2019年6月6日上午，工信部向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放5G商用牌照。5G被視為引領(lǐng)科技創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、發(fā)展新經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性平臺(tái)。該牌照的發(fā)放，標(biāo)志著我國(guó)正式進(jìn)入5G時(shí)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(jí)開(kāi)始加速。
在核言核。自1942年“芝加哥一號(hào)堆”開(kāi)啟人類和平利用核能的紀(jì)元，至今不過(guò)70余年，核能卻已在一些國(guó)家顯現(xiàn)出發(fā)展“疲態(tài)”，對(duì)安全的擔(dān)憂和巨大的建設(shè)成本等不容忽視。通過(guò)轉(zhuǎn)型升級(jí)，在保障安全運(yùn)營(yíng)的同時(shí)提高全要素生產(chǎn)率，提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)核工業(yè)而言迫在眉睫，而數(shù)字化、智能化是轉(zhuǎn)型升級(jí)的必由之路。
據(jù)了解，中核集團(tuán)將“數(shù)字核工業(yè)”作為“十三五”重點(diǎn)戰(zhàn)略任務(wù)，且以研發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)字化、裝備制造智能化、經(jīng)營(yíng)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(guò)作為資產(chǎn)價(jià)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(guó)核工業(yè)在ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）、數(shù)字核電、核燃料智能生產(chǎn)、機(jī)器人與智能裝備、數(shù)字鈾礦山等領(lǐng)域全面展開(kāi)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(kāi)拓新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)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(dòng)化、信息化。在信息化浪潮中，ERP是必須面對(duì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，而國(guó)內(nèi)各大核企步伐不一。官網(wǎng)顯示，2016年，中核集團(tuán)初步實(shí)現(xiàn)了商網(wǎng)互聯(lián)互通；基本實(shí)現(xiàn)了財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)全集團(tuán)的匯集，人力資源管理信息化覆蓋集團(tuán)主要成員單位，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作業(yè)已完成，并開(kāi)始謀劃集團(tuán)公司數(shù)據(jù)中心建設(shè)；ERP工作在核電板塊試點(diǎn)成功的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)展試點(diǎn)范圍。根據(jù)來(lái)自2012年度中央企業(yè)信息化工作會(huì)議的報(bào)道，“十一五”期間中廣核集團(tuán)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(shí)現(xiàn)智能發(fā)電，離不開(kāi)智能化控制技術(shù)、智能控制儀表的裝備研發(fā)，乃至移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、超級(jí)計(jì)算、傳感器等新理論新技術(shù)的應(yīng)用。
國(guó)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(yùn)營(yíng)的智能保障平臺(tái)。2018年，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、生態(tài)環(huán)境部、國(guó)防科工局聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)核電運(yùn)行安全管理的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確要求“推進(jìn)信息化、智能化、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)在核電運(yùn)行安全管理中的應(yīng)用”。
智能核電站的研究成為近年來(lái)世界各國(guó)提高核電站設(shè)計(jì)和建造效率的重要手段和方向，國(guó)內(nèi)各涉核集團(tuán)也都已全面啟動(dòng)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(xiàng)目總體技術(shù)方案，并通過(guò)中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)的評(píng)審。根據(jù)技術(shù)方案，該項(xiàng)目將按照統(tǒng)一業(yè)務(wù)流程、協(xié)同設(shè)計(jì)、智能建造、項(xiàng)目管理、仿真推演、知識(shí)工程、信息構(gòu)架及數(shù)據(jù)中心等七個(gè)專項(xiàng)協(xié)同推進(jìn)，旨在建成涵蓋核電設(shè)計(jì)、建造全生命周期的數(shù)字電站。
針對(duì)“華龍一號(hào)”核電工程設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、建造、運(yùn)行及退役等環(huán)節(jié)，中核集團(tuán)成立了數(shù)字核電建設(shè)專項(xiàng)工作組，由中國(guó)核電工程有限公司牽頭，中國(guó)核能電力股份有限公司、中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院等單位參加。目標(biāo)是“十三五”末“華龍一號(hào)”首堆要實(shí)現(xiàn)工程側(cè)向運(yùn)營(yíng)側(cè)的數(shù)字化移交，全面支撐“華龍一號(hào)”首堆的數(shù)字化運(yùn)營(yíng)。同樣針對(duì)“華龍一號(hào)”，今年1月，中廣核集團(tuán)在防城港核電基地舉行了智能核電數(shù)字化移交研究項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)，會(huì)上簽署了《“華龍一號(hào)”示范項(xiàng)目數(shù)字化移交協(xié)議》，計(jì)劃依托防城港核電二期項(xiàng)目實(shí)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(guó)核能電力股份有限公司對(duì)外發(fā)布設(shè)備可靠性管理系統(tǒng)ERDB。截至2018年，中國(guó)核電旗下21臺(tái)機(jī)組全部投用了ERDB系統(tǒng)，涉及到管理的設(shè)備有167萬(wàn)多臺(tái)，通過(guò)9萬(wàn)多個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)，為1097個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。“站在新的起點(diǎn)放眼未來(lái)，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(jìn)的大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能的充分結(jié)合。”發(fā)布方如此表示。
除了核電站，研究堆領(lǐng)域也有進(jìn)展，中國(guó)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(gè)虛擬數(shù)字反應(yīng)堆集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，對(duì)安裝、首次臨界、運(yùn)行、應(yīng)用、退役和安全等進(jìn)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(jì)和建造一個(gè)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(yùn)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(píng)選結(jié)果揭曉，中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院研發(fā)的反應(yīng)堆遠(yuǎn)程智能診斷平臺(tái)——PRID入選其中。PRID依托故障診斷方向的專家資源，使用自主開(kāi)發(fā)的智能診斷分析算法，準(zhǔn)確、及時(shí)地對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行智能診斷分析，提出運(yùn)維策略，開(kāi)創(chuàng)了信息化、一體化、智能化的核電關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)維新模式。“PRID反應(yīng)堆遠(yuǎn)程智能診斷平臺(tái)，是人工智能技術(shù)在核電行業(yè)的落地和發(fā)展。”核動(dòng)力院黨委書記周定文如是說(shuō)。
對(duì)于數(shù)字化核燃料產(chǎn)業(yè)，據(jù)了解中核集團(tuán)主要從三方面推進(jìn)：專用設(shè)備的智能制造平臺(tái)建設(shè)、鈾濃縮工程協(xié)同設(shè)計(jì)與運(yùn)行仿真平臺(tái)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(dòng)化、信息化水平，如今實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全過(guò)程的自動(dòng)化加工及物料的自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)，以及產(chǎn)品全過(guò)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(guó)產(chǎn)能最大、技術(shù)最先進(jìn)、數(shù)字化程度最高的天然鈾生產(chǎn)基地。“在天山鈾業(yè)辦公室，我們就可以24小時(shí)收集、監(jiān)控井場(chǎng)、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(wú)人值守的井場(chǎng)集控室和高度自動(dòng)化的水冶生產(chǎn)。”中核第四研究設(shè)計(jì)工程有限公司的副總工程師倪玉輝說(shuō)。據(jù)她介紹，中國(guó)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(lái)科技發(fā)展的制高點(diǎn)，機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人研發(fā)及應(yīng)用的實(shí)踐，也包括機(jī)器人方面的高新企業(yè)在全產(chǎn)品供應(yīng)鏈中的實(shí)踐、民營(yíng)企業(yè)在核電站強(qiáng)輻射機(jī)器人以及核設(shè)施退役機(jī)器人的研發(fā)與實(shí)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(jì)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(jìn)形成新的產(chǎn)業(yè)推動(dòng)力和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，促進(jìn)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(lái)顛覆性的變革。
事實(shí)上，智能化對(duì)能源系統(tǒng)的沖擊已來(lái)——電力工程已成為中國(guó)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(duì)多個(gè)來(lái)源產(chǎn)生的能源輸出進(jìn)行管理，將可再生能源的自然間歇性破壞降到最低。“分布式”能源依靠人工智能的調(diào)節(jié)達(dá)到整體輸出的穩(wěn)定性，利好太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源。是挑戰(zhàn)更是機(jī)遇。核工業(yè)能否將先進(jìn)的信息技術(shù)與自身深化改革結(jié)合起來(lái)，獲得新動(dòng)能？
在6月20日的“2019國(guó)資論壇——國(guó)有企業(yè)信息技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研討會(huì)”上，中國(guó)信息通信研究院副總工程師王愛(ài)華談到，當(dāng)前我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用探索的方向中，“補(bǔ)課”、提升與模式創(chuàng)新并舉。中鋼集團(tuán)信息管理部總經(jīng)理李紅的說(shuō)法與之接近：“我國(guó)企業(yè)普遍處于（工業(yè)）2.0‘補(bǔ)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(hào)稱“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”，但沒(méi)有清晰的轉(zhuǎn)型思路，具體實(shí)施還是因循舊制；或者對(duì)數(shù)字化本身認(rèn)識(shí)不足，不夠敏感，缺乏變革動(dòng)力；企業(yè)的CIO缺位，或者沒(méi)有存在感等。
“對(duì)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。”實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)工作、“無(wú)紙化”辦公當(dāng)然是信息化、數(shù)字化的一個(gè)步驟，對(duì)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(jìn)過(guò)程中需要將先進(jìn)的信息技術(shù)手段同企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、主營(yíng)業(yè)務(wù)和經(jīng)營(yíng)管理進(jìn)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(dòng)的方式，緊緊圍繞核心業(yè)務(wù)和價(jià)值最大的業(yè)務(wù)領(lǐng)域開(kāi)展智能化工作；另一方面認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)資源日益成為重要生產(chǎn)要素、無(wú)形資產(chǎn)和企業(yè)財(cái)富，通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，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(shí)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(jì)和仿真驗(yàn)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(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)與仿真論證，設(shè)計(jì)效率相比之前提升了14倍。協(xié)同設(shè)計(jì)的內(nèi)涵不僅僅包括跨地域、跨專業(yè)等，也包括對(duì)流程的橫向打通，從設(shè)計(jì)之初就考慮到接下來(lái)的驗(yàn)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(jì)從一開(kāi)始一直到使用、運(yùn)維乃至最終退役，都要考慮在內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全生命周期端到端的設(shè)計(jì)。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(chǎng)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。”達(dá)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(dá)索系統(tǒng)3D體驗(yàn)高峰論壇上接受采訪時(shí)說(shuō)。
他同時(shí)談到，很多關(guān)系到安全的重要設(shè)備，不是主動(dòng)的而是被動(dòng)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(guò)對(duì)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(lái)預(yù)期它的壽命及安全性等。“做好仿真后，可以更加有計(jì)劃性地開(kāi)展維修，使得維修不會(huì)打擾正常的運(yùn)維生產(chǎn)，而且每次都有針對(duì)性地把問(wèn)題解決。”
與核工業(yè)類似，針對(duì)連續(xù)生產(chǎn)、安全環(huán)保要求高等特點(diǎn)，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(xiǎn)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(tuán)整合眾多上游供貨廠商，基于自動(dòng)標(biāo)識(shí)與數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)零部件高效管理與采購(gòu)，供應(yīng)鏈成本減少了20%。
近日，中核集團(tuán)宣布其人工智能與核科技產(chǎn)業(yè)融合戰(zhàn)略規(guī)劃項(xiàng)目正式啟動(dòng)，高調(diào)推進(jìn)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(tuán)計(jì)劃從整個(gè)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(chǎng)景。通過(guò)打造智能化鈾資源勘探和開(kāi)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(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)，同時(shí)研究人工智能在核環(huán)保、核動(dòng)力等領(lǐng)域的融合應(yīng)用，推動(dòng)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(dòng)，從而推動(dòng)核工業(yè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)、生產(chǎn)力整體躍升。
正如國(guó)務(wù)院國(guó)資委綜合局副局長(zhǎng)袁雷峰在國(guó)有企業(yè)信息技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用研討會(huì)上指出的那樣，“數(shù)字化、智能化是趨勢(shì)，趨勢(shì)就是早晚會(huì)到來(lái)的，要主動(dòng)迎上它。”
