數(shù)字化核電站構(gòu)想
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汪映榮，許修亮，曹姝媛
（山東核電有限公司，山東海陽265116）
摘 要：提出了全新的數(shù)字化核電站的藍(lán)圖架構(gòu)和方案構(gòu)想，以核電站全生命周期管理的理念，將項(xiàng)目前期、工程建設(shè)期和生產(chǎn)運(yùn)營期的設(shè)計數(shù)據(jù)、建造數(shù)據(jù)、調(diào)試數(shù)據(jù)、生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行全面有效整合，采用先進(jìn)的信息技術(shù)，構(gòu)建數(shù)字化、智能化的核電站，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的跨平臺資源共享。通過介紹數(shù)字化核電站的概念、意義、進(jìn)展情況及構(gòu)成，提出了數(shù)字化核電站信息平臺的建設(shè)思路，分別建立數(shù)據(jù)中心和信息平臺，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的數(shù)字化核電站。
關(guān)鍵詞：數(shù)字化：信息化：核電站中圖分類號：TP39
doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2016096
1 引言
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，網(wǎng)絡(luò)、計算、數(shù)據(jù)、知識正在深度融合于核電各專業(yè)領(lǐng)域的工作中，在深人推進(jìn)兩化融合的同時，核電行業(yè)信息化也迎來了以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的“新常態(tài)”。讓核電站實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，加深信息技術(shù)在核電領(lǐng)域的應(yīng)用，構(gòu)建一個全面、真正意義上的數(shù)字化核電站，成為核電企業(yè)信息化建設(shè)的目標(biāo)和發(fā)展方向。目前對于數(shù)字化核電站的認(rèn)識還存在不同見解，有人認(rèn)為將核電信息管理系統(tǒng)與生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)系統(tǒng)相結(jié)合就是數(shù)字化核電站，也有人將三維虛擬核電廠理解為數(shù)字化核電站。數(shù)字化電廠的概念是在20世紀(jì)末被提出的，目前已經(jīng)正式進(jìn)入實(shí)施階段。人們從不同的認(rèn)識角度出發(fā)，給出了數(shù)字化電廠的
若干種概念和解決方案，如提出了數(shù)字化電廠概念模型，也稱為5S模型：分散控制系統(tǒng)(distributed control system，DCS)、廠級信息系統(tǒng)(supervisor information system，SIS)、管理信息系統(tǒng)( management information system，MIS)、電廠仿真系統(tǒng)(plant simulation system，PSS)、決策支持系統(tǒng)( decision support system, DSS).
本文提出了全新的數(shù)字化核電站的藍(lán)圖架構(gòu)和方案構(gòu)想，即將核電站的過程控制數(shù)字化、生產(chǎn)管理數(shù)字化、物理對象數(shù)字化、設(shè)計過程數(shù)字化、事務(wù)處理數(shù)字化、經(jīng)營決策數(shù)字化，在核電站從建設(shè)、運(yùn)行到退役的整個生命周期中，實(shí)施完整的數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化采購、數(shù)字化施工、數(shù)字化移交、數(shù)字化運(yùn)維，同時在生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的各個層次采用智能化和數(shù)字化設(shè)備、儀表和元件，在信息系統(tǒng)中采用相應(yīng)的智能軟件和管理軟件，從而實(shí)現(xiàn)核電安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
2數(shù)字化核電站的概念、意義及進(jìn)展情況
2.1 數(shù)字化核電站的概念
數(shù)字化核電站是以核電廠物理對象和工作對象為研究對象，從核電全生命周期出發(fā)對其進(jìn)行量化、分析、控制和決策，從而降低發(fā)電成本、提高上網(wǎng)電量、減少設(shè)備故障、提升核電價值，實(shí)現(xiàn)核電的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。數(shù)字化核電站的原理就是將所有信號數(shù)字化、所有管理內(nèi)容數(shù)字化，然后利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可靠而準(zhǔn)確的數(shù)字化信息交換、跨平臺的資源實(shí)時共享，進(jìn)而為決策提供支持。隨著信息技術(shù)的日新月異，數(shù)字化核電站的概念也不是一成不變的，其內(nèi)涵跟隨技術(shù)更新而不斷豐富和動態(tài)發(fā)展。
2.2數(shù)字化核電站的意義
(1)推進(jìn)工程設(shè)計一體化協(xié)同
建設(shè)數(shù)字化核電站有助于解決跨專業(yè)領(lǐng)域及異地設(shè)計的信息不對稱問題，實(shí)現(xiàn)核電業(yè)主和上下游工程設(shè)計承包商之間的一體化協(xié)同工作。
(2)提升工程建設(shè)效率和質(zhì)量
通過整合核電建沒項(xiàng)目各參建方的數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建全廠數(shù)據(jù)模型，根據(jù)不同階段的需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取與利用，實(shí)現(xiàn)按需共享。利用三維模型動態(tài)模擬施工過程、調(diào)試過程，實(shí)現(xiàn)施工調(diào)試的可視化管理，有效地壓縮土建施工、設(shè)備安裝和調(diào)試移交的工期，節(jié)約成本、提高效率。
(3)提高安全生產(chǎn)和運(yùn)行效益
從國內(nèi)外探索建設(shè)數(shù)字化核電的實(shí)例中可以看出，通過應(yīng)用先進(jìn)的軟件，構(gòu)建一個數(shù)字化核電站的綜合平臺，從經(jīng)濟(jì)效益上看，每年能為核電企業(yè)節(jié)省上千萬元。如果在故障預(yù)測與診斷工作中實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，則可以預(yù)防重大設(shè)備的損壞，避免不必要的非計劃停堆事故．提高核電生產(chǎn)安全性。從這個角度出發(fā)，數(shù)字化核電站產(chǎn)生的效益將是不可估量的。
2.3數(shù)字化核電站的進(jìn)展情況
核電站數(shù)字化水平很大程度上取決于儀控系統(tǒng)數(shù)字化程度、管理系統(tǒng)信息化程度、設(shè)計制造信息化程度以及其間的信息共享程度等。從我國已建成和在建的核電工程來看，核電站的儀控系統(tǒng)經(jīng)歷了3個階段：第一階段是以模擬量組合單元儀表為主的控制系統(tǒng)，如在運(yùn)行的秦山核電廠主控系統(tǒng)SPEC200組裝儀表等；第二階段是以模擬量和數(shù)字量混合運(yùn)用的主控制系統(tǒng)，如嶺澳核電廠儀表控制系統(tǒng)等；第三階段是全數(shù)字化儀表控制系統(tǒng)，現(xiàn)階段的典型應(yīng)用有田灣核電廠的西門子TELEPERMXP+XS系統(tǒng)、在建的AP1000依托項(xiàng)目、三門核電／海陽核電COMMOM Q+OVATION系統(tǒng)。盡管第三階段有全數(shù)字化儀控系統(tǒng)，但現(xiàn)場設(shè)備級數(shù)字化還存在不足，如變送器、開關(guān)柜、電動門等設(shè)備采集的信息較少，無法實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)故障診斷和預(yù)測。核電管理信息系統(tǒng)、計算機(jī)輔助設(shè)計制造系統(tǒng)在國內(nèi)外核電已基本實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，但存在“信息孤島”，沒有實(shí)現(xiàn)上下游之間信息的互聯(lián)互通與全面共享。雖然基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核電維修三維數(shù)字化已有一些對主要設(shè)備的應(yīng)用，但數(shù)字化維修仿真模型還有待向更高精度和更大范圍改進(jìn)。大部分國內(nèi)核電企業(yè)都是部分環(huán)節(jié)（如設(shè)計和運(yùn)行維護(hù)環(huán)節(jié)）采用了數(shù)字化管理，還沒有一座完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的核電站。
目前，以中國廣核集團(tuán)有限公司（以下簡稱中廣核集團(tuán)）為代表的國內(nèi)核電企業(yè)正在開展智能電站、智慧電站的相關(guān)研究與建設(shè)，解決核電設(shè)計與建造無縫銜接問題，將打造智能核電工程，核電人工智能高級應(yīng)用作為重大研究課題，研究成果會陸續(xù)應(yīng)用于國內(nèi)核電項(xiàng)目建設(shè)。上海核工程研究設(shè)計院（以下簡稱上海核工院）基于大數(shù)據(jù)的CAP1400核電廠數(shù)字化支持體系研究課題即將啟動，正在進(jìn)行CAP1400動態(tài)性能運(yùn)算平臺的一期建模，將與三維模型結(jié)合，建立人因工程實(shí)驗(yàn)室底層運(yùn)算平臺。
在全球核電機(jī)組中，從整個核電站全生命周期管理出發(fā)，實(shí)現(xiàn)完全數(shù)字化應(yīng)用的只占了極小一部分，各核電企業(yè)已基本完成功能信息化，實(shí)現(xiàn)了局部數(shù)字化及局部的共享與交換、可視化、協(xié)同工作。在國外，美國核電站超過半數(shù)已服役超過30年，數(shù)字化改造成本高昂，未進(jìn)行大規(guī)模改造。目前美國Exelon公司建立了核電人類工程學(xué)設(shè)計控制中心，用于資源安排、優(yōu)化調(diào)度和現(xiàn)場監(jiān)測。法國、英國的核電站也建設(shè)得較早，正在逐步進(jìn)行數(shù)字化改造，法國電力旗下58個機(jī)組中有4個機(jī)組完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理，其他機(jī)組部分環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，大多環(huán)節(jié)處于數(shù)字化2D或紙質(zhì)管理。
3數(shù)字化核電站的構(gòu)成
建立數(shù)字化核電站是核電信息化發(fā)展到更高水平的一個階段。信息化包含信息的數(shù)字化、數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、可視化等，處理各種結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。核電信息系統(tǒng)的建立為數(shù)字化核電站打下了一定基礎(chǔ)，而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化核電站真正的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容是“數(shù)據(jù)”。在核電生命周期中需要提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)以進(jìn)行更有效的工作。數(shù)字化核電站的構(gòu)成分為3個部分：數(shù)字化控制、數(shù)字化工程、數(shù)字化管理，如圖1所示。
3.1 數(shù)字化控制
數(shù)字化控制即應(yīng)用分散控制系統(tǒng)(DCS)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化和現(xiàn)場設(shè)備級的數(shù)字化，同時為管理信息化提供現(xiàn)場實(shí)時數(shù)據(jù)。數(shù)字化控制是實(shí)現(xiàn)核電站物理對象數(shù)字化的手段。目前，數(shù)字化控制在火電、水電等常規(guī)電廠的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，DCS的系統(tǒng)功能、設(shè)計思想、組態(tài)配置都較為完善。
隨著核電技術(shù)的發(fā)展．DCS在核電廠也廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，將核島(NI)、常規(guī)島(CI)及電站輔助設(shè)施(BOP)的分散儀表通過現(xiàn)場總線通信聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)集中控制和一體化管理，同時各機(jī)組DCS以及廠址廢物處理設(shè)施(SRTF)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)(NCS)、海水淡化處理系統(tǒng)等公共系統(tǒng)將為實(shí)時數(shù)據(jù)的深入分析統(tǒng)計提供數(shù)據(jù)來源，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化核電站提供必要條件。
3.2數(shù)字化工程
數(shù)字化工程即在核電建設(shè)初期就開始由EPC承包方實(shí)施數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化采購和數(shù)字化工程管理，將整個核電建設(shè)過程中設(shè)計、采購、建設(shè)的數(shù)據(jù)和參數(shù)，以數(shù)字化的形式記錄、存儲下來，通過向業(yè)主的數(shù)字化移交形式，與建成后的核電生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相連接，以支撐核電全生命周期的數(shù)字化管理。
3.2.1核電數(shù)字化設(shè)計
核電數(shù)字化設(shè)計一般使用二維設(shè)計平臺或三維設(shè)計平臺進(jìn)行專業(yè)協(xié)同設(shè)計，實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο蟮娜珘燮跀?shù)據(jù)集成和可視化，為以數(shù)字化為基礎(chǔ)的信息化管理打下基礎(chǔ)。數(shù)字化設(shè)計模型包括系統(tǒng)圖、管道和儀表圖、現(xiàn)場總線圖以及其相關(guān)對象數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、控制信號數(shù)據(jù)等。
目前，上海核工院、美國西屋電氣等國內(nèi)外設(shè)計院在第三代核電技術(shù)AP1000設(shè)計中已采用Intergraph (PDS、SP3D)等軟件進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計，已基本達(dá)到全數(shù)字化設(shè)計水平。
3.2.2核電數(shù)字化采購
實(shí)施核電數(shù)字化采購，需要基于數(shù)字化設(shè)計的成果，對設(shè)計內(nèi)容提出明確的采購內(nèi)容、格式及編碼等標(biāo)準(zhǔn)與要求。在采購過程中利用物資編碼和WBS編碼，按工程需要產(chǎn)生請購單，按整體采購分批交貨進(jìn)行采購管理。通過數(shù)字化采購，提高核電工程項(xiàng)目的采購效益。
3.2.3核電數(shù)字化工程管理
核電數(shù)字化工程管理是基于信息技術(shù)的現(xiàn)代項(xiàng)目管理方法，使信息化貫穿于整個施工過程。在核電工程建設(shè)過程中，各參建方可以建立自己的信息管理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)較為分散，需建立一體化的關(guān)聯(lián)關(guān)系，把各參建單位分散的管理有效組織起來，建立統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化工程進(jìn)度跟蹤、數(shù)字化管網(wǎng)數(shù)據(jù)管理、數(shù)字化施工文檔管理等多領(lǐng)域的集中管控功能。通過數(shù)字化工程管理，使各參建方之間復(fù)雜的接口關(guān)系轉(zhuǎn)化為同一個數(shù)據(jù)平臺上協(xié)同工作的高效協(xié)同，降低信息傳遞的不對稱，并將工程管理過程數(shù)據(jù)沉淀下來，有效地將實(shí)體核電站和數(shù)字化核電站的建設(shè)過程進(jìn)行同步，保證數(shù)字化核電站的建設(shè)質(zhì)量。
3.3數(shù)字化管理
數(shù)字化管理即核電業(yè)主利用信息化手段實(shí)現(xiàn)核電生命周期中各階段管理的數(shù)字化。數(shù)字化管理是核電站實(shí)現(xiàn)工作對象數(shù)字化的手段。
3.3.1數(shù)字化移交
數(shù)字化管理的基礎(chǔ)是數(shù)字化移交。數(shù)字化移交是由上游設(shè)計和承建方借助數(shù)字化移交平臺，對設(shè)計、采購、建造等各階段的數(shù)據(jù)、信息、資料進(jìn)行分類、收集、整理、審批，最終移交給業(yè)主，內(nèi)容包括三維模型、設(shè)計文件、采購信息、施工信息、調(diào)試過程信息等，其數(shù)據(jù)倉庫保持動態(tài)增量的狀態(tài)。進(jìn)行數(shù)字化移交將形成數(shù)字化核電站建設(shè)的原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生指導(dǎo)施工和采購的數(shù)字化設(shè)計資料，可應(yīng)用在工程進(jìn)度的4D跟蹤、吊裝運(yùn)行空間和設(shè)備維護(hù)空間模擬、主控室模擬、設(shè)備拆卸仿真、交互式培訓(xùn)學(xué)習(xí)等。并整合各類信息，在運(yùn)行期構(gòu)建成三維數(shù)字化系統(tǒng)，在虛擬現(xiàn)實(shí)平臺上形成對核電運(yùn)行與維護(hù)的一體化管控。數(shù)字化
移交可以優(yōu)化數(shù)據(jù)移交過程，提高數(shù)據(jù)移交質(zhì)量，使業(yè)主及時獲取可靠的建設(shè)期信息，了解項(xiàng)目設(shè)計建造進(jìn)度，提高建設(shè)期管理能力，同時實(shí)現(xiàn)知識積累，用于核電站未來的運(yùn)行、維修、改造、延壽和退役。
3.3.2數(shù)字化管理架構(gòu)
數(shù)字化管理的架構(gòu)以先進(jìn)、實(shí)用為原則，在底層控制系統(tǒng)數(shù)字化的基礎(chǔ)上，構(gòu)建數(shù)字化的實(shí)時數(shù)據(jù)系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、電廠仿真系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等，進(jìn)而建設(shè)企業(yè)級的決策支持系統(tǒng)。
數(shù)字化管理架構(gòu)層次如圖2所示，分為3個層次：生產(chǎn)監(jiān)控層、業(yè)務(wù)管理層、決策支持層。3個層次分別對應(yīng)五大功能系統(tǒng)，生產(chǎn)監(jiān)控層包括廠級監(jiān)控系統(tǒng)(SIS)、電廠仿真系統(tǒng)(PSS)，業(yè)務(wù)管理層包括管理信息系統(tǒng)(MIS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)，決策支持層包括決策支持系統(tǒng)(DSS)。
在數(shù)字化管理架構(gòu)中，所需要的數(shù)據(jù)包括動態(tài)數(shù)據(jù)（實(shí)時數(shù)據(jù)）和靜態(tài)數(shù)據(jù)（非實(shí)時數(shù)據(jù)）。一般來說，以往生產(chǎn)監(jiān)控層的SIS和業(yè)務(wù)管理層的MIS互相獨(dú)立而功能容易重疊。而數(shù)字化管理基本模型中所建立的各個信息系統(tǒng)，首先是基于同一規(guī)劃和配置的企業(yè)級數(shù)據(jù)倉庫，保證針對同一對象的數(shù)據(jù)具有唯一性和準(zhǔn)確性，同時引入先進(jìn)的資產(chǎn)管理、設(shè)備管理、過程控制、經(jīng)營管理以及決策支持等功能作為支撐，在統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)分析平臺下，形成商業(yè)
智能(BI)的績效管理，將各類報表、計劃、儀表盤展現(xiàn)在決策支持系統(tǒng)的統(tǒng)一視圖中，對運(yùn)行中的核電站進(jìn)行全方位的數(shù)字化管理。
生產(chǎn)監(jiān)控層面向核電各領(lǐng)域的生產(chǎn)和技術(shù)管理人員。出于對過程控制需要和系統(tǒng)安全的考慮，DCS及基于PLC的其他輔助控制系統(tǒng)終端往往放置在集中控制室或電子設(shè)備站內(nèi)，具有嚴(yán)格的門禁管理和授權(quán)管理，存在對實(shí)時數(shù)據(jù)應(yīng)用的局限性。由于各類生產(chǎn)人員或技術(shù)人員需求的多樣性和現(xiàn)場實(shí)時數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，需要將生產(chǎn)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸至辦公區(qū)域甚至更遠(yuǎn)的其他終端，開發(fā)具有針對性的應(yīng)用對DCS的信息進(jìn)行展示和處理，建立SIS滿足各類數(shù)據(jù)分析的需求，將生產(chǎn)過程管理、優(yōu)化控制和過程實(shí)時監(jiān)測融為一體，在MIS與DCS網(wǎng)絡(luò)之間，實(shí)時讀取生產(chǎn)控制系統(tǒng)的各類參數(shù)及過程點(diǎn)信息，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時歷史數(shù)據(jù)匯總、存儲，使人員更加及時、全面地了解現(xiàn)場實(shí)時狀態(tài)，減少錯誤識別和正確決策的時間�；趯�(shí)時數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建過程監(jiān)視和回放、故障預(yù)警和診斷、性能計算和分析、堆芯和燃料管理等具有高級優(yōu)化與監(jiān)測的功能。同時，利用仿真技術(shù)，建立虛擬仿真系統(tǒng)，將SIS實(shí)時數(shù)據(jù)與三維模型相結(jié)合，在虛擬電廠中動態(tài)體現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行狀況，輔助檢修方案的制定和驗(yàn)證，進(jìn)行維護(hù)計劃、備品備件管理以及虛擬培訓(xùn)與演練。并將技術(shù)文檔與三維模型關(guān)聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)交互式文檔應(yīng)用，提供直觀的任務(wù)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的跨平臺資源共享。
業(yè)務(wù)管理層面向核電各專業(yè)的業(yè)務(wù)管理人員，系統(tǒng)覆蓋核電業(yè)務(wù)管理的方方面面。目前，作為核電基礎(chǔ)建設(shè)之一，管理信息系統(tǒng)已經(jīng)被大多數(shù)核電廠所使用，不僅限于辦公自動化(OA)，而且廣泛應(yīng)用企業(yè)資源計劃(ERP)、企業(yè)資產(chǎn)管理(EAM)、工程項(xiàng)目管理等信息系統(tǒng)，全面支撐企業(yè)經(jīng)營管理、設(shè)備資產(chǎn)管理、建設(shè)過程管控等核心業(yè)務(wù)。在工程建設(shè)期采用數(shù)字化三維設(shè)計系統(tǒng)，在進(jìn)入運(yùn)行期后，應(yīng)用可視化技術(shù)，將其與三維虛擬化系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等進(jìn)行集成，對核電機(jī)組進(jìn)行全方位的三維仿真模擬，使系統(tǒng)、設(shè)備、部件、管道等對運(yùn)行人員提供可視化操作。
決策支持層面向核電企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和決策者，主要作用是為核電企業(yè)的各級管理者提供對企業(yè)進(jìn)行高效管理的技術(shù)支撐，使其通過數(shù)字化管理系統(tǒng)提供的及時、有效的生產(chǎn)經(jīng)營決策信息和各類財務(wù)指標(biāo)來積極地影響核電的盈利水平。
4數(shù)字化核電站的信息平臺建設(shè)
4.1 數(shù)據(jù)中心
建立數(shù)字化核電站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心，能夠消除各子系統(tǒng)之間的信息壁壘，避免形成信息“孤島”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。數(shù)據(jù)中心可有效解決應(yīng)用系統(tǒng)的整合與數(shù)據(jù)共享問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性、及時性、完整性、安全性、有效性和準(zhǔn)確性，提高數(shù)字化信息系統(tǒng)的統(tǒng)一性，解決信息系統(tǒng)溝通不暢的問題，是數(shù)字化核電站一體化平臺的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)中心在提供必要的基礎(chǔ)設(shè)施以外，還應(yīng)為系統(tǒng)提供統(tǒng)一的應(yīng)用集成平臺、統(tǒng)一的身份和訪問管理、統(tǒng)一的移動應(yīng)用平臺等。
4,2信息平臺
建立數(shù)字化核電站信息平臺，可以實(shí)現(xiàn)信息流的有序統(tǒng)一。數(shù)字化核電站信息平臺建設(shè)的目標(biāo)是在各信息管理子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)中心對各類信息重新進(jìn)行篩選、過濾、組合、分類，并進(jìn)行加工及處理，建立一個集經(jīng)營管理、生產(chǎn)管理、過程監(jiān)控、決策支持等一體化管理的數(shù)據(jù)倉庫，采用數(shù)據(jù)挖掘、決策分析等技術(shù)，設(shè)計合理的決策分析模型，為管理者提供智能化的決策支持，并結(jié)合先進(jìn)的管理理念，通過對物資流、資金流、工作流的合理規(guī)劃，使核電業(yè)務(wù)管理程序化、流程化、規(guī)范化，滿足數(shù)字化核電站建設(shè)的需求，達(dá)到核電安全建設(shè)和生產(chǎn)的目標(biāo)。
(1)門戶系統(tǒng)
門戶( portal)系統(tǒng)將各種應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源集成在一個信息平臺上，以統(tǒng)一的界面提供給用戶，建立企業(yè)對內(nèi)部員工、企業(yè)對企業(yè)的信息通道，提供單點(diǎn)登錄、工作待辦、綜合辦公、KPI展示、網(wǎng)頁管理、內(nèi)容發(fā)布、搜索引擎、目錄服務(wù)、通訊錄、企業(yè)論壇、用戶管理、權(quán)限管理等功能。
(2)企業(yè)資源計劃系統(tǒng)
企業(yè)資源計劃(ERP)系統(tǒng)面向核電經(jīng)營管理，主要功能包括人力資源管理、財務(wù)管理、資金管理、物資管理、采購管理等。
(3)企業(yè)內(nèi)容管理系統(tǒng)
企業(yè)內(nèi)容管理(ECM)系統(tǒng)面向核電企業(yè)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理，主要功能包括文件管理、檔案管理、知識管理、合同管理、文檔安全管理、企業(yè)網(wǎng)盤等。
(4)企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)
企業(yè)資產(chǎn)管理(EAM)系統(tǒng)作為核電生產(chǎn)管理的核心，涵蓋生產(chǎn)計劃管理、工單管理、設(shè)備資產(chǎn)管理、運(yùn)行管理、維修管理、技術(shù)管理、保健物理管理、配置管理、綜合計劃、培訓(xùn)管理等功能，建立以設(shè)備為基礎(chǔ)、以計劃為驅(qū)動、以工單為紐帶、以績效為目標(biāo)的全面資產(chǎn)運(yùn)營和管理體系。EAM系統(tǒng)通過設(shè)備巡檢和從SIS獲得的實(shí)時數(shù)據(jù)來分析設(shè)備的運(yùn)行狀況，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況和維修歷史進(jìn)行事后維護(hù)、預(yù)防性維護(hù)和預(yù)測性維護(hù)，并產(chǎn)生相應(yīng)的工單。通過與采購管理、物資管理、文檔管理等系統(tǒng)集成，進(jìn)行工單策劃，通過工單批準(zhǔn)、執(zhí)行和報告，在安全隔離措施保證下，執(zhí)行維修計劃，完成設(shè)備維護(hù)工作。
(5)廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)
廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)(SIS)面向生產(chǎn)控制系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)的采集、匯總、存儲，主要功能包括實(shí)時畫面監(jiān)視、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、堆芯燃料管理、故障診斷預(yù)警、性能計算分析等功能，并為其他需要實(shí)時數(shù)據(jù)的系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。在已建設(shè)的核電信息系統(tǒng)中，由于SIS和EAM系統(tǒng)分別設(shè)置，并由不同的集成商提供，使得有些功能重復(fù)或割裂。在機(jī)組數(shù)字化控制基礎(chǔ)上，如果選擇了適當(dāng)?shù)脑O(shè)備管控軟件，可以最大限度對實(shí)時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的設(shè)備運(yùn)行和檢修維護(hù)信息加以分析應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更高層次的生產(chǎn)過程監(jiān)控。
(6)電廠仿真系統(tǒng)
電廠仿真系統(tǒng)(PSS)利用仿真技術(shù)，建立虛擬現(xiàn)實(shí)平臺，將SIS實(shí)時數(shù)據(jù)與三維模型相結(jié)合，在虛擬電廠中動態(tài)體現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行狀況，輔助檢修方案的制定和驗(yàn)證，進(jìn)行維護(hù)計劃、備品備件管理以及虛擬培訓(xùn)與演練。并將技術(shù)文檔與三維模型關(guān)聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)交互式文檔應(yīng)用，提供直觀的任務(wù)指導(dǎo)。
(7)項(xiàng)目管理系統(tǒng)
項(xiàng)目管理系統(tǒng)(PMS)面向工程項(xiàng)目管理，主要功能包括工程建設(shè)期進(jìn)度管理、合同管理、采購管理、物資管理、設(shè)計管理、施工管理、安全管理、質(zhì)保管理等。
(8)地理信息系統(tǒng)
地理信息系統(tǒng)(GIS)作為專業(yè)系統(tǒng)主要用于核電現(xiàn)場管線管理，通過對全廠管線基本信息實(shí)時查詢、管線路由分析、開挖影響分析，為臨時管線提供準(zhǔn)確的施工接口，為運(yùn)行期間管線的維護(hù)及相關(guān)的技術(shù)改造提供管線事故分析及輔助處理。
(9)決策支持系統(tǒng)
決策支持系統(tǒng)(DSS)建立在統(tǒng)一信息平臺基礎(chǔ)上，逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、行政等方面綜合信息的匯總查詢，對運(yùn)行指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，提供多種分析模型和預(yù)測模型，在門戶系統(tǒng)中以模擬圖、曲線圖、棒圖、趨勢圖等方式展現(xiàn)，為核電企業(yè)提供高效、及時、準(zhǔn)確的信息。
5結(jié)束語
隨著新技術(shù)和新產(chǎn)品的不斷問世，數(shù)字化核電站建設(shè)將是一個需要持續(xù)改進(jìn)、不斷完善的動態(tài)系統(tǒng)工程，將是一項(xiàng)長期、細(xì)致且復(fù)雜的工作。數(shù)字化核電站構(gòu)成中設(shè)計、采購、施工、移交、運(yùn)維的各個環(huán)節(jié)，既有自身的獨(dú)立性又相互開放、信息共享。數(shù)字化核電站基本模型中的各個層次，既有一定的內(nèi)聚性又相互銜接、相互關(guān)聯(lián)。數(shù)字化核電站建設(shè)在國內(nèi)尚沒有先例可以借鑒，在實(shí)施過程中，還需要通過實(shí)踐對方案進(jìn)行總體規(guī)劃、分步實(shí)施，充分利用現(xiàn)有的各種資源，發(fā)揮信息系統(tǒng)的作用，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的數(shù)字化核電站。
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