“全國仿真創(chuàng)新應(yīng)用大賽一等獎(jiǎng)、中核集團(tuán)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、中核集團(tuán)第三屆“星河杯”系統(tǒng)工程競賽三等獎(jiǎng)、甘肅省首屆核工業(yè)機(jī)器人大賽二等獎(jiǎng)、30余項(xiàng)發(fā)明專利及軟件著作權(quán)......”近年來，中核四0四緊扣核燃料循環(huán)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型，立足核化工全流程生產(chǎn)實(shí)際需求，圍繞數(shù)字核化工仿真、機(jī)器人集成研發(fā)、人工智能應(yīng)用、輻射防護(hù)與臨界計(jì)算四大核心研究方向，成立核燃料循環(huán)數(shù)字化仿真實(shí)驗(yàn)室，以仿真建模、智能裝備、AI算法、安全驗(yàn)算為“抓手”，穩(wěn)步推動(dòng)安全化、智能化、精益化水平邁上新臺(tái)階，積蓄起更加強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)能。仿真實(shí)驗(yàn)室在技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用實(shí)踐中屢獲認(rèn)可，斬獲實(shí)驗(yàn)室在技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用實(shí)踐中屢獲認(rèn)可，斬獲全國仿真創(chuàng)新應(yīng)用大賽一等獎(jiǎng)、中核集團(tuán)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、中核集團(tuán)第三屆“星河杯”系統(tǒng)工程競賽三等獎(jiǎng)、甘肅省首屆核工業(yè)機(jī)器人大賽二等獎(jiǎng)等多項(xiàng)榮譽(yù)，累計(jì)擁有發(fā)明專利及軟件著作權(quán)30余項(xiàng)。

全國仿真創(chuàng)新應(yīng)用大賽全國總決賽企業(yè)組三等獎(jiǎng)

全國仿真創(chuàng)新應(yīng)用大賽全國總決賽企業(yè)組一等獎(jiǎng)

甘肅省首屆核工業(yè)機(jī)器人大賽
 

仿真筑基，“數(shù)字沙盤”助力工藝優(yōu)化。在這里，仿真實(shí)驗(yàn)室早已超越傳統(tǒng)“機(jī)房”的范疇，一舉成為核技術(shù)應(yīng)用從藍(lán)圖走向現(xiàn)實(shí)的核心“推手”。實(shí)驗(yàn)室綜合運(yùn)用多維度、多類型數(shù)字化仿真技術(shù)，針對(duì)核化工不同工藝特征靈活選用適配建模方案，聚焦關(guān)鍵化工設(shè)備性能優(yōu)化、探測(cè)器件開發(fā)、核安全、管網(wǎng)水力校核、萃取設(shè)備故障診斷五大場景開展仿真攻關(guān)。通過在虛擬空間推演完成流化床參數(shù)優(yōu)化、He-3中子管性能校核、管網(wǎng)水力工況模擬、混合澄清槽故障診斷建模，充分發(fā)揮仿真“零成本試錯(cuò)、全維度可視化”的優(yōu)勢(shì)，用模擬實(shí)驗(yàn)替代實(shí)體試驗(yàn)，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)與運(yùn)行參數(shù)，從源頭減少實(shí)物試驗(yàn)帶來的物料損耗，做到“看得清”“反應(yīng)快”“效率高”，為生產(chǎn)線工藝優(yōu)化、設(shè)備運(yùn)維提供精準(zhǔn)的技術(shù)支撐。
 

智控賦能，“機(jī)器員工”革新作業(yè)模式。長期以來，“設(shè)備成本高，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)高，操作要求高”始終是生產(chǎn)一線難點(diǎn)的“高頻詞”。仿真實(shí)驗(yàn)室聚焦一線難題，圍繞涉放廠房普查、廠區(qū)智能巡檢兩大核心業(yè)務(wù)，研制出多類表面污染普查機(jī)器人、掛軌巡檢機(jī)器人、輪式巡檢機(jī)器人與巡檢無人機(jī)等智能機(jī)器人。為最大程度發(fā)揮智能機(jī)器人效果，實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建多形態(tài)協(xié)同的智能化巡檢體系，普查機(jī)器人負(fù)責(zé)場地放射性污染排查標(biāo)記，掛軌、輪式機(jī)器人及無人機(jī)各司其職完成全場景定點(diǎn)與大范圍巡檢，依靠自動(dòng)化裝備替代人員深入高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)，從源頭降低人員受照風(fēng)險(xiǎn)，加速核設(shè)施巡檢檢測(cè)模式智能化轉(zhuǎn)型。“這些‘鐵家伙’，現(xiàn)在已經(jīng)成了我們特殊場景下的好幫手。”各類機(jī)器人投入運(yùn)行后，獲得一線職工廣泛好評(píng)。

巡檢機(jī)器狗

普查去污機(jī)器人
 

算法驅(qū)動(dòng)，“智能推演”提升攻關(guān)效能。仿真實(shí)驗(yàn)室依托智能體和大模型等前沿AI技術(shù)，以數(shù)據(jù)模型挖掘釋放科研數(shù)據(jù)資產(chǎn)價(jià)值，持續(xù)提升生產(chǎn)與研發(fā)管理精細(xì)化水平。首輪收集場景60余項(xiàng)，遴選論證10項(xiàng)較高應(yīng)用價(jià)值場景，實(shí)現(xiàn)智能工具落地部署，全面賦能生產(chǎn)調(diào)度、采購管理、輻射核算等場景。智能水量預(yù)測(cè)調(diào)度系統(tǒng)打通廠區(qū)用水全鏈路數(shù)據(jù)，初步實(shí)現(xiàn)水源調(diào)度智能化管控；輻射屏蔽智能速算器依托計(jì)算數(shù)據(jù)建模，轉(zhuǎn)化形成輕量化代理模型應(yīng)用軟件，可快速完成容器、元器件、手套箱等裝置的輻射屏蔽核算，高效支撐防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)......多點(diǎn)突破、梯次推進(jìn)的場景布局正在加速形成。

核燃料循環(huán)數(shù)字化仿真實(shí)驗(yàn)室
 

精算護(hù)航，“數(shù)字防線”筑牢安全底線。核設(shè)施輻射防護(hù)與臨界安全是不可逾越的紅線底線。仿真實(shí)驗(yàn)室擺脫傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)估算，以蒙特卡洛仿真計(jì)算為核心，構(gòu)建高精度重構(gòu)模型，打造守護(hù)安全的“定海神針”。實(shí)驗(yàn)室聚焦放射性廠房屏蔽設(shè)計(jì)、工藝設(shè)備安全評(píng)估需求，常態(tài)化開展輻防設(shè)計(jì)、臨界安全評(píng)估、防護(hù)方案評(píng)估、臨界安全復(fù)核計(jì)算四類專項(xiàng)驗(yàn)算工作。針對(duì)關(guān)鍵區(qū)域，中核四0四依托數(shù)字化復(fù)核手段，精準(zhǔn)核算空間輻射劑量分布，校驗(yàn)現(xiàn)有屏蔽結(jié)構(gòu)合規(guī)性，精準(zhǔn)識(shí)別防護(hù)短板，輸出優(yōu)化后的屏蔽整改與運(yùn)行管控方案。這種“微創(chuàng)手術(shù)”式的精準(zhǔn)防控，從設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)維全周期筑牢核設(shè)施輻射安全與臨界安全底線，為涉放裝置長期穩(wěn)定合規(guī)運(yùn)行提供了可靠保障。
 

從虛擬仿真優(yōu)化工藝，到智能裝備優(yōu)化人工作業(yè)，再到人工智能賦能管理、數(shù)字化計(jì)算嚴(yán)守安全紅線，在以新技術(shù)培育核工業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的道路上，中核四0四步履不停、行穩(wěn)致遠(yuǎn)。后續(xù)，中核四0四將堅(jiān)持錨定中核集團(tuán)“數(shù)字核工業(yè)”建設(shè)目標(biāo)，深化技術(shù)迭代，推進(jìn)數(shù)字孿生技術(shù)與全系列機(jī)器人、仿真系統(tǒng)深度耦合，搭建數(shù)字核化工綜合集成管理平臺(tái)，積極拓展人工智能在工藝優(yōu)化、故障診斷、輻射智能預(yù)警等新場景落地，有效豐富智能裝備生產(chǎn)線，不斷探索數(shù)智技術(shù)與核化工生產(chǎn)更深層次融合，為核燃料循環(huán)全產(chǎn)業(yè)鏈安全高效、綠色智能高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力。
（作者：蘭晶霞  虞想）