核工程中人工智能技术的应用与进展

引言

《新一代人工智能发展规划》文件指出“新一代人工智能技术的产业化和集成应用为重点，以加快人工智能与实体经济融合为主线，着力推动人工智能技术、产业全面健康发展。”现阶段，人工智能技术在核工程领域的应用主要包括设备控制监管，为其提供必要的维修支援，从而有效提高系统运行效率，并提前察觉其中的故障风险，确保能够全面提高核工程运营效益。因此在实际发展过程中，需要人们正确认识人工智能技术的应用价值，确保能够推动二者的有效融合。

一、人工智能技术在核工程领域的应用

（一）提供全生命周期管理

核工程具有精密性、严谨性、专业性等一系列特点，因此在其设计、建造、生产、经营、维护全生命周期管理过程中，需要严格监控其各项数据信息，以确保能够顺利达成建设与管理目标。而基于人工智能视角，可以通过与物联网系统进行对接的方式，来有效加强工程监控管理，不仅能够保证其施工建设阶段的稳定性，同时还能够参照原始参数信息，来自动制定相应的维修计划、燃材料采购方案，从而有效提高了核工程运维管理的经济效益。

（二）加强安全风险排查

核工程运营期间需要保持稳定的作业的环境，确保能够有效延长其服役寿命，同时减少机组设备的启停次数，避免造成无谓的损耗浪费。针对这一运营目标，人们可以采用基于人工智能技术研发的故障诊断专家系统、扰动分析专家系统等技术手段，针对核工程内外运行环境进行有效的检测分析。确保能够根据核工程系统运行期间产生的实时数据动态，来提前评估电站的整体健康情况，并自动化为管理人员提供维修方案、生产建议，确保在满足正常生产需求的同时，及时消除电站的各项安全隐患，并动态调节管理模式。

（三）提高工程生产效率

在核工程运营管理过程中，需要采取多种措施来保证系统的循环效率，同时提高其成本控制。因此在实际管理过程中，可以通过多目标优化、深度强化学习等智能算法，来针对核工程设备的运行参数进行合理设置，确保能够有效减少热量损失，提高能源利用率，充分挖掘设备内的运营裕量，进而提高其工作效率。不仅如此，通过智能算法模型，还能够帮助管理人员持续优化系统调度方案，通过对核动力系统中参数进行精准预测，来高效解决热工耦合分析等物理问题，从而对系统的参数配置进行持续优化。

二、人工智能在核工程领域融合应用的具体进展

（一）数字孪生模型

数字孪生模型主要通过采集核电站的空间物理数据信息，来构建电站设备在虚拟数字空间中的映射，从而使工作人员能够实时掌握电站的相关状态，并依托智能分析技术为工厂运行提供相应的信息支撑与解决方案，从而实现电站的智能化运营。

例如在具体应用过程中，主要可以通过物联网、空间地理信息系统（GIS）等技术手段，完整采集核工程的时空三维坐标数据，在此基础上结合温度、湿度、力学、声音等传感器设备，构成高精度核工程物理模型。从而在这一过程中完整反应核工程从设计、制造、运维，再到退役的全周期数据动态，并保留其历史建设、生产、维护等工作资料信息。

从而使管理人员能够依托数字孪生模型来实现对工程的全方位监管，并自动控制器生产、检修等作业任务。如此不仅保证了核工程的智能化运维，同时也提高了其日常管理效率。

（二）智能巡检机器人

核工程运营对环境要求较为特殊，且其中部分区域存在一定的放射性与危险性，对日常检修维护工作造成了极大不便，同时也容易积累严重安全隐患，不利于工程的长效稳定运营。针对这一问题，当前人们提出了基于智能巡检机器人设备，来辅助人工完成日常性、持续性的监督维修任务，确保能够有效提高系统运行质量。

例如依托机器视觉、深度学习等人工智能技术，可以保证机器人辅助维修助手自动对核工程的设备系统、运行环境、作业状态进行识别分析，从而及时发现其中潜在的质量问题，进而取代人工进入一些特殊环境下开展运维作业。除此之外，依托数字孪生空间来输入具体的三维坐标数据，还能够保证智能巡检机器人不间断地进行设备巡查监督。从而在解决人工成本的同时，有效提高了检查力度。

（三）故障维修系统

故障维修系统主要是通过框架表示法与模糊矩阵技术构建知识体系‌，用于直观显示核工程故障与其设备参数、物理参数之间的关系，从而能够基于前端感应系统采集到的数据流变化趋势，来精准分析电站存在的主要故障。

在具体应用过程中，可以通过打造“核能云”服务，为核能大数据的整合提供强大的算力支持与存储空间。期间不仅能够全方位记录自身所在工程的建设与运维数据，同时还能够整合同类型工程的相关资料信息，进一步为故障检修提供数据支撑。在此基础上，通过构建算法模型的方式，来模拟正向推理策略与故障树分析方法，用于对工程实时数据进行有效监管， 并及时提取其中的异常数据知识，进而自动匹配相应的故障因子，用于评估工程整体健康状态与处置方案。从而形成智能化的预测性维护系统，确保能够全面提高工程设备的检修效率。

结语

综上所述，本文对核工程中人工智能技术的应用与进展进行了深入研究。在新时期背景下，随着相关技术的高度发展，需要人们正确认知智能技术手段对核工程建设、运维、管理等各个方面的应用价值。从而有效提高工程运行效率，并实现我国核能行业的数字化和智能化成功转型。

参考文献

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