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创新优化年 | 走进科创团队③:科技赋能福核培训创新,数“智”引领培训未来

他们是一群富有创新思维的研究者和专家,他们专注于核电领域培训工作的同时,敢为人先勇于打破传统的教学培训模式;他们既是教学的实施者,也是创新教学的先行者,充分发挥各自的优势,携手共进,追求共同成就;他们致力于打造智能化、个性化、自主化的培训新模式,引领核电厂培训领域的科技创新和改革。他们就是福清核电智慧培训科研团队。

▲智慧培训科研团队

智慧培训科研团队由福清核电高级主任教员、模拟机培训中高级教员、技能培训教员、模拟机运维工程师等专业技术人员组成,团队成员深耕核电厂运行、培训等领域并掌握先进的技术和丰富的专业知识。团队秉承“开放、合作、创新、共享”的理念,通过智能化技术与员工培训的融合,帮助员工建立完善的知识体系,将科研成果应用于培训教学实践,实现培训管理流程化、培训实施智能化、培训资源共享化,为福清核电智慧培训的发展和进步注入更多的力量。

智慧培训科研团队积极响应国家战略,落实集团公司“智慧核电”建设目标,结合公司智慧电厂建设规划,整体谋划华龙智慧培训体系。在团队的努力下,传统的培训教学模式正在悄然改变。


AI人工智能,实现操纵人员智能辅助教学

随着AI智能和机器人技术的发展,越来越多的工作可以通过技术手段依托人工智能和机器人自动完成。智慧培训科研团队致力于通过先进人工智能技术打破传统培训资源瓶颈,形成机器人和人工智能技术在国产化三代核电机组操纵人员培训教学、综合利用和数据分析的应用成果和规范,实现核电操纵人员教学培训领域的数字化、智能化、智慧化。

▲教学机器人作为福清核电“五新成果”参加核电成果工业展

以“华龙一号”全球首堆和M310机组操纵人员培养为应用场景,以服务核电操纵人员培训教学业务为目标,利用“机器人+人工智能”的成熟技术,以机器学习、人工智能分析等算法和软件平台实现核电操纵人员培训领域的海量数据分类、自动聚合和自然语言处理,打造了集人机交互、智能互动、数据分析等功能为一体的核电操纵人员教学服务型、智慧型实体机器人、虚拟机器人。通过核电操纵人员教学机器人与培训智能业务知识库有机结合,开发完成核电厂操纵员培训领域第一台智能辅助教学机器人,成功提高操纵员培训的效率、质量。


平台聚合数据,智能化统一运维全范围模拟机

全范围模拟机(以下简称模拟机)作为核电工程关键路径设备,对操纵人员培训、执照考核具有重要意义,同时为核电站设计改进、运行规程生效等提供重要的验证手段,是完整核电装备供应链中至关重要的一环。福清核电目前共有多台全范围模拟机全面投入使用,随着模拟机培训任务管理指标的日趋提升,运行经验不断累积,原有的现场维护方式越来越难以满足用户的需要,多台模拟机的运行维护需要进行统筹安排,才能提高整体维护效率。

智能培训科研团队在确保信息安全的基础上,通过与原生电脑端使用的模拟机系统强关联,将模拟机运行状态监控数据和需要维护的数据同步至移动端,利用移动端聚合运维数据并发连接不同的后端业务系统,通过与现有系统的集成高效整合对接多种应用场景,达到预知故障,实时告知,并可有效处理故障的目的,从而提高模拟机培训过程中的故障远程智能诊断和问题解决效率,提升模拟机维护效率,大幅降低人力成本。

▲移动端模拟机研发项目运维系统界面


VR虚拟现实,建设全流程装卸料仿真培训系统

装卸料操作是核电机组大修期间的关键活动,直接影响大修关键路径和燃料安全,通过培训来提升燃料操作人员技能是保证装卸料操作安全的重要手段。培训科研团队利用VR虚拟现实技术建设了国内唯一全流程装卸料仿真培训系统,VR虚拟仿真技术具有沉浸性、交互性、逼真性等特性。对于技能培训而言,利用VR虚拟仿真技术中的沉浸式特性创造培训场景,可以开展操作型技能培训,利用虚拟仿真技术中的交互式和逼真性特性建设综合性培训设施,开展维修型技能培训。VR虚拟仿真技术不仅可以创造培训环境,还可以使培训环境更加引人入胜,提升对学员的吸引力,创造与真实设备完全相同的动作经验体验,提升培训的真实感。该系统以较低的投入满足了福清核电燃料操作人员的自主化培训需求,在提升核燃料操作技能、核燃料操作防人因和防异物技能水平中发挥重要作用。

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该成果在WANO东京中心组织的福清核电1-4号机组同行评估期间,被WANO评为行业强项,向世界核电业界推广。智能培训科研团队正在积极探索利用虚拟仿真技术在其他技能培训设施的研发及应用,为福清核电技能队伍建设和机组安全稳定高效运行做出更大贡献。

▲全流程装卸料仿真培训系统良好实践获WANO感谢信


数字仿真技术,实现机组历史数据解析及重构

机组以及模拟机多年的运行产生了大量运行稳态及瞬态数据,经过研发团队多年的努力,盘活这些数字资产在培训领域发挥最大效能,瞬态数据分析平台应运而生。研发过程中团队成员打破常规,把机组真实或模拟机训练时的瞬态数据资源利用起来,修正脚本、引入课堂,配合画面调取,操作记录追踪、场景的冻结、倍速调整、模型修正等功能,形成了具备高仿真能力的瞬态数据分析平台。该平台采用先进的数字分析方法结合DCS仿真技术,实现历史数据的解析和重构,再利用数字化技术,制作瞬态场景,使其在辅助操纵员培训和机组安全运行等方面发挥作用。实现对操纵人员技能的评估改进,以达到优化操纵人员响应流程,提高操纵人员处理能力。数据与应用的完美结合,让一个个机组真实或模拟机训练时的瞬态数据包,转化成为教员的标准化,精品化教材,学员的范本和错题本,培训效果也得到显著提升。


数字培训思维,打造“黄金人”核心能力数字名片

核电厂操纵人员是关键岗位人才,担负着核电运行的安全重任,是核电行业宝贵的财富。操纵人员直接面对核安全,对个人技能水平要求极高,需要掌握反应堆物理、热工水力原理、工艺系统的详细运行原理、电气及仪控系统运行原理、运行技术规格书、电厂调度、应急、消防、工业安全等管理要求,具备熟练应对能力。核电厂操纵人员能力提升主要依靠以模拟机培训为主的系统化培训。

操纵人员模拟机培训正式应用于操纵人员培训已有40余年历史,模拟机培训体系也日趋完善,核电厂投入大量资源实施培训与评价。随着操纵人员数量的增加、知识需求的更迭、安全意识提升的需求、人因研究的深入,现阶段手动数据分析方式已经对培训效果产生了制约。如何收集、管理及应用这些数据以用来操纵人员能力评估与技能水平改进,已经是模拟机培训的近年来发展的重点和研究改进方向。

▲基于系统化思维建设的操纵人员智能培训体系

福清核电培训处科研团队在十余年操纵人员培训经验的基础上,积极探索,创新思路,利用现代化的信息及数据分析技术对操纵人员培训数据解析,利用系统化培训方法对操纵人员模拟机培训进行深入的需求分析,将培训过程全要素数据化,通过信息化工具辅助操纵人员培训的开展,利用数据分析、数据管理实现培训全要素数据化,从而提高全流程的效率及准确性,打破线下数据孤岛困局,建立数据仓库,实现全局统筹管理。将操纵人员培训流程标准化、信息化、智能化,识别操纵人员的共性弱项和个性弱项,应对操纵人员行为绩效的“木桶效应”,提升操纵人员绩效评价的长效性、客观性,实现精准高效的培训,以达到更高的效率及质量,推动第三级、第四级培训评估落地福清核电,为机组的安全保驾护航。

积力之所举,则无不胜也,众智之所为,则无不成也。一分耕耘一分收获,近年来智慧培训科研团队通过不断的创新优化并进行总结实践,斩获不斐成绩,团队先后荣获省级部科技奖3项、发明专利2项、实用新型专利10余项、软件著作权2项、发布企业标准1份,并多次获福建省百万职工五小创新奖,此外团队成员通过项目进行总结的多篇论文在核能行业等协会获奖并被收录。

▲团队部分成果荣誉

惟其笃行,方能致远。智能培训科研团队始终将培养更多优质的人才目标放在第一位,不断致力于为公司员工提供更好的学习资源和服务,帮助他们更好地发展特长和能力。紧抓时代脉络,深耕业务应用,将科技赋能培训创新,积极融入到数字融合生态圈的建立、大数据的应用中,助力实现现代化企业“数字孪生-智慧电厂”的产业升级。本着科学创新实践的精神,不断开创智慧培训新时代,以创新推动培训,以数智赋能未来,致力于成为引导核电厂培训领域科研新风向的领头人,打造华龙国际培训中心智慧培训品牌,助推公司“两个标杆”目标顺利实现。

策划:科技创新处

供稿:福清核电智慧培训科研团队

一审:何成希
二审:张   涛
三审:方胜杰
华龙融媒体工作室出品

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