短信通知，立刻進(jìn)入設(shè)備健康管理系統(tǒng)(PHM)進(jìn)行確認(rèn)，并按照系統(tǒng)推薦的診斷方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)診斷。AI賦能的設(shè)備健康管理系統(tǒng)采用工業(yè)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的工業(yè)AI增強(qiáng)智能技術(shù)、非介入式智能傳感技術(shù)及設(shè)備故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)，對(duì)核電機(jī)組海量運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和價(jià)值挖掘，系統(tǒng)全面覆蓋了主泵、循泵、風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)、變壓器等各類核電站關(guān)鍵敏感設(shè)備，針對(duì)設(shè)備存在的定期人工巡檢強(qiáng)度大、監(jiān)測(cè)不及時(shí)等問題，利用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)各種在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估，提高設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和評(píng)估的精準(zhǔn)度和及時(shí)性，由月級(jí)別的定期離線巡檢，提升為小時(shí)級(jí)別的在線監(jiān)測(cè)。通過設(shè)備健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立和使用，可降低非預(yù)期停機(jī)概率30%，減少現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員50%，有效縮短故障排故時(shí)間60%，降低備品備件約30%。

　　AI定制機(jī)器人入列高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)

　　安全殼是核電站包容放射性物質(zhì)的重要安全屏障，需對(duì)其進(jìn)行定期安全檢查，以保證其安全可靠，簡(jiǎn)稱在役檢查。在役檢查需要在機(jī)組大修期間執(zhí)行，為避免人員乘坐吊籃至高處開展長時(shí)間作業(yè)導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)，三門核電研發(fā)了耐輻照的磁吸附壁面爬行機(jī)器人。

　　大修期間，工作人員位于安全殼底部，操控機(jī)器人對(duì)空氣導(dǎo)流板區(qū)域進(jìn)行檢查，實(shí)現(xiàn)了狹小空間、長距離、大容積、大面積、針對(duì)垂直壁面的檢查，在核電行業(yè)內(nèi)首次成功地應(yīng)用在直徑40米的圓筒型容器(即安全殼)上。它能在狹小空間進(jìn)行全方位的移動(dòng)和精確定位，并通過視頻檢測(cè)設(shè)備和圖像算法進(jìn)行信息的識(shí)別和數(shù)據(jù)的計(jì)算，成功滿足了法規(guī)對(duì)檢查覆蓋率的要求，使在役檢查覆蓋率達(dá)到100%，避免了人員高處作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

　　此外，三門核電開發(fā)出智能巡檢機(jī)器人，搭載有視頻檢查設(shè)備，能進(jìn)行移動(dòng)、定位，對(duì)設(shè)備情況進(jìn)行視頻采集，并通過圖像算法進(jìn)行信息的識(shí)別和數(shù)據(jù)的計(jì)算，極大程度地提升了運(yùn)行巡檢工作效率。

　　核反應(yīng)堆堆芯功率先進(jìn)分析

　　太上老君的煉丹爐里是什么光景，得煉就一副火眼金睛才能看明白，而核反應(yīng)堆的堆芯里有什么乾坤，則需要一套專業(yè)可靠的堆芯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方能一探究竟。先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)24小時(shí)不間斷采集反應(yīng)堆內(nèi)儀表提供的測(cè)量數(shù)據(jù)，結(jié)合內(nèi)置的理論算法，精確還原出反應(yīng)堆堆芯的實(shí)時(shí)三維功率分布，相當(dāng)于反應(yīng)堆的數(shù)字孿生體，讓人一目了然。它顯著優(yōu)化了傳統(tǒng)核電站的測(cè)量試驗(yàn)方法，能有效減少運(yùn)行空間的過度約束，降低操縱員的工作負(fù)擔(dān)，節(jié)約每次大修后首次升滿功率時(shí)間。有了這對(duì)“火眼金睛”，反應(yīng)堆操縱員既可以預(yù)先識(shí)別并避免可能的危險(xiǎn)工況，又能夠合理發(fā)揮反應(yīng)堆的運(yùn)行潛力，讓核能更好地為人類文明增光添彩。

　　機(jī)組運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)先進(jìn)分析

　　根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)的要求，核電站需要監(jiān)測(cè)機(jī)組的核安全水平。運(yùn)行機(jī)組的核安全水平到底處于何種水平？是否還有潛在的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)？這些問題的答案均可以通過風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)工具進(jìn)行解答。

　　傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)工具依賴于人工輸入，操作復(fù)雜且評(píng)價(jià)過程中存在人因失誤問題。為消除傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)器存在的不足，三門核電組織了一支攻堅(jiān)克難小隊(duì)，全面梳理了電廠的信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并成功開發(fā)了風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)工具所需數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取邏輯，在行業(yè)上率先實(shí)現(xiàn)核風(fēng)險(xiǎn)的自動(dòng)評(píng)價(jià)以及核風(fēng)險(xiǎn)源的自動(dòng)查找功能，提升了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的效率和準(zhǔn)確性。風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)工具利用概率安全分析方法，使用事件樹和故障樹建立核電機(jī)組模型，開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)器用于配置風(fēng)險(xiǎn)管理工作，定量化計(jì)算核電機(jī)組在不同配置狀態(tài)下的核安全水平，例如堆芯損傷頻率和早期大量放射性釋放頻率；開發(fā)判斷邏輯算法，抓取機(jī)組運(yùn)行模式、設(shè)備運(yùn)行/備用狀態(tài)、不可用設(shè)備信息等核電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行配置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)和三日滾動(dòng)計(jì)劃風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，并自動(dòng)開展風(fēng)險(xiǎn)原因查找和風(fēng)險(xiǎn)處置。它在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)器的自動(dòng)化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)原因查找的閉環(huán)，提升風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的效率和準(zhǔn)確性。截至目前，風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)工具已幫助電廠成功排查了40多處潛在風(fēng)險(xiǎn)源。

　　核電廠化學(xué)系統(tǒng)走向數(shù)智化

　　三門核電錨定三代核電化學(xué)領(lǐng)域技術(shù)前沿，針對(duì)壓水堆一、二回路高分析頻率的化學(xué)控制參數(shù)開發(fā)自動(dòng)取樣系統(tǒng)、化學(xué)自動(dòng)分析系統(tǒng)與儀器：如一回路在線鋅表、在線離子色譜儀、高精度在線硼測(cè)量，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳、趨勢(shì)分析、自動(dòng)識(shí)別異常；開展智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集智能化，達(dá)到自動(dòng)判斷、自動(dòng)計(jì)劃、自動(dòng)質(zhì)控；投運(yùn)化學(xué)智能巡檢機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)二回路取樣系統(tǒng)自動(dòng)巡檢；pH分析機(jī)器人、高純鍺自動(dòng)進(jìn)樣機(jī)械臂、液閃制樣機(jī)器人、樣品轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人等在緊鑼密鼓的測(cè)試中；人工智能的化學(xué)診斷系統(tǒng)已納入研發(fā)計(jì)劃并正在實(shí)施，預(yù)期通過建立化學(xué)專家知識(shí)庫和運(yùn)用AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)數(shù)據(jù)異�？焖僭\斷。

　　三門核電創(chuàng)建的“浙江省先進(jìn)壓水堆水化學(xué)技術(shù)和材料研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”已通過浙江省科技廳的評(píng)審和論證，作為核電廠智慧化學(xué)項(xiàng)目研發(fā)重要平臺(tái)，統(tǒng)籌推進(jìn)“產(chǎn)學(xué)研用”一體化發(fā)展，重點(diǎn)圍繞核反應(yīng)堆工質(zhì)化學(xué)行為基礎(chǔ)理論與新材料研究、核電化學(xué)控制技術(shù)優(yōu)化研究、核電先進(jìn)化學(xué)測(cè)量方法研發(fā)及智慧化學(xué)建設(shè)等方向，致力打造國內(nèi)首個(gè)核電化學(xué)領(lǐng)域“黑燈實(shí)驗(yàn)室”——依靠機(jī)器人自主完成實(shí)驗(yàn)室工作，將工程師從日常重復(fù)、繁瑣的工作中解放出來，從事更深入的專業(yè)技術(shù)研究。智慧化學(xué)顯著提升了核電廠化學(xué)監(jiān)督的效率和安全質(zhì)量水平，降低了成本，為核電行業(yè)帶來深遠(yuǎn)變革。

　　仿真技術(shù)融入核電

　　核電站里的操作比大多數(shù)行業(yè)都要復(fù)雜，還要考慮到核電站對(duì)安全的更高要求，關(guān)鍵生產(chǎn)崗位的人員每天需要面對(duì)不同工況的機(jī)組情況，真實(shí)的提前演練和培訓(xùn)必不可少。

　　深度仿真技術(shù)的應(yīng)用，為三門核電帶來了VR+人因安全作業(yè)體驗(yàn)平臺(tái)，加入關(guān)鍵崗位人員培訓(xùn)序列。在這里可以坐上360°旋轉(zhuǎn)的升降座椅，戴上VR眼鏡，手握精準(zhǔn)的操作手柄，開始一次近乎真實(shí)的核電工作體驗(yàn)；可以選擇特定體驗(yàn)場(chǎng)景，或是爬上7米以上的高處作業(yè)平臺(tái)，或是切割管道的動(dòng)火作業(yè)，又或是執(zhí)行電氣測(cè)絕緣操作。如此這般“理—虛—實(shí)”的立體化智慧型教學(xué)環(huán)境，打造了“平臺(tái)+資源”型的虛實(shí)結(jié)合復(fù)雜場(chǎng)景。通過身臨其境的VR體驗(yàn)讓那些原本不能在實(shí)際機(jī)組上開展的演練鮮活地展示眼前。

　　這樣的模擬演練在核電站還有個(gè)更加真實(shí)的存在——全數(shù)字化模擬機(jī)，可以模擬整個(gè)核電站的運(yùn)行情況，以便于核電運(yùn)行操縱員應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的應(yīng)急狀況甚至事故工況。這套全數(shù)字化模擬機(jī)采用了先進(jìn)的數(shù)字孿生模型，并根據(jù)機(jī)組的實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)模擬機(jī)的參數(shù)進(jìn)行了多次校正，持續(xù)保證全范圍模擬機(jī)的高精度仿真。

　　三門核電不斷追求卓越，勇于挑戰(zhàn)自我。“燈塔工廠”的入選是三門核電追求高質(zhì)量發(fā)展的里程碑，也是探尋數(shù)字化轉(zhuǎn)型能力提升方向和建設(shè)路徑的新起點(diǎn)。三門核電將統(tǒng)籌發(fā)布“燈塔工廠”建設(shè)規(guī)劃，在智能電廠的設(shè)備層、智能監(jiān)控層、智能管理層進(jìn)一步深化應(yīng)用工業(yè)4.0相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電廠的全面感知、自動(dòng)監(jiān)測(cè)和優(yōu)化控制。通過數(shù)字化、智能化進(jìn)一步筑牢核電發(fā)展根基，不斷提速高端化、智能化、綠色化發(fā)展步伐，讓“燈塔工廠”不僅照亮自己，同時(shí)引領(lǐng)他人，為核電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入更多指引方向、照亮航線的重要航標(biāo)，擦亮中國核電世界“燈塔工廠”名片！