近日，世界经济论坛（WEF）公布，三门核电作为第四次工业革命（4IR）先进技术的代表，成功入选全球“灯塔工厂”（Lighthouse Network）。目前，全球共有172座“灯塔工厂”，其中，中国有74家。三门核电为中核集团下属企业中第一家获得“灯塔工厂”的企业。
“灯塔工厂”是全球“工业4.0技术应用”和“数字化制造”最佳实践工厂，由世界经济论坛和麦肯锡公司于2018年发起遴选，旨在形成全球工厂中将4IR应用于企业研发、生产、管理和服务等各方面实现数字化转型的最优实践案例。“灯塔工厂”不仅自身具备优秀的生产能力，而且能通过示范和引领，带动产业链中的上下游企业走向智能化，提升新型工业化整体水平。
AI赋能核电
关键设备可靠性管理
“给水前置泵A轴承振动（X）（非驱动端）（10FWS-YT101A1）：动态阈值报警高高报，当前值：3.29mm/s，测点报警时间：2024-08-09 10:49:59。”三门核电系统工程师一收到短信通知，立刻进入设备健康管理系统（PHM）进行确认，并按照系统推荐的诊断方案进行现场诊断。
AI赋能的设备健康管理系统采用工业大数据分析技术，结合先进的工业AI增强智能技术、非介入式智能传感技术及设备故障预测与健康管理技术，对核电机组海量运行数据进行智能分析和价值挖掘，系统全面覆盖了主泵、循泵、风机、汽轮机、变压器等各类核电站关键敏感设备，针对设备存在的定期人工巡检强度大、监测不及时等问题，利用先进的物联网技术开发各种在线监测技术，实现设备的在线实时监测和评估，提高设备状态监测和评估的精准度和及时性，由月级别的定期离线巡检，提升为小时级别的在线监测。通过设备健康监测系统的建立和使用，可降低非预期停机概率30%，减少现场巡检人员50%，有效缩短故障排故时间60%，降低备品备件约30%。
AI定制机器人
入列高风险区域作业
安全壳是核电站包容放射性物质的重要安全屏障，需对其进行定期安全检查，以保证其安全可靠，简称在役检查。在役检查需要在机组大修期间执行，为避免人员乘坐吊篮至高处开展长时间作业导致的安全风险，三门核电研发了耐辐照的磁吸附壁面爬行机器人。
大修期间，工作人员位于安全壳底部，操控机器人对空气导流板区域进行检查，实现了狭小空间、长距离、大容积、大面积、针对垂直壁面的检查，在核电行业内首次成功地应用在直径40米的圆筒型容器（即安全壳）上。它能在狭小空间进行全方位的移动和精确定位，并通过视频检测设备和图像算法进行信息的识别和数据的计算，成功满足了法规对检查覆盖率的要求，使在役检查覆盖率达到100%，避免了人员高处作业的安全风险。
此外，三门核电开发出智能巡检机器人，搭载有视频检查设备，能进行移动、定位，对设备情况进行视频采集，并通过图像算法进行信息的识别和数据的计算，极大程度地提升了运行巡检工作效率。
核反应堆堆芯功率先进分析
先进的在线监测系统24小时不间断采集反应堆内仪表提供的测量数据，结合内置的理论算法，精确还原出反应堆堆芯的实时三维功率分布，相当于反应堆的数字孪生体，让人一目了然。它显著优化了传统核电站的测量试验方法，能有效减少运行空间的过度约束，降低操纵员的工作负担，节约每次大修后首次升满功率时间。
机组运行风险监测先进分析
根据国际原子能机构的要求，核电站需要监测机组的核安全水平。运行机组的核安全水平到底处于何种水平？是否还有潜在的风险挑战？这些问题的答案均可以通过风险监测工具进行解答。
传统的风险监测工具依赖于人工输入，操作复杂且评价过程中存在人因失误问题。为消除传统风险监测器存在的不足，三门核电成功开发了风险监测工具所需数据的自动获取逻辑，在行业上率先实现核风险的自动评价以及核风险源的自动查找功能，提升了风险评价的效率和准确性。风险监测工具利用概率安全分析方法，使用事件树和故障树建立核电机组模型，开发风险监测器用于配置风险管理工作，定量化计算核电机组在不同配置状态下的核安全水平。截至目前，风险监测工具已帮助电厂成功排查了40多处潜在风险源。
核电厂化学系统走向数智化
三门核电锚定三代核电化学领域技术前沿，针对压水堆一、二回路高分析频率的化学控制参数开发自动取样系统、化学自动分析系统与仪器，实现数据自动上传、趋势分析、自动识别异常；开展智慧实验室建设，实现实验室数据采集智能化，达到自动判断、自动计划、自动质控；投运化学智能巡检机器人，实现二回路取样系统自动巡检；pH分析机器人、高纯锗自动进样机械臂、液闪制样机器人、样品转运机器人等在紧锣密鼓的测试中；人工智能的化学诊断系统已纳入研发计划并正在实施，预期通过建立化学专家知识库和运用AI技术，实现化学数据异常快速诊断。
三门核电创建的“浙江省先进压水堆水化学技术和材料研究重点实验室”已通过浙江省科技厅的评审和论证，作为核电厂智慧化学项目研发重要平台，统筹推进“产学研用”一体化发展，重点围绕核反应堆工质化学行为基础理论与新材料研究、核电化学控制技术优化研究、核电先进化学测量方法研发及智慧化学建设等方向，致力打造国内首个核电化学领域“黑灯实验室”——依靠机器人自主完成实验室工作，将工程师从日常重复、繁琐的工作中解放出来，从事更深入的专业技术研究。
仿真技术融入核电
关键岗位人员培训
核电站里的操作复杂，考虑到核电站对安全的更高要求，关键生产岗位的人员每天需要面对不同工况的机组情况，真实的提前演练和培训必不可少。
深度仿真技术的应用，为三门核电带来了VR+人因安全作业体验平台，加入关键岗位人员培训序列。在这里可以坐上360°旋转的升降座椅，戴上VR眼镜，手握精准的操作手柄，开始一次近乎真实的核电工作体验。“理—虚—实”的立体化智慧型教学环境，打造了“平台+资源”型的虚实结合复杂场景。通过身临其境的VR体验让那些原本不能在实际机组上开展的演练鲜活地展示眼前。
全数字化模拟机可以模拟整个核电站的运行情况，以便于核电运行操纵员应对可能发生的应急状况甚至事故工况。这套全数字化模拟机采用了先进的数字孪生模型，并根据机组的实际数据对模拟机的参数进行了多次校正，持续保证全范围模拟机的高精度仿真。（陈国才/文 三门核电/供图）