核电智能化的现在与未来

9月17日，在国际原子能机构（IAEA）第68届大会边会——“核电运营者论坛：开创人工智能在核电站应用的先驱”上，中核集团旗下中国核电工程有限公司提交的《物联网在核电工程智慧工地的创新应用》案例，在各国提交的39项申报项目中脱颖而出，最终成为获得首届在运核电厂创新国际网络（ISOP）创新奖的四项案例之一。这标志着中核集团在核电工程建设领域的创新实践得到了国际权威机构的高度认可。此次获奖，也是对中核工程近年来坚持推进核电智能化建设的一次充分肯定。

核电工程智能化建设的核心目标是构建一个可视化、数字化、智能化的项目管理平台，进一步提升核电工程的安全管理、质量管控、进度管理和三维可视化能力。为实现这一目标，中核工程近年来不遗余力地推进各项技术的深度融合，包括AI算法的优化、大数据分析的精度提升以及三维技术的广泛应用。经过数年的实践，中核工程在智慧设计、智慧工地、智慧运维等领域已经取得了丰硕的成果。目前，中核工程将核电工程智能化建设作为高质量发展目标，正着眼于突破其中的关键技术瓶颈，打造新质生产力，并以此带动全产业链的技术协同发展。

保持行业领先地位的关键

正如IAEA总干事格罗西在参加IAEA第68届大会边会时所强调的那样，新兴的数字技术、人工智能（AI）技术与核电的有效结合，将使核电发展更加安全、高效和具有可持续性。很显然，谁能抓住这波科技的红利，谁就能占据未来智慧核电技术的制高点。

在边会的圆桌讨论中，中核工程北京核工程院的姚文卿博士认为：“智能化技术归根结底是一项综合应用技术。而智能化技术，有望成为系统性解决‘大幅提升安全性和经济性’目标的新质生产力。解决上述问题最直接、最有效的途径就是利用工业人工智能、信息技术、大数据、物联网、工业互联网等技术，提升状态感知能力，提供运行和维护决策支持，降低核电人因失误，提升机组经济性，推动核电向数字化、智能化转型，打造智能核电厂。”

作为核电工程总承包单位，中核工程上下早已敏锐地意识到这一点。事实上，推进核电工程建设智能化被赋予了更高的战略定位。它不仅是公司落实数字化核工业发展战略的重要举措，更是公司在全球核电工程领域保持行业领先地位的关键。中核工程上下对该领域给予高度重视和全力支持，致力于借此实现核电工程管理的全面升级。

智能核电厂核电将实现三大应用场景：智能设计建造、智能运行维护、智慧经营管理。因此，核电智能化建设必将是一个庞大的系统工程，推进过程必须慎之又慎。中核工程项目管理部副主任阚烁表示：“智能核电厂将采取分步走策略，即充分利用在运电厂数据进行智能化技术的开发与迭代，在后续新建机组中统筹规划智能化技术应用部署；通过不断地部署、反复迭代完善，提高新技术的可靠性和成熟度。”

“可感、可传、可知、可控”

智慧工地建设成为中核工程推进核电智能化建设的第一个“桥头堡”。2020年6月，智慧工地建设启动。中核工程领导亲自主抓，成立了专门的智慧工地建设领导小组，从战略层面到执行层面，全方位推动这一重大工程。中核工程从顶层规划入手，制定了标准化和规范化的实施方案。通过整合物联网、AI、大数据、5G等前沿技术，力求将智慧工地打造成核电行业标杆。

智慧工地首期在漳州核电1、2号机组，海南核电3、4号机组，辽宁核电徐大堡3、4号机组项目开始实施。阚烁表示：“漳州核电1、2号机组作为第一块试验田，为后续项目提供了宝贵经验。通过第一线的经验反馈，系统不断走向成熟，一线管理人员对智慧工地从逐渐熟悉到逐渐形成操作习惯。到辽宁核电徐大堡3、4号机组项目时，智慧工地已比较成熟了。”

在首期漳州1、2号机组等项目成功应用智慧工地后，中核工程继续加大投入力度，不仅在技术上不断创新，更在管理上进行了深度变革。公司通过全面整合新一代施工管理系统与智慧工地管理平台业务功能及工程数据，实现了从“可感”“可传”“可知”到“可控”的跨越。

中核工程对安全管理的重视贯穿于智慧工地建设的每一个环节。在距离漳州核电建设工地千里之遥的北京，中核工程办公室的电脑显示屏上清晰展示着智慧工地系统的界面。系统界面又被划分为绿色施工、人员管理、质量管理、安全管理等分界面。每个分界面下系统精细地划分着诸多小项。比如安全管理的界面中则包含隐患情况、整改情况、高风险情况等项目。

中核工程项目管理部的李婧指着屏幕介绍说：“你看这个地方没有挂绿色密目网，这个是一个安全隐患，就被我们现场的AI摄像头自动抓拍下来了，提醒项目管理人员加强监管。我们还在一些施工车辆里安装了不文明驾驶行为抓拍设备，司机开车时接打电话、抽烟、没系安全带的行为，系统都能自动告诉我们了，与过去单纯依靠巡检员现场巡查，广撒人力的做法相比，AI视频分析技术大大提高了项目管理的效率。”智慧工地在安全管理方面实现了突破。从宏观的安全状态分析到微观的监测点位管理，公司通过智能化手段，实现了对施工现场的全方位保障。

除安全管理外，质量与进度管理一直是核电工程管理的核心。智慧工地同样实现了这两个方面的提升。通过全生命周期的质量数据追踪和实时进度数据的采集与反馈，智慧工地将质量与进度管理提升到了一个全新的高度。这种智能化的管控方式，不仅提高了施工效率，还显著降低了管理成本。比如，传统的纸质版与PC端线上消点并行的方式存在质量文件的事后补签和造假风险。为解决这一问题，中核工程将质量计划线上管理功能延伸至现场，通过“身份、时间和定位”三种管控约束功能防范质量记录造假，保证消点数据的真实性，避免了质量文件的事后补签和造假。

智慧工地建设不仅为核电项目的精益化管理提供了强大的技术支持，更为中核工程进一步推动核电智能化建设奠定了坚实基础。未来，智慧工地平台将普遍使用在中核工程未来的总包项目上，从而在安全、质量和进度方面实现更加优质、高效的智能化管控。

“将是一个新的开始”

核电工程智能化建设作为正在被努力打造的新质生产力，必将带动全产业链的协同发展。目前，中核工程已将目光拓展到了智慧工地的上游和下游，即智能设计和智能运维。其目标是以核电厂智能化应用各阶段目标为牵引，采用强核心、大协作模式，开发智能化技术并应用。目前，中核工程已在7个应用场景开展数十项针对AI技术应用的研发与探索。

未来，核电智能化的触角将延伸到前端。中核工程利用AI设计赋能智能设计建造。计划打造“华龙通用设计GPT”，为“华龙一号”的各专业设计、设计管理、数据管理、设计成果发布等应用奠定AI通用模型基础，并基于型号通用模型，按需加入专项领域的数据进行模型微调及强化训练，形成适用于核电领域的AI模型，为华龙后续机型全生命周期AI模型的形成奠定基础。

此外，鉴于核电厂建成投入运营后，其运营和维护成本占整个运行阶段总成本的60%~70%。同时，为提升安全性，使得压水堆的系统配置越来越复杂，经济性受到影响。值得注意的是，当前预防性维修体系易造成“过度检”“过度修”，增加机组维修保障费用。而智能化技术，有望成为系统性解决“大幅提升安全性和经济性”目标的新质生产力。解决上述问题最直接、最有效的途径就是利用工业人工智能、信息技术、大数据、物联网、工业互联网等技术，提升状态感知能力，提供运行和维护决策支持，降低核电人因失误，提升机组经济性，推动核电向数字化、智能化转型，打造智能核电厂。姚文卿介绍说：“智能核电厂的总体目标愿景是实现‘少人监控、少人值守的智能运维’。智能核电厂的技术特征体现在泛在感知、智能运维、少人值守、移动运营”。

智能核电厂作为未来发展趋势，“华龙一号”后续机型必需具备相应能力。目前，中核工程已经开发了“伏羲核电智能决策系统”，可有效支撑核电系统个性化定制设计、装备制造工艺参数规划、机组运行状态监控预警、重大设备维修优化、核应急决策和双馈式延伸服务等6个场景的智能决策应用。以机组运行状态监控这个最直接影响核电安全性和经济性的关键任务为例：在机组运行状态监控方面，按现行规程，主控操纵员需每两小时、人工逐一核查1600余项运行参数，翻阅大量技术文件，并结合现场检查，辨识潜在运行风险，准确预警难、检查效率低。“伏羲”系统可提供机组运行状态实时监控与预警等功能，可在机组偏离正常运行的早期阶段，主动提醒操纵员，预先采取应对措施，减少非计划停机，有效提高机组可用率。

目前，“伏羲”系统已在“华龙一号”首堆工程实现示范应用，相关功能也已纳入后续工程的标准化设计。未来，还将在“华龙”后续机型、钠冷快堆、气冷微堆等先进核能型号推广应用，助力突破技术创新瓶颈。姚文卿说：“我们将在未来的两年时间里进一步与业主加强沟通，继续完善各项功能，实现智慧运维的迭代升级。”

阚烁表示：“随着核电工程智能化建设的不断推进和完善，业主对其认可度也越来越高，并已经将其作为一种必要的管理手段。与以往不同，未来的浙江金七门项目将从项目设计阶段就实现智能化，并将智能化一以贯之，直至实现真正的数字化移交。金七门项目将集近年来核电工程智能化建设成果之大成，是我国核电工程建设一个新的开始。”

核电工程智能化建设的建设和推广，不仅体现了中核工程对自身管理体系的高要求，更展示了公司在全球核电工程领域不断提升的价值创造能力。中核工程始终将核电工程智能化建设作为公司未来发展的重要支柱。公司相信，核电工程智能化建设不仅是核电工程管理的未来，更是全球核电行业数字化转型的关键力量。随着核电工程智能化建设的不断演进，中核工程将继续加大对前沿技术的投入，探索人工智能和大模型技术在核电工程中的深度应用。未来，中核工程将力求在核电建设领域内树立新的行业标杆，打造更加智能化、数字化、全球化的核电工程管理新质生产力，赋能高质量发展。