《核電數(shù)字化》

能源轉(zhuǎn)型系列

數(shù)字化轉(zhuǎn)型及在核電的應(yīng)用

——政策引領(lǐng) 科技創(chuàng)新 技術(shù)賦能——

【課程背景】

伴隨“雙碳”政策的推進(jìn)，整個能源行業(yè)面臨著提效節(jié)能的改造使命。人工智能、物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)等數(shù)字技術(shù)的發(fā)展為構(gòu)建數(shù)字新能源、新型電力系統(tǒng)帶來了方案。但在實(shí)際的操作過程中，仍存在著以下幾大問題：

n 對數(shù)字化轉(zhuǎn)型的認(rèn)知不夠深化，需要系統(tǒng)、全面的理解數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意義和原理

n 在實(shí)際操作過程中缺少更多有價值的應(yīng)用案例，缺少應(yīng)用指導(dǎo)

n 在實(shí)際落地過程中，由于對整體落地要素及關(guān)系理解不深，落地較難

【解決方案】

數(shù)字核電系統(tǒng)建設(shè)的核心理念：

n 系統(tǒng)性認(rèn)知數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意義、標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容

n 從技術(shù)層面、業(yè)務(wù)層面、組織層面、決策層面理解數(shù)字化技術(shù)帶來的實(shí)際應(yīng)用

n 數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅對基礎(chǔ)設(shè)施、業(yè)務(wù)，同時對組織內(nèi)外其他部門的協(xié)同性帶來影響

n 完成數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)整個數(shù)字核電系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中臺和組織協(xié)同要求

【參與人員】

本課程適宜于：中高層管理人員、業(yè)務(wù)主管

【學(xué)員任務(wù)】

1. 【3小時】任務(wù)一：理解表述核電數(shù)字化的定義、標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容架構(gòu)

2. 【3小時】任務(wù)二：解讀數(shù)字化在設(shè)備管理、安全生產(chǎn)和綠色生產(chǎn)的價值和原理

3. 【3小時】任務(wù)三：解讀數(shù)字化在可持續(xù)性、作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的價值和原理

4. 【3小時】任務(wù)四：解讀核電數(shù)字化落地實(shí)踐的指導(dǎo)原則、路徑和要領(lǐng)

任務(wù)一：核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型的定義、特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容架構(gòu)（3小時）

【任務(wù)解析】解讀當(dāng)前核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型誕生的背景，明確核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型的定義、特點(diǎn)、標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)容，對核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型有一個系統(tǒng)性整體的認(rèn)知。

一．背景與定義：“雙碳”政策與科技發(fā)展，驅(qū)動傳統(tǒng)核電向數(shù)字化、智能化、智慧化發(fā)展

1.解讀能源“十四五”規(guī)劃相關(guān)內(nèi)容，明確電力系統(tǒng)的發(fā)展改革方向

2.能源高質(zhì)量發(fā)展，加速推進(jìn)能源互聯(lián)、智慧電廠和新型電力系統(tǒng)建設(shè)

3.智慧核電建設(shè)，從源頭上把控，實(shí)現(xiàn)綠色高效高質(zhì)發(fā)展

4.核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型，設(shè)備可靠，電網(wǎng)安全，生產(chǎn)綠色，決策科學(xué)的一套新能源電力生產(chǎn)系統(tǒng)

5.發(fā)展歷程，從信息自動化、數(shù)字化、智能化到智慧化核電的建設(shè)

【政策&案例】

1. 能源局相關(guān)“十四五”規(guī)劃內(nèi)容的解讀

2. 西門子與華潤電力合作，將共同建設(shè)基于MindSphere混合云技術(shù)的集中監(jiān)視與分析專家系統(tǒng)

二．核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型的特點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)：圍繞業(yè)務(wù)效率、效益和科學(xué)管理，對現(xiàn)有自動化核電進(jìn)行智慧化改造

1.有助于實(shí)現(xiàn)核電基礎(chǔ)設(shè)施可靠、電網(wǎng)安全、業(yè)務(wù)高效和綠色環(huán)保

2.是以數(shù)字化技術(shù)，如新型傳感、物聯(lián)網(wǎng)、AI和數(shù)字孿生技術(shù)為技術(shù)支撐

3.借助BIM系統(tǒng)，搭建3D可視化監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)賦能決策管理

4.需要執(zhí)行力、信息化、節(jié)能環(huán)保、預(yù)警機(jī)制、學(xué)習(xí)型企業(yè)和企業(yè)文化六大體系來支持

5.是一個復(fù)雜而漫長的過程，需要結(jié)合自身業(yè)務(wù)，確定改造的順序

【概念解析】

1. 能源互聯(lián)網(wǎng)鏈型圖解析

2. 相關(guān)數(shù)字化技術(shù)解析：物聯(lián)網(wǎng)傳感、AI、數(shù)字孿生、BIM系統(tǒng)、3D建模

三．核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型內(nèi)容：多視角系統(tǒng)認(rèn)知核電數(shù)字化，構(gòu)建核電數(shù)字化立體圖畫

1.設(shè)施視角，以數(shù)字化技術(shù)監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)核電安全生產(chǎn)、穩(wěn)定生產(chǎn)

2.業(yè)務(wù)視角：一切的改造為了讓工作更加美好：經(jīng)濟(jì)、設(shè)備、安全、環(huán)保、可持續(xù)、效率、決策

3.技術(shù)視角：借助數(shù)字化前沿技術(shù)，賦能業(yè)務(wù)場景，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)績效

4.管理視角：流程透明化、結(jié)果數(shù)據(jù)化，科學(xué)決策賦能管理提質(zhì)

5.組織視角：新組織、新文化、學(xué)習(xí)型企業(yè)與員工個人的自適應(yīng)學(xué)習(xí)體系打造

【核心解析】

1. 智慧核電整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖解析

2. 組織協(xié)同、組織文化與學(xué)習(xí)型企業(yè)

四、核電數(shù)字化的現(xiàn)狀和未來展望

1.現(xiàn)狀：從信息自動化向數(shù)字化、智能化方向挺進(jìn)

2.未來：區(qū)塊鏈技術(shù)重構(gòu)能源體系，數(shù)字核電成為重要一環(huán)

3.國內(nèi)外智慧核電發(fā)展情況簡述

任務(wù)二：數(shù)字化在設(shè)備管理、安全管理和綠色生產(chǎn)中的應(yīng)用（3小時）

【任務(wù)解析】以業(yè)務(wù)視角為切入點(diǎn)，分別從技術(shù)特點(diǎn)、業(yè)務(wù)應(yīng)用等方面就設(shè)備管理、安全管理和綠色生產(chǎn)等主要業(yè)務(wù)場景進(jìn)行解讀。

一．以一體化大數(shù)據(jù)管控平臺支撐，融合智慧設(shè)備，架設(shè)穩(wěn)定可靠的設(shè)備管理體系

1.基于DCS實(shí)現(xiàn)主輔控一體化控制，跨平臺打通數(shù)據(jù)接口，消除信息孤島，優(yōu)化控制功能和智能管理

2.借助現(xiàn)場總線系統(tǒng)，鏈接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的診斷

3.機(jī)組自啟?？刂葡到y(tǒng)（APS），顯著增加記住控制自動化水平，實(shí)現(xiàn)減員增效

4.依托數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)核電站渦輪發(fā)動機(jī)的數(shù)字可視化，預(yù)測性維護(hù)并減低維修費(fèi)用

5.基于BIMbase，實(shí)現(xiàn)整個核電設(shè)備PLM可視化、數(shù)據(jù)化、智能化管理

6.新型控制算法，實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制“自分析、自診斷、資管理、自趨優(yōu)、自恢復(fù)、自學(xué)習(xí)、自提升”能力

8.依托系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)采集分析，協(xié)助完成修建計劃決策

9.通過一體化信息管理系統(tǒng)，匯集整體數(shù)據(jù)，借助AI系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、自主化運(yùn)維

【案例】

1. Ansys Twin Builder?方案打造核電站渦輪發(fā)電機(jī)的數(shù)字孿生體，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)并降低維修費(fèi)用。

2. 中國核動力研究設(shè)計院研發(fā)的反應(yīng)堆遠(yuǎn)程智能診斷平臺PRID，使用自主開發(fā)的智能診斷分析算法，對關(guān)鍵設(shè)備準(zhǔn)確、及時開展智能診斷分析，提出運(yùn)維策略，開創(chuàng)了信息化、一體化、智能化的核電關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)維新模式。

二．3D可視化+智能傳感+AI+大數(shù)據(jù)分析+預(yù)警系統(tǒng)，構(gòu)建安全核電

1.智能巡檢：采用AI視頻智能分析系統(tǒng)，對人、車、物、場等實(shí)現(xiàn)智能自動化巡檢任務(wù)

2.智能監(jiān)控：基于互聯(lián)網(wǎng)+的安全管理系統(tǒng)和3D可視化虛擬系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)控人員動態(tài)

3.電子圍欄：虛擬電子圍欄自動報警，防止非工作人員誤入設(shè)備間造成危險

4.核島傳感：借助新型傳感器+大數(shù)據(jù)，提前預(yù)測爆管風(fēng)險，減少泄漏事故發(fā)生

【案例】

1. 大唐姜堰智慧電廠設(shè)備運(yùn)維場景分析

2. LoRaWAN?傳感器在核島安全中的應(yīng)用

三．核電數(shù)字化，依托大數(shù)據(jù)建模、互聯(lián)網(wǎng)電商等實(shí)現(xiàn)資源在生產(chǎn)環(huán)節(jié)和流通環(huán)節(jié)的綠色高效

1.基于BIM 5D，融入工程造價系統(tǒng)，可以最大限度節(jié)省原材料浪費(fèi)

2.構(gòu)建“虛擬電廠”，實(shí)現(xiàn)多類型電能供給整合，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決智慧用電，C2M反向管理

3.融入新能源智能電網(wǎng)系統(tǒng)，通過區(qū)塊鏈技術(shù)，降低電能傳輸過程中的線損

【案例】

1. 浙江通過數(shù)字化、智能化電網(wǎng)技術(shù)，搭載 1000 萬千瓦“虛擬電廠”，整體實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

2. 元美匯，借助區(qū)塊鏈通證經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)全利益相關(guān)者與客戶的共同體經(jīng)濟(jì)

任務(wù)三：數(shù)字化核電中的可持續(xù)性、作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)（3小時）

【任務(wù)解析】在整個數(shù)字新能源發(fā)展方向來看，核電融入到整個全國智能電網(wǎng)系統(tǒng)，依托區(qū)塊鏈技術(shù)的整體布局，給核電的可持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)帶來了新契機(jī)。我們將會在本節(jié)課探討核電發(fā)電中生產(chǎn)效率、管理決策以及對未來經(jīng)濟(jì)體系的影響。

一． 融入智慧電網(wǎng)系統(tǒng)，共同構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)核電新能源的可持續(xù)性發(fā)展

1.新型智慧電力系統(tǒng)，借助分布式發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源的有效整合利用

2.虛擬電廠的出現(xiàn)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)用電結(jié)構(gòu)，改善整體經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)

3.整合區(qū)域新能源電廠，實(shí)現(xiàn)協(xié)同性發(fā)展

4.借助數(shù)字化技術(shù)，安全生產(chǎn)，有效管控風(fēng)險，實(shí)現(xiàn)核電的可持續(xù)發(fā)展

【解析】

1. 華為光伏智慧方案解讀

2. 分布式發(fā)電

二． “數(shù)據(jù)+算力+算法”，極大提升工作效率和管理決策

1.從問題分析到數(shù)據(jù)自動及時反饋，敏捷性思維，滲透整個工作環(huán)節(jié)

2.“智能傳感+大數(shù)據(jù)+AI”貫穿整個業(yè)務(wù)工作流程，自動化、智慧化替代人工決策和指令下達(dá)

3.借助信息化系統(tǒng)，打通全業(yè)務(wù)鏈條，組織內(nèi)外高度協(xié)同，工作效率體驗(yàn)升級

4.智慧生產(chǎn)效率加速：人工智能與設(shè)備激勵相結(jié)合，優(yōu)化生產(chǎn)性能和運(yùn)行效率

5.3D可視化數(shù)字孿生技術(shù)，助力人才培養(yǎng)訓(xùn)練，加速人才培養(yǎng)效率

【案例】

1.機(jī)遇BIM+數(shù)字化技術(shù)，以直觀方式展示發(fā)電工藝，快速呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，提升決策效率

三．依托核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型，科學(xué)決策，降低費(fèi)用投入，提升產(chǎn)品品質(zhì)，拉升整體經(jīng)濟(jì)效益

1.通過一體化大數(shù)據(jù)管理分析平臺，科學(xué)預(yù)測制定原材料采購，避免資源占用浪費(fèi)

2.智能化管控生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)發(fā)電，節(jié)能減排，創(chuàng)造碳匯交易機(jī)遇

3.架設(shè)新型虛擬電廠，整合資源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益多元化

4.核電數(shù)字化，降低一線執(zhí)行工作人員成本，降本提效

5.通過app，跨界嫁接更多合作機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)新型業(yè)務(wù)新發(fā)展

【案例】

1. 上海某虛擬電廠項(xiàng)目解析

2. 某電廠通過搭建區(qū)域電力交易平臺，獨(dú)立售電，實(shí)現(xiàn)電力資源收入的多樣化

四．相關(guān)案例分析

1. 江蘇國信揚(yáng)二電廠、華能集團(tuán)玉環(huán)電廠基于大數(shù)據(jù)、人工智能的“設(shè)備故障預(yù)警及診斷”智能技術(shù)

3 . 國家電投集團(tuán)內(nèi)蒙古能源有限公司的精細(xì)化運(yùn)營

任務(wù)四：核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型落地建設(shè)實(shí)踐（3小時）

【任務(wù)解析】核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型的建設(shè)是一個復(fù)雜而漫長的過程，涉及到“業(yè)務(wù)+技術(shù)+管理”的結(jié)合，這是一個跨學(xué)科、跨部門的項(xiàng)目，本節(jié)課將會從核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型落地建設(shè)的事件出發(fā)，分享相關(guān)內(nèi)容。

一．智能核電的建設(shè)，是一個“業(yè)務(wù)+技術(shù)+管理”的組合式命題

1.解析智能核電的模型架構(gòu)，從業(yè)務(wù)管理、技術(shù)嵌入到組織管理的全方位結(jié)合

2.新組織的成立，圍繞項(xiàng)目展開新的組織協(xié)同，新文化

3.首席數(shù)字官，負(fù)責(zé)整體核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型的項(xiàng)目管理

4.搭載數(shù)字化轉(zhuǎn)型的數(shù)字化中臺，強(qiáng)化中臺戰(zhàn)略

【解析】

1. 智能核電的整體功能架構(gòu)圖

2. 組織協(xié)同與項(xiàng)目管理

二．業(yè)務(wù)提效：羅列各業(yè)務(wù)場景，明確智能化的順序，逐次實(shí)現(xiàn)，并最終實(shí)現(xiàn)智慧化

1.根據(jù)業(yè)務(wù)鏈條和內(nèi)部協(xié)同，拆分各場景

2.尋找有成功經(jīng)驗(yàn)的業(yè)務(wù)場景優(yōu)先智能化，解決場景工作效率、效益問題

3.以最快實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目效益為原則，探求有可能實(shí)現(xiàn)智能化的業(yè)務(wù)場景

4.整合外部科研、專家團(tuán)隊，提出需求，形成共同體，尋求解決方案

5.圍繞業(yè)務(wù)智能化，組織相關(guān)人員展開培訓(xùn)，并確保高效運(yùn)用技術(shù)工具

【關(guān)鍵概念解析】

1. 業(yè)務(wù)鏈及業(yè)務(wù)鏈上的元素

2. 從產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智慧化借鑒落地要素

三．中臺戰(zhàn)略：構(gòu)建“容器”型系統(tǒng)，私有化搭建智能核電的生態(tài)系統(tǒng)

1.中臺戰(zhàn)略：業(yè)務(wù)中臺、技術(shù)中臺、數(shù)據(jù)中臺和組織中臺

2.容器型產(chǎn)品開發(fā)，確保外部三方合作伙伴統(tǒng)一開發(fā)語境，提升業(yè)務(wù)的耦合度

3.借助前沿開發(fā)技術(shù)，確保物聯(lián)網(wǎng)、AI的可落地型和實(shí)現(xiàn)

4.強(qiáng)化算法模型，實(shí)現(xiàn)豐富的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模型，輔助管理決策

5.鏈接內(nèi)部協(xié)同，實(shí)現(xiàn)組織內(nèi)外部OA辦公、數(shù)據(jù)調(diào)用、操作權(quán)限、操作記錄等組織型功能

【概念解析】 中臺戰(zhàn)略、容器型產(chǎn)品、算法

四．管理創(chuàng)新：新組織、新文化，構(gòu)建高協(xié)同性組織管理體系

1.價值認(rèn)同，跨部門、跨學(xué)科圍繞項(xiàng)目落地的基礎(chǔ)

2.角色認(rèn)知，確保能力邊界與激勵體系擁有充分而正確的角色認(rèn)知

3.價值擴(kuò)展，組織內(nèi)部與外部合作的前提

4.價值共享，構(gòu)建新型的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，談好商業(yè)合作

5.新組織文化，創(chuàng)新型文化建設(shè)和學(xué)習(xí)型組織的營造

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