近年來,中國原子能深入貫徹國家關于數字強國的戰略部署,扎實推進“數智核燃料”建設工作,結合核燃料制造特點,在鈾濃縮工程及多條元件生產場景中不斷深化數智化技術應用和科技創新,多項成果入選國資委、工信部試點示范、優秀成果,數智化建設取得了明顯成效,2024年更是取得兩個單位通過智能制造能力成熟度三級評估的好成績。

中國原子能始終不斷深化智能制造場景建設,在生產資源保障、安全環保、生產作業、倉儲配送、設備管理等多領域開展了智能制造建設工作,著力激發技術創新原動力。
在“元件智造”方面,以集約化為目標,采用“模塊化+標準化”的設計思路,按照統一的標準將各工序自動化進行模塊化設計,建立起設備控制器和單元控制器為主的柔性制造單元,并按需要進行組合串聯,形成具有感知、分析、執行、維護的自組織、自適應功能的智能生產系統以及網絡化、協同化的生產設施,進而互聯形成自動化生產線,最大程度的提高了設備利用率,縮短產品生產周期,降低生產運維成本。通過安全環保管理平臺,基于公司全貌建立模擬沙盤,標記公司重點安全防范部位,保證安全環保管理的及時性、精確性、可控性,為核燃料生產的高質量和安全發展保駕護航。

在“濃縮智造”方面,圍繞核品的生產全過程,大量使用機器人、先進工業控制系統等對關鍵工序設備進行升級和改造,在容器智能化拆裝、智能倉儲物流、主工藝先進控制等方面應用效果明顯,減少人因失誤所造成的不必要的損失,極大的降低了高污染作業過程中人員的參與,在降低勞產率的同時,最大限度地保障作業人員的安全。在輔助工藝方面,建立有能源管理系統平臺,實現生產過程的電、水等能源介質的現場實時數據采集監測和統計分析,及對各部門、生產線、重要用電設備的運行狀態及負荷情況進行監控,實時監測能源流向情況。

中國原子能堅持以信息安全為保障,數據應用為載體,系統集成為手段,融合先進技術,開展核燃料智能制造創新技術應用。以基于CPS構建覆蓋核燃料生產全過程的自主可控物聯網平臺(IoT)為底座,應用“工業物聯網技術”、“大數據處理技術”,通過異構信息網絡,與制造設備、核相關監測設備、區域門禁系統等多元數據相集成,實現全方位、立體化設備的互聯互通和全流程、一體化高效的數據采集,自動采集關鍵參數、設備狀態數據,實時感知人員工作情況、機器運行狀態、產品信息、環境變化情況,實現人、機、料、法、環全要素數據監控,充分釋放數據價值,提高生產過程數據反饋的及時性和可控性,提升數據感知能力。并通過“架構--實踐--優化”的路徑,沉淀規范數據格式和標準,形成知識經驗反饋系統,對公司高質量發展奠定基礎。
為推動智能制造技術的普及應用,提升行業整體水平,中國原子能科技質量信息化部組織10多人的專家團隊,對成員單位開展實地走訪和調研,并對照智能制造能力成熟度模型(CMMM)等國家標準,對下屬單位開展了智能制造能力預評估,并形成了報告。各單位根據預評估報告直觀了解到自身在數字化、智能化、自動化等方面的水平,以及識別存在的問題和瓶頸,從而明確改進方向和途徑。經過本次“摸家底”式的調研和對比,指導、培育智能制造能力相對突出的單位中核北方和中核陜鈾參加工信部智能制造能力成熟度評估,并多次聘請工信部及相關行業智能制造專家對兩家單位進行“把脈”和“開藥方”,按照高標準進一步提高完善智能化制造水平。
經過多方協同與努力,最終中核北方、中核陜鈾雙雙獲得智能制造能力成熟度評估三級。目前中核集團僅有3家單位取得評估三級,這表明核燃料智能制造能力已躋身全國先進行列,在核燃料板塊乃至整個中核集團樹立了制造企業發展的標桿工廠,為兄弟企業提供了參考和借鑒,有效帶動整個行業的智能制造水平的提升。
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