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系统赋能②:“核电智脑” 助力全链设计高效协同 | 工赋万物

转自:上海经信委 2024-10-16 20:32:16

制造业数字化转型是运用数字技术对制造业研发生产全流程和产业链供应链各环节进行改造和价值重塑的过程。推动制造业数字化转型是推进新型工业化的必然要求,是发展新质生产力的迫切需要。

系统建设是构建数字化时代的基石。随着信息技术的飞速发展,信息系统设计已经成为当今社会不可或缺的一部分。它不仅改变了我们处理和解决问题的方式,还为各种行业和组织提供了强大的支持。在上海,一批链主企业正着力构建出高效、安全、可靠的信息系统,赋能企业高质量发展,助力行业跑出转型“加速度”,为构建大中小企业融通创新发展和数实融合作出贡献。

在国家“双碳”目标下,核电发展迎来重要机遇。在上海和长三角地区,经过50余年的发展已形成了以上海核工程研究设计院(以下简称“上海核工院”)、上海电气核电集团等为主要代表的,集研发设计、设备制造、工程承包、建造安装、运行维护等环节的完整核电产业链。如何利用产业优势,持续提升产业链自主可控水平,提高产业链协作效率,是核电产业肩负的使命。为提高产业链上下游间的协同能力,上海核工院基于工业互联网的智慧核电平台,构建“设计4.0”牵引的全产业链数字化协同体系,以期实现核电产业数字化发展的良好生态。

01数字化赋能核电产业,建立安全高效全产业链数字生态

随着全球能源结构的调整和低碳经济的发展,核电作为一种清洁、高效的能源形式,其发展前景被广泛看好。核电厂的全生命周期涉及研发、设计、制造、建造及运维等各阶段,具有涉及专业多、影响范围广、运行时间长等特点,可谓“百年工程”。同时,我国核能产业发展面临着从“安全稳妥”向“安全高效”的政策转变,从“三代压水堆”向“先进核能系统”的技术路线转变,从“实体核电站”向“数字化核电站”的需求转变,核电产业链上的企业都迫切地需要建立安全、高效的全产业链数字化协同生态。

为提高产业链上下游间的协同能力,上海核工院依托企业自身在数字化转型方面的良好“内循环”,聚焦行业需求与痛点,自主研发了基于工业互联网的智慧核电平台,以“1+4+N”为架构,全力支撑核电产业链协同,实现核电从设计到运维全生命周期数字化管理。

02基于智慧核电平台,构建协同发展典型场景

基于工业互联网的智慧核电平台,以“1+4+N”为架构,全力支撑核电产业链协同,实现核电从设计到运维全生命周期数字化管理。其中,“1”指支撑智慧核电的“一个平台”,“4”指平台部署实现设计、制造、建造、运维环节数字化协同的四大模块,“N”指多个业务应用场景,实现技术集成和核电场景落地双创新。

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跨地域智慧核电泛在设计协同场景

聚焦核电行业设计过程的网络化协同,采用先进的云平台技术架构,以设计数据中心为枢纽,集成二维、三维设计软件,建成统一的数字化协同设计平台,实现了计算分析的“后台化”和“无感化”,解决了跨专业、跨业务流程的设计分析数据孤岛壁垒问题。

平台封装的设计软件、设计准则和工程经验还可以通过设计云服务模式提供给中小设计企业使用,大幅降低中小设计企业的使用门槛。 

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核电设备设计制造一体化协同场景

核电设备设计制造一体化协同,在设计、制造各单位间打通设备模型和数据接口,建立安全可靠的模型和数据通道,传递工艺与设计协同一致的三维模型,以及三维模型承载的结构化设计信息和加工信息,压缩了产品工艺技术的准备时间,提高了制造的稳定性和效率,并形成高效、准确的产品数据包。

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核电设备运维的服务化延伸场景

核电设备运维的服务化延伸,基于工业互联网、云计算、人工智能和数字孪生等技术,综合采用机理建模、数据驱动等方法,对核电厂关键设备、系统和构筑物进行故障模式分析、老化管理、数字孪生构建等健康管理技术研究,对核电厂的运行健康状态和整体风险态势进行全面的感知、评估、预测,以提高核电厂运行的可靠性、安全性、经济性。 

核电产业链数字化协同全景图如图所示:

核电产业链数字化协同全景图

02助力效率提升,赋能中小企业

基于工业互联网的智慧核电平台形成的产业链协同模式,达到了如下成效:

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解决了设计、制造、运维协同难题,核电关键设备研发效率提升20%,减少重复建模量30%,整体降低核电厂全周期费用投入,提升核电厂建设安全性、可靠性及经济性

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智慧核电平台不仅推动核电产业链数字化转型与智能化管理提升,还更好地赋能了核能及其他行业,实现跨行业的溢出效应

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该平台的应用通过“龙头带动中小”的模式,提升中小设计企业、传统核电承包商、供应商及运 营单位管理智能化水平,同时为国内外核电行业提供参考。 

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