【儀表網 產業報道】核工業是高科技戰略產業，是國家安全重要基石。核燃料元件產業作為核工業領域的傳統產業，兼具高科技戰略產業鮮明特征和傳統制造業基本屬性，標準化、信息化、數字化、智能化，不僅是核燃料元件制造企業建設現代化核燃料元件產業體系的必經之路，更是核燃料元件制造企業承擔的時代責任。
 

　　中核北方核燃料元件有限公司是我國第一座核燃料元件廠，作為我國當前產品種類最多、技術路線最全的核材料和核燃料元件生產科研基地，AI正為這里產業模式轉型和培育核燃料元件“智造”新質生產力插上創新的翅膀。
 

　　探索·工業機器人
 

　　在這里學會核燃料元件制造

 

　　物聯網、大數據、機器學習、元宇宙、裸眼3D、腦機接口、ChatGPT……作為新一輪科技革命的核心技術之一，AI正不斷突破加速應用。進入新世紀以來，中核北方以超前思維，不斷探索加強企業的標準化、信息化、數字化、智能化升級建設，嘗試推進信息化、數字化、智能化賦能企業管理和生產工藝的升級。
 

　　敢于嘗試就是最好的開端。核燃料元件制造兼具“核”的非普遍性和高新技術企業的高精尖性。2010年，中核北方率先在重水堆核電燃料元件生產線引進第一臺工業機器人，“入職”端板焊焊接崗位。怎么拿起、放下，如何停留、轉彎，什么樣的力度、什么樣的姿勢，如何精準、完美的完成每一個動作？不僅考驗著這里的技術人員，更考驗著技術人員對標準化、信息化、數字化、智能化知識的學習領悟能力。機器人參數的調整細致入微，可謂“失之毫厘差之千里”。讓孩子學會自己吃飯不難，因為他有自主意識，可是讓機器人學會一項操作，完全要靠參數的設置。這需要技術人員有足夠的耐心，只有反復的調試、驗證才能達到理想狀態。憑著勇于探索、不服輸的勁頭，技術人員度過了與“機器人兄弟”的磨合期，讓它在這里學會了核燃料元件制造。
 

　　探索的過程就是選擇的過程，在紛繁復雜的解決方案里探索最優解。有了第一臺工業機器人的應用經驗，中核北方不斷拓展思路，探索嘗試將更多更成熟、先進的信息化、數字化技術為核燃料元件制造所用。中核北方高溫氣冷堆核燃料元件生產線是世界首條工業規模高溫氣冷堆核燃料元件生產線，生產線建設之初，很多崗位就進行了數字化、智能化升級，將簡單且重復的操作交給“機器人職工”，從而解放出更多的人力從事難度更大的工作，節約成本的同時，在一定程度上杜絕了人因可能帶來的產品質量問題。這進一步實現了AI與核燃料元件制造的融合發展，為我國的核燃料元件“智能制造”積累了經驗。
 

　　深耕·核燃料元件
 

　　智造車間并不是幻想

 

　　黨的二十大提出要建設現代化產業體系，并強調要推動制造業高端化、智能化、綠色化發展。中核北方認真貫徹黨和國家關于加快數字化發展、建設數字中國戰略部署，深入落實中核集團公司“數字核工業”建設目標，積極推進數字技術與核燃料元件研發制造融合發展，支撐推動生產科研組織體系、業務模式和管理方式變革，以數字化全面賦能產業轉型升級，著力塑造現代化核燃料元件產業新動能新優勢。
 

　　強化前瞻引領性研究，加強自主可控技術創新，探索人工智能多場景應用，是中核北方近年來一直追求的目標。對標國內外先進智能制造企業，建立健全專業領導機構和領導小組，組建核燃料元件智能制造科技創新團隊，切實推進數字化轉型發展和管理變革。為系統謀劃推進“兩化融合”，快速實現企業向新型工業化轉變，中核北方制定了《公司“十四五”信息化規劃》，并提出“24510”信息化發展總體目標，著力建立以“模型”為核心驅動的正向研發體系和以“數據”為核心驅動的智能生產經營體系，推進數字研發、數字制造、數字交付、數字運營等四大能力建設，為打造“現代化核燃料元件產業支柱綜合體”奠定堅實基礎。
 

　　聚焦“十四五”規劃，中核北方加快生產線智能制造能力升級，開啟核燃料元件智能車間建設。快堆核燃料元件生產線建設之初，以“自動化減人、信息化助人、智能化無人”為導向，設置智能生產單元，自動傳輸線、智能倉儲以及工業物聯網、大數據治理、智能生產運營管理等9大數字化平臺，使得生產一線人員投入較同類生產線縮減30%以上。在生產運營管理上，將現行的基于流程的生產運行管理能力，提升到基于模型的動態、可視化生產運行管理水平，構建基于自動感知、自動運維、智能管理與智慧決策為一體的現代化智能車間。
 

　　2021年，中核北方重水堆核燃料元件生產線主工藝流程全部完成提檔升級，實現數字化轉型，打造了“智”造核燃料元件的樣板。2022年2月，中核北方重水堆核燃料元件制造數字化工廠被地方評為“十佳數字化工廠(車間)”；2022年11月，“中核北方重水堆核燃料棒束制造數字化車間項目”通過內蒙古自治區第三方機構評審和部門審核，獲得后補助資金384萬元；2022年12月，中核北方壓水堆核燃料元件智能制造工廠成功入選工業和信息化部智能制造示范項目。
 

自主·核燃料元件
 

　　AI視覺檢測在這里實現

 

　　“堅持自主可控，著力加強自主創新，把關鍵技術牢牢掌握在自己手中。”為研制出適應核行業的專有智能化檢測設備，中核北方自主研發團隊為自己立下了一個flag，并選擇核燃料領域具有可復制和推廣意義的設備進行自主研制，燃料棒無源富集度檢測系統就是其中之一。
 

　　有源法是燃料棒富集度檢測最常用的方法，整套系統中的源每2.5年需更換一次，且主要依賴進口。中核北方自主研發團隊為改變這種局面，從根本上解決“卡脖子”問題，積極探索開啟燃料棒無源富集度檢測系統的研發。歷經兩年多的研究，印有“中核北方”品牌的燃料棒無源富集度檢測系統研發成功，并成功應用于核燃料元件生產線。源于此，“元件生產線外觀質量在線檢測系統”“燃料棒焊縫探傷智能分析系統”“小零部件外觀自動檢測系統”“檢測樣品自動傳輸系統”等智能檢測系統，連續不斷地在這里得到應用與開發，為后續核燃料元件“智能檢測”的推廣普及奠定了基礎。
 

　　在數字化實驗室建設過程中，中核北方還組織成立青年突擊隊，開展關鍵技術研究，團隊通過自主設計方案，實現檢測自動化、信息化改進，有效提升檢測效率、降低成本。尿鈾送檢自動化改進項目效果尤為明顯，利用二維碼技術實現一人一碼，不僅使樣品信息具有唯一性，還大大節約了送檢單位和接受單位信息核對時間，提升了效率，尿鈾每日接受量從20個提升至60個。同時，避免了信息傳輸過程中出現差錯。
 

　　中核北方在全面推進“兩化融合”管理體系建設，加快實施體系3A級認證的同時，大力推進自動化先進技術應用，完成了焊接智能制造研發、AI視覺檢測等40余項升級改造，形成了棒束制造數字化車間、芯塊制備數字化生產線等優秀成果。
 

　　如今，走進中核北方各條生產線，工業機器人、可視化管理、智能倉庫、智能檢測成果初步可見，化工轉化工藝DCS系統覆蓋率達到95%以上，整體設備聯網與數采率達60%以上，MES系統、數字孿生為產品質量保駕護航，核燃料元件“智造”新質生產力正在這里孕育。
 

　　到2035年，我國工業企業將基本實現自動化升級，數字化、智能化、網絡化制造將在我國工業企業基本普及，并走在世界前列。中核北方作為中核集團的重要成員單位，在做強做優做大產業發展的同時，將不斷探索新質生產力提升路徑，牢牢掌握新一輪科技革命和產業變革趨勢的重要驅動力，推動人工智能與產業發展的深度融合，為數字核工業建設、核強國建設，助推中國式社會主義現代化強國建設，貢獻中核北方智慧和力量。