探究核工業(yè)領(lǐng)域中人工智能的應(yīng)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(shù)科學(xué)，核科技產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和關(guān)鍵性領(lǐng)域，推動人工智能和核科技產(chǎn)業(yè)鏈融合應(yīng)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(shù)服務(wù)等領(lǐng)域的應(yīng)用愈加廣泛。我國核電發(fā)展具備持續(xù)向好的技術(shù)基礎(chǔ)和穩(wěn)中求進的現(xiàn)實需求，并在人工智能領(lǐng)域獲得了長遠的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能;核工業(yè);核電發(fā)展

一、核工業(yè)領(lǐng)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(dǎo)走向科學(xué)規(guī)劃，最終走向落地實施的關(guān)鍵。

1人工智能發(fā)展具備持續(xù)向好的技術(shù)基礎(chǔ)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(xí)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)基礎(chǔ)。新興技術(shù)的快速發(fā)展與核工業(yè)的深度融合，使得新堆型技術(shù)的應(yīng)用逐步成為可能，新技術(shù)的發(fā)展逐步進入實用階段，切實提升核工業(yè)技術(shù)的跨越提升。

3人工智能提升核電站的緊急應(yīng)對能力

目前人工智能在核工業(yè)領(lǐng)域的主要發(fā)展熱點集中于新堆型技術(shù)開發(fā)、在役機組優(yōu)化延壽、先進核能安全技術(shù)研發(fā)以及退役技術(shù)等。在役反應(yīng)堆的安全升級和長期運營：人工智能對提升核電站應(yīng)對重大地震災(zāi)害、洪澇災(zāi)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(yīng)對能力;保證安全、經(jīng)濟、可靠地運營這些核反應(yīng)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(yīng)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(fù)雜工況下及時做出正確判斷、及時采取正確措施，往往會導(dǎo)致嚴重事故發(fā)生。采用人工智能技術(shù)，可在復(fù)雜環(huán)境下及時發(fā)現(xiàn)故障工況、提前預(yù)報故障、及時診斷故障根原因、并預(yù)測故障發(fā)展、同時提供精準的應(yīng)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(shè)備的可靠性

核電控制系統(tǒng)是典型的復(fù)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(shù)的支持。在核電廠智能控制領(lǐng)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(shù)，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(shù)的研究和創(chuàng)新應(yīng)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(guān)鍵技術(shù)，整體架構(gòu)、系統(tǒng)建設(shè)等，充分利用智能制造手段來保證核電關(guān)鍵設(shè)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(lǐng)域的應(yīng)用

隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)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(shù)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(yīng)用領(lǐng)域，由于設(shè)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(shè)備檢修、放射性廢物處理、應(yīng)急響應(yīng)等工作，一方面降低了用于人工防護設(shè)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(zāi)難求援型四項功能，可應(yīng)用于核設(shè)施日常監(jiān)控、核設(shè)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(jié)構(gòu)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(gòu)、跨域群體機器人分布協(xié)同執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)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(yù)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(yīng)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(yīng)堆運行和維修質(zhì)量，也可以幫助進行裁減反應(yīng)堆的運行和檢修人員。

四、結(jié)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(yīng)用以工業(yè)機器人、圖像識別、深度自學(xué)習(xí)系統(tǒng)、自適應(yīng)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(shù)。《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(dǎo)思想、戰(zhàn)略目標、重點任務(wù)和保障措施，部署構(gòu)筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢，加快建設(shè)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(gòu)筑我國人工智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢，建設(shè)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。

參考文獻

[1]劉海濱.人工智能助力裝備制造智能化[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2018（19）：14-22.

[2]王慧.大數(shù)據(jù)在核電工程建設(shè)安全管理中探索與實踐[J].城市建設(shè)理論研究，2016（17）

[3]王躍斌.核電廠人工智能化學(xué)診斷的運用研究[J].化工管理，2016（32）：250.

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