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人工智能在核能行业发展应用初探

发布时间:2017-12-26 09:06 原作者:肖心民 沙睿   来自: 中国信息化杂志

20177月,国务院印发《新一代人工智能发展规划》(国发〔201735),提出了面向2030年我国新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施,部署构筑我国人工智能发展的先发优势,加快建设创新型国家和世界科技强国。规划提出,到2020年人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步,人工智能产业成为新的重要经济增长点,人工智能技术应用成为改善民生的新途径,有力支撑进入创新型国家行列和实现全面建成小康社会的奋斗目标;到2025年人工智能基础理论实现重大突破,在智能制造、智慧医疗、智慧城市、智能农业、国防建设等领域得到广泛应用;到2030年人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平,在生产生活、社会治理、国防建设各方面应用的广度深度极大拓展。由此可见到,国家已经把人工智能发展提升至国家战略层面。

核工业是高科技战略产业,是************重要基石。我国已建立起包括铀矿地质勘探、铀矿采冶、铀纯化、铀浓缩、元件制造、核电、乏燃料后处理、放射性废物处理处置等环节的完整核工业体系,核工业已经成为军民结合产业的标杆。作为我国核工业自主创新、集成创新和机制创新成果并拥有完整自主知识产权的三代核电技术“华龙一号”也已成为中国在“一带一路”建设中核电走出去的一张亮丽的国家名片。

为落实新一代人工智能在核能行业发展规划,深入并广泛应用以工业机器人、图像识别、深度学习、自主无人驾驶、人机混合智能、虚拟现实智能建模等为代表的新型人工智能技术,笔者建议从以下几方面开展部署与应用。

 1  以需求牵引为主导,拉动全产业链广泛应用

当前,以“数字矿山、智能制造、数字(智能)核电、智慧经营”为主线的行业科技发展路径已清晰显现。这将在未来几年拉动核能行业全产业链上建设并逐步实现铀矿勘察开采的全数字化、可视化平台;核燃料智能生产与元件智能制造平台;核电设计与建造一体化、数字化、全寿期平台;从集团到各级单位应用大数据、云计算技术的智慧经营平台。在多个平台建设需求牵引下,新型人工智能技术将大有用武之地,大显身手。

在数字矿山平台建设中,可以通过研究与应用“不确定性推理与决策”,特别是应用主观Bayes方法,在地矿勘探应用中建立专家系统,实现快速、数字化矿脉勘探,节约大量探矿时间成本与费用。

在核燃料智能制造平台建设中,既有以流程型为主的制造业态,又有以离散加工为主的制造业态。可以在核燃料智能制造平台建设初期,充分利用云服务平台,加强网络化协同设计制造,并结合虚拟现实(VirtualReality)技术、增强现实(AugmentedReality)技术实现设计-制造-质量管控一体化的基于模型的企业(MBE)形态。在核燃料智能制造平台建设中期,要对燃料的纯化转化、浓缩、元件制造等关键技术装备配置高可靠性智能传感器,实现大规模物联网应用,通过同步捕捉制造过程中高速产生的海量数据,实现对这些数据进行分析和管理,做到对机器设备的实时监测、调整和优化,从而提升生产运营效率、提高制造产品的性能和质量。在核燃料智能制造平台建设远期,要聚焦开发出具有自主知识产权的专用工业数据与分析底层操作系统软件与核心支撑软件,保障民用与军工生产任务的全智能制造过程技术处于领先地位,并保障生产和信息安全。

在核电设计与建造一体化、数字化、全寿期平台建设过程中,在核电站设计阶段,特别是反应堆设计方面,可以建立专用大规模超级智能计算中心,以支撑构建多物理量、多因素耦合、参数化数字反应堆设计套件;在核电站建造阶段,可以结合建筑信息模型(BIM)技术与虚拟现实技术实现智能建模,将工程建设项目的工期、成本、质量控制做到最优;在核电站运营阶段,可以在高放射人员不可达区域,大量使用专用工业机器人,来完成诸如环境检测、水下焊接、筒体内壁爬行视频检测、应急救援等操作。

在智慧经营平台建设中,大数据分析与云计算技术将被广泛采用。在采集海量的生产数据、经营数据、外部数据、预测数据的基础上,通过无监督学习、综合深度推理等技术,建立数据驱动的决策分析体系,辅助企业决策人员进行智慧经营。企业运营是众多人员共同参与的有机运行的综合动态过程,在人员越来越多的以互联网形式组成群组结构的情景下、依据群体智能理论实现汇聚和管理大规模参与者并以竞争和合作等多种自主协同方式来共同应对挑战性任务,从而涌现出来的超越个体智力的群体智能形态,也将推动企业的经营管理水平日新月异快速发展。


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