数字化赋能高端制造 核电产业如何领跑“强国”目标？

编者按：全面推进城市数字化转型，是上海“十四五”规划确定的重大战略，也是面向未来塑造城市核心竞争力。未来五年，上海将整体性转变，推动“经济、生活、治理”全面数字化转型。

即日起，上海市经济信息化工作党委、上海市经济信息化委与人民网上海频道合作，聚焦上海经济数字化转型，推出一系列具备标杆示范效应的新理念、新技术、新模式典型范例，打造城市数字化转型的上海实践，开辟提升上海城市软实力的新赛道，跑出上海产业和信息化高质量发展的加速度。

核电作为低碳清洁能源，拥有广阔的发展空间，在国家努力实现“碳达峰、碳中和”的目标背景下，核电产业迎来重要发展机遇。

在当前核电智能化已成为发展新趋势的背景下，近年来，上海核工程研究设计院有限公司（以下简称“上海核工院”）全面贯彻国家在数字化转型、两化（工业化、信息化）融合以及人工智能、工业互联网等“新基建”领域的一系列政策要求，从顶层规划、研发实施、制度保障等多个层面，全方位推动了公司数字化体系建设。

上海核工院诞生于1970年2月8日，前身是“七二八工程研究设计院”，是我国核电自主化的关键力量。50年来，帮助我国核电实现了从“跟跑”到“并跑”，在技术上与先进国家并行，在装机上稳步走进世界前列。中国核电也成为了代表中国高端制造业走向世界的“名片”。

数字化转型之源在创新

刚刚过去的“十三五”期间，上海核工院交出了一份数字化工作的优异答卷。

上海核工院形成以“研发-设计-验证”为一体的核电数字化研发设计体系；围绕临港核电试验基地，与上海电气合作开展的核电装备设计制造数字化协同平台；打造以NUPOWER为核心的核电工程项目数字化管理平台以及智慧工地两大系统，实现数字化工程和数字化交付……

这份成绩单的背后，源于该院对于数字化转型的不断尝试。

本世纪初，上海核工院就已经开始布局了数字化专项研究工作。2004年就实现了核电工程设计从二维向三维的重大转变，并在巴基斯坦C2项目上实施应用。

作为核电行业领先的EPCS服务商和上海市标杆高新技术企业，近年来，上海核工院在上海市委市政府 “一业一策”、“一业一品”要求下，对核电领域数字化转型推进路径进行专题研究，深入剖析核电领域数字化转型趋势、应用场景以及业务落地解决方案。

以核电设备设计制造为例，以往的研制过程中，上游设计和下游制造环节之间往往存在着重复建模、重复数据录入、二三维数据可能不一致等问题，这在一定程度上制约了核电设备的研制效率。

传统的设计制造协同过程

而在上海核工院与上海电气联合打造的基于工业互联网的、采用MBD统一模型的新的模式中，通过全息的三维模型设计，以“三维到设计、三维到验证、三维到制造、三维到管理”的思路，从设备设计、仿真分析，到数字化信息管理、结构化工艺编制，再到工艺仿真、制造验证，实现了全过程的数字化覆盖，设计、制造单位，面向同一平台、同一模型、同一数据源，高效率地工作迭代。

核电设备设计制造数字化协同

数字化转型带来高效益、高质量

数字化从经济、质量等角度赋能核电研发设计。

经济效益方面，例如非能动安全壳冷却、堆芯熔融物滞留（IVR）等基础类重大试验，试错成本高昂，采用数字化仿真的方式进行虚拟试验，能够有效辅助甚至替代试验，节约大量试验成本；质量效益方面，目前核电领域的质保对象主要还是文件类型，依赖人工校验等方式进行质量控制。数字化能够让计算机自动质量检查，以技防手段提供多一层级的质量防护。

基于规则的设计质量自动检查

数字化赋能产业链协同发展

作为工业互联网应用的经典案例，上海核工院与上海电气联合搭建的设备设计制造互联网协同平台，不仅为各设计、制造单位之间架设起了通畅的数字化桥梁，帮助解决设计、制造协同难题，还能为产业链上众多的中小企业提供数字成果的共享渠道，例如基础工业软件与高性能计算服务的云上资源共用，通过网络权限的接入，工业互联网平台可以为中小企业提供近300种工业基础软件的远程在线使用，以及近30款软件的高性能并行计算服务。通过大型工业软件的资源共享，让中小企业使用先进工器具的同时、解决其购买商用软件一次性投入过大的问题。数字化的材料研发模块、设备设计/分析/评定一体化模块、管道/支撑/机械模块设计分析一体化模块等，还能让产业链中小企业，能够站在更高的起点开展作业。

数字化加速行业知识和经验的积累、促进技术进步。

早年从西方核电国家引进的某些计算公式、设计方法，存留在纸质技术文档或者被相关技术人员掌握，通过手把手传授，或者技术手册等方式进行传承。这个过程速度慢、受众有限、容易丢失，而数字化可以将设计知识、方法、经验，用计算机语言定量描述，形成代码化的功能模块，依托平台载体进行沉淀。再通过复用、优化、创新，量变引起质变，促进学科专业技术进步，甚至解决“掐脖子”技术难题。

借助数字化“高速公路”，能够五年完成十年的技术积累，在核电强国的道路上实现快速追赶，甚至超越。

设计知识和经验的沉淀、复用与再创新

随着工业4.0的到来，中国企业对创新和制造力的呼声越来越高。去年，上海核工院提出要加快数字化转型，打造“智慧728”。要求按照“一年完善体系、三年基本定型、十年打造一流”的战略部署，在2023年“十四五”中期完成阶段性目标，在2030年建院60年之际实现跻身世界一流的愿景目标。未来，通过上海核工院将更加充分地挖掘核电场景案例，打破核电信息孤岛，让信息流引导产业发展，促进核电产业高质量发展，为全市经济数字化转型贡献更大力量。