制造业是数字化转型的主战场，更是上海构筑未来发展战略优势的重要支撑。市第十二次党代会明确提出，要推动制造业与服务业融合发展，产业数字化与数字产业化协同发展、工业互联网与消费互联网贯通发展。为贯彻落实市第十二次党代会精神，加快构建现代化经济体系，积极应对新冠疫情带来的新挑战、新机遇，配合《上海市制造业数字化转型实施方案》发布，特推出“工赋引擎”专栏，精选展示《工赋引擎：上海市工业互联网创新发展实践案例集》中制造业数字化转型优秀案例，积极发挥标杆示范的引领带动作用，全力促进我市制造业数字化转型革新与重塑发展。
核电作为一种安全、清洁和高效的能源，是我国能源供给体系的重要分支。6月30日，国际能源署（iea）发布题为《核电和安全能源转型》的报告认为，核能可以帮助能源部门更快、更安全地摆脱有增无减的化石燃料，并指出，全球政策格局正在“为核电的卷土重来打开机会”。
核电产业链具有链条长、单位多、范围广、专业性强等特点，在传统核电研发设计、设备制造、工程建造、生产运维各产业链环节存在诸多难点和痛点，比如核电研发设计环节涉及的多方、多专业协同和跨地域、跨平台协作问题；设计与制造环节存在的重复建模、重复录入数据、二维和三维数据不一致等问题；工程建造环节涉及的多方协同导致管理难度大、不可控因素多等问题；以及核电生产运维环节传统的周期性预防维修模式可能导致的对核电厂正常生产的影响等等。同时，由于核电行业的敏感性和对核安全的孜孜以求，核电产业链对于信息化、数字化新技术的应用相对谨慎，对技术本身的成熟度、安全性等方面有很高的要求，数字化转型发展相对滞后。
作为中国首座核电站——秦山核电站的总体设计院，和国家科技大型先进压水堆核电站重大专项技术责任单位，上海核工程研究设计院有限公司（以下简称“上海核工院”）与我国核电事业同时起步，目前已发展成为国内唯一具有全核岛（全结构、全系统、全主设备）的研发、设计、采购、建造等完整产业链的创新研发单位。在数字化转型发展中，上海核工院积极发挥设计龙头作用，在坚持核电高要求不动摇的同时，依托国家科技重大专项的实施，加快打造原创技术策源地，推动产业链数字化协同，构筑了以“设计4.0”为牵引的全产业链数字化协同体系，覆盖了研发设计、设备制造、工程建造、生产运维的全产业链环节，支撑打造具有全球竞争力的世界一流核能技术创新与工程建设平台的发展目标。
聚焦产业链难点、痛点，上海核工院自主研发的、基于工业互联网的智慧核电平台，瞄准核电产业链各环节数字化转型场景，创新变革产业协同模式，助力上海核电产业数字新经济。该平台共包含核电研发设计云平台模块、设计制造一体化协同模块、智慧工程管理模块、智能监测诊断模块四大模块。
核电研发设计云平台，共享研发设计资源
核电研发设计云平台模块采用先进的云平台技术架构，以设计数据中心为枢纽，集成二维、三维设计软件，实现了物理、热工、设备、工艺、电仪、土建、暖通等多专业软件工具的集成和模型数据接口的打通，建成了统一的数字化协同设计平台，同时打通了设计工具和设计分析软件的数据接口，实现了计算分析的“后台化”和“无感化”，形成了以数据和模型为核心，二维、三维联动，覆盖全专业、全业务流程的设计分析一体化协同设计体系，实现了跨区域、在线协同设计。目前，该模块正在持续推进建设，初步应用的实践表明，该模块可以较好地满足共享核电研发设计资源和优秀设计管理方法、提升设备分析效率、发展设计技术等迫切需求，不仅有助于提高核电研发设计的作业效率和产品质量，还提升了中小型设计公司的数字研发设计能力。
设计制造一体化，提高了制造的稳定性
智慧核电平台中设计制造一体化协同模块在设计、制造各单位间打通了设备模型和数据接口，建立了安全可靠的模型和数据通道，传递工艺与设计协同一致的三维模型，以及三维模型承载的结构化设计信息和加工信息，并据此开展大型非标设备的三维工艺的编制、部分关键工序的仿真和自动化等研究，从而达到设计意图、工艺意图的无疑义传递，压缩了产品工艺技术的准备时间，提高了制造的稳定性和效率，并形成高效、准确的产品数据包，实现了核电装备的设计制造协同。
智慧工程管理，打造数字化核电工程新模式
智慧核电平台中智慧工程管理模块包含关注工程现场管理的智慧工地子模块和关注工程业务管理的工程管理子模块两部分。
（1）智慧工地子模块
智慧工地子模块基于核电工程建造的现实需要，聚焦“人、机、料、法、环”各个环节，充分运用“云、大、物、移、智、链”及5g通信技术，通过智能硬件终端设备的数据采集、应用模型的建立和大数据的统计分析对比，为政府机构、项目总承包单位、业主单位等多方用户呈现施工现场的运行状态并实行智能化管理，支持安全、有序、高质量地完成各项施工工作，实现核电工程建造得透明、智能、可控，保障整个核电工程的安全和质量。目前，智慧工地子模块已在某核电现场建设实施，涉及人员管理、安全管理、全厂安保管理、可视化工地、智能仓储等核心应用场景，推动了核电工程建造环节的数字化转型发展。
（2）工程管理子模块
工程管理子模块覆盖了工程建造环节的采购、施工、调试、质量、安全、风控、项目及文控管理八大领域，利用信息化、数字化手段实现了各领域、各业务的流程全覆盖和数据全贯通，打造了数字化核电工程项目管理模式，可以满足核电工程建造全周期的数据管理需求，形成核电工程数据资产，为后续核电项目向生产运维环节进行数字化交付奠定了数据基础。目前，工程管理子模块已在多个核电项目中得到应用。
智能监测诊断，提高核电厂运行的可靠性
智慧核电平台中智能监测诊断模块针对生产运维环节核电厂智能化管理的需求，基于工业互联网、云计算、人工智能和数字孪生等技术，综合采用机理建模、数据驱动等方法，对核电厂关键设备、系统和构筑物进行了故障模式分析、老化管理、数字孪生构建等健康管理技术研究，并基于故障模式分析开展了测量需求和健康管理算法研究，对核电厂的运行健康状态和整体风险态势进行全面的感知、评估、预测，以提高核电厂运行的可靠性、安全性、经济性。
该模块支持多种主流通信协议，能直接接入核电厂模拟机、数据库和dcs实时数据，支持核电厂长寿期运行的大规模数据存储和分析应用，目前该模块的部分功能已部署于多个核电项目中。
智慧核电平台推动核电产业链数字化转型
实践数据表明，智慧核电平台大幅提高了企业的研发设计效率，核电关键设备研发设计效率提高了20%，重复建模工作量降低了30%以上，核电施工现场安全管理人员减少了20%。建成我国第1个工业互联网标识解析核电企业节点、第1个核电5g智慧工地，主持制定世界第1个核电人工智能应用国际标准。
作为核电产业最新产业化成果，智慧核电平台通过建立“龙头企业带动中小型企业”的模式，推动核电产业链的数字化转型和智能化管理水平的提升，整体降低了核电厂全周期的费用投入，提升了核电厂全周期的安全性、可靠性，为核电安全、高效发展保驾护航。
从自主研发到实践应用，智慧核电平台在不断优化、迭代、再创新的过程中，也得到了国家和行业认可：获得2020中国（上海）大数据产业数字创新先锋奖、2020年第三届工信部“绽放杯”5g应用征集大赛总决赛全国三等奖，入选2020年“中国5g+工业互联网典型应用”等，并多次获得核能行业奖项。同时，平台支撑国和一号示范工程项目hse国际标杆评级达到国内最高的7.5级（示范标杆水平）。平台的研发和应用不仅为国内外核电行业提供了创新案例、扩大了中国智慧核电的影响力，同时赋能核能行业和其他行业，产生了跨行业的溢出效应；不仅推动了上海核电产业链优势资源的发展，也很好地促进了“数字经济”新模式的创新。
专家推荐语
本案例运用新技术突破传统核电行业协作壁垒，不仅推动了核电产业链各环节数字化转型升级，而且构建了产业链全新服务体系。上海核工院充分发挥了产业链链长的领军作用、聚合性作用、融合性作用，推动产业升级和行业转型，其基于工业互联网的智慧核电平台有效促进了核电经济提升、降本增效、安全绿色发展，强化自身的引领功能，对能源产业具有显著的借鉴意义。
素材来源：《工赋引擎：上海市工业互联网创新发展实践案例集》第二篇 功能体系篇 案例2 《基于工业互联网的智慧核电平台赋能产业链数字化协同》
上观号作者：上海经信委