2019年6月6日上午，工信部向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照。5G被視為引領(lǐng)科技創(chuàng)新、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級、發(fā)展新經(jīng)濟的基礎(chǔ)性平臺。該牌照的發(fā)放，標(biāo)志著我國正式進入5G時代，也意味著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)的智能化升級開始加速。
在核言核。自1942年“芝加哥一號堆”開啟人類和平利用核能的紀(jì)元，至今不過70余年，核能卻已在一些國家顯現(xiàn)出發(fā)展“疲態(tài)”，對安全的擔(dān)憂和巨大的建設(shè)成本等不容忽視。通過轉(zhuǎn)型升級，在保障安全運營的同時提高全要素生產(chǎn)率，提升產(chǎn)業(yè)競爭力，對核工業(yè)而言迫在眉睫，而數(shù)字化、智能化是轉(zhuǎn)型升級的必由之路。
據(jù)了解，中核集團將“數(shù)字核工業(yè)”作為“十三五”重點戰(zhàn)略任務(wù)，且以研發(fā)設(shè)計數(shù)字化、裝備制造智能化、經(jīng)營管理現(xiàn)代化為“數(shù)字核工業(yè)”建設(shè)的核心目標(biāo)，最新又明確提出到2030年要初步建成智慧核工業(yè)的目標(biāo)。
不過作為資產(chǎn)價值高、技術(shù)集成度也高的“重型”產(chǎn)業(yè)，又因保密、安全等而具較為封閉的傳統(tǒng)，核工業(yè)的騰挪變身并非易事。自2015年至今，我國核工業(yè)在ERP（企業(yè)資源計劃）、數(shù)字核電、核燃料智能生產(chǎn)、機器人與智能裝備、數(shù)字鈾礦山等領(lǐng)域全面展開探索，取得了一些成果。但是從重構(gòu)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、開拓新的經(jīng)濟增長模式的層面看，目前尚未交出令人滿意的答卷。
核電為主的賽道
數(shù)字化和智能化的前身是自動化、信息化。在信息化浪潮中，ERP是必須面對的一項基礎(chǔ)工作，而國內(nèi)各大核企步伐不一。官網(wǎng)顯示，2016年，中核集團初步實現(xiàn)了商網(wǎng)互聯(lián)互通；基本實現(xiàn)了財務(wù)數(shù)據(jù)全集團的匯集，人力資源管理信息化覆蓋集團主要成員單位，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作業(yè)已完成，并開始謀劃集團公司數(shù)據(jù)中心建設(shè)；ERP工作在核電板塊試點成功的基礎(chǔ)上，進一步擴展試點范圍。根據(jù)來自2012年度中央企業(yè)信息化工作會議的報道，“十一五”期間中廣核集團已建成以ERP為核心的信息系統(tǒng)。
核電是核工業(yè)中“最好的資產(chǎn)”，核電領(lǐng)域的數(shù)字化及智能化起步早、投入多。核電要實現(xiàn)智能發(fā)電，離不開智能化控制技術(shù)、智能控制儀表的裝備研發(fā)，乃至移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、超級計算、傳感器等新理論新技術(shù)的應(yīng)用。
國務(wù)院發(fā)布于2017年的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》里，專門提及要發(fā)展支撐核電安全運營的智能保障平臺。2018年，國家發(fā)改委、國家能源局、生態(tài)環(huán)境部、國防科工局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于進一步加強核電運行安全管理的指導(dǎo)意見》，明確要求“推進信息化、智能化、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)在核電運行安全管理中的應(yīng)用”。
智能核電站的研究成為近年來世界各國提高核電站設(shè)計和建造效率的重要手段和方向，國內(nèi)各涉核集團也都已全面啟動數(shù)字核電、智慧核電建設(shè)。2014年，中廣核工程有限公司提出“智能電站”項目總體技術(shù)方案，并通過中國核能行業(yè)協(xié)會的評審。根據(jù)技術(shù)方案，該項目將按照統(tǒng)一業(yè)務(wù)流程、協(xié)同設(shè)計、智能建造、項目管理、仿真推演、知識工程、信息構(gòu)架及數(shù)據(jù)中心等七個專項協(xié)同推進，旨在建成涵蓋核電設(shè)計、建造全生命周期的數(shù)字電站。
針對“華龍一號”核電工程設(shè)計、試驗、建造、運行及退役等環(huán)節(jié)，中核集團成立了數(shù)字核電建設(shè)專項工作組，由中國核電工程有限公司牽頭，中國核能電力股份有限公司、中國核動力研究設(shè)計院等單位參加。目標(biāo)是“十三五”末“華龍一號”首堆要實現(xiàn)工程側(cè)向運營側(cè)的數(shù)字化移交，全面支撐“華龍一號”首堆的數(shù)字化運營。同樣針對“華龍一號”，今年1月，中廣核集團在防城港核電基地舉行了智能核電數(shù)字化移交研究項目啟動會，會上簽署了《“華龍一號”示范項目數(shù)字化移交協(xié)議》，計劃依托防城港核電二期項目實現(xiàn)核電數(shù)字化移交。
在核電設(shè)備管理方面，2018年11月，中國核能電力股份有限公司對外發(fā)布設(shè)備可靠性管理系統(tǒng)ERDB。截至2018年，中國核電旗下21臺機組全部投用了ERDB系統(tǒng)，涉及到管理的設(shè)備有167萬多臺，通過9萬多個數(shù)據(jù)測點，為1097個系統(tǒng)進行評價?！罢驹谛碌钠瘘c放眼未來，核電廠將向著數(shù)字化、智能化發(fā)展。ERDB系統(tǒng)是傳統(tǒng)工業(yè)與先進的大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能的充分結(jié)合?！卑l(fā)布方如此表示。
除了核電站，研究堆領(lǐng)域也有進展，中國原子能科學(xué)研究院在2016年7月發(fā)布了數(shù)字微堆系統(tǒng)。數(shù)字微堆屬于數(shù)字反應(yīng)堆的一種，構(gòu)建了一個虛擬數(shù)字反應(yīng)堆集成開發(fā)環(huán)境，對安裝、首次臨界、運行、應(yīng)用、退役和安全等進行全方位的模擬仿真。據(jù)介紹，采用數(shù)字微堆系統(tǒng)后，新設(shè)計和建造一個微堆將顯著縮短建設(shè)周期，節(jié)省建設(shè)投資，并可為用戶提供數(shù)字化運行和維修的培訓(xùn)和教學(xué)系統(tǒng)。
2019年5月26日，工信部“十佳大數(shù)據(jù)案例”評選結(jié)果揭曉，中國核動力研究設(shè)計院研發(fā)的反應(yīng)堆遠(yuǎn)程智能診斷平臺——PRID入選其中。PRID依托故障診斷方向的專家資源，使用自主開發(fā)的智能診斷分析算法，準(zhǔn)確、及時地對關(guān)鍵設(shè)備進行智能診斷分析，提出運維策略，開創(chuàng)了信息化、一體化、智能化的核電關(guān)鍵設(shè)備運維新模式?！癙RID反應(yīng)堆遠(yuǎn)程智能診斷平臺，是人工智能技術(shù)在核電行業(yè)的落地和發(fā)展?！焙藙恿υ狐h委書記周定文如是說。
對于數(shù)字化核燃料產(chǎn)業(yè)，據(jù)了解中核集團主要從三方面推進：專用設(shè)備的智能制造平臺建設(shè)、鈾濃縮工程協(xié)同設(shè)計與運行仿真平臺建設(shè)、核燃料元件車間智能化制造系統(tǒng)建設(shè)。例如，中核建中核燃料元件有限公司依托多次技術(shù)改革，一再提升核燃料生產(chǎn)線的自動化、信息化水平，如今實現(xiàn)了產(chǎn)品全過程的自動化加工及物料的自動化轉(zhuǎn)運，以及產(chǎn)品全過程的信息數(shù)據(jù)跟蹤和管控，雖然與工業(yè)4.0所提倡的智能制造還有一定差距，但已為全面打造燃料元件數(shù)字化車間打下了基礎(chǔ)。
在數(shù)字鈾礦山方面，天山鈾業(yè)是目前中國產(chǎn)能最大、技術(shù)最先進、數(shù)字化程度最高的天然鈾生產(chǎn)基地?！霸谔焐解櫂I(yè)辦公室，我們就可以24小時收集、監(jiān)控井場、水冶廠的所有信息。而與數(shù)字化信息相連的另一端，則是無人值守的井場集控室和高度自動化的水冶生產(chǎn)?！敝泻说谒难芯吭O(shè)計工程有限公司的副總工程師倪玉輝說。據(jù)她介紹，中國鈾業(yè)一直在致力完善綠色礦山標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，而其中最重要的內(nèi)容就是建設(shè)數(shù)字地浸鈾礦山。
作為未來科技發(fā)展的制高點，機器人與智能裝備也是核工業(yè)智能化的重要方向。繼核電智能裝備與機器人技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟之后，從核電領(lǐng)域拓展至核工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的核工業(yè)機器人與智能裝備協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟也于2018年年底成立。聯(lián)盟既覆蓋業(yè)內(nèi)的核電、核燃料、核應(yīng)急機器人研發(fā)及應(yīng)用的實踐，也包括機器人方面的高新企業(yè)在全產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的實踐、民營企業(yè)在核電站強輻射機器人以及核設(shè)施退役機器人的研發(fā)與實踐。
下一步怎么走？
和互聯(lián)網(wǎng)一樣，5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等不是單一的技術(shù)或產(chǎn)業(yè)，而是可以作為基礎(chǔ)能力被廣泛應(yīng)用，促進形成新的產(chǎn)業(yè)推動力和新的經(jīng)濟增長點，促進產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。而且可以不斷提高生產(chǎn)效率，甚至為產(chǎn)業(yè)帶來顛覆性的變革。
事實上，智能化對能源系統(tǒng)的沖擊已來——電力工程已成為中國人工智能專利布局的重要領(lǐng)域，人工智能技術(shù)能協(xié)助對多個來源產(chǎn)生的能源輸出進行管理，將可再生能源的自然間歇性破壞降到最低?！胺植际健蹦茉匆揽咳斯ぶ悄艿恼{(diào)節(jié)達到整體輸出的穩(wěn)定性，利好太陽能、風(fēng)能等新能源。是挑戰(zhàn)更是機遇。核工業(yè)能否將先進的信息技術(shù)與自身深化改革結(jié)合起來，獲得新動能？
在6月20日的“2019國資論壇——國有企業(yè)信息技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研討會”上，中國信息通信研究院副總工程師王愛華談到，當(dāng)前我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用探索的方向中，“補課”、提升與模式創(chuàng)新并舉。中鋼集團信息管理部總經(jīng)理李紅的說法與之接近：“我國企業(yè)普遍處于（工業(yè)）2.0‘補課’、3.0普及和4.0示范的階段?！?在核工業(yè)企業(yè)中，也呈現(xiàn)“兩化融合”水平良莠不齊、整體信息化水平不高的現(xiàn)狀。部分企業(yè)雖然號稱“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”，但沒有清晰的轉(zhuǎn)型思路，具體實施還是因循舊制；或者對數(shù)字化本身認(rèn)識不足，不夠敏感，缺乏變革動力；企業(yè)的CIO缺位，或者沒有存在感等。
“對智能化的認(rèn)知，不能停留在建系統(tǒng)、做支撐的傳統(tǒng)信息化階段，不能為智能化而智能化?！睂崿F(xiàn)聯(lián)網(wǎng)工作、“無紙化”辦公當(dāng)然是信息化、數(shù)字化的一個步驟，對于效率提升的影響也可能不容小覷，但這僅是表層。智能化工作在推進過程中需要將先進的信息技術(shù)手段同企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、主營業(yè)務(wù)和經(jīng)營管理進行結(jié)合，從支撐轉(zhuǎn)變到引領(lǐng)。一方面以業(yè)務(wù)驅(qū)動的方式，緊緊圍繞核心業(yè)務(wù)和價值最大的業(yè)務(wù)領(lǐng)域開展智能化工作；另一方面認(rèn)識到數(shù)據(jù)資源日益成為重要生產(chǎn)要素、無形資產(chǎn)和企業(yè)財富，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動，優(yōu)化或創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式。前面提到的核電數(shù)字化交付，其實就是數(shù)字化產(chǎn)品和服務(wù)的一例。
基于數(shù)據(jù)基理的協(xié)同設(shè)計和仿真驗證，已經(jīng)成為各類復(fù)雜工程的一致選擇。據(jù)了解，航天科工對火箭發(fā)動機進行多專業(yè)協(xié)同設(shè)計與仿真論證，設(shè)計效率相比之前提升了14倍。協(xié)同設(shè)計的內(nèi)涵不僅僅包括跨地域、跨專業(yè)等，也包括對流程的橫向打通，從設(shè)計之初就考慮到接下來的驗證，也考慮到再往后的施工建造等環(huán)節(jié)。
“核電小堆要提升效益，設(shè)計從一開始一直到使用、運維乃至最終退役，都要考慮在內(nèi)，實現(xiàn)全生命周期端到端的設(shè)計。另外，目前大型核電站一般都是在海上或者當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)場去建造，而小堆可以模塊化，更多地在工廠里的流水線上制造，從而利用智能生產(chǎn)降低成本?！边_索系統(tǒng)能源、流程與公共事業(yè)行業(yè)副總裁Thomas Grand在2019年達索系統(tǒng)3D體驗高峰論壇上接受采訪時說。
他同時談到，很多關(guān)系到安全的重要設(shè)備，不是主動的而是被動的一些設(shè)備，如管道、除塵器等，保證其安全性的最佳辦法還是通過對材料的仿真——現(xiàn)在甚至可以仿真到分子和原子層面的變化，來預(yù)期它的壽命及安全性等?！白龊梅抡婧?，可以更加有計劃性地開展維修，使得維修不會打擾正常的運維生產(chǎn)，而且每次都有針對性地把問題解決?！?/p>
與核工業(yè)類似，針對連續(xù)生產(chǎn)、安全環(huán)保要求高等特點，不管是以“數(shù)字孿生”為核心的智能工廠建設(shè)，還是以數(shù)據(jù)可視化為核心的風(fēng)險管控系統(tǒng)，在鋼鐵、石化、能源電力等行業(yè)的很多企業(yè)中已經(jīng)得到應(yīng)用。此外在依托系統(tǒng)集成的供應(yīng)鏈優(yōu)化管理、以數(shù)據(jù)模型分析為核心的設(shè)備健康管理等方面，也有一些其他行業(yè)的成功案例或可借鑒。例如空客集團整合眾多上游供貨廠商，基于自動標(biāo)識與數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)零部件高效管理與采購，供應(yīng)鏈成本減少了20%。
近日，中核集團宣布其人工智能與核科技產(chǎn)業(yè)融合戰(zhàn)略規(guī)劃項目正式啟動，高調(diào)推進人工智能與核科技產(chǎn)業(yè)的融合應(yīng)用。據(jù)了解，中核集團計劃從整個核產(chǎn)業(yè)鏈出發(fā)，探索人工智能融合應(yīng)用的需求和場景。通過打造智能化鈾資源勘探和開采，智能化核燃料生產(chǎn)制造，智能化核裝備制造和智能化工廠管理，智能化核電設(shè)計、建造和運營，同時研究人工智能在核環(huán)保、核動力等領(lǐng)域的融合應(yīng)用，推動人工智能在全產(chǎn)業(yè)鏈的深度融合、創(chuàng)新應(yīng)用和轉(zhuǎn)型驅(qū)動，從而推動核工業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級、生產(chǎn)力整體躍升。
正如國務(wù)院國資委綜合局副局長袁雷峰在國有企業(yè)信息技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研討會上指出的那樣，“數(shù)字化、智能化是趨勢，趨勢就是早晚會到來的，要主動迎上它?！?/p>
