核電站的智能化實踐：每年節省上萬工時、巡檢效率提升80%

實地探訪寧德核電站，揭曉硬核工業如何進行數字革命。

“如果核電行業能夠實現數字化轉型，那么中國所有的產業都能夠以此為參考去實現自身的數字化?！痹趯幍潞穗婞h委書記、董事長、總經理田輝宇發表這番觀點時，寧德核電已經處在數字化轉型的關鍵轉型期。

或許有人會認為這種說法過于絕對，畢竟不同行業的業務各有特點，數字化并沒有一套放之四海而皆準的方法。

但是，當我們深入了解了核電行業數字化轉型背后異于其它行業的高度復雜性，或許就能體會這句話背后的含義。

核電是一個技術密集、資金密集且對安全有著至高要求的重資產行業。

舉例來說，中國廣核集團福建寧德核電有限公司（以下簡稱“寧德核電”）的生產現場涉及 36 萬種各種不同類型的設備，它們基本同時處于運作狀態，不但設備管理難度大，并且需要針對性地搭建相適應的數字化場景，其中的復雜度也不小。

對此，寧德核電迎難而上。2022 年，被稱為其數字化轉型的啟動元年。

而事實上在此之前的兩年時間里，寧德核電的數字化探索就已經開始。通過采取小步快走、以點帶面的策略，寧德核電目前已成功地開發了精準運維管理平臺，并推出了 AR 智能頭盔、智能巡檢機器人等多個數字化創新應用。這些應用在企業管理、效率、安全等多個方面都產生了積極的影響。

《行知數字中國》走進寧德核電基地發現，這一系列數字化成果背后的力量，除了有自上而下的“一把手工程”的推動，更離不開全員自下而上的積極參與。

兩年的場景鋪墊和探索

田輝宇在受訪時表示，盡管寧德核電擁有較好的信息化基礎，但由于行業的特殊性，在實現數字化轉型過程中還是面臨著諸多挑戰。

首先，核電早期的生產管理系統均實現了信息化，但對數據的挖掘和利用不夠充分?！按罅康倪^程數據被保存為歷史數據，很少被利用起來?！?/p>

第二，如前所述，核電與其他工業的主要區別在于設備的復雜性和同時運行的設備數量，這些設備與多數制造企業的流水線作業設備不同，它們類型各異，并且需要被同時監控和管理，因此設備管理難度非常大。

第三，由于設備復雜，每一類設備都有其獨特的特性和要求，所以在運行和維護時需要針對不同設備單獨搭建適應的場景，這一過程異常繁瑣?，F場工作場景的多樣性也增加了數字化場景構建的難度。

考慮到這些復雜性，寧德核電在 2022 年開始全面推行數字化轉型之前進行了長時間的準備。2019 年，寧德核電在設備管理和現場作業場景等方面優先進行鋪墊工作，開始研究和對標行業里的案例，試圖探索出適合自己的數字化場景。

“核電廠的運營最重要是管好兩件事，一是把設備管理好、維護好，讓設備不能出問題；二是把人管好，人在設備上的操作不能失誤?！碧镙x宇表示，因此，寧德核電的數字化基本就是圍繞“管好人和設備”考慮的。

讓“科幻”場景照進生產現實

AR 加固安全防線

核電行業里，安全永遠被放在第一位，因此生產現場各個層面的安全措施都需要被嚴格執行和監測。其中核電現場的檢修操作要求工程師遵循繁瑣的程序手冊，其中步驟繁多，有時長達 50-60 頁。工程師必須逐步按照手冊執行操作，以確保流程正確無誤。

然而，這種工作方式很容易中斷工程師的思路和操作效率?！八诂F場，擰一個螺栓，就要劃一步?！币虼?，田輝宇開始思考，數字化轉型是否能夠解決這些痛點。

聯想到科幻片里常出現的全息成像場景，其設想，在檢修過程中，工程師是否也可以通過智能眼鏡或全息成像設備，直接在眼前顯示所需信息，而無需依賴繁瑣的手冊文字指導？

基于這個設想，寧德核電決定嘗試增強現實（AR）技術。為了更好地呈現操作步驟，他們首先將原來的程序文本轉化為圖形化的指導，類似宜家裝配家具時所使用的圖紙。

同時，寧德核電找到從事 AR 眼鏡開發的初創企業并與之展開合作，共同探索將 AR 頭盔應用于工業操作中。

如今，現場作業工程師不但可以通過 AR 頭盔實時查看圖形化指導，系統還可以記錄檢修過程，并實時上傳數據到系統。也正因如此，現場負責 QC（質量控制）見證的監督人員也無需親身去到現場進行工序見證，通過遠程畫面就能見證現場的每一步操作。

此外，當現場需要技術支援時，作業工程師也可以通過 AR 頭盔遠程聯系后臺專家，專家通過 AI 標注、屏幕共享等功能，指導現場作業。內部估計，AR 智能頭盔使單項工作的人力成本降低 50%，現場綜合工作時長降低了 35%。

值得一提的是，2022 年，寧德核電在 WANO 同行評估中獲得外部專家高度評價，獲得評估總分 1 分的成績，成為國內首家 1 分電站；運營 SHE 標準化評審獲評 9.3 級，達國際標桿。（注：WANO 指標是國際重要核電運營業績統計參數，是評估核電項目運營安全性和可靠性的重要參考。）

防人因失誤管理

在人員操作方面，特別是涉及到大規模設備操作時，人的失誤可能會導致嚴重問題。

“這是許多行業都必須重視的問題，因為很多問題最終都可以歸結為人為因素?！贬槍@一問題，寧德核電內部有一套完善的針對運行和維修技術人才培養的方法，稱之為“核電廠系統化培訓方法”（SAT）。

基于此，寧德核電搭建了防人因失誤的數字化場景，包括機械和電子儀控制相關的技能中心，專門在數字化環境中培訓操作人員如何操作而不出錯。比如，操作人員必須準確找到設備，雖然設備都有編碼，但編碼也可能被看錯。于是在數字化環境中，他們設置了要求操作人員在進行下一步操作之前必須準確識別設備的相關措施，以防止走錯步驟或誤看設備。

此外，內部也在持續探索通過數字化手段助力培訓的場景。例如將 AI 講課機器人應用在網絡課程里，以及在培訓設施中應用數字化技術，建立數字化急救培訓基地，并利用 3D 和 VR 技術，對現場廠房設備進行全方位掃描，開發全景 VR 教學場景。

資源并非無限投入，“一步到位”不現實

“當然，資源投入不是無限的?！碧镙x宇進一步解釋稱，“我們作為管理者，它（資源）是必須要受控的，你必須要慢慢的去規劃這些事情，逐步迭代，轉型才能夠真正成功。這是一個漸進的、有序推進的過程?！?/p>

以設備生產數據的實時集成共享為例，寧德核電內部花了很多時間構想設備管理平臺的搭建。最初的考慮是“一步到位”，建設三維孿生系統。

“但如果是單做一臺機組的汽機廠房，我們當時算過投入，三維孿生大概要八千多萬?！碧镙x宇指出，由于搭建三維模型的成本太高且效用不一定好，內部最終選擇先從二維孿生方案入手。

值得一提的是，該項目基本上是由寧德核電的員工自發完成，其中設備管理系統工程師全員參與到核電各系統流程的梳理。

工程師們通過自己的努力，梳理了 75 個系統，當中包括 400 多張二維數字化流程圖，再通過生產數據系統（PI）關聯設備數據，實現了數據匯集，最終形成二維孿生系統。該二維系統不僅能關聯實時數據，還能收集現場巡檢和員工手動上傳的數據，包括歷史數據和資料。

“這個小小的嘗試，讓我對設備管理的數字化充滿信心?！碧镙x宇感慨，“雖然二維系統不如三維完美，但這一實踐為未來搭建三維數字孿生系統奠定了基礎，同時也能讓員工感到收獲很大，增強了大家對數字化轉型的信心。

有了設備管理的平行系統，寧德核電就可以在這基礎上實現數據挖掘和分析。例如使用 AI 分析，通過對比實時數據和歷史數據，檢測運行狀態異常，實現及時預警，解決設備問題。同時也有助于積累歷史經驗，以實現大數據驅動的智能決策。

人人都是數字革命貢獻者

作為寧德核電的“一把手”，田輝宇非常重視數字化轉型工程。他認為傳統企業必須積極邁向數字化轉型，作為管理者也有責任推動這一變革。

在公司層面，寧德核電成立了專門的數字化核心組，其運作主要以實際需求為導向，逐步推進數字化項目或方案的迭代。

數字化核心組由田輝宇擔任組長，下設精益流程、設備與維修、運營、培訓人資和數字基建六個小組，小組成員由各部門經理和業務骨干組成。

“核心組成員手頭如有涉及到自己的數字化項目，就一定要牽頭把它做好?！碧镙x宇提到，該核心組還要幫助各部門進行數字化轉型規劃和方案設計，給其他部門的數字化項目提供輔導。

雖然業內常說數字化轉型是“一把手工程”，但田輝宇在受訪時則反復提及年輕人在數字化轉型中的重要性。其指出，年輕人更容易接受新技術，并且對業務有相對較好的理解，能夠將新技術應用到業務中。

在這方面，寧德核電采取了一些方法來激勵年輕人參與數字化轉型，并營造了相應的氛圍。例如在內部舉辦數字化創客大賽和平行系統編制大賽，通過比賽激勵學習和轉化，鼓勵員工展示自己的能力并學習新技術。

通過這些活動，一方面可以讓員工感受到自己的專業是能與數字化轉型接軌的，另一方面也能夠提供一個實踐的平臺，讓大家嘗試把想法轉化為現實?！拔覀儠o員工一定的包容和容錯空間，允許他們在數字化轉型中遇到問題并從中學習?！?/p>

據介紹，寧德核電還制定了“300-30-3 ”數字化人才培養三年規劃。首先培養出 300 位數字化應用專家，這些專家具備基本的軟件和編程技能。其次，從這 300 位專家中，培養出 30 位數字化項目經理，他們不僅熟悉數字化應用，還了解業務流程，能夠將業務流程與數字化工具和方法結合，進行流程再造和優化。最后，培養出 3 位數字化戰略人才，能夠為公司未來的數字化轉型提供整體規劃。

寫在最后

整體而言，無論是設備管理、生產操作還是人員培訓層面，通過不斷摸索和積累，寧德核電目前已經將數字化技術應用在多個業務場景。

除了上文提到的實踐之外，在設備管理方面，寧德核電還在設備上加裝智能探頭，通過遠程上傳設備數據，可以減少現場尋視設備的需求。其中部分廠房更是實現了智能巡檢，使用機器人進行巡檢工作，巡檢效率較原來提升 80%。

流程信息化方面，寧德核電通過 RPA 機器人替代重復性操作，如信息收集、打印工作等，節省人力資源和時間。據悉，內部已打造 45 個 RPA 機器人，預計每年將節省上萬個工時。

數據治理方面，寧德核電也進行了詳細布局，并預計在今年年底前完成數據中臺的架構搭建和數據應用。

今年以來 ChatGPT 成為熱門話題，寧德核電也沒錯過這一熱點，其與一些高校合作，挖掘核電內部過程數據和構建知識庫工具，通過模型訓練建立了智能知識庫和知識圖譜。

未來，寧德核電希望通過直觀的人機交互方式，讓工程師能夠快速訪問和應用智能知識庫中的信息，從而高效地運用知識成果到業務場景中。

一樁樁數字化實踐和成果的背后，都是由從小幅度的迭代和改進逐步演進而來。作為央企，寧德核電在數字化項目投資和決策是嚴謹且偏保守的，并不會一開始就作大規模投入。但也正因如此，他們的投入產出比也比較高。

田輝宇強調，數字化轉型對于傳統行業來說難度很大，每個行業都有其獨特之處，緊密結合自身的業務特點來構建合適的場景非常重要。他建議，在資源有限的情況下，企業應盡量以自身需求為主，以解決業務痛點為導向開展數字化轉型工作。