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浅谈“从核安全的维度驱动核电设备智能制造”
卢伟强
智能制造技术已成为世界制造业发展的新趋势，世界上主要工业发达国家正在大力推广和应用。发展智能制造既符合我国制造业发展的内在要求，也是重塑我国制造业新优势，实现转型升级的必然选择。根据“十三五”规划纲要，培育制造业竞争新优势，要加快发展新型制造业，实施智能制造工程，加快发展智能制造关键技术装备，培育推广新型智能制造模式；要推动传统产业改造升级，实施制造业重大技术改造升级工程，实现重点领域向中高端的群体性突破。智能制造和新兴产业成为制造业实现转型升级的抓手和突破口。核电行业对核安全的特殊要求是智能制造技术在核电设备制造领域推广应用的内生动力，核电设备制造产业是国家重点支持的高端装备制造产业之一，在核电设备制造领域推广智能制造技术对核电设备制造企业的转型升级，以及对推动智能制造设备产业的发展都具有积极的意义。
一、核电设备行业的特殊性
与一般设备相比，核电设备中核岛的系统和设备除承压外，里面还会有放射性物质，或处于放射性辐射区内，如果在建造中有质量问题没有被发现或没有被处理好，或者在运行中质量管理不到位，就可能发生如下情况：
1、这些系统和设备产生破裂事故，甚至造成放射性物质泄漏出来，危及工作人员和公众的健康，污染周围环境甚至跨国的环境（例如，前苏联切尔诺贝利核电站事故和日本福岛核电站事故）；
2、检修或更换运行中损坏的一回路内的系统和设备时，由于有放射性，会使进行检修或更换操作的人员受到过量放射性辐照；
3、更换下来的带有放射性的部件存放困难，有些设备还不允许在长寿期内更换；
4、设备在运行中产生误动作或人为误操作会造成核安全事故。核电安全的特殊性，要求核电设备有高的质量来确保核电的安全性。为确保核电系统和设备（物项）以及活动的质量，从而确保核电的安全性和可利用率，核电承、分包单位、营运单位、营运单位的主管部门、国家核安全监管部门采取对核电质量保证工作的多层次的、系统的监督检查和监查，以便确信没有核安全隐患。核电要求对核安全设备制造全过程的真实数据作长期保留，从核安全的角度出发，核电用户和监管当局要求核电设备制造过程透明并置于严格的监督管理之下，生产过程产生的所有真实数据得到掌握和保留，做到核电设备生产过程的每个环节都确信没有潜在的质量隐患，从而对核电的安全运行没有隐患。
核电安全的特殊性还要求在全行业推广核安全文化。核安全文化是国际原子能机构在总结了前苏联切尔诺贝利核电站事故教训的基础上提出来的，被当作一项基本管理原则加以推广和实施，用以防止和减少人因错误。国际原子能机构认为核安全文化对核领域的安全水平起着举足轻重的作用，政府及其部门、营运单位、核工业企业及其它协作单位，例如研究单位、设计单位和设备制造单位等，都必须对核安全文化加以普及和应用。
二、核电设备智能制造对核安全的效用
智能制造技术的推广应用要结合核电行业的特点，从核安全的维度来分析，智能制造技术在核电设备制造领域应用至少具有以下这些效用：
1、有助于业主、工程总包单位和国家核安全监管当局获取真实、实时的数据。
智能制造工程对于生产过程信息的采集与大数据的应用对核电设备制造要求对全过程数据的真实获取，以便提供保障核安全的客观证据，用于分析每个质量活动对核安全的潜在风险具有实际的效用。
2、机器换人，有助于减少人因错误。
智能制造实现机器换人的效果，有助于降低人因错误，对于核电行业核安全文化提升的压力可以起到适度缓解的作用。
3、有助于贯彻“预防为主”的核安全理念。
智能制造技术对于人与机器建立信息互联互通，可以在核电设备制造过程中更好的贯彻预防为主的核安全理念，在设备制造质量问题发生前，通过对信息的收集和大数据的分析，及时采取预防措施，及时消除质量隐患，为核电制造出高可靠性的设备，确保核电的安全运行。
三、智能制造技术在核电设备领域应用的需求开发
核电设备智能制造对核安全的效用是核电设备制造领域推广应用智能制造技术的内在动力，但是要把这种内在的需要转为为现实的需求还需要对核电设备制造行业开展需求开发工作。收集核电设备制造行业的具体需求，通过以市场为导向的客户需求收集，最终实现核电设备制造领域推广智能制造技术的目标。具体说来：
1、深刻理解核电行业的需求、用户需求，准确把控行业发展趋势，保持高度的市场敏感度。
2、保证智能制造解决方案是围绕客户需求来展开，真正实现“以市场为导向、以客户为中心”，而不是闭门造车。
3、通过需求收集等相关活动，建立跨职能部门、端到端的流程进行需求开发。
需求收集应该收集用户真正面临的问题和业务场景，这样才能够捕获用户真正的需求，而不是只盯住用户提出系统需要实现什么样的功能，“需求收集”不是“需求汇总”。用户要的是产品的“价值”，而非产品的“功能”。只有真正帮客户解决问题，这个功能才具有价值，也才真正有“功能”。需求收集既要避免“什么都要做”的冲动，又要避免“只关注当下的需求”，核心根源还是在于战略是否清晰。核电设备制造领域推广应用智能制造技术要结合核电行业的特殊性要求，要把核电承、分包单位、营运单位、营运单位的主管部门、国家核安全监管部门的需求和要求一并进行系统考量，从而使核电设备智能制造的解决方案符合所有利益相关者的关切。
四、推进智能制造技术在核电制造领域应用的建议
我国已具备发展智能制造业的产业基础，目前已取得了一大批相关的基础研究成果，掌握了长期制约我国产业发展的智能制造技术，如机器人技术、感知技术、复杂制造系统、智能信息处理技术等；攻克了一批长期严重依赖并影响我国产业安全的核心高端装备，如盾构机、自动化控制系统、高端加工中心等；建设了一批相关的国家级研发基地；培养了一大批长期从事相关技术研究开发工作的高技术人才。
在我国已完成智能制造产业的前期培育，逐渐进入智能制造产业成长阶段的外部条件下，在核电设备制造领域推广应用智能制造技术，对核电设备制造产业的转型升级和满足核电行业的独特要求方面都会产生积极的作用，但是，在核电设备领域推广智能制造技术并不是一件容易的事情，以下就核电设备制造领域推广应用智能制造技术提出一些建议：
1、关于“推进核电设备智能制造技术应用”的组织问题 在核电设备制造领域推广智能制造技术，首先要解决组织保障问题，建议在核电设备制造企业积聚的省市发挥有行业影响力的机构，如上海市核电办公室的作用，组建“核电设备智能制造推进办公室”，开展长三角地区核电设备智能制造的推进工作，并根据情况向全国核电设备制造企业辐射。鉴于核电智能制造涉及到核电全行业，包括设计单位、制造单位、工程总包单位、业主单位、核安全监管当局，以及核电智能制造的软硬件单位，建议成立“核电设备智能制造产业联盟”，共同推进智能制造技术在核电设备制造中的应用。
2、关于“核电设备智能制造技术知识”的普及问题
智能制造技术对于核电设备制造企业而言，有相当部分的企业领导了解不多，理解不深。为此，建议系统地制定智能制造普及培训计划，在核电设备制造行业开展普及培训，同时，在培训过程中开展系统的需求开发与需求管理工作，为智能制造技术在核电制造中的运用做好铺垫。
3、关于“核电设备智能制造企业”的分类指导问题
核电设备种类繁多，核电设备制造企业大小不
一、能力水平不一，在核电设备制造领域推广应用智能制造技术，建议结合行业的实际情况，对核电设备制造企业进行分类指导，根据不同情况提供不同深度的智能制造解决方案。
4、关于“核电设备智能制造技术应用”的投融资问题 核电智能制造改造传统核电制造企业需要投入巨大的资金，如果都依赖政府补贴，容易造成投资效率低下问题，浪费社会财富。建议采用联合投资的策略，如国家资金牵引、风险资本参与、企业负担一部分费用的模式。通过投融资模式的创新，努力提高核电设备智能制造领域投资效益的最大化，避免出现社会财富巨大浪费的情况。同时，也贯彻了核电设备制造领域“扶优不扶劣”的原则。
5、关于“核电设备智能制造技术应用”的成本控制问题 从智能制造产业供应商的角度，为每个制造企业提供解决方案或许可以实现自身利益最大化的目的。从核电设备制造行业的角度将会提高全行业转型升级的总成本，而对制造同类或相似产品的核电设备制造企业又具有很多共性，为有效降低核电设备制造行业智能制造应用的总成本和每个企业实现智能制造转型的成本，建议对同类产品或相似产品制造企业进行集群改造，即在“核电设备智能制造推进办公室”协调下，智能制造方案供应商对多家同类或相似情况的企业同时进行改造，多家核电制造企业分摊成本，集成供应商通过提高效率获得合理的利润。这样不仅可以节约国家财政支出，降低风险资金的风险，而且企业也容易迈入智能制造的门槛。
五、展望
智能制造技术对核电设备满足核安全的效用，以及核电行业对设备制造必须满足核安全的特殊要求，为核电设备制造领域应用智能制造技术提供了驱动力，要实现核电设备智能制造客观上还需要在推进工作的组织，投融资机制的形成，降低核电行业应用智能制造的总成本等方面采取有力的措施。
通过本次培训，让我对智能制造和工业4.0有了较深的理解，我相信核电设备制造行业通过本轮智能制造技术应用对核电设备制造产业的升级改造，有望使我国核电设备制造业达到并超过国际先进水平，智能制造技术将为我国打造核电设备制造与成套供应的国际新名片作出积极的贡献。
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