經濟數字化 上海新亮點
數字化賦能高端制造 核電產業如何領跑“強國”目標?
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編者按:全面推進城市數字化轉型,是上海“十四五”規劃確定的重大戰略,也是面向未來塑造城市核心競爭力。未來五年,上海將整體性轉變,推動“經濟、生活、治理”全面數字化轉型。
即日起,上海市經濟信息化工作黨委、上海市經濟信息化委與人民網上海頻道合作,聚焦上海經濟數字化轉型,推出一系列具備標杆示范效應的新理念、新技術、新模式典型范例,打造城市數字化轉型的上海實踐,開辟提升上海城市軟實力的新賽道,跑出上海產業和信息化高質量發展的加速度。
核電作為低碳清潔能源,擁有廣闊的發展空間,在國家努力實現“碳達峰、碳中和”的目標背景下,核電產業迎來重要發展機遇。
在當前核電智能化已成為發展新趨勢的背景下,近年來,上海核工程研究設計院有限公司(以下簡稱“上海核工院”)全面貫徹國家在數字化轉型、兩化(工業化、信息化)融合以及人工智能、工業互聯網等“新基建”領域的一系列政策要求,從頂層規劃、研發實施、制度保障等多個層面,全方位推動了公司數字化體系建設。
上海核工院誕生於1970年2月8日,前身是“七二八工程研究設計院”,是我國核電自主化的關鍵力量。50年來,幫助我國核電實現了從“跟跑”到“並跑”,在技術上與先進國家並行,在裝機上穩步走進世界前列。中國核電也成為了代表中國高端制造業走向世界的“名片”。
數字化轉型之源在創新
剛剛過去的“十三五”期間,上海核工院交出了一份數字化工作的優異答卷。
上海核工院形成以“研發-設計-驗証”為一體的核電數字化研發設計體系﹔圍繞臨港核電試驗基地,與上海電氣合作開展的核電裝備設計制造數字化協同平台﹔打造以NUPOWER為核心的核電工程項目數字化管理平台以及智慧工地兩大系統,實現數字化工程和數字化交付……
這份成績單的背后,源於該院對於數字化轉型的不斷嘗試。
本世紀初,上海核工院就已經開始布局了數字化專項研究工作。2004年就實現了核電工程設計從二維向三維的重大轉變,並在巴基斯坦C2項目上實施應用。
作為核電行業領先的EPCS服務商和上海市標杆高新技術企業,近年來,上海核工院在上海市委市政府 “一業一策”、“一業一品”要求下,對核電領域數字化轉型推進路徑進行專題研究,深入剖析核電領域數字化轉型趨勢、應用場景以及業務落地解決方案。
以核電設備設計制造為例,以往的研制過程中,上游設計和下游制造環節之間往往存在著重復建模、重復數據錄入、二三維數據可能不一致等問題,這在一定程度上制約了核電設備的研制效率。
傳統的設計制造協同過程
而在上海核工院與上海電氣聯合打造的基於工業互聯網的、採用MBD統一模型的新的模式中,通過全息的三維模型設計,以“三維到設計、三維到驗証、三維到制造、三維到管理”的思路,從設備設計、仿真分析,到數字化信息管理、結構化工藝編制,再到工藝仿真、制造驗証,實現了全過程的數字化覆蓋,設計、制造單位,面向同一平台、同一模型、同一數據源,高效率地工作迭代。
核電設備設計制造數字化協同
數字化轉型帶來高效益、高質量
數字化從經濟、質量等角度賦能核電研發設計。
經濟效益方面,例如非能動安全殼冷卻、堆芯熔融物滯留(IVR)等基礎類重大試驗,試錯成本高昂,採用數字化仿真的方式進行虛擬試驗,能夠有效輔助甚至替代試驗,節約大量試驗成本﹔質量效益方面,目前核電領域的質保對象主要還是文件類型,依賴人工校驗等方式進行質量控制。數字化能夠讓計算機自動質量檢查,以技防手段提供多一層級的質量防護。
基於規則的設計質量自動檢查
數字化賦能產業鏈協同發展
作為工業互聯網應用的經典案例,上海核工院與上海電氣聯合搭建的設備設計制造互聯網協同平台,不僅為各設計、制造單位之間架設起了通暢的數字化橋梁,幫助解決設計、制造協同難題,還能為產業鏈上眾多的中小企業提供數字成果的共享渠道,例如基礎工業軟件與高性能計算服務的雲上資源共用,通過網絡權限的接入,工業互聯網平台可以為中小企業提供近300種工業基礎軟件的遠程在線使用,以及近30款軟件的高性能並行計算服務。通過大型工業軟件的資源共享,讓中小企業使用先進工器具的同時、解決其購買商用軟件一次性投入過大的問題。數字化的材料研發模塊、設備設計/分析/評定一體化模塊、管道/支撐/機械模塊設計分析一體化模塊等,還能讓產業鏈中小企業,能夠站在更高的起點開展作業。
數字化加速行業知識和經驗的積累、促進技術進步。
早年從西方核電國家引進的某些計算公式、設計方法,存留在紙質技術文檔或者被相關技術人員掌握,通過手把手傳授,或者技術手冊等方式進行傳承。這個過程速度慢、受眾有限、容易丟失,而數字化可以將設計知識、方法、經驗,用計算機語言定量描述,形成代碼化的功能模塊,依托平台載體進行沉澱。再通過復用、優化、創新,量變引起質變,促進學科專業技術進步,甚至解決“掐脖子”技術難題。
借助數字化“高速公路”,能夠五年完成十年的技術積累,在核電強國的道路上實現快速追趕,甚至超越。
設計知識和經驗的沉澱、復用與再創新
隨著工業4.0的到來,中國企業對創新和制造力的呼聲越來越高。去年,上海核工院提出要加快數字化轉型,打造“智慧728”。要求按照“一年完善體系、三年基本定型、十年打造一流”的戰略部署,在2023年“十四五”中期完成階段性目標,在2030年建院60年之際實現躋身世界一流的願景目標。未來,通過上海核工院將更加充分地挖掘核電場景案例,打破核電信息孤島,讓信息流引導產業發展,促進核電產業高質量發展,為全市經濟數字化轉型貢獻更大力量。
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