林清湖, 徐天鳳

（海南核電有限公司，海南 昌江 572733）

核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營自動(dòng)化、智能化管理探討

林清湖, 徐天鳳

（海南核電有限公司，海南 昌江 572733）

核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營工作涉及面廣、接口部門多、工作量大、操作流程要求精細(xì)，對(duì)分析準(zhǔn)確度、精確度要求高，各項(xiàng)工作相互關(guān)聯(lián)、相互銜接、相互影響。核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營自動(dòng)化、智能化管理體系，以化學(xué)智能管理系統(tǒng)為核心，強(qiáng)化人工智能專家診斷，減少人工干預(yù)，標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、平臺(tái)化、智能化操作管控，滿足核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營管理的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營的自動(dòng)化、智能化管理。

核電廠；化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營；自動(dòng)化；智能化；探討

隨著工業(yè)4.0的到來，智能制造步入正軌，正加速前進(jìn)。自動(dòng)化、智能化管理體系結(jié)構(gòu)越來越呈現(xiàn)積極、主動(dòng)的變化，也更加注重給用戶帶來的長遠(yuǎn)的、可持續(xù)性的改善。傳統(tǒng)的企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理其視角仍然停留在被動(dòng)響應(yīng)和減少損失上，且具有極大的臨時(shí)性。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化管理，追求并達(dá)到一種自發(fā)式、具備持續(xù)性的改善，則必須尋求更加積極、主動(dòng)的自動(dòng)化、智能化管理體系。伴隨“互聯(lián)網(wǎng)+人工智能”的興起，未來企業(yè)發(fā)展朝著智能化的方向發(fā)展，隨著產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代，給傳統(tǒng)企業(yè)的管理帶來了前所未有的沖擊和挑戰(zhàn)，倒逼傳統(tǒng)企業(yè)或行業(yè)升級(jí)、創(chuàng)新，向智能化管理、自動(dòng)化管理邁進(jìn)，以減少人工成本，跟進(jìn)時(shí)代步伐，保持競(jìng)爭力。

核電作為傳統(tǒng)行業(yè)，因核安全的特殊性，其創(chuàng)新管理體系處于一種偏保守的決策環(huán)境，受外在沖擊的力度相對(duì)滯后，享受時(shí)代變革、產(chǎn)業(yè)升級(jí)帶來的紅利相對(duì)有限。然而，國內(nèi)外環(huán)境變遷，產(chǎn)業(yè)升級(jí)速率加大，商業(yè)模式不斷創(chuàng)新，人工智能大范圍實(shí)際應(yīng)用，核電行業(yè)如不調(diào)整步伐，在不遠(yuǎn)的將來，其競(jìng)爭力將顯著弱化，核電行業(yè)成本將居高不下，難以贏得未來的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭。核電廠化學(xué)工作某種程度上決定核電廠的使用壽命或延壽，對(duì)核電廠的生產(chǎn)成本控制處于核心關(guān)鍵位置，在核電廠起著舉足輕重的作用。作為核電廠的關(guān)鍵重點(diǎn)領(lǐng)域，核電廠化學(xué)工作涉及材料、運(yùn)行、維修、安全、輻射防護(hù)、環(huán)境、消防、保衛(wèi)、商務(wù)、采購、培訓(xùn)等多個(gè)部門和專業(yè)，其接口部門多、涉及面廣、工作內(nèi)容繁雜，人員工作量大，數(shù)據(jù)量龐大，操作流程要求精細(xì)，對(duì)分析準(zhǔn)確度、精確度要求高，各項(xiàng)工作相互關(guān)聯(lián)、相互銜接、相互影響。需建立一套自動(dòng)化、智能化管理平臺(tái)，對(duì)化學(xué)任務(wù)和化學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化、集中管理和控制，對(duì)大量的化學(xué)數(shù)據(jù)、文件、報(bào)表、任務(wù)安排進(jìn)行有效的信息化集中管理，為化學(xué)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析及報(bào)告的制定等提供便利，實(shí)現(xiàn)趨勢(shì)分析、智能診斷和行動(dòng)建議，弱化人工干預(yù)，提高化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營效率，確保電廠壽期內(nèi)的化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)得到有效、智能的管理[1]。本文研究以人工智能管理系統(tǒng)為核心的核電廠化學(xué)自動(dòng)化、智能化管理體系。

1 研究意義

核電廠化學(xué)智能管理系統(tǒng)面向核電廠化學(xué)領(lǐng)域的生產(chǎn)經(jīng)營管理活動(dòng)，在規(guī)范化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營管理的同時(shí)，顯著地減少化學(xué)工作人員的手工勞動(dòng)，弱化人工干預(yù)，提高工作效率，是核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營管理的一項(xiàng)重要工具，對(duì)于提高核電廠化學(xué)管理水平具有積極的作用。實(shí)踐表明，化學(xué)管理系統(tǒng)的應(yīng)用加強(qiáng)了化學(xué)專業(yè)的監(jiān)督和控制力，為核電廠化學(xué)工作提供了強(qiáng)有力的管理手段，使得核電廠的化學(xué)工作和化學(xué)信息得到有效管理和控制，為核電廠的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障。

1) 流程化、信息化管理：固化工作流程，簡化工作程序，避免人因失誤。

2) 實(shí)時(shí)掌控、自動(dòng)安排：化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營關(guān)鍵數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)掌控，化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營自動(dòng)安排、自動(dòng)跟蹤提醒，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化管理，節(jié)約人力成本。

3) 異常報(bào)警、智能診斷：異常情況自動(dòng)報(bào)警，啟動(dòng)專家智能診斷系統(tǒng)自動(dòng)分析診斷，自動(dòng)糾正，彌補(bǔ)人員經(jīng)驗(yàn)有限的弱勢(shì)，提高響應(yīng)速度。

4) 趨勢(shì)分析、行動(dòng)干預(yù)：智能趨勢(shì)分析，預(yù)防系統(tǒng)/設(shè)備故障，及早干預(yù)，提高機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性[2]。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營對(duì)數(shù)據(jù)、故障、趨勢(shì)、糾正行動(dòng)等信息的原始性、真實(shí)性、完整性、安全性和可追溯性具有嚴(yán)格要求?；瘜W(xué)智能管理系統(tǒng)具備操作簡單、界面清晰、智能診斷、趨勢(shì)分析、自動(dòng)安排和功能完善等特點(diǎn)，以滿足核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營需求。

1) 以人工智能和專家診斷技術(shù)為核心[3]，自動(dòng)安排核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)，智能診斷化學(xué)各項(xiàng)參數(shù)，化學(xué)趨勢(shì)分析預(yù)判，給出行動(dòng)建議。

2) 化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)集成化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營的所有活動(dòng)在一個(gè)平臺(tái)上操作，集成化、集約化管理。

3) 針對(duì)不同層級(jí)的使用者的應(yīng)用水平，系統(tǒng)具有易操作性，流程清晰，具有友好的人機(jī)交互界面，保障系統(tǒng)的應(yīng)用與推廣。

4) 安全穩(wěn)定、可靠，具有自檢、自查、報(bào)警功能，保障化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營的順利開展。

3 系統(tǒng)介紹

化學(xué)智能管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)核電廠機(jī)組的化學(xué)監(jiān)督，對(duì)象水、氣、油、三廢等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和管理，完成化學(xué)數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、趨勢(shì)分析，化學(xué)報(bào)表編校審批，提供對(duì)化學(xué)規(guī)范、實(shí)驗(yàn)室物資、儀器設(shè)備、化學(xué)品的管理，化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營自動(dòng)調(diào)度，人工智能專家診斷，遠(yuǎn)程控制，趨勢(shì)分析和行動(dòng)建議，為核電廠建立起完整的化學(xué)類智能管理體系。系統(tǒng)以智能為核心，實(shí)現(xiàn)化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營的流程管控、專家診斷、趨勢(shì)分析、行動(dòng)干預(yù)、自動(dòng)安排和遠(yuǎn)程控制（見圖1）。

圖1 核電廠化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營智能管理系統(tǒng)示意圖Fig.1 Schematic of automation and intelligent management in chemical production and operation of nuclear power plant

3.1 流程管控

系統(tǒng)立足于整體，強(qiáng)調(diào)模塊的完備性、穩(wěn)定性、靈活性，功能的實(shí)用性、操作性、通用性，梳理化學(xué)專業(yè)工作流程，提煉化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營流程，總結(jié)各項(xiàng)工作相關(guān)性，尋找化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)規(guī)律，掌握核心關(guān)鍵影響因素和節(jié)點(diǎn)，將其分解至各個(gè)流程和控制點(diǎn)，在系統(tǒng)上進(jìn)行固化，按標(biāo)準(zhǔn)、固化的操作流程執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公，做到實(shí)時(shí)把握進(jìn)度，顯著減少人力干預(yù)，避免人因失誤的發(fā)生。

3.2 專家診斷

系統(tǒng)立足于專家智能診斷，實(shí)現(xiàn)趨勢(shì)自動(dòng)分析、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、數(shù)據(jù)自動(dòng)加工處理、遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能分析，與核電廠化學(xué)相關(guān)儀表、儀器、系統(tǒng)、設(shè)備聯(lián)用，系統(tǒng)或模塊之間通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳遞有機(jī)的連接，實(shí)現(xiàn)以智能化為核心的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺(tái)化管理，彌補(bǔ)人員經(jīng)驗(yàn)有限的弱勢(shì)，減少人力介入的環(huán)節(jié)，提高可靠性。尤其在核電廠化學(xué)系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，化學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)短期內(nèi)可能發(fā)生明顯變化，專家診斷代替人工分析，自動(dòng)識(shí)別異常現(xiàn)象、判斷異常原因，給出處理和糾正行動(dòng)建議，恢復(fù)正常指標(biāo)[4-5]。

3.3 趨勢(shì)分析

預(yù)防性維護(hù)為主題的自動(dòng)化、智能化服務(wù)體系，智能判斷系統(tǒng)趨勢(shì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，及時(shí)提前預(yù)防性糾正建議，采取糾正跟蹤和糾正行動(dòng)，將系統(tǒng)/設(shè)備實(shí)時(shí)置于安全、穩(wěn)定、可控狀態(tài)，確保機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、匯總、統(tǒng)計(jì)和趨勢(shì)分析，形成周期性報(bào)表和趨勢(shì)分析圖表。智能化趨勢(shì)分析對(duì)核電廠化學(xué)工況做出及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷，根據(jù)參數(shù)指標(biāo)趨勢(shì)，自動(dòng)判斷分析趨勢(shì)情況，預(yù)計(jì)未來走勢(shì)，預(yù)測(cè)可能的化學(xué)異常狀態(tài)，并給出合適的方案、對(duì)策建議和安排糾正措施。同時(shí)為其他專業(yè)提供化學(xué)技術(shù)支持，通過化學(xué)手段發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備缺陷。

3.4 行動(dòng)干預(yù)

當(dāng)核電廠的化學(xué)分析數(shù)據(jù)異常或趨勢(shì)發(fā)展不良時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)記錄并納入行動(dòng)跟蹤體系中，行動(dòng)干預(yù)將自動(dòng)根據(jù)技術(shù)規(guī)范或運(yùn)行規(guī)程要求提示下一步響應(yīng)行動(dòng)，形成閉環(huán)直到問題得到妥善解決，形成經(jīng)驗(yàn)反饋，強(qiáng)化工作人員處理和解決問題的能力，避免重要信息的遺漏，及時(shí)跟蹤評(píng)價(jià)機(jī)組狀態(tài)。避免由于工作人員經(jīng)驗(yàn)欠缺等原因而沒有采取干預(yù)行動(dòng)或采取不正確的干預(yù)行動(dòng)。

3.5 自動(dòng)安排

化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)，通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)專業(yè)工作的自動(dòng)化安排，專人定期維護(hù)，系統(tǒng)自動(dòng)安排，觸發(fā)任務(wù)，到期自動(dòng)提醒，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化管理。體系的創(chuàng)新，促使管理方式扁平化，降低管理成本，提高工作人員的能動(dòng)性，以提高應(yīng)變能力，利于實(shí)現(xiàn)工作的內(nèi)容豐富化，創(chuàng)造力極為有利，減少中間層次，提高信息傳遞的速度和領(lǐng)導(dǎo)決策的效率，增大了工作崗位的挑戰(zhàn)性，迫使工作人員自我訓(xùn)練，促使人才快速成長。

3.6 遠(yuǎn)程控制

與化學(xué)加藥系統(tǒng)自動(dòng)加藥模塊聯(lián)機(jī)互通，通過在線儀器[6]的實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室手動(dòng)分析數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程控制加藥量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加藥的遠(yuǎn)程控制。通過遠(yuǎn)程監(jiān)視可實(shí)現(xiàn)在線化學(xué)儀表狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視和數(shù)據(jù)的 自動(dòng)采集；通過連接大型分析儀器，可實(shí)現(xiàn)分析數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，避免因手工錄入數(shù)據(jù)產(chǎn)生的人因失誤。

4 結(jié)束語

核電廠化學(xué)智能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營自動(dòng)化、智能化管理，減輕了核電廠化學(xué)工作人員的工作量，管控了化學(xué)生產(chǎn)經(jīng)營流程、提高了生產(chǎn)過程的可控性、減少了人為的干預(yù)、實(shí)時(shí)正確地搜集了生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了智能制造、智能管理，提升了核電廠化學(xué)領(lǐng)域競(jìng)爭力。

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Discussion on Automation and Intelligent Management in Chemistry Production and Operation of Nuclear Power Plant

LIN Qing-hu, XU Tian-feng
(Hainan Nuclear Power Co., Ltd., Changjiang, Hainan Prov. 572733, China)

Chemical production and operation of nuclear power plant are characterized by wide range field, multi-sector interface, heavy workload, precise operational process, accuracy analysis, correlation, mutual cohesion and mutual influence. The chemical production and operation automation, intelligent management system in nuclear power plant as the core of the chemistry intelligent management system, the system strengthens the artificial intelligence expert diagnosis, and reduces manual intervention, which realize the automation and intelligent management of chemistry production and operation in nuclear power plant.

nuclear power plant; chemical production and operation; automation; intelligent; discussion

TL38 Article character：A Article ID：1674-1617（2016）04-0370-04

TL38

A

1674-1617（2016）04-0370-04

2016-10-18

林清湖（1985—），男，福建晉江人，工程師，碩士，主要從事核電廠水化學(xué)監(jiān)督與控制工作。