“全國仿真創(chuàng)新應(yīng)用大賽一等獎、中核集團科技進步三等獎、中核集團第三屆“星河杯”系統(tǒng)工程競賽三等獎、甘肅省首屆核工業(yè)機器人大賽二等獎、30余項發(fā)明專利及軟件著作權(quán)......”近年來，中核四0四緊扣核燃料循環(huán)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化轉(zhuǎn)型，立足核化工全流程生產(chǎn)實際需求，圍繞數(shù)字核化工仿真、機器人集成研發(fā)、人工智能應(yīng)用、輻射防護與臨界計算四大核心研究方向，成立核燃料循環(huán)數(shù)字化仿真實驗室，以仿真建模、智能裝備、AI算法、安全驗算為“抓手”，穩(wěn)步推動安全化、智能化、精益化水平邁上新臺階，積蓄起更加強勁的發(fā)展勢能。仿真實驗室在技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用實踐中屢獲認(rèn)可，斬獲實驗室在技術(shù)攻關(guān)與應(yīng)用實踐中屢獲認(rèn)可，斬獲全國仿真創(chuàng)新應(yīng)用大賽一等獎、中核集團科技進步三等獎、中核集團第三屆“星河杯”系統(tǒng)工程競賽三等獎、甘肅省首屆核工業(yè)機器人大賽二等獎等多項榮譽，累計擁有發(fā)明專利及軟件著作權(quán)30余項。

全國仿真創(chuàng)新應(yīng)用大賽全國總決賽企業(yè)組三等獎

全國仿真創(chuàng)新應(yīng)用大賽全國總決賽企業(yè)組一等獎

甘肅省首屆核工業(yè)機器人大賽
 

仿真筑基，“數(shù)字沙盤”助力工藝優(yōu)化。在這里，仿真實驗室早已超越傳統(tǒng)“機房”的范疇，一舉成為核技術(shù)應(yīng)用從藍圖走向現(xiàn)實的核心“推手”。實驗室綜合運用多維度、多類型數(shù)字化仿真技術(shù)，針對核化工不同工藝特征靈活選用適配建模方案，聚焦關(guān)鍵化工設(shè)備性能優(yōu)化、探測器件開發(fā)、核安全、管網(wǎng)水力校核、萃取設(shè)備故障診斷五大場景開展仿真攻關(guān)。通過在虛擬空間推演完成流化床參數(shù)優(yōu)化、He-3中子管性能校核、管網(wǎng)水力工況模擬、混合澄清槽故障診斷建模，充分發(fā)揮仿真“零成本試錯、全維度可視化”的優(yōu)勢，用模擬實驗替代實體試驗，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)與運行參數(shù)，從源頭減少實物試驗帶來的物料損耗，做到“看得清”“反應(yīng)快”“效率高”，為生產(chǎn)線工藝優(yōu)化、設(shè)備運維提供精準(zhǔn)的技術(shù)支撐。
 

智控賦能，“機器員工”革新作業(yè)模式。長期以來，“設(shè)備成本高，環(huán)境風(fēng)險高，操作要求高”始終是生產(chǎn)一線難點的“高頻詞”。仿真實驗室聚焦一線難題，圍繞涉放廠房普查、廠區(qū)智能巡檢兩大核心業(yè)務(wù)，研制出多類表面污染普查機器人、掛軌巡檢機器人、輪式巡檢機器人與巡檢無人機等智能機器人。為最大程度發(fā)揮智能機器人效果，實驗室構(gòu)建多形態(tài)協(xié)同的智能化巡檢體系，普查機器人負(fù)責(zé)場地放射性污染排查標(biāo)記，掛軌、輪式機器人及無人機各司其職完成全場景定點與大范圍巡檢，依靠自動化裝備替代人員深入高風(fēng)險區(qū)域作業(yè)，從源頭降低人員受照風(fēng)險，加速核設(shè)施巡檢檢測模式智能化轉(zhuǎn)型。“這些‘鐵家伙’，現(xiàn)在已經(jīng)成了我們特殊場景下的好幫手。”各類機器人投入運行后，獲得一線職工廣泛好評。

巡檢機器狗

普查去污機器人
 

算法驅(qū)動，“智能推演”提升攻關(guān)效能。仿真實驗室依托智能體和大模型等前沿AI技術(shù)，以數(shù)據(jù)模型挖掘釋放科研數(shù)據(jù)資產(chǎn)價值，持續(xù)提升生產(chǎn)與研發(fā)管理精細化水平。首輪收集場景60余項，遴選論證10項較高應(yīng)用價值場景，實現(xiàn)智能工具落地部署，全面賦能生產(chǎn)調(diào)度、采購管理、輻射核算等場景。智能水量預(yù)測調(diào)度系統(tǒng)打通廠區(qū)用水全鏈路數(shù)據(jù)，初步實現(xiàn)水源調(diào)度智能化管控；輻射屏蔽智能速算器依托計算數(shù)據(jù)建模，轉(zhuǎn)化形成輕量化代理模型應(yīng)用軟件，可快速完成容器、元器件、手套箱等裝置的輻射屏蔽核算，高效支撐防護結(jié)構(gòu)設(shè)計......多點突破、梯次推進的場景布局正在加速形成。

核燃料循環(huán)數(shù)字化仿真實驗室
 

精算護航，“數(shù)字防線”筑牢安全底線。核設(shè)施輻射防護與臨界安全是不可逾越的紅線底線。仿真實驗室擺脫傳統(tǒng)經(jīng)驗估算，以蒙特卡洛仿真計算為核心，構(gòu)建高精度重構(gòu)模型，打造守護安全的“定海神針”。實驗室聚焦放射性廠房屏蔽設(shè)計、工藝設(shè)備安全評估需求，常態(tài)化開展輻防設(shè)計、臨界安全評估、防護方案評估、臨界安全復(fù)核計算四類專項驗算工作。針對關(guān)鍵區(qū)域，中核四0四依托數(shù)字化復(fù)核手段，精準(zhǔn)核算空間輻射劑量分布，校驗現(xiàn)有屏蔽結(jié)構(gòu)合規(guī)性，精準(zhǔn)識別防護短板，輸出優(yōu)化后的屏蔽整改與運行管控方案。這種“微創(chuàng)手術(shù)”式的精準(zhǔn)防控，從設(shè)計、調(diào)試、運維全周期筑牢核設(shè)施輻射安全與臨界安全底線，為涉放裝置長期穩(wěn)定合規(guī)運行提供了可靠保障。
 

從虛擬仿真優(yōu)化工藝，到智能裝備優(yōu)化人工作業(yè)，再到人工智能賦能管理、數(shù)字化計算嚴(yán)守安全紅線，在以新技術(shù)培育核工業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力的道路上，中核四0四步履不停、行穩(wěn)致遠。后續(xù)，中核四0四將堅持錨定中核集團“數(shù)字核工業(yè)”建設(shè)目標(biāo)，深化技術(shù)迭代，推進數(shù)字孿生技術(shù)與全系列機器人、仿真系統(tǒng)深度耦合，搭建數(shù)字核化工綜合集成管理平臺，積極拓展人工智能在工藝優(yōu)化、故障診斷、輻射智能預(yù)警等新場景落地，有效豐富智能裝備生產(chǎn)線，不斷探索數(shù)智技術(shù)與核化工生產(chǎn)更深層次融合，為核燃料循環(huán)全產(chǎn)業(yè)鏈安全高效、綠色智能高質(zhì)量發(fā)展注入強勁動力。
（作者：蘭晶霞  虞想）