五年！中核集團達成從鈾礦到核燃料、核電站全面數(shù)字化

2017-09-07 09:55:42 《中國核工業(yè)》　點擊量：評論 (0)

數(shù)字化核燃料開啟變革時代一直以來，核燃料走向市場化都是業(yè)界聚焦的命題之一。市場化、國際化、自主化是中國核燃料公司十三五期間轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向。事實上，中國核燃料公司直面挑戰(zhàn)的勇氣與自信早已化為行動

數(shù)字化核燃料開啟變革時代

一直以來，核燃料走向市場化都是業(yè)界聚焦的命題之一。市場化、國際化、自主化是中國核燃料公司“十三五”期間轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向。

事實上，中國核燃料公司直面挑戰(zhàn)的勇氣與自信早已化為行動。隨著核電“走出去”一體化的實施，中國核燃料公司就開始了厲兵秣馬，研發(fā)出的核燃料CF系列，標志著我國擁有了完全自主知識產(chǎn)權的高性能燃料組件品牌，進一步提升了我國核電出口的核心競爭力。但市場競爭最終是整體服務的競爭，是產(chǎn)品安全質(zhì)量的競爭，更是價格的競爭。當核燃料走向市場化之際遇到數(shù)字化變革時代，一場管理變革、產(chǎn)業(yè)升級之戰(zhàn)在南北兩大核燃料基地拉開了帷幕。

中國核燃料如何向智能制造轉(zhuǎn)型，成為現(xiàn)代化制造的旗幟企業(yè)？日前，本刊記者走進了我國南北兩大核燃料基地，一探核燃料數(shù)字化之進程。

啟動智能制造示范工程

隨著核電發(fā)展的再次提速，我國核電建設呈現(xiàn)出了規(guī)模化發(fā)展之勢。核燃料作為核電發(fā)展的重要組成部分，自然將有著更多更大的用武之地。這看似美好的市場前景，對中國核燃料公司而言，卻將面臨更加嚴峻的挑戰(zhàn)。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，如何降本增效將成為繞不過去的重要課題。

此外，“走出去”已成為必然之勢。而實力決定舞臺的大小。在中國核燃料公司看來，全面建成核燃料元件數(shù)字化智能制造生產(chǎn)線，形成核燃料元件智能制造標準體系，實現(xiàn)燃料元件技術整體出口，才能擁有更大的競爭優(yōu)勢。

可見，加快產(chǎn)業(yè)升級已成為其迫切需要。中國核燃料公司“十三五”規(guī)劃中指出，“十三五”期間要實現(xiàn)數(shù)字化協(xié)同設計，研究最新的工業(yè)技術成果要在設計上做好研發(fā)對接，力求做到能夠在工廠及時應用；設計手段要實現(xiàn)數(shù)字化，完成的設計方案是一個數(shù)字包，而不再是幾張圖紙。全面推進核燃料數(shù)字化已成為燃料板塊“十三五”規(guī)劃的重要內(nèi)容。

事實上，無論是有著厚重歷史的中核北方核燃料元件公司，還是有著“元件硅谷”之譽的中核建中核燃料元件有限公司，自動化、信息化、數(shù)字化推進由來已久。

早在上個世紀，中核北方就實施了設備自動化改造，并取得了一定的成績。2012年，該公司正式成立自動化創(chuàng)新團隊，開始燃料元件生產(chǎn)線設備、系統(tǒng)自動化改進項目實施。經(jīng)過四年的持續(xù)推進，核燃料生產(chǎn)線自動化從單體到系統(tǒng)集成，先后完成了十幾個自動化項目，為核燃料生產(chǎn)線穩(wěn)定、安全、高質(zhì)量運行發(fā)揮了舉足輕重的核心作用。

中核建中核燃料生產(chǎn)線從50噸產(chǎn)能發(fā)展到800噸產(chǎn)能，其間經(jīng)歷了5次技術改革。依托工程的每一次技術改革，都不同程度地提高了生產(chǎn)線的自動化、信息化水平。如今，該公司實現(xiàn)了產(chǎn)品全過程的自動化加工及物料的自動化轉(zhuǎn)運，以及產(chǎn)品全過程的信息數(shù)據(jù)跟蹤和管控。

經(jīng)過多年的努力，如今南北兩大核燃料生產(chǎn)基地已然擁有了一定的自動化、信息化水平，在降本增效方面有著積極的探索，并取得了顯著的成效。但不得不說，這與《中國制造2025》和工業(yè)4.0提倡的智能制造還有著一定的差距，全面實現(xiàn)核燃料數(shù)字化，無法一蹴而就。

“按照規(guī)劃，公司將利用先進的裝備技術、自動化技術、信息化技術對核燃料元件制造生產(chǎn)線進行智能化改造，建設智能制造示范工程，形成標準體系，再全面推廣應用到整個核電燃料元件生產(chǎn)線。”中國核燃料公司信息化部門負責人齊占順告訴記者，目前，公司已完成了核燃料元件生產(chǎn)智能制造規(guī)劃方案的編制，以及核燃料元件生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)試運行效果的評估，并提出了改進技術方案。

提速自動化

30歲的王海泊換好工作服后，早上8:00準時進入中核北方重水堆粉末冶金車間，開始一天的工作。作為該車間不多的工作人員之一，他負責車間的維護工作。無塵車間里，送料、加工、搬運……機器人正按部就班地工作著。一圈巡視后，王海泊回到車間電腦前填寫工作日志。

而在中核建中8車間，同樣進行著自動化生產(chǎn)。從芯塊制備、燃料棒制造及組件生產(chǎn)線，燃料元件在不算長的一體化生產(chǎn)線上，隨著不斷地前移，一點點地“成長”起來。

“自動化是數(shù)字化的基礎。以自動化改造為契機，推動自動化、信息化深入融合、持續(xù)推進，才能逐步實現(xiàn)核燃料數(shù)字化，實現(xiàn)智能制造。”中核北方核燃料元件有限公司總經(jīng)理馬文軍說。而僅僅自動化改造就已為南北兩大核燃料制造基地帶來了諸多益處。

核燃料元件既是核電站的能量源泉，又是保護核電安全的第一道屏障。“自動化改造不僅實現(xiàn)了降本增效，還有效地避免和消除了人因?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量造成的直接和間接影響，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。”中核北方總經(jīng)理助理、重水堆燃料元件廠廠長張杰介紹說，僅生產(chǎn)線端塞焊崗位中的上管、焊接、再上管的動作，工人一天下來要重復3000多次，大量重復動作不僅增加了工人的勞動強度，也極易出現(xiàn)失誤。自動化改造，解放了人力，同時也保障了產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。以重水堆核燃料生產(chǎn)線為例，自動化改造后，棒束產(chǎn)品合格率達到了世界先進水平。

事實上，在自動化改造過程中，用機器人替代人工給南北兩大基地帶來最直接的效益就是降低了人力成本。

中核北方各生產(chǎn)線由不同國家或地區(qū)引進，建設時間不同，系統(tǒng)之間差別比較大。因為設備多、人工操作多，導致工作效率和經(jīng)濟效益不高。自動化改造，實現(xiàn)了降本增效。自動化系統(tǒng)投入使用后，崗位操作人員共計減少近百人，大大節(jié)約了人力資源成本。

自動化帶來的成果特別顯著。中核建中科技部主任鄧話說：“中核建中原有的400tU/a核燃料元件老生產(chǎn)線，整體自動化、信息化水平都還很低，且設備服役時間長，布局分散，整個生產(chǎn)線崗位員工600人左右。而新建成投產(chǎn)的400tU/a核燃料元件一體化生產(chǎn)線實現(xiàn)了主要工序的自動化生產(chǎn)、物料的自動化轉(zhuǎn)運，全線僅需要100余名工作人員。”

未來，隨著自動化改進升級工作持續(xù)推進，以及設備系統(tǒng)優(yōu)化整合，生產(chǎn)操作及在線檢驗人員將繼續(xù)減少。“以中核北方重水堆核燃料生產(chǎn)線為例，預計到2017年，整個生產(chǎn)線生產(chǎn)運行及管理人員將不超過300人，主工藝生產(chǎn)線人員配備將少于200人，初步實現(xiàn)1噸鈾/人&dot;年。”張杰補充道。

推進管理信息化

如果說設備制造自動化是看得見的自動化，那么管理信息化就是看不見的自動化。信息化打破了傳統(tǒng)的管理模式，重構(gòu)了一個全新思維模式，當國內(nèi)多數(shù)制造業(yè)還處于工業(yè)2.0時期（自動化），它為南北核燃料基地帶來一場意義重大的管理變革。

11月29日，型號為523977249154的核燃料組件組裝完畢，在“閨房”中靜靜地等候即將啟程“遠嫁”。從“孕育”到“亭亭玉立”，它“成長”中的所有信息，在中核建中信息化平臺上都有著清晰全面的記錄。

“中核建中已經(jīng)實現(xiàn)全周期的生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)管理。”中核建中生產(chǎn)運行部主任童慎修進一步說，核燃料元件從原材料、產(chǎn)成品在制造過程中的各項數(shù)據(jù)均進入生產(chǎn)管理系統(tǒng)，包括原材料的到貨檢驗、放行、調(diào)撥領料、車間投料，半成品、產(chǎn)成品的生產(chǎn)入庫、檢驗、監(jiān)督、見證、放行以及再投料、用料直至最后的組件出廠都已實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理。

信息化開辟了創(chuàng)新管理空間，通過構(gòu)建覆蓋公司整個核燃料元件制造動態(tài)的、透明的、可追溯的信息化體系、實現(xiàn)核燃料元件生產(chǎn)全過程跨部門協(xié)調(diào)控制，讓信息流有序地組織起來，進而提升成本管控能力、質(zhì)量保證能力、安全保障能力。

“十二五”期間，中核建中不斷引進國外先進裝備、制造技術，并在消化吸收的基礎上堅持自主創(chuàng)新，對生產(chǎn)線進行技術改造，實現(xiàn)了芯塊制備、燃料棒制造及組件生產(chǎn)線主要工序的自動化生產(chǎn)、物料的自動化轉(zhuǎn)運和數(shù)據(jù)采集。在此基礎上，為解決生產(chǎn)運行調(diào)度方法落后，生產(chǎn)決策遲緩的問題，在制造執(zhí)行層面實施了核燃料元件生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。同期，為實現(xiàn)“文檔管理電子化”、“流程信息化”及滿足經(jīng)營、管控信息化的要求，先后開展了協(xié)同辦公系統(tǒng)及以ERP為核心的管理信息系統(tǒng)的建設工作。

“通過管理信息系統(tǒng)的建設應用，目前已經(jīng)規(guī)范和固化100余條業(yè)務流程，涉及采購、調(diào)撥、付款、設備管理、合同、項目、人力資源等業(yè)務。設置審批流程近300余條。將企業(yè)內(nèi)部分工與整體業(yè)務流轉(zhuǎn)、內(nèi)控制度與ERP系統(tǒng)有機地融為一個整體，既支撐業(yè)務高效流轉(zhuǎn)，同時又確保內(nèi)控制度的具體執(zhí)行和落地。”童慎修表示。

如今，中核建中信息化平臺建立了核燃料元件條碼化跟蹤體系，實現(xiàn)了核燃料元件制造關鍵崗位的可視化操作及核燃料元件制造產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批次、時間、物品等多維度的統(tǒng)計跟蹤；實現(xiàn)了業(yè)務流程閉環(huán)與內(nèi)控措施的完整結(jié)合及HSE（健康安全環(huán)境）集中化管理，提高了HSE隱患處理能力。這些為全面打造燃料元件數(shù)字化車間，實現(xiàn)智能制造奠定了基礎。