人工智能赋能核电产业发展

2023-10-13毕道伟

质量与标准化 2023年8期

文/毕道伟

人工智能正在加速包括核电产业在内的众多领域的产业变革，但核电产业人工智能技术的广泛应用需要标准化工作的支撑，从而有助于最大限度地降低新技术应用风险，提升核电人工智能应用的研发和实施效率。

迫切的标准需求

人工智能在核电行业的应用至少可以追溯到20世纪80年代早期。当时的核电行业借助兴起的专家系统等人工智能技术，探索提升核电站的安全性和自动化水平。但是近些年，核电行业面临着新的问题——行业整体的经济性相较其他能源类型不占优势，同时核电站建设运行的标准要求越来越高，对核安全的监管要求也越来越严格。

而基于数据与算力驱动的人工智能技术的不断发展，使人工智能在核电堆型设计、换料燃料、预防性维护、老化管理、无损检测、实物保护、网络安全等相关领域都得到了重点应用，有效提升了核电领域的自动化水平，降低了人工参与率，提升了核电厂运行的安全性和行业的经济性。

与此同时，核电人工智能的大量应用对行业标准规范提出了迫切需求。核电行业需要通过标准化手段，在人工智能系统研发和应用过程中降低风险并提升研发应用效率。此外，由于人工智能技术发展速度迅猛，行业内对人工智能技术本身的认识、其应用实施的标准步骤和通用方法，以及核电领域的应用模式等方面还存在较多分歧。在此背景之下，制定核电领域的人工智能应用标准已成为行业共识。

实现零突破

上海核工程研究设计院股份有限公司（以下简称“上海核工院”）在核电人工智能领域有着较为全面的研究基础。在“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”国家科技重大专项支持下，上海核工院开展了“核电厂智能运维关键技术”等课题研究，在核电数字化设计、机组健康管理智能诊断、智能运行控制、智能机器人等方面掌握了一系列关键技术。受国家能源局委托，上海核工院还承担了“核电技术与先进信息技术产业结合模式研究”课题，研究中国智慧核电实施模式。依托该项目，上海核工院对国内外核电智能化应用现状进行了充分调研，对产业链的智能化业务需求有了全面的掌握。

上海核工院通过同步部署技术研发、标准研制与产业推广，加快了三代核电新技术标准化、产业化步伐。在国家科技重大专项支持下，上海核工院专门设置了中国先进核电标准体系研究课题，初步构建和完善了三代非能动压水堆核电厂的标准体系。通过技术研发和国家课题支持，上海核工院对国内外相关情况有了全面掌握，对关键技术问题有了深入研究，具备编制核电领域人工智能国际标准的良好基础。

早在2011年，上海核工院专家顾申杰、毕道伟即加入国际电工委员会核设施的仪器、控制和电力系统分技术委员会（IEC SC 45A）。但由于我国核电发展起步晚，核电国际标准的主导权长期掌握在传统核电强国手中。作为追赶者，上海核工院在国际标准制定工作中保持了战略定力。终于在2021年，上海核工院主持制定的核电领域首个IEC国际标准——《核电厂安全重要仪表和控制系统地震停堆系统准则》（IEC 63186：2021）发布。IEC 63186：2021基于“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”国家科技重大专项下“中国先进核电标准体系研究”成果和国和一号示范工程相关实践，阐明了地震停堆系统设置原则，提出了规范要求，为各国提升核电应对地震能力提供了通用的技术准则。从2011年开始系统性参与IEC SC 45A工作，到2021年主持制定我国核电领域首个IEC国际标准，上海核工院整整努力了10年。

2020年10月，IEC SC 45A全体会议决定由上海核工院主持制定IEC核领域首个人工智能技术报告《核设施仪表、控制与电气系统人工智能应用》（IEC TR 63468），确定其在核设施人工智能应用标准制定方面的方向，并对这些标准制定工作提出组织机构设置的建议。2023年5月，IEC TR 63468：2023正式发布。

IEC TR 63468：2023从核设施角度对人工智能进行了概述，总结了人工智能在核设施中应用的潜在场景，同时还提出了在SC 45A框架下核设施人工智能应用的标准体系架构，并对新工作组的工作进行了系统规划（见图1）。

图1 IEC SC 45A核设施人工智能应用的标准体系架构

增强国际话语权

正如习近平总书记在《加强党对全面依法治国的领导》一文中所言，“全球治理体系正处于调整变革的关键时期，我们要积极参与国际规则制定，做全球治理变革进程的参与者、推动者、引领者”（《求是》2019年第4期）。在核电国际规则的制定中，上海核工院先后实现了“参与者”“推动者”的突破，又向着“引领者”发起了冲锋。

在IEC国际标准制定过程中，上海核工院克服标准制定技术难度高、涉及领域广等诸多挑战，深入推动与各技术专家的合作交流，有效解决了各国需求不平均与组织协同难度大等多个问题。

同时，上海核工院始终坚持推进核电领域国际化发展战略，鼓励和支持一批技术专家长期活跃于各大国际组织中，包括在国际原子能机构（IAEA）、IEC等组织担任专家甚至技术职务，系统性地布局，推动与相关国际协会组织开展高水平的合作交流。通过在这些国际组织中的长期工作，上海核工院专家逐步熟悉了国际规则，与相关国际专家和团队建立了广泛的协作关系和人际信任，为上海核工院在国标标准制定中的不断突破奠定了良好的基础。上海核工院主导制定的IEC 63186：2021和IEC TR 63468：2023都是以100%支持率通过投票并发布，这正是高水平对外合作的生动体现。