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核能数字化蝶变前沿:虚拟孪生与人工智能

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WNE 2023(第五届世界核能展览会)于去年年底在巴黎北维勒班特举办,吸引了破纪录的参展商数量(含17个国家馆)和超过20,000名参观者。本次展会的主题为:应对能源和环境挑战,强调创新、创业精神和吸引力,关注核能在全球低碳未来中的作用,以及在癌症治疗、氢气生产、热能供应等社会层面的多重效益。


     

     

     

     

     

     

     

     

     


会议进行了多场次的关于核能产业的广泛讨论,涉及政策导向、技术创新、人才培养、供应链安全、核废料管理、国际合作等方面的议题,展现了核能在全球能源转型和应对气候变化中日益增长的战略地位,以及行业内外对核能未来发展的积极态度和实际行动。

达索系统与核能战略合作伙伴ASSYSTEM一同参加了此次会议,并举办了4场研讨会:《加速先进核技术》、《数字孪生如何揭示未知》、《智能选择SMRs场地- 安全且有弹性的方法》、《人工智能驱动的基于体验的学习促进高效知识共享》,让我们一起来学习这些内容。


     

一、利用虚拟孪生与MBSE加速先进核技术发展


   

     

来自达索系统和Assystem的专家团一起做了题为《Accelerating AdvancedNuclear Technology》的演讲。

本场演讲是关于如何通过结合核工程和数字解决方案两个不同领域的优秀实践,来加速先进核技术部署的讨论。我们会重点讨论基于模型的系统工程和虚拟孪生的概念。

首先介绍本次会议的两位主要发言人:来自达索系统的Xavier BUSSENAULT,以及来自Assystem的BenjaminBAUDOUIN。Xavier在基础设施能源和材料领域的商业咨询方面拥有丰富的经验,而Benjamin将分享他作为系统工程师参与模块化和先进项目的经验。此外,达索系统的系统工程顾问Thomas MARCHAND将带来他在其他制造业中的知识。

在当今的核能更新换代进程中,发展先进的核技术(Advanced Nuclear Technologies, ANT)项目成为了关键趋势,这些项目面临着诸多特定挑战。

首要挑战在于架构设计方面,如何为产品选择最适合的架构,以确保系统工程师能够做出最优决策。

其次是快速响应市场需求的问题,即如何在保持技术创新的同时,尽可能地缩短从设计到投放市场的周期,从而率先占据市场份额并取得竞争优势。

此外,考虑到整个核设施的生命周期管理至关重要,它涵盖了从选址、设计、建造、调试直至退役的全过程,要求在初始设计阶段就充分考虑其全周期内各个阶段的需求和影响因素。而模块化与产品线管理则是另一大挑战,它涉及到如何优化设计和制造流程,实现组件标准化和模块化生产,从而降低成本,提高效率,并且便于后期维护升级。

核安全与许可证审批也是不容忽视的重要环节。为了保证新核技术的成功推广和广泛应用,必须确保新技术在设计上满足最严格的安全标准,并能顺利通过监管机构的审查与许可。在这个过程中,虚拟孪生技术扮演了核心角色,它能够创建反映实体系统行为的数字镜像,用于模拟和验证设计方案,有效应对上述所有挑战。

然而,要使虚拟孪生技术真正发挥效用,需对其进行定制化开发以适应核能行业的特殊需求。这意味着在利用已成功应用于不同工业领域(如汽车、航空航天、建筑等)的成熟虚拟孪生技术的基础上,还需将其扩展至核能行业特有的功能分析、物理架构构建、三维模型制作以及运营仿真等方面。

综上所述,通过采用基于模型的系统工程方法,结合虚拟孪生技术的力量,可以有效地应对加速先进核技术项目实施过程中的种种挑战,从而加快如小型模块化反应堆(AMR)等先进核技术的部署步伐。达索系统和Assystem等公司在提供服务时,不仅整合了自身在工业软件领域和核工程领域的优势,还根据核能行业的最佳实践及项目开发环境所要求的敏捷性和动态调整需求,协助客户制定并实施适合自身的结构化工程平台和虚拟孪生实施方案。

所有开发先进模块化反应堆(AMR)的公司都面临着相同的挑战,首先是需要确定产品的正确架构。作为系统架构师,我是否做出了正确的决策?接下来是上市时间的挑战。我能做些什么来成为市场上的领先者并赢得市场?我如何考虑设施的完整生命周期和主要设计?此外,如何确保我的模块化反应堆能够在设施中高效制造并在现场交付?最后,核安全是关键挑战之一。我如何确保能够加速从标准设计批准到运营许可的监管流程?虚拟孪生是应对这些难题的关键资产。

目前有许多可用技术已经在其他工业领域部署,被用于构建针对特定用例的虚拟孪生。这些技术对于先进核技术计划而言已经成熟,前提是这些计划的特殊性能够得到反映,以便构建和部署虚拟孪生来应对它们的挑战。

虚拟孪生技术是一种强大的数字工具,它通过创建物理系统的精确数字副本,使工程师和项目管理者能够在虚拟环境中模拟、分析和优化系统的性能。这种技术已经在航空航天、汽车制造和其他重工业领域得到了广泛应用,并证明在提高设计效率、降低成本和提升产品质量方面具有显著效果。

在核技术领域,虚拟孪生技术的应用仍处于起步阶段,但其潜力巨大。通过利用这一技术,我们可以在设计阶段就识别和解决潜在的问题,减少实际施工中的风险和不确定性。此外,虚拟孪生还可以帮助我们在核设施的整个生命周期中进行更好的规划和维护,从而提高运营效率和安全性。

为了使虚拟孪生技术更好地服务于ANT项目,我们需要根据核技术的特殊需求进行定制。这包括对核安全、监管合规性、材料行为和辐射效应等方面的深入了解和考虑。通过将这些核技术特有的因素融入虚拟孪生模型中,我们可以确保这些模型不仅能够反映物理系统的工作原理,还能够模拟核环境下的特定挑战。

我们接下来讨论建立虚拟孪生之前所需的核心工程过程。这些过程构成了工程项目结构化工程的基础,涉及多个利益相关方,并为项目后续的其他过程提供了结构。

首先,我们强调了六个核心工程过程的重要性:需求管理、三维建模、系统架构、配置管理、安全分析和接口管理。这些过程不仅在其他工业领域中具有标准性,在核能行业中也必须考虑到其特殊性。为了适应这些特殊性,工程公司和软件开发商需要合作开发针对这些过程的覆盖应用程序。

需求管理是确保项目满足所有利益相关方需求的关键过程。三维建模则为设计和可视化提供了精确的工具。系统架构是整个项目的基础,它定义了系统各部分如何协同工作。配置管理确保了设计在整个项目周期内的一致性和可追溯性。安全分析是核能行业中至关重要的一环,它涉及到评估和缓解潜在的安全风险。最后,接口管理确保了系统各组件之间的有效沟通和协调。

为了实现这些核心过程,工程和软件编辑之间的配对是至关重要的。通过这种合作,我们可以开发出适合核技术项目的虚拟孪生,从而帮助解决上述挑战,并推动先进核技术的发展。这种协同作用不仅可以提高工程项目的效率和质量,还可以确保核安全和监管要求得到满足。

接下来,我们通过一个具体的用例来阐述虚拟孪生技术在先进核技术项目中的应用,介绍如何通过虚拟孪生技术实现对高温度气冷堆(High Temperature Gas Reactor, HTGR)反应堆腔冷却系统(Reactor Cavity Cooling System, RCCS)到组件级别的安全性追踪。

首先,我们将简要介绍HTGR的概念。这是一种先进的核反应堆设计,其主要电力系统由反应堆模块、右侧的热交换模块和左侧的涡轮发电机模块组成,形成了一个直接气体循环系统。在这个系统中,反应堆核心、热交换器、发电机压缩机、涡轮和预冷器等关键组件共同工作,以实现高效的能源转换和产生。

在我们的用例示范中,我们将重点关注核能行业中功能分析过程的特定性,以及如何将核安全整合到这一过程中。我们将展示如何在MBSE工具中实施安全功能分析,并通过3DEXPERIENCE平台实现从系统架构到系统设计的数字化连续性。

为了本次演示的目的,我们将聚焦于厂区内的一个特定辅助系统——反应堆腔冷却系统。我们将首先介绍核能行业功能分析过程中的特定性,然后展示我们是如何在Assystem的工具和达索系统的CATIA Magic工具中共同实现这一点的。最后,我们将介绍我们是如何利用数字化连续性,从系统架构过渡到3DEXPERIENCE平台的详细设计。

通过这个用例,我们希望能够展示虚拟孪生技术如何在核技术项目中提供对安全性的深入理解和追踪,从而确保从设计到实施的每个阶段都能满足严格的核安全标准。这种方法不仅提高了设计的质量和安全性,还为核能行业的发展提供了新的机遇。

首先,我们来介绍高温气冷堆的基本概念,这是一种采用直接气体循环的核反应堆设计。在这种设计中,反应堆模块、热交换模块和涡轮发电机模块构成了主要的电力系统。我们重点关注的是反应堆腔冷却系统,这是一个辅助系统,负责从反应堆腔中移除热量。

让我们回到核反应堆冷却系统的话题上来。这里展示了一个非常简化的系统示意图,其中包括位于腔体内的反应堆压力容器,它通过辐射热传递将热量传递到腔体内,因此需要将热量从腔体内移除。可以想象,腔体本身被由管道构成的冷却板包围,通过使用水来提取热量。

在这个用例中,我们关注的是水冷概念。让我们更清晰地识别系统在不同运行状态下的不同功能,并使用功能分析来实现这一点。首先,让我们后退一步,将系统作为一个整体来看,并考虑正常运行情况。在这种情况下,你当然有反应堆单元系统,它从核反应中产生热量,然后热量被电力转换系统转换成电力,为直接单元提供电流。

现在,我们假设一个意外运行情况,即电力转换系统和电网失效。我们首先假设发生反应堆跳闸,反应堆进入安全状态,核链反应停止。但你仍然需要从反应堆中移除热量。当你失去电网时,基本上也就失去了主要的加热系统,我们刚刚失去了电力传输系统。因此,你需要以某种方式重新配置整个系统,例如为了缓解这种情况,我们需要一个备用冷却电源来从RCCS中移除热量到环境中,这个备用冷却塔由应急柴油发电机供电,在这种情况下,反应堆腔系统必须将所有的衰变热从腔体中移除到备用清洁电源,因此热负荷是相当不同的。

为了做到这一点,你需要某种支持功能,即水箱水位监测,这是一个支持功能,允许监控安全特性的可用性,即核心回移,这是反应堆腔冷却系统的功能,也是RCCS的基本安全功能,即核心热量移除。

从这个例子中,我们可以得到一个非常简单的安全数据模型,这个数据模型包含了概念和它们之间的关系,因此这个数据模型突出了两个世界:第一个世界是功能世界,我们有安全功能概念,用于解决工厂级别的情况。我们还有专业世界,即系统的组件世界,就像逻辑的物理世界一样。我们需要以某种方式确保物理世界实现了功能世界所要求的内容。

因此,我们需要在这两个世界之间保持可追溯性和一致性。我们在这里展示的是通过功能分析的非常简化的方法。

当然,对于一个真实的项目会有大量的数据和对象需要操作。你需要想象你有数百个系统和数千个功能,数百个启动器等等。因此,用传统方法管理所有这些数据变得相当复杂。这就是虚拟孪生将要隆重出场之处,它可以为你提供支持,集中信息,增强沟通,提高数据的可追溯性和一致性。

但你仍然需要以某种方式使用特定词汇,安全领域的特定术语。这就是为什么我们需要在虚拟孪生中有一个安全视点,以处理这个业务流程。我们在这里只是以安全过程作为一个例子,你需要想象你必须对我之前提到的每个核心过程应用相同的方法,以突出真正需要解决安全问题的数据结构,即核特性。

在讨论虚拟孪生时,让我们深入了解3DEXPERIENCE平台和特别是CATIA Magic。这里为您呈现我们的系统工程,我们强调了主要的MBSE(基于模型的系统工程)过程,其中CATIA Magic提供了最大的价值。

首先,我们将在系统级别使用它进行任务建模,我们称之为业务过程分析。然后我们进入到系统工程层面,在这里我们使用CATIA Magic进行功能分析和系统的逻辑架构。请注意,我们使用的工具是基于系统和标准的,这非常重要,因为当我们遵循标准时,我们更加开放,并且可以更容易地与其他应用程序共享数据。

这就是数字化连续性的关键点。最终,我们从系统级别进入到组件或子系统级别。在这部分,我们从正在处理架构的CATIA Magic工具切换出来,转移到3DEXPERIENCE平台,在这里开始每个特定学科的详细设计,如3D结构、机械或其他电气学科。

这就是我们在达索系统与Assystem一起完成的工作。通过这种合作,我们能够在3DEXPERIENCE平台上实现从系统架构到详细设计的数字化连续性,确保设计的一致性和可追溯性,同时提高了整个工程流程的效率和质量。这种方法使得从概念设计到最终产品的每个步骤都能够在一个集成的环境中进行管理,从而为核技术项目的成功提供了强有力的支持。

在介绍CATIA Magic时,我们不仅要提到它是一个工具,它还是一种方法论。因此,当我们在3DEXPERIENCE平台上提供CATIA Magic时,我们拥有的是一种通用的方法论,可以应用于每一个行业。它基于纯粹的SysML,但因为SysML是开放的,我们可以对其进行扩展,这正是我们所做的。

我们在CATIA Magic中增加了一个特定的核安全视点,基于Assystem的核安全知识,并解决了一些功能安全问题。

现在,我们将展示MBSE在CATIAMagic中的一些活动示例。我们将讨论产品分解结构、如何构建功能缓解场景,以及如何构建从高层次安全概念到概念设备可追溯性的追踪图。

在这里,你可以看到整体网格的视图,我们将看到如何构建产品分解结构,这实际上是实体的主干。

在结构中的每个节点、每个系统都是一个对象,可以用不同的表示方式处理,比如作为一个缓解场景。现在,让我们谈谈安全特性和缓解场景。

我们可以在这里构建一个包含假设初始事件的真实表格。这里的每个对象都是真实的对象。你可以拥有一些属性,并且我们可以在工具中与其他对象建立联系,这正是我们所做的。

我们可以将这个主题连接到我们所说的安全特性组,这些是允许在这里代表缓解研究的功能对象。这个功能安全组必须缓解一个假设的事件,而一个功能组由一个缓解场景来表示。

在这里,基本上,这就是我之前介绍的内容。你在这里有一个场景,展示了所有参与缓解场景的系统。这里是系统的灰色垂直线。里面的灰色盒子是功能,而大盒子之间的所有小箭头是功能接口,所以这里允许我们描述一个场景,捕捉与给定场景相关的功能性能约束要求。现在让我们谈谈可追溯性。在这里,你可以找到一个可追溯性图,它允许检查基本安全功能是如何在特定的安全组中实现的,然后衍生为安全特性和支持安全特性,并直到设备。

这是一种非常好的检查高层次概念如何被逻辑元素覆盖的方式。总结一下,这些表示是工程交付的一部分,它们必须在设计过程中的专用Gate Review期间受到挑战,以便为设计活动提供正确的输入。

这些令人赞赏的活动实际上就是虚拟孪生的数字连续性起点。

一旦我们在CATIA Magic中创建了架构,实际上我们已经构建了我们之前看到的PBS(ProductBreakdown Structure,产品分解结构),但这并不是结束。

在CATIAMagic中,我们没有治理功能,没有工作流程,没有变更请求等,因此我们必须将数据转移到3DEXPERIENCE平台,在那里我们将利用平台的PLM功能进行全面管理,并应用变更请求、配置等。此外,一旦我们将数据放入平台,我们可以使用平台的其他应用程序,开始详细的设计,例如管道和流体架构,我稍后将介绍,并且我们还可以进行可追溯性检查,确保数字连续性。

因此,我们使用CATIA Magic来完成我们所说的基于模型的系统工程的第一部分,在这里我们将完善需求,处理架构,然后我们转移到平台上的基于模型的设计。我们已经完成了许多架构的工作,首先是PFD,然后是P&ID,我们还创建了3D部分,也就是我们工厂的虚拟孪生,当然每一步我们都保持了确保数字连续性的可能性,我将在视频中展示我们是如何做到这一点的。

我们从CATIA Magic中的网格开始,现在我们专注于RCCS的网格架构。这是一个非常高级别的架构,没有太多细节。但这很重要,因为我们在CATIA Magic中有一个架构级别,一个抽象级别。

然后我们导入3DEXPERIENCE平台。此时我们进行了转换。

我们将来自CATIA Magic的数据转换到平台的逻辑级别,即平台上的逻辑设计,并且保留之前设计的所有内容。

这些平台的逻辑元素随后可以被其他学科比如机械学科重用在这里,我们使用了创建的过程流程图。我们使用相同的元素,只是给出了更多的细节。我们在每个逻辑元素上创建了面,并给出了特定属性。例如,我们有一个泵,我们可以给出该元素的特定特性,这与我们在CATIA Magic中所做的非常相似。

我们有更多的细节。现在有了泵,我们已经进入了下一步,也就是P&ID,在那里我们几乎拥有了一切,等等。我们再次使用来自平台的相同类型的元素。

我们已经更进一步,创建了工厂的虚拟孪生。

这就是我们在这里看到的,我们不仅创建了3D的RCCS,还有整个工厂和混凝土结构。我们保持了可追溯性,没有复 制数据使用的是相同的数据,我可以通过使用我们之前使用的P&ID图来证明这一点。

我们可以在3D模型中选择、浏览、探索,因为一切都相互连接。3D元素、3D部件与我们之前创建的逻辑元素相连。

这就是我们从CATIA Magic中的安全需求、安全分析到3D部分的分析影响视图。因此,如果我想知道因为有了新的安全约束,我需要改变什么,修改什么,我都可以看到。我们有这种显示所有连接的端到端视图,可以直接使用它。

再次强调,我们展示了CATIA Magic元素,这是影响分析视图,底部有表格,右侧是我们虚拟孪生的一部分。

让我们用这三个主要的关键信息来结束这次演示。我们展示了如何在功能分析中整合一些安全特性,以及这些特性是如何在物理架构和3D模型中得到衍生的。为了实现这一点,我们在CATIA Magic中开发了一个特定的插件,它包含了基于核工程知识的安全相关对象和概念。

最后,我们展示了设计活动是如何通过系统架构过程进行结构化的,以及我们如何可以使用3DEXPERIENCE平台作为一个协同平台和单一的真实信息来源。

以上演示可以帮助我们更好地理解概念设计阶段的内容,以及如何通过基于模型的系统工程和经验来解决安全问题。

最后总结一下,我们强调了为了向虚拟发展而建立工程平台的重要性。这需要实施关键的结构化过程(需求、接口、安全、配置等)。对于核项目,特别是先进模块化反应堆(AMR)项目,这些过程需要根据核行业的最佳实践进行定制,并与其开发环境的敏捷性和动态挑战保持一致。

Assystem和达索系统提供的虚拟孪生实施服务,结合了核工程公司和世界领先的软件开发商的优势。

总之,正如您所看到的,建立一个工程平台是关键,但这还不够。仅仅建立和利用虚拟孪生是不够的。您必须设置像需求安全分析这样的结构化过程。同时,您还必须定制这些关键过程和业务流程,以考虑核能行业的特殊性。Assystem和达索系统可以真正联合帮助您定义和构建这些过程和您自己的虚拟孪生。通过这种工程和软件的协同作用,我们可以为您的数字孪生提供坚实的结构和支持,确保您的项目能够充分利用最新的技术和方法,以满足核安全和性能的高标准。

     

二、数字孪生技术在复杂项目管理中的应用:

预见与应对未来挑战


   

     

达索系统的合作伙伴Assystem公司在WNE 2023的首日,由数据科学家Riccardo Coccl和数字项目经理Ekaterina TATLIEVA做了题为《How digital Twin can unveil theunexpected》的演讲,让我们一起来学习。

今天,我们很高兴能在这里与大家分享一个非常重要的主题:“惊喜属于生日,而非复杂项目:数字孪生如何揭示未知”。在开始今天的演讲之前,请允许我介绍一下我自己和我的工作伙伴Ekaterina TATLIEVA。我是Riccardo Coccl,一名数据科学家,专注于应用于数字孪生设计中的生成式人工智能,并拥有法国原子能委员会颁发的核工程博士学位。Ekaterina,作为数字项目经理,负责监督中东地区的各项数字倡议。目前,Ekaterina正参与沙特阿 拉伯的一个名为NORM的数字孪生实施项目。

我们首先深入探讨本次演讲的背景,即未来不久全球将面临的巨大的核反应堆建设工作量。为什么这么说呢?因为目前全球约有60座新的核反应堆正在建设中,而且还有100座即将到来。当我们谈论另外100座新的核反应堆时,我们也在讨论相关的核设施的运营和退役,比如燃料供应、拆除等。我们将其理想化地想象成:我们是旅行者,站在山顶上,需要前往山谷,那里有所有新的反应堆,而我们面前有一条道路。

数字技术是我们应对未来项目中可能出现的惊喜的一部分答案。数字解决方案,尤其是对于复杂项目,正变得越来越成熟和易于获取,其成本也越来越低。例如,增强现实和虚拟现实技术,现在在亚马逊上可以找到越来越多的虚拟现实设备,比五年前更加易于获得。

此外,产品生命周期管理平台也非常成熟,几乎在每个行业中都有应用,从航空到核能。还有数据科学和分析、人工智能,这些领域在过去几年中发展迅速,越来越容易被每个人获得和使用,开源的趋势也越来越明显,同时对数据的保密性也越来越受到重视。这些技术的快速发展,实际上引领我们进入了一个新的定义——数字孪生的概念,这是提高生产力和降低项目风险的一个强有力的工具。

数字孪生技术已经从概念阶段走向现实应用,它的形式和实现方式取决于项目的具体背景和所需代表的对象。数字孪生可以为特定的用例量身定制,以解决特定的项目问题,并随着项目的进展逐步构建起来。

在Assystem,我们通过三个主要支柱来构建数字孪生:业务流程、数字工具的互联环境,以及架构的模型和数据。首先,业务流程包括需求结构、需求管理、接口管理等。其次,我们拥有对主要工具如BIM或PLM的功能架构的深入了解,并构建了一个数字工具的互联环境。最后,我们与客户合作,通过客户的帮助,建立了模型和架构的数据,这是Assystem通过数字孪生服务所带来的真正价值。我们已经拥有可用的数据,并且能够进一步构建模型和架构。

数字孪生的价值在于它能够为现有数据增加价值,并随着项目生命周期的演进而发展。它与现实世界逐渐耦合,使我们能够更好地理解和预测项目中的潜在问题,从而提前做好准备。通过这种方法,数字孪生成为了项目管理和决策过程中的一个宝贵资产,帮助我们揭示并应对复杂项目中可能出现的意外情况。

为了成功交付一个数字孪生,我们需要一个全面的方法论。这个方法论基于业务信息系统的建模和城镇化,它包括了解端到端的业务流程及其相关的挑战,详细流程的建模,以及活动和数据模型的构建。此外,我们还需要对工具的功能有深入的了解,以便能够在数字工具中实施这些业务流程。

在Assystem,我们采用了一个分层的方法来实现这一目标。首先,我们在业务层面上确定将要通过数字孪生来解决的业务流程。这需要我们对核领域有深入的了解。得益于我们在该领域60多年的经验,我们能够帮助您定义这些业务流程。接下来,我们进入细节层面,即功能分解,以及业务流程的细节内容。

第三层是软件架构,需要确定使用哪些数字工具来构建数字孪生,以及它们如何相互连接。基本上,聚焦于我们如何基于功能分析来实现这些数字工具的互操作性。最后一层是技术架构,我们可以使用多种方法来实现这一点。

通过这种端到端的方法论,我们能够为这三个层面准备好数字孪生。这不仅涉及到技术层面的实现,还包括对业务流程的深入理解和数字工具的功能知识,确保我们能够提供一个真正有价值的数字孪生解决方案。

在接下来的演示中,我们将通过一个具体的用例来阐述如何交付一个数字孪生——以现场检查为例。这个用例基于我们在实际项目中遇到的现场检查问题,展示了数字孪生如何在建设阶段改善现场检查工作。

首先,我们在设计阶段结束时已经拥有了泵房的3D模型、需求和合同等所有准备工作。进入施工阶段后,我们希望进行质量保证,执行现场检查。这时,数字孪生如何帮助我们呢?我们首先定义了需要解决的业务流程,例如记录测试执行程序、测试准备、测试实施、现场不符合项报告登记以及不符合项的影响分析。为了实现这些业务流程,我们选择了四种数字工具进行互联,作为数字孪生的基础。

我们将使用产品生命周期管理(PLM)和DASSAULTSYSTEMES的3DEXPERIENCE平台。此外,我们使用Unifier作为合同管理工具,以及Assystem的两个资产SiteExp和Holoreka,分别用于现场报告生成和增强现实。当然,我们还有模型和数据,包括泵房的3D模型、泵房要求结构和统一环境中的合同结构。为了实现这一切,我们需要一个端到端的业务流程,包括我刚才提到的前三个层面和相关工具的功能架构。

在深入探讨技术解决方案之前,让我向您展示在数字孪生部署之前的所有准备工作。这里我们从利益相关者的需求和期望开始,可以对业务进行建模,包括合同、设计和检查,我们可以在整个过程中看到数据和信息的流动。这是第三层,例如软件架构,我们有3DEXPERIENCE平台、合同平台、SiteExp和Holoreka。

我们将通过本次演示展示如何针对一系列用例构建一个量身定制的数字孪生。这个数字孪生由四个数字解决方案组成,这些解决方案将在演示过程中展示。

数字孪生的价值在于它能够确保设计数据在后续阶段得到有效利用。它通过数据、流程、业务系统和人员的整合,实现了数字连续性。在3DEXPERIENCE中进行决策,并结合合同管理,操作数据和现场洞察力,以及详细的设计活动,这些都是数字孪生支持的关键业务流程。

我们的数字工具包括PLM(3DEXPERIENCE)、合同管理工具(Unifier)、以及模型和数据,如泵房的3D模型和泵房要求结构。这些工具和数据共同构成了我们的数字孪生,使我们能够在施工项目中进行高效的现场检查。

我们的目标是通过数字孪生技术,结合Assystem的工程专业知识,使项目不仅高效,而且更加智能化。我们从3DEXPERIENCE平台开始,这是泵房3D模型的大脑,它基于我们在设计阶段收集的数据精心打造。

我们的目标是实现数据集成和数据可追溯性。为此,我们开发了API连接器,确保从3DEXPERIENCE平台到合同管理软件的数据无缝流动,提供操作数据和现场洞察力。同时,反向集成同样重要。我们需要确保项目管理和合同管理中的决策能够无缝反映在3DEXPERIENCE平台中。

现场检查从3DEXPERIENCE平台开始,质量控制请求被发送到装备有平板电脑的现场检查员。通过SiteExp解决方案,检查员可以访问所有必要的信息,准备进行现场检查。一旦访问SiteExp,操作员就准备好使用Holoreka解决方案进行检查。

Holoreka是Assystem的增强现实解决方案,用于检查活动。它包含12个模块,比标准检查方法快10倍。Holoreka解决方案使操作员能够可视化测试泵房设备和阀门安装,覆盖了广泛的操作类型。

如果在现场检查中发现不符合项,SiteExp会收集所有测试结果以生成综合报告。这个报告包括所有关键的不符合项数据。SiteExp灵活地允许将检查报告无缝转换为客户首选的格式,无论是PDF、Excel还是其他格式,都能以适合客户的方式传递信息。

让我们回顾一下不符合项的报告和管理。SiteExp与3DEXPERIENCE平台之间的连接器促进了数据流动,确保任何报告的质量问题都能及时反映在3DEXPERIENCE平台中。这些连接器是数据交换过程的支柱,因为它链接了核心数字孪生平台与现场操作工具,从而实现了虚拟表示和现场数据之间的实时数据流动。

这种方法的一个优势是进行影响分析的机会。通过设计阶段的数据同步,Assystem在管理变更行动和识别受影响组件方面具有优势。所有这些好处都可以通过不同的工具和解决方案独立实现,但如果没有一个深入的端到端业务流程知识和详细流程建模,它将仅仅是一个数字解决方案。在Assystem,我们结合了工程专业知识和数字工具的功能知识,以倡导系统工程。

让我们再次回顾并总结今天的讨论。我们通过定制数字孪生来应对一个非常具体的用例——施工阶段的现场检查阶段。首先,我们将3DEXPERIENCE平台与合同管理平台进行了互联,这样DASSAULT SYSTEMES和Holoreka就能协同工作,验证性能并展示合同内容。

接下来,我们执行质量控制,向现场的操作员发送质量控制合同请求。得益于siteEXP平台,操作员可以通过装备的平板电脑查看所有必要的数据,了解如何执行检查、检查的需求是什么,并通过增强现实技术进行现场检查,这大大加快了整个流程。

从Holoreka开始,如果识别出质量问题,可以填写检查结果。然后,SiteEXP报告将被发回数字平台,用于3DEXPERIENCE和合同管理,我们可以进行影响分析,尝试做出决策,并进行合同调整。这是最后一张幻灯片,总结了本次工作坊带来的关键信息。

首先,什么是数字孪生?一般来说,数字孪生提供了一个单一的真实数据源和数字连续性,以提高效率和安全性,降低成本,并且更重要的是,节省时间。然后,如果我们想要减轻前方道路上可能出现的不愉快的意外——正如我在第一张幻灯片中所示,从山顶到山谷——数字孪生可以成为一个强大的工具。

如果您想要部署一个操作性的数字孪生,就必须回顾我们想要解决的业务用例,并利用已有的数据,正如我们在泵房案例中所做的那样。在Assystem,我们是一个支持您的场所,帮助您增强数据并定制您自己的数字孪生。这就是我们如何从数字技术中获得帮助的概念。

我们仍然站在山顶上。我们面前有一个全球性的核能未来,我们可以使用数字技术,并且我们将其视为一座数字桥梁,帮助我们避免沿途的意外。


     

三、智能选址:

Assystem引领SMR与AMR的安全与韧性发展


   

     

会议第二日,来自Assystem的团队做了《Smart site selection for SMRs - a safe and resilientapproach》的演讲,让我们一起来学习。

很高兴今天能来到这里。我是Frédéric CHENEAU,担任Assystem公司的业务发展总监,主要负责国际市场的拓展。今天,我们来探讨如何鉴定和识别那些将接纳SMR(小型模块化反应堆)的潜在场地。这些著名的新型SMR预示着核能世界的一场革命。我们的讨论将着重于如何高效地实现这一目标。由于我不是像我的同事们那样的技术专家,我特意邀请了我的两位同事Onur Oztuncer和Gizem OZDEN来到这里。Onur Oztuncer是Assystem的运营总监,在项目融资领域拥有超过15年的经验。Gizem OZDEN是Assystem服务的业务发展总监,专注于场地特征描述,他已经在这个行业工作了大约15年,其中五年专注于核能特征描述。

图:小型和先进模块化反应堆(SMR & AMR)

简单概括,SMR是一种工业设施,其产能根据某些官方定义应少于300兆瓦。SMR的承诺在于,它们将更小,建设时间将更短,在建设方面将有所改进。全球正在研究80多个SMR& AMR的项目和设计。根据反应堆类型来看,38%是轻水堆,22%是快中子堆,23%是高温气冷堆,15%是熔盐堆。

模块化的特性将为在许多地区开发SMR带来极大的优势。但我想提出一个问题:SMR和AMR之间有什么区别?我不知道您是否是专家,但事实上,一般人并不是很清楚。SMR通常基于更接近商业可用性的发电技术。而AMR,即先进核反应堆,它们基于更先进的技术。我的意思是,通常需要一些时间来准备这种技术。

我们必须承认,无论我们如何评价SMR的美好前景和承诺,目前市场上的大多数SMR仍处于设计阶段。它们需要在工程和监管流程方面进行工作。而且,对每个人来说非常有前景的是,SMR可以用于不同的目的,如发电,甚至在海水淡化过程中生产水,这无疑对行业具有极大的兴趣。这也意味着回到今天演讲的主题,即在循环研究方面,有许多事情需要准备和预见。这就是我们今天在这次演讲中提议与您共同探讨的内容。

图:Assystem与SMR/AMR- 我们的双重定位

Assystem在SMR/AMR领域拥有双重定位。我们支持技术提供商、最终用户以及安全监管机构和政府,在SMR/AMR(反应堆和循环过程)的开发和工业部署方面可以做到:

  1. -支持SMR技术开发

    • 技术提供商

    • 最终用户

    • 安全监管机构与政府

    • 项目管理

    • 许可

    • 设计优化

    • 业务流程数字化

  2. -支持SMR工业部署

    • 咨询/战略/供应商选择

    • 项目管理

    • 自有工程

    • 场地选择与环境服务

    • 位置工程与接口

    • 施工工程

    • 工业化

    • 核安全

根据客户需求,Assystem向市场提供了非常广泛的服务。简而言之,我们可以支持那些正在开发新型SMR技术的公司,同时也可以支持那些未来希望为自己的工业应用选择SMR的国家或行业。当然,根据定位和服务线的不同,我们将提供不同的服务。

作为核特征描述研究的一部分,我们会进行许多场地内外的不同研究。在后台,我们可以进行地质和技术研究、地球物理研究、气象学、生态学研究以及评估。实际上,我们也进行一些地质和技术研究,但今天,我们将重点关注场地选择,以及场地特征描述和场地选择如何结合在一起。我们将介绍我们的解决方案,结合这两个不同的参数,在预选阶段进行优化。

Assystem已经与我们的客户合作开展了许多主要项目。为了提供更多的灵活性给核能行业,Assystem开发了工程、项目管理和数字服务,以促进SMR/AMR项目在法国和全球的技术与商业发展。我们已经参与了几个重大项目:

  • ROLLSROYCE

  • NAAREA

  • NUWARD(EDF)

  • JIMMY

  • NEWCLEO

并且,未来还有许多项目将会进行,包括:

  • HEXANA

  • THORIZON

  • OTRERA

我只想提醒大家,Assystem已经非常深入地参与到SMR行业中。你们可以看到我们正在支持的一些客户的名字。我们非常自豪能够支持这些公司。这再次表明了这个行业的兴趣,以及像Assystem这样的工程公司能够提出的益处。我们期待在未来的几个月和几年里,将会有更多的新客户、新开发商进入市场。当然,对我们来说,能够继续发展这个新兴的SMR行业将是一件非常令人满意的事情。

接下来,我们将比较大型核电站与SMR/AMR。当土地使用成为关键因素时,小型和先进的SMR/AMR(特别是高温气冷堆、熔盐堆和快中子反应堆)以其设计特点,更小的核心和更多使用被动安全系统,能够在没有外部电源的情况下自动关闭并保持冷却。这些显著的安全优势反过来也影响了它们的选址过程。

图:大型核电站或SMR/AMR?

- 当土地使用成为关键因素时

正如我们所讨论的,SMR和AMR将带来更低成本、更小难度的安装以及工厂生产优势,当然还有更小的尺寸。因此,与大型核电站相比,SMR的占地足迹将更小。这意味着,潜在的SMR选址数量将比大型核电站的潜在选址数量要多得多。

图:核项目中的选址过程(IAEA SSG-35)

正如大家所知,任何类型的核设施的选址过程都受到IAEA SSG-35指南的规范限制。在选址过程中,选址调查只是第一步。在选址调查中,你识别潜在的场地、潜在的区域,然后是筛选、排名和比较一些候选场地。然后你会确定一些备选场地,并在这些备选场地之间进行比较和排名。你会根据一些评估标准进行排名,比如地质、水文和环境影响等。所以有很多内容需要覆盖。在这之后,你会做出排名并决定你的首选场地。基本上就是这样。因此,由于SMR的尺寸较小,潜在的SMR选址数量将比大型核电站的潜在选址数量要多得多。

这就是为什么我们需要一种敏捷的方法,来简化场地选择过程。

图:简化场地选择过程

我们面临的问题是,我们需要为SMR选择理想的场地,这可能和大型核电站一样,你有60个潜在场地。但对于SMR,你可能有成千上万个潜在场地,所以你需要通过评估大量参数来解决这个问题。这就是为什么我们有一个简化的方法,一种更敏捷的方法和工具,通过使用手头的数据,加上人工智能的帮助和我们的建模能力,来选择你的理想场地或首选场地。

在所有这些参数中,我们实际上试图专注于七个主要参数。

图:选址标准

其中包括交通、地形、水资源、人口、地质灾害,可能是地震断层或滑坡,环境数据和限制区域。我们相信,基于这七大类别,如果我们能够对它们进行优先排序或给予一些排名,我们将能够获得最优化的解决方案和实地的场地。在考虑这些的同时,我们认为Assystem的解决方案将为行业带来两个变革性的游戏规则,其中之一是重大影响研究,即气候考虑。我们已经为例如沙特阿 拉伯的某些地区完成了全面的大影响研究,而对于气候考量,我们实际上已经建立了未来15年的内部建模能力,我们计划在重新选择参数和选择替代场地后实施这些能力。

图:Assystem选择SMR和AMR场地的解决方案

接下来,我们将讨论Assystem选择SMR和AMR场地的解决方案。我们专注于三个关键问题。

第一个问题是,我们希望关注哪个地点,或者说我们希望关注哪个备选场地。第二个问题是,我们实际上对电网有多大的影响,因为众所周知,SMR也可以相对地工作在电网中。但无论如何,我们希望真正考虑到电网本身的影响,我们希望专注于不同场地之间的优化和排名。我们的方案实际上是一个多标准决策模型,这个模型准备得非常充分,将会结合核安全考虑,可调整,并且在成本效益上非常出色,即使是在过程的开始阶段也是如此。

图:复杂问题的简单解决方案

我们的解决方案旨在提供一个简单而有效的方法来解决场地选择这一复杂问题。通过五个明确的步骤,我们能够为SMR和AMR项目提供一个综合的选址过程。首先,我们进行GIS预处理,确保所有地理信息系统数据准备就绪。接着,我们定义工具和感兴趣的国家,并设定相应的限制条件。然后,我们根据一系列标准选择并排名潜在的场地。在此基础上,我们加入气候和电网模拟信息,以评估每个场地的适应性和潜在影响。最后,我们展示输出结果,为客户提供清晰、可操作的选址建议。这个过程不仅考虑了技术和安全标准,还兼顾了成本效益和灵活性,确保我们的客户能够在最佳地点建立他们的SMR和AMR项目。

我们的目标是为一个复杂的问题创造一个简单的解决方案。正如我提到的,有许多不同的机遇和许多不同的参数,但我们希望通过一步一步的过程来简化这个过程。实际上,我们的第一步是GIS预处理。当我们选择一个区域或地区时,我们希望应用所有的GIS预处理数据,当然,GIS指的是地理信息系统。所以任何类型的地理数据、地图或基于水体或高程的任何类型的限制,我们都可以将其纳入其中,并进行预处理。

第二步是真正选择一个地区或整个国家,定义您的兴趣和限制条件。

现在,您将在备选方案之间进行选择和排名。我们将插入气候和电网模拟信息,通过执行所有这五个步骤,最终我们将得到结果。实际上,我们使用了许多不同的开源软件。我们使用岛屿进行重大影响研究,使用Python、OpenStreet Maps、Arches、Copernicus数据和软件。

图:第一步 WebGIS应用

在详细介绍工具的细节之前,我想向您展示WebGIS应用。WebGIS应用已经由Assystem内部开发,并且在过去五年中在世界各地的不同地区使用。正如我们之前提到的,场地特征研究允许地球科学、环境和社会研究,而在WebGIS应用中,我们将能够可视化和嵌入所有相关信息,无论是从现场获得的数据还是文献数据。它嵌入在WebGIS应用中,所有数据都转换为地理空间数据形式,可以轻松数字化,以提高可追溯性。

图:第一步 WebGIS应用

这是我们去年工作的一个项目。实际上,在大约165~170公里的路线上,我们进行了超过250,000次地球物理测试,获得了超过271,000个坐标。所有的数据源都已经在WebGIS中实现,我们可以可视化。我们可以随时获取数据。它可能来自承包现场,也可能来自投资者方面,也可能来自业主。

实际上,任何有权限的人都可以在全球任何地方通过WebGIS页面访问这些数据并验证过程。

图:第二步的工作原理

现在我们将把这个模块放入WebGIS选址解决方案中,我想逐步解释它的工作原理。第一步,我们将选择一个领土或领土的一部分。例如,我们选择了SMR技术。我们选择了摩洛哥,我们选择了一些特定地区。或者您可以选择整个国家,选择后,我们实际上将依赖于广泛的数据来源。

图:第二步,海量数据源

可能是公开可用的数据。可能是购买的数据。或者是您在现场获得的真实数据,并嵌入到WebGIS中,这些数据可以在后期作为排除性标准或任意性标准使用。因此,在选择区域后进行的数据预处理将把开源和客户数据结合起来。

图:第二步,用户控制和定制

现在有趣的部分开始了。在预处理之后,您有权选择限制条件,可以分配一些排名和一些容量因素,设置一些不同的参数或限制条件。例如,我们向您展示了容量,可能是从50兆瓦到4800兆瓦不等,基于可扩展性。实际上,我们的工具将在幕后运行,以便我们将进行一些电网和一些重大影响分析。

在那之后将进行大量的分析,通过选择这些,实际上,如果您的优先级发生变化,或者如果您稍后在过程中改变主意,您可以取消修改。尝试从一开始选择参数、限制条件,并为它们定义一些限制。

图:第三步,确定合适区域并进行排名

第三步实际上包括对场地进行排名。使用人工智能算法,我们的解决方案的强大功能允许您根据所选参数为每个地理区域建立排名。

在我们确定了备选场地之后,我们希望对它们进行排名。我们的方法是使用网格研究和分级。实际上,我们将创建一个网格。以我们的摩洛哥示例为例,我们有450万个网格,每个网格面积为0.5平方公里,您可以在其中安置350到450兆瓦的SMR。所以基于这个网格研究,我们可以为每个场地分配不同的适宜度级别,并且能够对其进行排名,在接下来的几张幻灯片中,我将展示您可以如何使用工具来完成这一操作。

图:第四步,电网连接和优化

正如我在一开始提到的,电网连接和优化是一个游戏规则改变者。我们知道,在您选择场地之后,电网的实际影响非常重要,因为它将影响电网的视图。您希望最小化干扰可能已经非常饱和的电网。

通过使用我们的工具,我们评估您的SMR如何与电网互动,考虑容量、连接性和弹性等因素,通过这些考虑我们将看到一些违规的变电站。也许,您可以看到一些调整以及如何处理它们的方法。

图:第四步,适应气候变化

下一个是关于气候变化适应的,我们知道气候变化实际上是我们面前的一个真实问题,特别是对于SMR来说。我们还使用了内部开发的模型,这是一个预测模型,针对2024年、2029年、2034年和2039年的未来15年,我们正在处理这里再次的四个不同参数,平均海平面、海水温度、气温和干旱预测,即一个月中温度超过40度的天数指示。

所以您选择了一个区域,也许您想知道在15年后是否有风险?实际上在20年后,这个区域是否有从湿地变成旱地的风险,或者如果海水温度将升高一些,那么在这里我们希望将这一点作为我们解决方案的一部分来实施。

最后,我们解决方案的一部分是关于OCR(光学字符识别)能力。这里使用人工智能以及我们内部的建模技术。

例如,在摩洛哥,有很多数据是以阿 拉伯语呈现的,这是一种非常难处理的语言。实际上,我们的OCR工具可以将表格、坐标和文本本身转换为对您的选址有意义的数据,因此您可以看到一些限制区域,或者一些限制形式。您可以将它们转换为KNZ文件或形状文件。此外,还可以根据已有的文本获得一些坐标。

在工具中,您选择SMR技术,比如选择摩洛哥,然后选择丹吉尔地区。这一切都是可视化的,您可以在容量上进行选择,比如说450兆瓦、500兆瓦,然后您可以看到实际的定居点,并且您可以设置这些定居点的限制,无论您是希望靠近还是远离定居点,然后您将拥有水体,不仅仅是海洋,还有所有的水体。变电站、海港、道路,还有铁路。然后您会看到一些森林区域、保护区和一些限制区域。所以一切都可以在这里可视化。在您看到可视化之后,您可以根据选择的标准运行过程。

工具运行后,您将根据选择的标准获得场地之间的一些排名,所以您会得到带有颜色代码的评分,您也可以导出它们。您可以在后期使用它们,所以您有排名第一、第七名、第四名,以及一些数据参数。

下一步是气候预测,在气候预测中,如您所见,这里有一个,最大温度非常高,但该地点的风险为零。

保存后,您可以从选址配置中随时访问您的配置。这里是摩洛哥的所有变电站,例如,在夏季不同制度的基础上运行模拟后,您将得到一个负荷流,现在您将根据选择的标准看到违规的变电站。

然后您可以进行一些调整,电气调整,实际上是三绕组、三绕组短路补偿,然后您可以看到是否还有任何违规的变电站。我们还可以为您提供一些行动摘要,您可以在后期做些什么。

这只是一个工具。这并不意味着我们只会依赖这个工具,但当然,就帮助决策的过程而言,这个工具是Assystem的一部分,具有非常重要的意义。我们不出售这个工具,它不是应用程序上的可购买产品。

我们心中有三件事需要关注:我们对电网的影响是什么,我们如何进行排名和优化。设计上的SMR有更低的环境足迹。但即使我们必须遵守规定,我们也必须考虑到需要排除的区域。我们想要融入气候变化的考虑,我们想要优化电网连接。我们希望将所有这些发现与背后许多工程师多年的经验结合起来。

这不仅仅是一个工具。这是一个解决方案。我们的工程师实际上将与您合作,提供如何在下一阶段克服公众感知、如何克服区域划分、如何克服实际选址调查过程的方法,所以总的来说。我们希望从一开始就开始,然后继续进行现场勘探和现场特征描述,这有望成为为您节省成本、节省时间的过程。


   

四、迈向智能核能时代:

人工智能对核能行业的影响与机遇


   

   

会议第三日,来自Assystem的生成式人工智能专家Riccardo COCCI展开了《AI-powered experience-basedlearning for efficient knowledge sharing》(人工智能驱动的基于体验的学习促进高效知识共享)的演讲,让我们一起来学习。

大家早上好。我是Riccardo COCCI,今天我想从提出一个可能听起来有些不寻常的问题开始:在座的各位中,是否有放射科医师?虽然我猜可能没有,但这引出了一个著名的2017年的观点,即放射科医师不会被人工智能所取代。然而,我注意到今天在座的各位中似乎并没有放射科医师,反而更多的是核工程师和核技术专家。

我们会被人工智能取代吗?我将从五个不同的部分来回答这个问题。

首先,我们将集中讨论一下核能行业作为一个整体面临的未来挑战。我们将探讨人工智能如何成为解决方案的一部分,或者更准确地说,是解决方案的一部分,特别是在应对从经验中学习所引发的挑战方面,这是我们整个行业所期待的关键特性,以及它如何能够整合到更广泛的解决方案中。

未来将带来什么?接下来会发生什么?我们生活在一个有趣的时代,对于核能行业来说,星星几乎从未像过去5到8十年那样排列整齐。在全球层面上,人类需要大量的清洁能源,资源(土地、知识、水)将变得稀缺,核电将有前所未有的发展空间。

清洁能源是我们在核能、核电站、核研究、核设施等方面所经历的最重要的事情。60年代/70年代建造的核设施,其中大部分将在未来几年内退役和拆除,而不是未来几十年。

而且,最重要的是,全球各地的人们,他们的能源和清洁能源意识和知识都有所提高。在欧洲、美国、亚洲等地,支持清洁能源和核能的强烈运动正在兴起。因此,几乎所有的信号灯都是绿色的。但关键问题是,这意味着什么?

这意味着我们必须启动新的项目。我们必须加快正在进行的项目,我们必须达到公众舆论对我们的期望,无论是在可追溯性、透明度还是卓越性方面,同时还要整合现有的经验和知识,因为这个新的行业并不是新来的小孩,它已经存在了几十年,有丰富的经验。

最后并且同样重要的是,如果我不强调这一点,我就没有完成我的使命,那就是这一切都不能以任何形式在核安全上进行妥协,这是我们的首要议题。简而言之,新的项目、新的期望、新的要求。这意味着,非常简单地说,我们每个人的工作量都将增加,而且不仅仅是我们每个人,因为更多的工作也意味着需要更多的劳动力。在未来几年内,我们预计全球将需要数万甚至数十万的新人加入这个行业。这些新人需要被识别、被吸引并留在这个行业中。让我们以一些具体的例子来聚焦这个问题。

让我们来看两个具体的例子:法国和印度。

图:一个具体的例子,法国

以我很熟悉的法国为例。新型核电正在成为一个现实。法国已经启动了新的计划。有大量不同的初创公司开始探索新型核技术,如熔盐反应堆、钠冷快中子反应堆。当然,旧核电站的拆除工作也在非常积极地进行中。我们有58个核电厂在运行,它们必须保持运行,以便为我们提供充足的电力。

对法国来说,延长现有电厂的使用寿命是一个巨大挑战(达到50年、60年、80年),更大的挑战是逐步建立新的能力来替代它们(EPR-2计划),保持并扩展燃料循环的能力,特别要拆除研究领域的旧设施,拆除即将退役的核电站,所有这些工作都要在运营当前核电站的同时进行!

以下是法国核电站现状的具体数据:计划中有6个以上EPR2机组,共有16家以上初创公司参与新型核电,鉴于法国有超过60年的核能历史,正在拆除的59个基本老旧的核设施, 数个设施正在进行改造。

图:另一个具体的例子,印度

让我们再来看看印度的情况,简单来说,印度对能源的需求是巨大的。许多机组已经在建设中,远远超过我们的计划。我对印度的情况非常了解,因为我在新德里,我可以告诉你们,这种需求是真实存在的,不会消失,而且它将一直存在。所有这些都引导我们到了一个需求,即需要整合、识别并雇佣新的人才加入这个行业。

印度核电的具体数据如下:现有反应堆群 - 世界第六大,在建机组 - 第二大核能计划,愿意封闭燃料循环,愿意使用钍作为铀的替代品(有大量储量),愿意投资小型模块化反应堆(SMR)并共同开发,对未来几年有雄心勃勃的目标,对能源生产脱碳的巨大需求。

印度正在建设中的核电站有10个机组(8吉瓦),到2031年将新增15吉瓦的产能,在8个地点上有22个反应堆,而当前能源生产中80%为煤炭。

以上两个国家的例子说明,这些国家对核电的建设有丰富的需求。当然,这也会带来大量的人才需求。

当我们迎来一位新人加入核能行业,其成长为一名熟练的专业人才并最终成为合格的合作伙伴的过程,无疑令人欣喜但也充满挑战。这段从入门到核心参与者的旅程涵盖了多个阶段:首先,新人必须深入理解行业内的专业术语、掌握一系列关键概念,并熟悉重要的组织结构和运作流程;其次,他们需要快速融入项目团队,不仅明确核电设施及其组成部件,还需能梳理和整合过往与当前的数据资料,同时绘制出详尽的系统接口图,以便与团队成员高效协作并共同达成任务目标。

鉴于核能行业的复杂性和悠久传统,新人的学习之旅自入职起即刻开启,并且无论身处世界的哪个角落,他们都面临着掌握大量特定术语、缩略语以及行业特有的表达和理念的重任。而真正实现从新人到积极参与者的跨越,则要求他们在掌握基础之后,能够在具体的项目如历经十多年的EPR2计划这类长期且错综复杂的项目中发挥作用,解决历史遗留问题,并有效整合多方利益相关者的海量信息。

在整个过程中,新人还需要明确定位自己所在团队、实体乃至组织在整个项目中的角色与职责,这就意味着更多专业知识、额外数据的理解与整合。总而言之,从步入核能行业直至成为项目不可或缺的一环,这段旅程是对从业者学习能力和数据处理能力的巨大考验,同时也是一段不断深化认知、积累经验的成长之路。

您可能已经注意到,长期以来核电项目因其复杂性和冗长周期而闻名于世,不禁会问:既然现状已持续多年,为何现在要寻求改变?现行方法是否真的不够理想?让我以一个直观的例子来阐明这一点,假设您是一名初入行业的新人(这正是我在担任项目系统工程师期间所亲历的困境),在面对问题和寻求知识的过程中,会发现这一过程异常复杂。

每当遇到疑问时,新人往往要面对来自不同专家的各种解答,这些答案可能导向不一,甚至出现矛盾或过期信息,让人困惑不已,不知道究竟该参考哪些文档。总之,提问后遭遇的情形往往是混乱无序,效率极低,这是我们许多人深有体会的现象。

我们坚信人工智能技术能够带来变革性的解决方案。传统的低效模式有望因AI的应用得到显著改善。具体来说,AI能够:

  • 简化并集中的管理信息;

  • 追踪更新,缩短响应时间,减少整个系统的无序性(熵);

  • 解析和“理解”自然语言请求,从文档中精准抽取相关数据;

  • 利用特征分析优化过去的工作流程;

  • 高效“阅读”海量文档,精确识别相关信息,并通过细致梳理构建针对特定主题的数据群组;

  • 实现经验的数字化传承,使得在复杂的核能行业领域内分享知识变得更加便捷。

我们深信,人工智能具备强大的信息和数据处理能力,能够应对自然语言查询,识别并分类大规模信息库的内容,有序排列并力求全面、准确地完成各类任务。

以上述功能为核心,我们期待通过人工智能助力新人更顺畅地融入核行业,实现信息获取和知识传递的现代化、智能化升级。我们设想通过何种途径实现这一愿景呢?

实现这一目标的路径可归纳为五个紧密关联的步骤。首先,当面临问题时,借助AI技术,查询过程得以简化和用户友好化,允许以更为宽泛和不拘泥于形式的语言方式进行检索。这样,即便查询条件不甚精确,AI仍能广泛且高效地挖掘所有潜在相关联的信息,确保关键联系不会遗漏,从而实现更大范围的搜索覆盖。

接下来,AI介入信息筛选阶段,不仅能对数据层面进行深度筛选,超越传统文档层面的局限,还能有效地整理信息元素。进一步地,AI选取相关数据进行智能融合与组合,生成超越单一文档结构的答案,让输出结果更易于理解和消化,即实时生成“反馈”。

自然语言处理能力在此过程中占据核心地位,我们期待这样的解决方案直观易用,有助于拓宽新人接触和掌握行业信息的渠道,不再受制于初始提供的有限文件资料。我们希望建立一个全面的体系,避免因未查看某份文件、文件未打印、或是仅阅读了部分内容而错失关键信息,确保信息获取的准确性是至关重要的。

最后,虽然大家常用搜索引擎如谷歌进行研究,但提炼出研究结果的核心要点常常颇具挑战。我们坚信,人工智能将有力协助我们将结果显示得更具整合性、易读性。虽未言明将彻底颠覆现有模式,但如今我们关注的核心问题依然直截了当:人工智能究竟能为我们做些什么?前面所述颇多,此刻不如付诸实践,用实例展示AI的实际应用效果。

屏幕呈现给您的模型,是基于深厚系统知识与专业技术打造而成的。首先,请允许我对视频采用法语表示歉意;鉴于我们的工作背景,我们主要针对法语文档进行处理,但此模型已通过微调及训练适应系统内知识,并呈现出您眼前简洁易懂的效果。我们与客户合作,依托特定参数构建了一种文档驱动的生成式人工智能模型,它可根据行业新手直接以自然语言提出的查询,生成相应的答案。这一模型抽取并处理信息的方式完全安全封闭,不涉及网络连接,无黑盒AI操作,确保了查询与答案交互的安全性和私密性。其运作基于项目中的原始文档,无需额外的预处理或后处理步骤,如同任何组织都能在其内部深层数据库、SharePoint或其他类似平台中发现的数据一样。

特别强调的是,除了充分利用现成的知识库资源,我们深刻认识到大量专业知识储存在专家的脑海中。因此,在构建知识库的同时,我们还开展了大规模的专家访谈行动,竭力将隐形知识显性化。

回到具体问题上,该模型处理的是与核电站安全相关的链接内容,对于这类基础性问题,您可能会认为解答理应相对直接明确。

核电站的三个安全屏障包括燃料包壳、一次回路和核反应堆建筑。这些知识已经通过专家访谈被整合进我们的人工智能模型中,使得对于新人或从业者询问的基础问题,如核电站的安全屏障是什么,能够直接得到精确的答案。我们相信,这样的人工智能元素有潜力显著改善和加速项目团队成员的入职流程。

更准确地说,我们视这种人工智能工具的使用,其影响力相当于将从巴黎到布鲁塞尔的旅行方式,从步行转变为开车。也就是说,尽管我依然是掌握方向盘、驾驶车辆、确定目的地的人,但所有繁琐且低价值的任务都将实现自动化。这并不意味着一切都会改变,而是我们将作为更广泛生态系统的一部分,通过人工智能提升效率和效果。

图:一个更广泛生态系统的一部分

虽然人工智能将带来改变,但它并不意味着一切都是全新的,或者我们现在对所有问题都有了答案。我们并非生活在哈利波特的魔法世界里,能够使所有问题瞬间消失。实际上,我们已经对核项目中出现的查询类型进行了研究,了解新人们对各种期望的广泛性和多样性。我们的目的是利用人工智能来应对这一挑战,而不是期待一个万能的解决方案。

图:四种主要类型的查询

在核电项目情境下,提出的查询可分为四大类,分别对应不同层次的需求与挑战。第一类是简易查询,这类问题往往出现在初期阶段,寻求的是诸如“是/否”或专业术语缩写含义的快速解答,偶尔可能成为初学者理解的绊脚石。第二类是精确查询,贯穿整个工作流程,涉及具体数值或其他细节要求,强调准确性与可追溯性。

第三类是专业技能查询,涵盖对特定概念、理论或操作方法的深度解读请求,无论是简洁扼要的说明还是详尽的论述都包括在内,这类查询常伴随着一系列追加问题,既可能是基础知识层面的也可能是高级技术层面的探讨。第四类是知识型查询,源自对某个领域深层结果的探寻,从基础知识起步逐渐过渡到高级理解,通常表现为非程式化或非具体的探索性问题。

这些多元化的查询类型映射出新加入核电领域的人员在学习适应过程中多样化的认知需求。人工智能有望针对这些不同类型的查询提供有针对性的支持与解决方案,无论是在即时响应基本定义类问题,还是在提供精准数据及详细信息,亦或是在引导深入对话以解答专业技术难题方面。

图:答案之谱系

我们是否认为图中这些查询应该以相同的方式处理?

我的回答是,每个问题的性质和答案需求各异,因此,合理的应对策略也有所不同。对于术语缩写的识别,如RDS-Pp的含义,可以利用基于AI的自动回答系统快速解析;而对于概念性问题,如一次回路的理解,则更适合引导查询者查阅相关的培训资料;至于涉及复杂判断及专业知识的问题,比如风力抛射物是否构成DEC侵入,则可能需要借助基于AI的答案生成技术或对文档进行深度语义搜索,甚至在必要时与专家面对面交流获取详尽解答。

人工智能在处理这类查询时,旨在提供多维度和灵活的答案选择,以匹配各种问题的复杂度和需求特性。这并不是要彻底颠覆传统的知识传播与学习路径,而是对其进行补充和优化,以便新入职员工能够更便捷地获取关键信息,更高效地解决各类问题,并加速他们在项目团队中发挥重要作用的过程。至目前为止,以上的探讨虽立足于理论层面,但明确指出了不同查询应采取差异化处理的重要性。

图:即将改变的是什么?

我们的愿景是从不同角色的视角出发,设想如何通过智能化手段提升知识获取和工作效率。对于初入行业的新人而言,他们通常面临大量的基础知识需求,常常耗费大量时间向团队成员咨询。此类情境下,若能借助数字化伴侣自动响应初始查询,将在EPR2等大型项目中实现快速准确答疑,从而缩短入职周期并提升初期工作效率。

另一方面,资深工程师在接手如GB2这样包含大量遗留数据和复杂性的既有项目时,同样面临着挑战。人工智能技术能够帮助他们高效地梳理和检索海量历史信息,大幅减少熟悉项目背景所需的时间,促进关键知识的有效传承。

站在项目或设计办公室经理(如DIPDE、CNEPE等)的角度,面对项目频繁起止和员工流动性大的现实,理想的解决方案不仅有助于新进员工迅速掌握核心知识,还能在项目交接时简化成果积累过程,增加团队成员跨项目流动的灵活性。

无论是在工程细节层面还是组织管理层面,面对多个并行或交替进行的项目,管理者(如业务部门经理或工程经理)需要在不同项目间调配资源,确保团队成员能在较短时间内充分理解各自负责设施的核心要素。因此,缩短入职时间意味着在项目转换过程中具有更大的调度自由度,同时也意味着在项目结束后,能够更为轻松地提炼和留存关键成果,无需过度依赖冗长且利用率低下的书面报告。

总之,通过运用人工智能技术,我们可以构建一个集中化、易访问的知识库,将整个项目生命周期内的文档妥善保存,并确保团队全员都能及时获取所需信息。这样一来,无论何种角色、何种阶段,都能因入职时间的缩短和知识传递效率的提升而获益匪浅,进而推动整个组织在工程与管理层面取得更高的生产力与效能。

现在让我来回答开头的问题。人工智能不会取代放射科医师,但知道如何使用人工智能的放射科医师肯定会取代那些不知道的人。

在Assystem,我们相信对于核能行业以及工程师、技术员、行政人员和一般实体也是如此,那些知道如何利用人工智能、重视人工智能的人肯定会实现更高的生产力,并取代那些不采取这一转变的组织。这只是人工智能在知识共享中的一个非常直接和明显用例。

不要怀疑,在接下来的几个月和未来一年中,将会有更多的AI应用出现,我们相信这不仅对核能行业的效率至关重要,也是核能行业的一个强制性转折点。


     

五、达索系统与Assystem的合作历程


   

     

2015年 4 月15 日,达索系统与国际工程和创新咨询公司 Assystem 宣布合作提供飞机客舱定制和个性化服务,将使客舱开发质量提高80%,生产效率提高30%。

航空公司将利用达索系统基于 3DEXPERIENCE 平台的“乘客体验”行业解决方案经验,并利用 Assystem 的专用集成和工程服务,来实现个性化飞机客舱的开发和交付。

时下商业航空业正在经历一个强劲的建设周期,其中改善乘客的飞行体验是一个关键的竞争优势。 公务机原始设备制造商、完工中心、供应商和航空公司旨在通过满足客户需求的创新设计方案建立客户忠诚度,从而增加市场份额。

而“乘客体验”行业解决方案体验与Assystem服务的结合,为企业提供了一体化的客舱定制和个性化解决方案,以设计、验证和模拟未来的飞行体验,推动未来的乘客旅程。 它降低了项目成本并提高了生产力、质量、准时交付和客户满意度。

“乘客体验”行业解决方案体验使整个购买体验中的所有利益相关者,从销售和营销团队到客舱装修工程师和机组人员均有受益:

  • 高端3D 可视化可实现新设计概念的快速周转,并确保最终产品满足预期。

  • 客舱完工活动可以以可重复、自动化的方式实现客舱的大规模定制。

  • 营销团队可以在产品制造之前通过交互式3D 内容宣传座舱配置。

  • 客舱乘务员可以通过技术系统的可视化互动培训为未来的乘客旅程做好准备。

2016年 6 月29 日,达索系统与Assystem宣布,将合作扩展到核工程领域,此次合作旨在利用数字技术提高复杂工程项目的管理和工业绩效。

Assystem的能源和基础设施部门将部署达索系统的 3DEXPERIENCE 平台,为其核设施工程任务构建新的信息系统,以支持工程数据管理、配置管理、采购、项目管理和资源配置能力。

达索系统将利用与 Assystem 的合作来加深对核行业具体挑战和需求的识别。 这些知识将用于开发基于 3DEXPERIENCE 平台的未来行业解决方案体验,该平台可以对流程和方法进行数字化改造,提高效率,并最终增强业主和操作员的体验。

核电站和其他大型资产的生命周期约为 50 年,因此安全、合规和交付至关重要。 由于资源有限、利润微薄、运营风险高、利益相关者沟通复杂等因素,业主和运营商面临着来自设计、施工、运营和维护方面的挑战。 3DEXPERIENCE 平台连接所有利益相关者,并确保整个工程阶段的数据可追溯性以及符合合规性、要求和规范。

在核领域,Assystem 已在英国的所有工程活动、法国原子能委员会 (CEA) 的废物管理项目以及 ITER 研究项目中使用3DEXPERIENCE 平台。

2024年 2 月6 日,Assystem 与达索系统宣布合作加速先进模块化反应堆的开发。两家公司结合各自在虚拟孪生技术和核工程方面的专业知识,推动客户使用虚拟孪生,以管理其先进模块化反应堆项目的复杂性并解决所有项目阶段的挑战。

达索系统和 Assystem 将实施达索系统的 3DEXPERIENCE 平台和 Assystem 的系统工程和项目管理服务,为客户提供必要支持。 这将建立一个协作虚拟生态系统,在其中要组织客户的特定流程和方法,以确保高效设计和交付资产所需的数据质量和可追溯性。

“Assystem和达索系统之间的互补性对于核能行业来说很有意义。先进的模块化反应堆开发商正在引入可以推动低碳能源努力的新概念。 借助我们在核项目、系统工程和软件开发方面的知识,我们可以为他们提供基础设施、服务和支持,以扩大生产规模并实现行业转型。”Assystem 数字与国际执行副总裁 Christian Jeanneau 表示。

“我们的 3DEXPERIENCE 平台已经证明了其多功能性,可以满足达索系统所服务的 12 个行业的独特需求。 将我们与 Assystem 的长期合作伙伴关系扩展到这一战略举措,将有助于核领域的创新者整合其他行业的最佳实践,实现反应堆工业化,并快速推出新一代先进核技术。” 达索系统工业、营销与可持续发展执行副总裁 Florence Verzelen 表示。


     

六、Assystem利用3DEXPERIENCE平台

优化核能项目


   

     

许多国家出于安全或环境原因,对核能的使用提出了质疑。然而,Assystem,一个拥有2500名核领域专家的国际独立工程集团,已将核能行业的高安全水平维护作为其首要任务。“建设和运营核电站需要满足安全监管机构和公众舆论日益增长的要求,同时还要整合日益复杂的技术,” Assystem的高级副总裁兼核能部门负责人Christian Jeanneau表示。“这在工程和建设项目阶段引入了高复杂性。鉴于核电站的庞大规模和成本,我们必须一次性正确地建造它们。物理原型根本不是一个选项。”

因此,数字化是Assystem为自己及其客户互动所追求的目标。“当我们完成数字化转型时,将有巨大的改进机会,”Jeanneau说。“我们选择达索系统的3DEXPERIENCE平台来加速我们的数字化进程。在进行了广泛的基准测试和分析之后,我们决定实施这些技术,并且相信它们将帮助我们以一种为客户带来最大价值的方式来管理项目。我们的优势在于管理大型且复杂的物理发电厂项目,我们高度强调性能、安全和成本。”

大型能源项目管理起来非常复杂——需要管理配置、管理数以太字节的数据、管理需求,同时还要满足成本和进度目标。“我们相信,数字化和现代工具将为我们在成本和效率方面带来巨大优势,因为它们将使我们能够更加轻松、高效且准确地管理复杂信息,” Assystem英国的首席技术官John Clark补充说。“例如,我们不再依赖昂贵的物理原型,而是依靠数字建模和仿真来测试在反应堆容器内操纵大型设备时具有多个自由度的机器人的运动,以确保它能够被顺利地拉入和拉出一个非常狭窄的空间。”

大型和复杂的项目还要求所有项目利益相关者像一个调校良好的管弦乐队一样协作。“每个人都必须能够访问大量准确且最新的数据,”Jeanneau说。“3DEXPERIENCE平台提供了一种共同的语言和方法论,可以在公司内部以及与外部合作伙伴和承包商间共享。它通过实时分享想法和专业知识提高效率,从而减少了在特定项目上花费的时间。”

另一个挑战是管理从早期需求到设计、施工、调试、移交和运营的信息连续性。“例如,为了证明一个工厂在运行40或50年后其寿命可以延长,我们必须能够证明设备和设施本身已经按照初始设计和施工规范运行,”Jeanneau解释道。“因此,我们需要记录数据。我们需要可追溯性。使用数字模型在调试和运营期间记录操作数据,是向认证机构展示信息并实施预测性维护策略以提高我们客户竞争力的最佳方式。”

3DEXPERIENCE平台合作将影响Assystem接受的项目类型。“该平台为我们提供了关键能力,包括需求、物料清单和变更管理,”John Clark说。“随着复杂性的增加,风险也随之增加,而这一解决方案使我们能够管理这种复杂性,从而管理风险。例如,通过更好的变更管理,我们对工厂的状态和性能有了更及时、统一的视角。这一单一的真实来源帮助我们进行更准确的风险评估。其他好处包括减少废料和返工,因为我们的设计更精确、质量更高。我们能够在发布设计进行施工之前更早地发现偏差并进行调整,那时进行更正的成本将过高。”

Assystem最初在2016年的几个小型项目中部署了3DEXPERIENCE平台,涉及10人在生产环境中的工作。在他们的前期和后期评估中,他们注意到人们在执行某些任务时花费的时间减少了20%。这些项目的成功结果鼓励管理层将平台推广到其业务的其他部分,并开始管理更具雄心的项目。“我们希望利用这些良好的经验,并将其扩展到我们所有的机械和系统工程师,”Clark说。

实施服务和支持由Majenta Solutions管理。“系统被定制以适应我们公司的流程和程序,如管理标准零件库和根据Assystem的质量控制流程自动编号文件,”Clark说。Majenta的工程师审查了Assystem现有的流程,如文件控制、询价、合同启动、合同变更、设计和采购,进行了场外分析,并将这些流程映射到最新版本的3DEXPERIENCE平台,构建了测试环境,筛选了最终用户的体验和反馈,一直到解决方案的全面部署。他们还为Assystem的“主题专家”提供了一级培训,这些专家正式化并部署了公司的最优实践案例,以向更多用户推广。

“Majenta在代表我们与达索系统沟通和管理日常运营方面做了出色的工作,确保我们能够及时获得答案,”Clark说。“我期待着与Majenta合作,继续构建我们对系统的体验,并将更多的人提升效率,使他们成为快乐的用户。这是我们的目标之一。”

其中一位用户是机械工程师Tom Goulding,他使用3DEXPERIENCE平台来管理客户变更。“我的工作是确保变更反映在所有必要的文档中,并且项目信息,如设计、方法说明和计算,都已相应更新,”Goulding说。“3DEXPERIENCE平台帮助我更有效地管理工作。因为当我被分配任务时,我可以在仪表板上看到我所有的任务,以及所有需要更新的文档。一旦我将我的任务提升到‘完成’状态,这个状态和任务的历史将被记录在平台上,以供将来参考。”

Goulding还开发了符合公司质量保证章程的内部方法和流程。“我们在平台上分配了规则,以定义在提交审查或批准文件时应完成的任务,”他说。“我们还通过系统安排技术设计会议,并附上所有需要审查的文件。系统允许我们在完成所有操作后关闭会议。这是一种确保没有遗漏任何事项的好方法。”

数据可追溯性是另一个优势。当有人上传文档到系统时,每个人都知道谁提交了它,它最后一次更新的时间,以及文档何时被发送给谁进行审查或验证。“硬拷贝的问题在于它们会丢失或被锁在某人的抽屉里,因此信息没有传达给正确的人,”Goulding说。“有了3DEXPERIENCE平台,一切都在线且在一个地方;我们不会冒着丢失任何信息的风险。我们还将每个可交付成果链接到一个特定的需求,这使得管理者更容易跟踪已经满足了多少需求,还有多少需求尚未完成,以及我们需要集中哪些资源。”

ChristianJeanneau相信,技术将帮助核能行业成功地应对其竞争力革命。他总结说,“在大型资本项目中,建筑常常超出预算和时间。我们的客户需要更具竞争力。我们的角色是帮助他们按照成本和进度参数运行项目,并允许他们证明能够安全高效地建造和运营工厂。如果我们能够在整个核电厂的生命周期中使用数字媒体来展示监管合规性、执行模拟、参与预测性维护和提高安全性,那么我们就具有很好的竞争力。有了3DEXPERIENCE平台,我们拥有了一个独特的工具和方法论,可以供我们的整个生态系统使用,为利益相关者提供了一个项目的横向视图,使他们能够更好地协作并提高他们的表现。它有助于确保我们向客户提供的服务的竞争力和质量,”


     

七、Assystem用3DEXPERIENCE

驱动NAAREA,加速XAMR进程


   

     

在应对全球能源需求和气候变化的双重挑战中,法国初创公司NAAREA提出了一个革命性的解决方案:开发第四代微型核反应堆——XAMR(eXtrasmallAdvanced Modular Reactor)。这一创新不仅有望满足未来的能源需求,而且致力于实现能源生产的低碳化和去中心化。本文将探讨NAAREA如何利用3DEXPERIENCE平台和虚拟孪生技术,加速XAMR的开发进程,并确保其在整个生命周期内的安全性和可持续性。

NAAREA的愿景是通过科学和创新,为实现安全、去碳化、循环、非间歇性、去中心化和经济的能源解决方案做出贡献。这一愿景与联合国的17个可持续发展目标相契合,并基于对气候遗产的保护意识,以及为了保护我们的星球和物种,必须进行重大演变以打破能源僵局和去碳化未来的坚定信念。

XAMR是一种快中子微型反应堆,使用熔盐作为冷却剂,以长寿命的核废料为燃料,生产热能和电能,同时不释放任何温室气体。这种设计不仅能够将传统的高放射性乏燃料转化为新的能源,还能在循环经济中发挥重要作用。

NAAREA选择在3DEXPERIENCE平台上开发XAMR的虚拟孪生模型,这一决策显著加快了设计、工程和制造过程的管理。通过利用云平台上的工程卓越和资本设施信息卓越行业解决方案,NAAREA能够在一个集中化的生态系统中管理所有相关流程。

NAAREA的工程师团队在18个月内成功构建了XAMR的首个虚拟配置,这一成就在行业内堪称创纪录。通过应用基于模型的系统工程(MBSE)方法,团队能够在虚拟环境中验证反应堆的架构、尺寸和功能,并定义其子系统之间的接口。这个虚拟孪生模型将作为整个反应堆生命周期的持续数字线索。

NAAREA利用3DEXPERIENCE平台上的SIMULIA进行模拟,以测试各种场景,包括反应堆材料的行为、机械、热流体、流体动力学和中子学计算。这些模拟不仅有助于加快工作速度,而且对于获得区域和国际安全机构对XAMR的认证至关重要。

通过将实验室测试的数据输入虚拟孪生模型,NAAREA能够测试其安全特性,并在物理原型生产之前分析其运行性能。所有测试数据、模拟结果和设计修改都记录在虚拟孪生模型中,这种可追溯性对于安全机构至关重要,也有助于确保能够管理任何变化并检测配置管理中的任何差异。

NAAREA选择基于云的实施,这为其以前所未有的速度实现愿景提供了自由,并为其业务需求的演变提供了扩展的机会。使用基于云的平台意味着NAAREA可以立即开始工作,而无需设置服务器和内部IT部门。

ENOVIA作为3DEXPERIENCE平台的一部分,管理着产生的大量数据,并使用户能够安全地存储和访问他们需要的信息。它还支持变更和配置管理,这对于反应堆内每个子系统达到不同的成熟度水平至关重要。

NAAREA认识到,将其数字化优先的方法作为公司文化的一部分至关重要。公司需要用户理解虚拟孪生是一个单一的数据点,他们必须将所有内容,包括他们的知识和工作方式,都放入平台中,以充分利用它。

当处理像XAMR这样复杂的产品时,问题往往源于人为错误,而虚拟孪生将有助于预防这种情况。将所有信息存储在3DEXPERIENCE平台上对于持续培训也至关重要,无论是对于新员工的入职培训,还是向最终客户展示如何操作XAMR。

NAAREA计划在完成开发周期的第二阶段并成功委托一个完全运行的物理原型后,迅速推进其反应堆的全面生产。与此同时,公司将使用虚拟孪生和3DEXCITE在3DEXPERIENCE平台上的商业内容生成能力,提供XAMR的沉浸式虚拟体验,并与潜在投资者和客户分享其进展。

NAAREA的最终目标是成为一个全方位的低碳能源服务提供商。客户只需为他们使用的能源付费。这一战略的核心是虚拟孪生。从一开始,NAAREA就意识到需要在一个集成的虚拟环境中开发其产品,其中一切都是相互联系的。

NAAREA和其技术合作伙伴Assystem共同致力于实现XAMR的开发和商业化。Assystem利用其在核领域的深厚专业知识,为NAAREA提供项目管理、集成和工程服务,帮助其实现关键里程碑,遵守行业安全规定,并保持雄心勃勃的开发计划正轨。

通过3DEXPERIENCE平台和虚拟孪生技术,NAAREA正在开创一个新时代,不仅在能源生产领域,也在数字化转型和可持续发展的进程中。随着全球对清洁、可靠和去中心化能源的需求日益增长,NAAREA的XAMR项目有望成为实现这一愿景的关键一步。     

来源:达索系统

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首次发布时间:2024-06-29
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