关于核电厂三维模型标准化体制的研究
于玺 史洪志
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于玺 史洪志,. 关于核电厂三维模型标准化体制的研究[J]. 核工业与技术,2021.8. DOI:10.12721/ccn.2021.157076.
摘要:
随着核电信息化的发展,对于“三维模型标准化”定义及其内涵还存在不同见解,传统意义上的数字化核电厂研究大多集中在三维模型标准化设计、控制以及仿真计算方面,以核电站三维布置设计模型等以核电站三维模型标准化仪控系统和三维模型标准化反应堆计算软件平台为代表,侧重于在电厂规划、设计、建设和运行过程中三维模型标准化技术的运用以及电厂的数字化运行、监测和控制。本文进一步阐述了信息化环境下三维模型标准化建设现状以及信息化环境下三维模型标准化核电厂三维结构模型。
关键词: 核电厂三维模型标准化
DOI:10.12721/ccn.2021.157076
基金资助:

一、引言

随着核电信息化的发展,对于“三维模型标准化”定义及其内涵还存在不同见解,传统意义上的数字化核电厂研究大多集中在三维模型标准化设计、控制以及仿真计算方面,以核电站三维布置设计模型等平台为代表,侧重于在电厂规划、设计、建设和运行过程中三维模型标准化技术的运用以及电厂的数字化运行、监测和控制。在信息化环境下,三维模型标准化核电厂更需要考虑对电力生产和企业运营管理的全面支撑,在确保核电厂安全可靠运行的同时,为打造信息化核电企业提供明晰的电子化流程和翔实的基础数据,提升核电企业管理水平。

二、核电厂数字化转型当下的信息化建设现状

核电运营企业及旗下核电厂在“十二五”期间加大了信息化建设,建成了核电生产运行管理系统、人财物一体化平台、企业内容管理系统等标准信息化套装软件,信息化水平显著提高,信息化已全面渗透到核电企业各个管理领域和各项业务环节,有效支撑了核电企业的科学数字化转型。以设计为龙头,位于核电产业链的中端的核电工程公司发布了“四柱一面”核电项目管理信息化体系,作为其在三维模型标准化建设上取得的阶段性成果,其中“四柱”分别指“设计信息管理系统”、“采购管理系统”、“施工管理系统”、“调试管理系统”,“一面”指“项目管理信息平台”。在数字化转型大环境下,纵观我国目前三维模型标准化核电厂的建设现状,虽然核电企业在三维模型标准化建设上已经有较大的投入和应用,但是仍然存在一些问题,主要表现在:

1)核电企业的三维模型标准化建设理念不清晰,与信息化企业概念混淆。例如有人认为将核电信息管理系统与生产实时数据系统相结合就是三维模型标准化核电站,有人将三维虚拟核电厂理解为三维模型标准化核电,也有人将核心业务信息系统实施理解为三维模型标准化核电建设。

2)核电厂全寿期各阶段仍存在信息孤岛,工程期与运营期之间缺乏三维模型标准化移交。核电设计、制造、施工、运行及维护等阶段的数据信息之间缺少有效的关联,造成信息孤岛,尤其是核电工程建设方和核电运营方信息系统各自建设,在工程移交阶段,通常不提供结构化的数据,只有传统PDF格式的图纸、文档。

3)核心业务系统应用集成缺少技术标准和数据规范。在技术方面,缺乏企业级面向服务的标准化集成规范,导致核心业务系统之间集成要过多的考虑报文转换、接口标准等技术问题。

三、信息化环境下三维模型标准化核电厂三维结构模型

1三维模型标准化核电厂业务维

数字化核电厂业务维从核电厂全寿期角度考虑,以单个核电厂为研究对象,覆盖了电厂项目前期、工程建造、移交接产、运行维护直至退役的全部过程,要实现整个过程的数字化,应建立“横向贯通”的信息化平台,集成和共享各个环节中重要物理对象(例如厂房、系统、设备等)和工作对象(例如设计信息、采购信息、施工信息等)。特别是在移交接产环节,核电工程方(承包方)和核电运营方(业主/运行方)都已有各自信息化平台的情况下,需要重点研究三维模型标准化移交的流程、方法、标准和规范。

2三维模型标准化核电厂应用维

三维模型标准化应用维分为SSC(构筑物、系统和设备)物理对象层、三维模型标准化生产、三维模型标准化管理和智能化分析。SSC物理对象层包括电厂的构筑物、系统、设备等,是一个物理核电厂的分解结构;三维模型标准化生产实现了对物理核电厂信息采集、计算和监控,以核反应堆计算软件、电站三维模型标准化仪空系统(DCS)、实时数据库(PI)等为代表;三维模型标准化管理实现了核电厂的智能设计管理、敏捷采购管理、协同施工管理、生产运行管理、人财物集约化管理以及企业内容管理,主要以三维设计系统、仓储采购系统、现场施工系统、企业资产管理系统(EAM)、企业资源计划(ERP)、企业内容管理(ECM)等为代表,是信息化环境下信息化平台的主要着力点;智能化分析主要面向业的经营决策分析,以商业智能(BI)、大数据技术等为代表。

3三维模型标准化核电厂路线维

一三维模型标准化路线维代表了对三维模型标准化核电厂发展的展望,核电技术经过数十年的发展,自动化水平已经很高,在信息化环境下,或者是信息化和工业化融合环境下,三维模型标准化核电已经上升为核电企业的发展战略。三维模型标准化核电是智能化核电的基础和落脚点,智能化阶段与三维模型标准化阶段是重叠关系,而不是顺序关系,同样智能化与智慧化也是重叠关系,本文提出智能化的下一个发展阶段是智慧化,并且认为智慧化核电与第四次工业革命“工业4.0”的概念是一致的。

四、总结语

三维模型标准化核电厂建设,必须先统一对三维模型标准化概念的认识,基于三维结构理论模型,提出使用EA方法论开展信息化环境下数字化核电厂建设规划,进一步提出了核电厂的业务架构和应用架构。加强三维模型标准化核电厂的顶层规划,从全寿期角度出发,业务应用为核心,信息技术为手段,全面构筑三维模型标准化核电厂,建设信息化核电企业。

参考文献:

[1]张亮,高明.信息化环境下数字化核电厂三维结构模型及其解决方案[J].电器工业,2017(02):66-69+71.

[2]谢敏,王百众.核电厂三维模型标准化体制的建立[J].核动力工程,2005(06):640-644.

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