核领域“机器人职工”已入职
- 2024/11/7 15:41:29 521
- 来源：中核集团
【仪表网 产业报道】核工业是高科技战略产业，是国家安全重要基石。核燃料元件产业作为核工业领域的传统产业，兼具高科技战略产业鲜明特征和传统制造业基本属性，标准化、信息化、数字化、智能化，不仅是核燃料元件制造企业建设现代化核燃料元件产业体系的必经之路，更是核燃料元件制造企业承担的时代责任。
中核北方核燃料元件有限公司是我国第一座核燃料元件厂，作为我国当前产品种类最多、技术路线最全的核材料和核燃料元件生产科研基地，AI正为这里产业模式转型和培育核燃料元件“智造”新质生产力插上创新的翅膀。
探索·工业机器人
在这里学会核燃料元件制造
物联网、大数据、机器学习、元宇宙、裸眼3D、脑机接口、ChatGPT……作为新一轮科技革命的核心技术之一，AI正不断突破加速应用。进入新世纪以来，中核北方以超前思维，不断探索加强企业的标准化、信息化、数字化、智能化升级建设，尝试推进信息化、数字化、智能化赋能企业管理和生产工艺的升级。
敢于尝试就是最好的开端。核燃料元件制造兼具“核”的非普遍性和高新技术企业的高精尖性。2010年，中核北方率先在重水堆核电燃料元件生产线引进第一台工业机器人，“入职”端板焊焊接岗位。怎么拿起、放下，如何停留、转弯，什么样的力度、什么样的姿势，如何精准、完美的完成每一个动作？不仅考验着这里的技术人员，更考验着技术人员对标准化、信息化、数字化、智能化知识的学习领悟能力。机器人参数的调整细致入微，可谓“失之毫厘差之千里”。让孩子学会自己吃饭不难，因为他有自主意识，可是让机器人学会一项操作，完全要靠参数的设置。这需要技术人员有足够的耐心，只有反复的调试、验证才能达到理想状态。凭着勇于探索、不服输的劲头，技术人员度过了与“机器人兄弟”的磨合期，让它在这里学会了核燃料元件制造。
探索的过程就是选择的过程，在纷繁复杂的解决方案里探索最优解。有了第一台工业机器人的应用经验，中核北方不断拓展思路，探索尝试将更多更成熟、先进的信息化、数字化技术为核燃料元件制造所用。中核北方高温气冷堆核燃料元件生产线是世界首条工业规模高温气冷堆核燃料元件生产线，生产线建设之初，很多岗位就进行了数字化、智能化升级，将简单且重复的操作交给“机器人职工”，从而解放出更多的人力从事难度更大的工作，节约成本的同时，在一定程度上杜绝了人因可能带来的产品质量问题。这进一步实现了AI与核燃料元件制造的融合发展，为我国的核燃料元件“智能制造”积累了经验。
深耕·核燃料元件
智造车间并不是幻想
党的二十大提出要建设现代化产业体系，并强调要推动制造业高端化、智能化、绿色化发展。中核北方认真贯彻党和国家关于加快数字化发展、建设数字中国战略部署，深入落实中核集团公司“数字核工业”建设目标，积极推进数字技术与核燃料元件研发制造融合发展，支撑推动生产科研组织体系、业务模式和管理方式变革，以数字化全面赋能产业转型升级，着力塑造现代化核燃料元件产业新动能新优势。
强化前瞻引领性研究，加强自主可控技术创新，探索人工智能多场景应用，是中核北方近年来一直追求的目标。对标国内外先进智能制造企业，建立健全专业领导机构和领导小组，组建核燃料元件智能制造科技创新团队，切实推进数字化转型发展和管理变革。为系统谋划推进“两化融合”，快速实现企业向新型工业化转变，中核北方制定了《公司“十四五”信息化规划》，并提出“24510”信息化发展总体目标，着力建立以“模型”为核心驱动的正向研发体系和以“数据”为核心驱动的智能生产经营体系，推进数字研发、数字制造、数字交付、数字运营等四大能力建设，为打造“现代化核燃料元件产业支柱综合体”奠定坚实基础。
聚焦“十四五”规划，中核北方加快生产线智能制造能力升级，开启核燃料元件智能车间建设。快堆核燃料元件生产线建设之初，以“自动化减人、信息化助人、智能化无人”为导向，设置智能生产单元，自动传输线、智能仓储以及工业物联网、大数据治理、智能生产运营管理等9大数字化平台，使得生产一线人员投入较同类生产线缩减30%以上。在生产运营管理上，将现行的基于流程的生产运行管理能力，提升到基于模型的动态、可视化生产运行管理水平，构建基于自动感知、自动运维、智能管理与智慧决策为一体的现代化智能车间。
2021年，中核北方重水堆核燃料元件生产线主工艺流程全部完成提档升级，实现数字化转型，打造了“智”造核燃料元件的样板。2022年2月，中核北方重水堆核燃料元件制造数字化工厂被地方评为“十佳数字化工厂(车间)”；2022年11月，“中核北方重水堆核燃料棒束制造数字化车间项目”通过内蒙古自治区第三方机构评审和部门审核，获得后补助资金384万元；2022年12月，中核北方压水堆核燃料元件智能制造工厂成功入选工业和信息化部智能制造示范项目。
自主·核燃料元件
AI视觉检测在这里实现
“坚持自主可控，着力加强自主创新，把关键技术牢牢掌握在自己手中。”为研制出适应核行业的专有智能化检测设备，中核北方自主研发团队为自己立下了一个flag，并选择核燃料领域具有可复制和推广意义的设备进行自主研制，燃料棒无源富集度检测系统就是其中之一。
有源法是燃料棒富集度检测最常用的方法，整套系统中的源每2.5年需更换一次，且主要依赖进口。中核北方自主研发团队为改变这种局面，从根本上解决“卡脖子”问题，积极探索开启燃料棒无源富集度检测系统的研发。历经两年多的研究，印有“中核北方”品牌的燃料棒无源富集度检测系统研发成功，并成功应用于核燃料元件生产线。源于此，“元件生产线外观质量在线检测系统”“燃料棒焊缝探伤智能分析系统”“小零部件外观自动检测系统”“检测样品自动传输系统”等智能检测系统，连续不断地在这里得到应用与开发，为后续核燃料元件“智能检测”的推广普及奠定了基础。
在数字化实验室建设过程中，中核北方还组织成立青年突击队，开展关键技术研究，团队通过自主设计方案，实现检测自动化、信息化改进，有效提升检测效率、降低成本。尿铀送检自动化改进项目效果尤为明显，利用二维码技术实现一人一码，不仅使样品信息具有唯一性，还大大节约了送检单位和接受单位信息核对时间，提升了效率，尿铀每日接受量从20个提升至60个。同时，避免了信息传输过程中出现差错。
中核北方在全面推进“两化融合”管理体系建设，加快实施体系3A级认证的同时，大力推进自动化先进技术应用，完成了焊接智能制造研发、AI视觉检测等40余项升级改造，形成了棒束制造数字化车间、芯块制备数字化生产线等优秀成果。
如今，走进中核北方各条生产线，工业机器人、可视化管理、智能仓库、智能检测成果初步可见，化工转化工艺DCS系统覆盖率达到95%以上，整体设备联网与数采率达60%以上，MES系统、数字孪生为产品质量保驾护航，核燃料元件“智造”新质生产力正在这里孕育。
到2035年，我国工业企业将基本实现自动化升级，数字化、智能化、网络化制造将在我国工业企业基本普及，并走在世界前列。中核北方作为中核集团的重要成员单位，在做强做优做大产业发展的同时，将不断探索新质生产力提升路径，牢牢掌握新一轮科技革命和产业变革趋势的重要驱动力，推动人工智能与产业发展的深度融合，为数字核工业建设、核强国建设，助推中国式社会主义现代化强国建设，贡献中核北方智慧和力量。
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