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前言

數字化轉型是創新發展的必然趨勢，是決勝未來的關鍵因素。當前，以人工智能、物聯網、大數據、云計算、區塊鏈、虛擬\增強現實、數字孿生、5G通信、北斗通信、工業互聯網、系統仿真、超級計算等為代表的數字技術支撐的新一代信息技術蓬勃發展，正在深刻改變著我們的生產與生活方式，并對經濟社會發展和人類文明進程產生深遠影響。在世界最大市值前十名企業中，70%的巨無霸企業巨頭是數字經濟領域企業，全部企業都在加快數字化戰略布局，積極打造數字化方面領先優勢。

核能行業數字化轉型發展與目標

2020年8月25日，國資委辦公廳頒布《關于加快推進國有企業數字化轉型工作的通知》。2021年3月國資委科創局發布了2020年國有企業數字化轉型典型案件。這些都開啟了國有企業數字化轉型的新篇章，都在積極引導國有企業在數字經濟時代準確識變、科學應變、主動求變，都在促進國有企業數字化、網絡化、智能化發展，都在推動數字經濟和實體經濟融合發展，以期更好地服務經濟社會發展，決勝未來。核工業是高科技戰略產業，是國家安全重要基石。核能行業是保障國家安全、能源安全、環境安全的重要力量，肩負推動國防建設和經濟社會發展的雙重歷史使命。目前，以中國核工業集團有限公司、中國廣核集團有限公司、國家電力投資集團有限公司、中國華能集團有限公司4家央企集團為主體，以鈾礦地質勘探、鈾礦采冶、鈾純化轉化、鈾濃縮、元件制造、核電、乏燃料后處理、放射性廢物處理處置等為主要業務，建立了完整、系統的核能行業體系。

數字化轉型是內涵豐富動態發展的概念，不同場景下有多種理解。結合中央企業背景，本文認為核能行業數字化轉型可以理解為：以價值創造為目的，用數字技術驅動業務變革的企業發展戰略。數字化轉型就是要運用數字技術體系支撐的新一代信息技術，推進要素配置效率提升，重構企業生態圈，提升企業競爭力。

核能行業數字化轉型思路與方式

核能行業數字化轉型是一場轉換意識、轉變方法、轉移路徑、轉化組織、轉動體系的變革。可以結合管理和生產實踐，以數字化轉型總的目標和方向為指引，采用多種切實可行高效優質的方式進行。

一、問題導向、需求牽引

數字化轉型是解決現實問題的高效利器。當前，國際環境發生本質變化，我國核能主體企業，已經先后被美國列入“實體清單”，開始實行技術出口管制、技術限制與封鎖。疫情影響也對國際交流和企業生產及管理帶來諸多不利因素。核能行業在快速發展中也面臨一些亟待解決的問題。以問題為導向，從分析問題入手，理清業務需求，然后通過數字化手段解決問題，是實現數字化轉型最直觀的效果。

不斷提升核電運行的安全水平，是我們持之以恒的追求。核電機組是世界上最復雜的成套設備，百萬千瓦級核電機組會擁有300多個系統，近10萬臺套裝置部件，從建設初期選址、設計到建設、安裝、調試、運行乃至延壽，加上退役處理。整體的生命周期超過100年。如此復雜、長壽命、安全運行要求等級極高的設備要保障安全運行，對運營單位提出巨大挑戰。只有充分利用數字化技術對核電站的設計進行三維數字化建模協同仿真計算、用先進數字傳感器對核電運行狀態進行智能識別和態勢感知、用大數據分析對運行狀態進行分析和優化，才能極大提升核電本質安全水平，保障核電安全運行。

鈾礦是核工業發展的重要物質基礎，對鈾資源的勘查、采冶、純化、科研、倉儲構成了完整產業鏈條。鈾礦深埋地下，礦脈復雜，如何讓寶貴的鈾資源可知、可見、可測、安全、綠色、高效地可持續發展是行業的持續追求。智慧礦山是未來發展方向，運用大數據分析技術、虛擬現實技術、北斗通信技術，建立完整一體化地質數據、遙感數據、物探數據、水文數據、檔案數據、三維模型數據、地理信息數據等綜合大數據分析平臺，完善鉆孔數據采集、測井數據調用、地質編錄等野外地質工作全流程的數據驅動的業務流程，實現三維數字化資源量估算、多維立體剖面編制、推進隨鉆測井、管線布局數字優化等功能是數字化轉型的典型應用。

核燃料是核反應堆的動力之源，核燃料產業是反映一個國家核技術水平的重要標志，包含了核工業中最關鍵、最核心的技術，是戰略性高科技產業的代表，幾十年來為國防建設和經濟建設做出了重要貢獻。要“領跑”全球核燃料產業，實現自主創新技術突破，建設數字車間、數字工廠，數字核燃料體系，是實現跨越發展的必由之路。核燃料產業是具有流程型和離散型制造特征的綜合性制造產業，智能化轉型升級過程中，要充分應用云計算、大數據、物聯網、工業互聯網、移動互聯網、人工智能、智能制造、VR等技術，實現AGV轉運機器人智能調度、智能生產制造執行系統（MES）應用、工藝仿真優化、生產過程智能控制、生產狀態信息實時監測為主綜合性的智能制造體系。

二、戰略導向、技術驅動

數字化轉型是面向未來，探索發展方向的有效途徑。數字化轉型是企業總體戰略的重要組成部分，具有戰略與執行雙重特征。

無人化戰略。借助人工智能發展起來的無人技術如火如荼，已經在多個行業實現成熟應用。從無人機在能源電力行業的應用到戰爭應用都體現了無人技術的廣闊應用前景；汽車自動駕駛（無人駕駛）已經在國內多個城市開展試點應用；國內汽車、家電制造業已經出現多個無人工廠、領先的物流企業已經建立了多個無人倉庫。核能行業無人化（及少人化）也是未來發展戰略方向，無人生產車間、無人執守電廠并非天方夜譚，借助人工智能、新一代無線通信、邊緣計算等技術的發展，可以快速推進無人化戰略的實現。

創新驅動戰略。是要靠科技創新驅動，而不是傳統的勞動力以及資源能源驅動。核能行業是高科技戰略產業，科技創新是產業發展的重中之重。在近期的全球超級計算機排名中，中國的神威·太湖之光和天河2A超級計算機都進入前六名，超算技術在模擬核反應方面具有得天獨厚的優勢。在數字反應堆應用上，先進反應堆系統中多物理場耦合的本質是偏微分方程組的聯立求解，運用人工智能機器學習中的深度神經網絡技術，通過對傅立葉層的優化設置，可以在秒級求解復雜問題的偏微分方程。這些人工智能技術的深入應用不僅可以模擬粒子之間的相互作用，還可以預測一系列核反應堆的運行安全及特性。

三、系統工程、由上到下

數字化轉型是解決大型系統工程的必然選擇。核工業體系是一個十分龐大的系統工程，系統工程管理理論和方法在核工業全產業鏈應用是大勢所趨。核能行業數字化轉型本質是業務轉型，是新一代信息技術驅動下的生產業務和管理模式的變革重構，是一項系統工程。數字化打破了傳統企業的邊界，行業已不只是某類產品屬性的歸集，行業之間、企業之間、企業和客戶之間已形成以數據為載體的相互依賴，行業發展的維度不僅取決于自身，而且還取決于其所在的“生態體系”，整個體系建設必須依賴云計算、區塊鏈、網絡安全等技術實現系統工程體系。

堅持系統工程觀念，要善于從整體上、全局上認識問題，加強頂層設計和整體布局，科學統籌全面協調，整體推動。強大的組織保障是順利推進數字化轉型的基礎，核能行業要依照系統工程理論，構建數字化管理和控制體系，通過企業資源管理平臺（ERP\MES\IPD\PLM等平臺）協調管理部門和業務部門，統籌推進數字化轉型實施。

四、顛覆創新、由點及面

數字化轉型是構建持續競爭優勢的動力引擎。核能行業創新發展的本質特征就是實現核科技高水平自立自強，實現原創性自主創新、顛覆性創新。新一代可控核聚變研究裝置是世界科技發展前沿，應用數字化技術，可以推進核聚變領域的先進數據科學應用、機器學習推斷、大規模非線性模擬神經網絡代理模型及聚變裝置關鍵部件壽命預測等科研業務與數據、數字化技術的深度結合。

核能行業將在第四代核電、先進核燃料及循環利用、小型堆技術和海洋核動力平臺、空間核電源等方面大有作為。數字化反應堆技術、虛擬現實及增強現實技術、超級蒙特卡羅核領域模擬建模技術、基于系統工程的三維協同設計等先進數字化技術也會為相關應用帶來顛覆性創新，實現技術引領。

（作者單位：中國核能行業協會 ）