探究核工業(yè)領域中人工智能的應用

摘要：進入新世紀，人工智能迎來新一輪發(fā)展浪潮。人工智能是一門顛覆性的新技術科學，核科技產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性、基礎性和關鍵性領域，推動人工智能和核科技產(chǎn)業(yè)鏈融合應用是核工業(yè)貫徹落實國家部署、立足企業(yè)未來發(fā)展作出的重要決策。人工智能在核電工程、核電安全、核技術服務等領域的應用愈加廣泛。我國核電發(fā)展具備持續(xù)向好的技術基礎和穩(wěn)中求進的現(xiàn)實需求，并在人工智能領域獲得了長遠的發(fā)展。

關鍵詞：人工智能;核工業(yè);核電發(fā)展

一、核工業(yè)領域人工智能發(fā)展現(xiàn)狀

2020年全世界數(shù)據(jù)增加至940億TB，各個行業(yè)都利用人工智能實現(xiàn)了長遠的發(fā)展，人工智能與核科技產(chǎn)業(yè)融合戰(zhàn)略規(guī)劃項目正式啟動，凝聚了人工智能與核科技產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的信心與合力，是推動核工業(yè)人工智能由概念倡導走向科學規(guī)劃，最終走向落地實施的關鍵。

1人工智能發(fā)展具備持續(xù)向好的技術基礎和穩(wěn)中求進的現(xiàn)實需求

黨的十九大報告指出，要推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合。習近平總書記強調(diào)“要深入把握新一代人工智能發(fā)展的特點，加強人工智能和產(chǎn)業(yè)發(fā)展融合”。深刻認識大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術是推動核工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動力量，要加強人工智能與核科技產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，為高質(zhì)量發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展提供動能。

2人工智能的發(fā)展將帶動核工業(yè)技術實現(xiàn)提升跨越

我國人工智能的快速發(fā)展與能源供給需求的提升為核工業(yè)核能的發(fā)展提供了充足發(fā)展空間，并且核電技術的創(chuàng)新發(fā)展也為未來核能在能源市場的競爭提供良好技術基礎。新興技術的快速發(fā)展與核工業(yè)的深度融合，使得新堆型技術的應用逐步成為可能，新技術的發(fā)展逐步進入實用階段，切實提升核工業(yè)技術的跨越提升。

3人工智能提升核電站的緊急應對能力

目前人工智能在核工業(yè)領域的主要發(fā)展熱點集中于新堆型技術開發(fā)、在役機組優(yōu)化延壽、先進核能安全技術研發(fā)以及退役技術等。在役反應堆的安全升級和長期運營：人工智能對提升核電站應對重大地震災害、洪澇災害、多重外部事故對多機組廠址的影響以及嚴重事故的緊急應對能力;保證安全、經(jīng)濟、可靠地運營這些核反應堆，特別是要核電機組平均使用壽命。

二、人工智能對核工業(yè)發(fā)展的作用

核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，人工智能的應用具有重要意義。

1提高核電運行的安全性

核電站故障多數(shù)由小的常規(guī)故障引起，但由于操作人員不能在復雜工況下及時做出正確判斷、及時采取正確措施，往往會導致嚴重事故發(fā)生。采用人工智能技術，可在復雜環(huán)境下及時發(fā)現(xiàn)故障工況、提前預報故障、及時診斷故障根原因、并預測故障發(fā)展、同時提供精準的應對措施建議，用很小投入，顯著提高所有核電站的安全性和可用度。

2提高系統(tǒng)、設備的可靠性

核電控制系統(tǒng)是典型的復雜系統(tǒng)，要實現(xiàn)中國核能的階躍性發(fā)展，亟需在核能產(chǎn)業(yè)引入智能技術的支持。在核電廠智能控制領域，充分融合人腦的抽象思維認知能力、機器智能的高速海量信息處理能力和平行智能技術，形成新一代的人機混合平行增強智能控制機制。

3提高核電站運行的可利用率，提高經(jīng)濟性

抓住人工智能向核工業(yè)滲透融合的戰(zhàn)略機遇期，積極推進智能化技術的研究和創(chuàng)新應用。智能制造的發(fā)展路徑將以人工智能為突破，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為支撐，工業(yè)信息安全為保障，5G為賦能。未來需進一步掌握核電裝備智能制造的特點、關鍵技術，整體架構、系統(tǒng)建設等，充分利用智能制造手段來保證核電關鍵設備制造、運營、監(jiān)管的全生命周期的安全可控。

三、人工智能在核工業(yè)領域的應用

隨著我國產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級步伐加快，極大地帶動了我國以機器人為代表的智能裝備業(yè)市場的需求和產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，成為了新時代科技創(chuàng)新的重要標志。而核工業(yè)作為高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均離不開機器人技術與智能裝備的支持。

1人工智能背景下核工業(yè)安全得到發(fā)展

在核工業(yè)應用領域，由于設備本身或其運行環(huán)境具有放射性，人員操作存在一定安全風險或操作受限等情況，而采用機器人進行設備檢修、放射性廢物處理、應急響應等工作，一方面降低了用于人工防護設備的成本及管理成本，另一方面降低了工作人員受輻照劑量和勞動強度。

2人工智能背景下共融機器人得到發(fā)展

核工業(yè)機器人主要有觀察型、作業(yè)型、觀察&作業(yè)型和災難求援型四項功能，可應用于核設施日常監(jiān)控、核設施源頂調(diào)查、核燃料生產(chǎn)、乏燃料處理等各個環(huán)節(jié)。通過分析國內(nèi)外工業(yè)機器人研究進展，結構和驅(qū)動仿生、高機動、高自主、高能效是工業(yè)機器人發(fā)展的趨勢，異構、跨域群體機器人分布協(xié)同執(zhí)行復雜任務是特種機器人的前沿發(fā)展方向，核心是多機共融及其與環(huán)境共融。

3人工智能背景下核工業(yè)系統(tǒng)運行得到發(fā)展

人工智能在故障診斷、運行與維修支援系統(tǒng)、智能預警以及對其映現(xiàn)、故障維修系統(tǒng)等發(fā)面都有十足的發(fā)展。尤其在核電站的正常運行中，為了保證反應堆運行和維修質(zhì)量，利用人工智能，積極運行和維修支援系統(tǒng)，能夠提高反應堆運行和維修質(zhì)量，也可以幫助進行裁減反應堆的運行和檢修人員。

四、結束語

核工業(yè)需要落實新一代人工智能在核能行業(yè)發(fā)展的規(guī)劃，需深入并廣泛應用以工業(yè)機器人、圖像識別、深度自學習系統(tǒng)、自適應控制、自主操縱、人機混合智能、虛擬現(xiàn)實智能建模等為代表的新型人工智能技術。《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》面向2030年我國新一代人工智能發(fā)展的指導思想、戰(zhàn)略目標、重點任務和保障措施，部署構筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢，加快建設創(chuàng)新型國家和世界科技強國。核工業(yè)是高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，也是軍民融合的重點行業(yè)，在面臨新一輪人工智能發(fā)展的重大戰(zhàn)略機遇期，在構筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢，建設創(chuàng)新型國家和世界科技強國過程中，要繼續(xù)發(fā)揚“兩彈一星”精神，勇于登攀，奮發(fā)進取，加快實現(xiàn)我國由核大國向核強國跨越。

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作者簡介：高作銀（1990.08.01），男，籍貫：山東，最高學歷：大學本科，目前職稱：工程師。