王謙，劉洋

（中廣核核電運(yùn)營(yíng)有限公司，廣東 深圳 518124）

智能技術(shù)在應(yīng)用中能結(jié)合典型應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)展針對(duì)性的處理，建構(gòu)智能化和數(shù)字化應(yīng)用模式，維持核電領(lǐng)域各工作流程的規(guī)范化，利用升級(jí)處理手段提高經(jīng)濟(jì)收益，從而促進(jìn)綜合應(yīng)用管理的進(jìn)步。

1 核電領(lǐng)域中應(yīng)用智能技術(shù)的意義

對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系而言，核電行業(yè)是高科技國(guó)家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，特別是在2021年1月，我國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)就核電運(yùn)行數(shù)據(jù)予以公布和分析，核工藝發(fā)展已經(jīng)成為推動(dòng)“一帶一路”等重要國(guó)家規(guī)劃的關(guān)鍵。

（1）智能技術(shù)匹配網(wǎng)絡(luò)化處理手段、數(shù)字化技術(shù)等，能更好地提升核電行業(yè)的質(zhì)量水平和發(fā)展速度，打造更加完整的智能發(fā)展規(guī)劃模式，確保核電領(lǐng)域各行業(yè)能踐行國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)，提高綜合收益。

（2）核電領(lǐng)域中應(yīng)用人工智能，能在擴(kuò)大操作范圍的同時(shí)實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)相關(guān)工作內(nèi)容的深度融合，優(yōu)化數(shù)字化、自動(dòng)化水平，為行業(yè)向著智能時(shí)代邁進(jìn)提供保障。

除此之外，核電領(lǐng)域應(yīng)用智能技術(shù)還能為核電設(shè)備全生命周期智能化管理提供支持，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的迭代發(fā)展和更新變革，通過(guò)科創(chuàng)項(xiàng)目的建設(shè)，打造運(yùn)維領(lǐng)域核心能力，在檢修工期全面提高效率，進(jìn)而縮減工期，創(chuàng)收更多的直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)收益，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的運(yùn)維生產(chǎn)方式的換代。

綜上所述，核電領(lǐng)域中應(yīng)用智能技術(shù)具有重要的實(shí)踐意義。

2 核電領(lǐng)域中應(yīng)用智能技術(shù)的具體方案

在核電領(lǐng)域中應(yīng)用智能技術(shù)，能建構(gòu)更加有效的一體化應(yīng)用平臺(tái)，從智能設(shè)計(jì)、數(shù)字平臺(tái)處理到核電站退役，匹配智能化行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，就能更好地提高典型應(yīng)用場(chǎng)景綜合處理的效果，維持多元發(fā)展目標(biāo)。

2.1 智能機(jī)器人的應(yīng)用

（1）相關(guān)技術(shù)。之所以要全面推廣智能機(jī)器人，不僅是因?yàn)闄C(jī)器人工作效率較高，更是受到核作業(yè)環(huán)境特殊性的影響，要發(fā)揮對(duì)應(yīng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，減少檢修人員的受副照劑量。

①耐輻射技術(shù)。耐輻射的能力一定程度上能評(píng)估機(jī)器人的實(shí)際使用周期和可操作范圍。例如，在日本福島核事故處理工作中，在事故發(fā)生后投入一批應(yīng)急機(jī)器人，均受到強(qiáng)放射性環(huán)境的影響，造成設(shè)備無(wú)法正常作業(yè)最終被召回，不僅沒(méi)有開(kāi)展相應(yīng)的作業(yè)任務(wù)，甚至?xí)黾恿朔派湫詮U物，尤其是對(duì)機(jī)器人攝像模塊產(chǎn)生影響。基于此，智能機(jī)器人要借助耐輻射技術(shù)的應(yīng)用升級(jí)實(shí)現(xiàn)多元功能的全面優(yōu)化，從而維持工作效果。②通信技術(shù)。在機(jī)器人開(kāi)展相關(guān)作業(yè)并進(jìn)入作業(yè)區(qū)域后，只有建立及時(shí)且可靠的反應(yīng)處理模式，才能提升技術(shù)應(yīng)用效率，若是利用有線通信技術(shù)，在一些作業(yè)環(huán)境較為復(fù)雜且機(jī)器人數(shù)量較多、操作作業(yè)種類(lèi)較多的狀態(tài)下，就會(huì)出現(xiàn)線路打結(jié)等問(wèn)題，影響通信功能。無(wú)線技術(shù)正在嘗試和推廣試點(diǎn)，沒(méi)有放開(kāi)應(yīng)用的主要原因是為了控制大功率無(wú)線設(shè)備產(chǎn)生的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)重要敏感的電氣及儀控系統(tǒng)造成干擾，導(dǎo)致報(bào)警或設(shè)備誤動(dòng)作。所以，通信技術(shù)中繼電器、通信線路設(shè)計(jì)優(yōu)化工作是維持整體技術(shù)方案順利開(kāi)展的關(guān)鍵，能在匹配技術(shù)應(yīng)用流程和控制模塊穩(wěn)定通信功能的基礎(chǔ)上，整合具體操作體系。③先進(jìn)控制技術(shù)。相較傳統(tǒng)的單一化機(jī)器人遙控技術(shù)，智能機(jī)器人能利用更加先進(jìn)的控制技術(shù)建立更加和諧的處理方案，并且豐富自身對(duì)外部環(huán)境的感知和反饋能力，匹配智能控制芯片就能提升輔助操作的綜合效率，保證“人-機(jī)-環(huán)”的全面融合，促進(jìn)多元處理工序的全面落實(shí)。

（2）具體應(yīng)用。目前，在核電領(lǐng)域中，應(yīng)用智能機(jī)器人的項(xiàng)目需求較多，CPA 水下電極清理檢查、一回路高放逆止閥拆裝、高放環(huán)境下非接觸測(cè)量、核島一回路閥門(mén)不解體檢查等方面都要借助工業(yè)機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)，能在提升操作效率和質(zhì)量的同時(shí)，降低工業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)和人員受照劑量，打造更加合理的技術(shù)處理方案。本文以搬運(yùn)機(jī)器人為例：核電站主泵機(jī)封軸承搬運(yùn)機(jī)器人能結(jié)合智能化技術(shù)建立完整的搬運(yùn)處理工序，利用備件運(yùn)輸路徑改良升級(jí)的方式更加便捷地開(kāi)展相應(yīng)作業(yè)，從而提升綜合應(yīng)用效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。

①解決的痛點(diǎn)問(wèn)題。主要解決的核電站大修痛點(diǎn)就在于，在傳統(tǒng)的機(jī)組大修操作中，主泵循環(huán)備件機(jī)械密封和軸承本身都是使用環(huán)吊的方式利用三角吊裝孔實(shí)現(xiàn)從零到20m，然后再經(jīng)過(guò)主泵房間的頂部，吊裝到泵房?jī)?nèi)部，若是有實(shí)際需求，蓋板要維持打開(kāi)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的泵房?jī)?nèi)部也要打開(kāi)電機(jī)層的格柵板結(jié)構(gòu)，確保時(shí)間窗口維持核島關(guān)鍵路徑。這樣操作的過(guò)程中，因?yàn)榄h(huán)吊資源本身有限，所以要協(xié)調(diào)多個(gè)專(zhuān)業(yè)部門(mén)（包括核島經(jīng)理、MRV 關(guān)蓋時(shí)間、服務(wù)起重人員），并且吊運(yùn)工作的關(guān)鍵路徑工期緊張，要加上核島有限定人數(shù)要求，機(jī)封軸承吊裝操作就存在一定的難度。

②應(yīng)用。利用搬運(yùn)機(jī)器人能有效升級(jí)改良傳統(tǒng)的運(yùn)輸路徑，這就能從根本上避免吊運(yùn)工作處理過(guò)程受到環(huán)吊窗口結(jié)構(gòu)以及主泵蓋板結(jié)構(gòu)影響，維持較為合理的處理路徑，確保能建立自主控制備件運(yùn)輸工作的平臺(tái)。并且，搬運(yùn)機(jī)器人還能節(jié)省關(guān)鍵路徑的運(yùn)行時(shí)間，為大修工作效率的全面提升提供保障。應(yīng)用場(chǎng)景圖如圖1。

圖1 應(yīng)用場(chǎng)景

③推廣價(jià)值?；诖耍徇\(yùn)機(jī)器人具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值，其發(fā)展前景較好。因?yàn)楹穗娬境Ｒ?guī)化工作中每輪大修至少一個(gè)主泵開(kāi)展2C 檢修，這就需要匹配對(duì)應(yīng)的主泵機(jī)封結(jié)構(gòu)，所以每輪大修工作都需要搬運(yùn)機(jī)器人的輔助處理操作。我國(guó)中核部分同類(lèi)型核電站也開(kāi)始推廣使用。

除此之外，替代徒手搬運(yùn)類(lèi)工作的智能機(jī)器人在核電站常規(guī)化管理工作中也具有重要的應(yīng)用價(jià)值，能有效解決人員夾傷等操作失誤，減少工業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)提高搬運(yùn)效率，實(shí)現(xiàn)“提升+運(yùn)輸”等操作目標(biāo)，完成工具柜、氣瓶、油桶以及各類(lèi)形態(tài)部件的運(yùn)輸，應(yīng)用前景表示可以廣泛應(yīng)用在中廣核各個(gè)基地，也能推廣到國(guó)內(nèi)同類(lèi)型機(jī)組中。例如，電氣部門(mén)配電方向的框架斷路器，重量為60kg，利用徒手的方式完成挪動(dòng)搬運(yùn)，存在壓腳等風(fēng)險(xiǎn)，若能利用智能化搬運(yùn)機(jī)器人裝置，能減少搬運(yùn)操作的難度。

2.2 核電設(shè)備設(shè)計(jì)

設(shè)備檢修后質(zhì)量鏈條包括若干環(huán)節(jié)（設(shè)備設(shè)計(jì)制造、設(shè)備狀態(tài)跟蹤評(píng)估、翻新升級(jí)、檢修過(guò)程等），涉及核電產(chǎn)業(yè)鏈中設(shè)備制造廠、工程、運(yùn)行、大修等多家單位，運(yùn)維人員進(jìn)行鏈條分析，找準(zhǔn)問(wèn)題，制定針對(duì)性的改進(jìn)措施，對(duì)運(yùn)維領(lǐng)域的質(zhì)量管理，具有重要意義。因此，若能在設(shè)備檢修質(zhì)量鏈條的最前端進(jìn)行規(guī)范和控制，可以從源頭上避免設(shè)備缺陷和檢修質(zhì)量問(wèn)題。

（1）三維結(jié)構(gòu)智能化設(shè)計(jì)。建立三維模型，即將智能技術(shù)作為核電設(shè)備設(shè)計(jì)工序的關(guān)鍵載體，并且配合三維模型，從而有效匹配數(shù)字化技術(shù)、智能化全專(zhuān)業(yè)協(xié)同技術(shù)，利用與現(xiàn)制定的協(xié)同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)保證相關(guān)操作的規(guī)范性。相較其他產(chǎn)品，核電設(shè)備產(chǎn)品的處理流程和設(shè)計(jì)工序更加穩(wěn)定，統(tǒng)籌融合規(guī)范化處理單元，借助智能分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)和迭代處理。

（2）在核電設(shè)計(jì)需求增加和設(shè)計(jì)水平全面優(yōu)化的基礎(chǔ)上，匹配有限元理論分析模式和計(jì)算模式，就能建構(gòu)高精度大規(guī)模的多物理場(chǎng)耦合仿真結(jié)構(gòu)，維持結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)，并匹配人工智能技術(shù)體系，從而實(shí)現(xiàn)多元發(fā)展的目標(biāo)，真正意義上打造更加和諧的核電設(shè)備設(shè)計(jì)單元。最關(guān)鍵的是，核電設(shè)備設(shè)計(jì)中應(yīng)用智能技術(shù)中卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)匹配多層感知器學(xué)習(xí)反應(yīng)堆幾何結(jié)構(gòu)特征，建構(gòu)快速的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，保證數(shù)據(jù)分析報(bào)告和處理效率的最優(yōu)化。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，核能行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程不斷加快，為了進(jìn)一步提升核電領(lǐng)域綜合管控工作的時(shí)效性，要積極融合智能技術(shù)方案，發(fā)揮智能技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)作用，打造更加多元、智能、穩(wěn)定的運(yùn)行體系，確保技術(shù)迭代改革工作的全面進(jìn)步，在創(chuàng)設(shè)核心驅(qū)動(dòng)方案的同時(shí)，提供良好的技術(shù)支撐，為我國(guó)核電領(lǐng)域可持續(xù)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。