數(shù)字化轉(zhuǎn)型是創(chuàng)新發(fā)展的必然趨勢(shì)，是決勝未來的關(guān)鍵因素。當(dāng)前，以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、虛擬\增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、數(shù)字孿生、5G通信、北斗通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、系統(tǒng)仿真、超級(jí)計(jì)算等為代表的數(shù)字技術(shù)支撐的新一代信息技術(shù)蓬勃發(fā)展，正在深刻改變著我們的生產(chǎn)與生活方式，并對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人類文明進(jìn)程產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在世界最大市值前十名企業(yè)中，70%的巨無霸企業(yè)巨頭是數(shù)字經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域企業(yè)，全部企業(yè)都在加快數(shù)字化戰(zhàn)略布局，積極打造數(shù)字化方面領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

文 |  沙睿 鄭東

來源 | 中國核能行業(yè)協(xié)會(huì)

核能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展與目標(biāo)

2020年8月25日，國資委辦公廳頒布《關(guān)于加快推進(jìn)國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的通知》。2021年3月國資委科創(chuàng)局發(fā)布了2020年國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型案件。這些都開啟了國有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新篇章，都在積極引導(dǎo)國有企業(yè)在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代準(zhǔn)確識(shí)變、科學(xué)應(yīng)變、主動(dòng)求變，都在促進(jìn)國有企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展，都在推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展，以期更好地服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，決勝未來。

核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是國家安全重要基石。核能行業(yè)是保障國家安全、能源安全、環(huán)境安全的重要力量，肩負(fù)推動(dòng)國防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的雙重歷史使命。目前，以中國核工業(yè)集團(tuán)有限公司、中國廣核集團(tuán)有限公司、國家電力投資集團(tuán)有限公司、中國華能集團(tuán)有限公司4家央企集團(tuán)為主體，以鈾礦地質(zhì)勘探、鈾礦采冶、鈾純化轉(zhuǎn)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(yè)務(wù)，建立了完整、系統(tǒng)的核能行業(yè)體系。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是內(nèi)涵豐富動(dòng)態(tài)發(fā)展的概念，不同場景下有多種理解。結(jié)合中央企業(yè)背景，本文認(rèn)為核能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以理解為：以價(jià)值創(chuàng)造為目的，用數(shù)字技術(shù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)變革的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。數(shù)字化轉(zhuǎn)型就是要運(yùn)用數(shù)字技術(shù)體系支撐的新一代信息技術(shù)，推進(jìn)要素配置效率提升，重構(gòu)企業(yè)生態(tài)圈，提升企業(yè)競爭力。

核能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型思路與方式

核能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一場轉(zhuǎn)換意識(shí)、轉(zhuǎn)變方法、轉(zhuǎn)移路徑、轉(zhuǎn)化組織、轉(zhuǎn)動(dòng)體系的變革。可以結(jié)合管理和生產(chǎn)實(shí)踐，以數(shù)字化轉(zhuǎn)型總的目標(biāo)和方向?yàn)橹敢捎枚喾N切實(shí)可行高效優(yōu)質(zhì)的方式進(jìn)行。

一、問題導(dǎo)向、需求牽引

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是解決現(xiàn)實(shí)問題的高效利器。當(dāng)前，國際環(huán)境發(fā)生本質(zhì)變化，我國核能主體企業(yè)，已經(jīng)先后被美國列入“實(shí)體清單”，開始實(shí)行技術(shù)出口管制、技術(shù)限制與封鎖。疫情影響也對(duì)國際交流和企業(yè)生產(chǎn)及管理帶來諸多不利因素。核能行業(yè)在快速發(fā)展中也面臨一些亟待解決的問題。以問題為導(dǎo)向，從分析問題入手，理清業(yè)務(wù)需求，然后通過數(shù)字化手段解決問題，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型最直觀的效果。

不斷提升核電運(yùn)行的安全水平，是我們持之以恒的追求。核電機(jī)組是世界上最復(fù)雜的成套設(shè)備，百萬千瓦級(jí)核電機(jī)組會(huì)擁有300多個(gè)系統(tǒng)，近10萬臺(tái)套裝置部件，從建設(shè)初期選址、設(shè)計(jì)到建設(shè)、安裝、調(diào)試、運(yùn)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(fù)雜、長壽命、安全運(yùn)行要求等級(jí)極高的設(shè)備要保障安全運(yùn)行，對(duì)運(yùn)營單位提出巨大挑戰(zhàn)。只有充分利用數(shù)字化技術(shù)對(duì)核電站的設(shè)計(jì)進(jìn)行三維數(shù)字化建模協(xié)同仿真計(jì)算、用先進(jìn)數(shù)字傳感器對(duì)核電運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行智能識(shí)別和態(tài)勢(shì)感知、用大數(shù)據(jù)分析對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和優(yōu)化，才能極大提升核電本質(zhì)安全水平，保障核電安全運(yùn)行。

鈾礦是核工業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)鈾資源的勘查、采冶、純化、科研、倉儲(chǔ)構(gòu)成了完整產(chǎn)業(yè)鏈條。鈾礦深埋地下，礦脈復(fù)雜，如何讓寶貴的鈾資源可知、可見、可測(cè)、安全、綠色、高效地可持續(xù)發(fā)展是行業(yè)的持續(xù)追求。智慧礦山是未來發(fā)展方向，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、北斗通信技術(shù)，建立完整一體化地質(zhì)數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、物探數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、檔案數(shù)據(jù)、三維模型數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)等綜合大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，完善鉆孔數(shù)據(jù)采集、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)調(diào)用、地質(zhì)編錄等野外地質(zhì)工作全流程的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)三維數(shù)字化資源量估算、多維立體剖面編制、推進(jìn)隨鉆測(cè)井、管線布局?jǐn)?shù)字優(yōu)化等功能是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的典型應(yīng)用。

核燃料是核反應(yīng)堆的動(dòng)力之源，核燃料產(chǎn)業(yè)是反映一個(gè)國家核技術(shù)水平的重要標(biāo)志，包含了核工業(yè)中最關(guān)鍵、最核心的技術(shù)，是戰(zhàn)略性高科技產(chǎn)業(yè)的代表，幾十年來為國防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。要“領(lǐng)跑”全球核燃料產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新技術(shù)突破，建設(shè)數(shù)字車間、數(shù)字工廠，數(shù)字核燃料體系，是實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展的必由之路。核燃料產(chǎn)業(yè)是具有流程型和離散型制造特征的綜合性制造產(chǎn)業(yè)，智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中，要充分應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、智能制造、VR等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)AGV轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人智能調(diào)度、智能生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）應(yīng)用、工藝仿真優(yōu)化、生產(chǎn)過程智能控制、生產(chǎn)狀態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)為主綜合性的智能制造體系。

二、戰(zhàn)略導(dǎo)向、技術(shù)驅(qū)動(dòng)

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是面向未來，探索發(fā)展方向的有效途徑。數(shù)字化轉(zhuǎn)型是企業(yè)總體戰(zhàn)略的重要組成部分，具有戰(zhàn)略與執(zhí)行雙重特征。

無人化戰(zhàn)略。借助人工智能發(fā)展起來的無人技術(shù)如火如荼，已經(jīng)在多個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)成熟應(yīng)用。從無人機(jī)在能源電力行業(yè)的應(yīng)用到戰(zhàn)爭應(yīng)用都體現(xiàn)了無人技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景；汽車自動(dòng)駕駛（無人駕駛）已經(jīng)在國內(nèi)多個(gè)城市開展試點(diǎn)應(yīng)用；國內(nèi)汽車、家電制造業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)多個(gè)無人工廠、領(lǐng)先的物流企業(yè)已經(jīng)建立了多個(gè)無人倉庫。核能行業(yè)無人化（及少人化）也是未來發(fā)展戰(zhàn)略方向，無人生產(chǎn)車間、無人執(zhí)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(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，可以快速推進(jìn)無人化戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。

創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略。是要靠科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，而不是傳統(tǒng)的勞動(dòng)力以及資源能源驅(qū)動(dòng)。核能行業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，科技創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。在近期的全球超級(jí)計(jì)算機(jī)排名中，中國的神威·太湖之光和天河2A超級(jí)計(jì)算機(jī)都進(jìn)入前六名，超算技術(shù)在模擬核反應(yīng)方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。在數(shù)字反應(yīng)堆應(yīng)用上，先進(jìn)反應(yīng)堆系統(tǒng)中多物理場耦合的本質(zhì)是偏微分方程組的聯(lián)立求解，運(yùn)用人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)中的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過對(duì)傅立葉層的優(yōu)化設(shè)置，可以在秒級(jí)求解復(fù)雜問題的偏微分方程。這些人工智能技術(shù)的深入應(yīng)用不僅可以模擬粒子之間的相互作用，還可以預(yù)測(cè)一系列核反應(yīng)堆的運(yùn)行安全及特性。

三、系統(tǒng)工程、由上到下

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是解決大型系統(tǒng)工程的必然選擇。核工業(yè)體系是一個(gè)十分龐大的系統(tǒng)工程，系統(tǒng)工程管理理論和方法在核工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用是大勢(shì)所趨。核能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型本質(zhì)是業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，是新一代信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的生產(chǎn)業(yè)務(wù)和管理模式的變革重構(gòu)，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。數(shù)字化打破了傳統(tǒng)企業(yè)的邊界，行業(yè)已不只是某類產(chǎn)品屬性的歸集，行業(yè)之間、企業(yè)之間、企業(yè)和客戶之間已形成以數(shù)據(jù)為載體的相互依賴，行業(yè)發(fā)展的維度不僅取決于自身，而且還取決于其所在的“生態(tài)體系”，整個(gè)體系建設(shè)必須依賴云計(jì)算、區(qū)塊鏈、網(wǎng)絡(luò)安全等技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工程體系。

堅(jiān)持系統(tǒng)工程觀念，要善于從整體上、全局上認(rèn)識(shí)問題，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和整體布局，科學(xué)統(tǒng)籌全面協(xié)調(diào)，整體推動(dòng)。強(qiáng)大的組織保障是順利推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)，核能行業(yè)要依照系統(tǒng)工程理論，構(gòu)建數(shù)字化管理和控制體系，通過企業(yè)資源管理平臺(tái)（ERP\MES\IPD\PLM等平臺(tái)）協(xié)調(diào)管理部門和業(yè)務(wù)部門，統(tǒng)籌推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)施。

四、顛覆創(chuàng)新、由點(diǎn)及面

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是構(gòu)建持續(xù)競爭優(yōu)勢(shì)的動(dòng)力引擎。核能行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的本質(zhì)特征就是實(shí)現(xiàn)核科技高水平自立自強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)原創(chuàng)性自主創(chuàng)新、顛覆性創(chuàng)新。新一代可控核聚變研究裝置是世界科技發(fā)展前沿，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，可以推進(jìn)核聚變領(lǐng)域的先進(jìn)數(shù)據(jù)科學(xué)應(yīng)用、機(jī)器學(xué)習(xí)推斷、大規(guī)模非線性模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)代理模型及聚變裝置關(guān)鍵部件壽命預(yù)測(cè)等科研業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)、數(shù)字化技術(shù)的深度結(jié)合。

核能行業(yè)將在第四代核電、先進(jìn)核燃料及循環(huán)利用、小型堆技術(shù)和海洋核動(dòng)力平臺(tái)、空間核電源等方面大有作為。數(shù)字化反應(yīng)堆技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、超級(jí)蒙特卡羅核領(lǐng)域模擬建模技術(shù)、基于系統(tǒng)工程的三維協(xié)同設(shè)計(jì)等先進(jìn)數(shù)字化技術(shù)也會(huì)為相關(guān)應(yīng)用帶來顛覆性創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)技術(shù)引領(lǐng)。