1958年,在大青山腳下,一批創業者們白手起家,突破生產工藝技術難關,用生命、汗水和忠誠,打造出共和國第一個完整的核燃料元件生產科研基地,為核工業科技進步乃至核大國的崛起奠定了重要基礎,這就是位于內蒙古的中核北方。
走過65載風雨歲月,如今的中核北方是我國體系最全、品種最多、技術力量最具競爭力的核電燃料元件生產科研基地之一,歷史悠久不意味著一塵不變,如何在時代的潮流中始終屹立不倒,如何在“古”與“新”、“破”與“立”中成長、發展,在新時代數字化轉型背景下,通過先進信息技術與核工業融合,變革運營方式、推進生產方式向智能化、柔性化轉變,提升管理能力和水平,就成為了中核北方實現高質量發展的必然要求。
蝴蝶的翅膀開始舞動
走進重水堆核燃料元件生產線,上下料自動工作站完成碼垛,激光導引式AGV轉運機器人忙碌地在其中穿梭,在線自動檢測系統將不合格的芯塊一個個挑出來,烘干、磨削、裝管、端塞焊接等環節也都可以交由機器完成……不同的工序環節不同的機器人發揮各自的功能,人的雙手被徹底解放了出來,這是你兒時腦海里想象中的“現代化”廠房么?在替代人工操作的同時,有效地避免和消除了人因對產品質量造成的直接和間接影響,使產品質量更加穩定可靠。

中核北方重水堆核燃料元件生產線于2002年建成投產,是我國首條也是目前唯一一條重水堆燃料元件生產線,建成近20年之久,一直為我國最大的核電基地——秦山核電基地源源不斷地輸出燃料元件。但如何生產得更快更好更安全,是生產線20年來始終面臨的課題。
為響應國家加快發展數字化轉型、建設數字中國的戰略要求,主動適應新形勢下核燃料國際化、市場化挑戰,提高核燃料元件制造水平,中核北方將重水堆核燃料智能化升級改造作為轉型重點,旨在為集團公司乃至行業內其他數字化轉型建設項目提供可復制的示范作用。
其實早在2010年,重水堆燃料生產線就邁出了數字化轉型的第一步——自動化,在探索道路上,中核北方一路披荊斬棘,卻又腳踏實地、步步為營。從第一臺工業機器人引入生產線到目前新型燃料元件智能化生產線建設,自動化生產線從無到有,數字化升級由點到面,由易到難,因地制宜地推進著核燃料制造的數字變革。
自動化系統最核心的作用,是促進設備系統本質安全度的提升,穩定和提高產品質量。自動化系統替代人工操作從根本上消除了人為安全事故發生的可能,減少了職業健康和輻射防護投入,使核燃料生產線設備系統本質安全程度得到實質性提高 。在有效控制人因對產品質量的影響方面,以重水堆核燃料生產線在進行自動化改造后為例,棒束產品合格率及釬焊成品率都達到了世界先進水平。
這樣的改造在中核北方并不是個例,2018年開始,中核北方組織專業技術人員全面梳理問題和需求,形成技術攻關團隊,通過公司技改、科研、固投等項目支持,全面推進“機器換人”,先后完成了50余個生產設備和生產單元數字化改造。自動化改進在有效減少人力資源占用、節約生產成本、提高生產線運行績效、降本增效方面已經體現出無可替代的獨特優勢。
自動化之后才是真正的開始
如果將自動化視作蝴蝶輕輕扇動的翅膀,那么隨之而來的便是一場龍卷風般的從生產方式到管理模式,從員工思維到企業文化的變革。實現自動化只是數字化轉型萬里長征的第一步,中核北方并不打算止步于此,通過幾年的實踐,各生產線伴隨自動化系統日益成熟普及應用,中核北方的生產方式、管理模式都由傳統人因模式向智能化、無人化轉變。

在生產方式方面,傳統的制造過程對設備產生的數據一無所知,對現場的生產過程不能實時掌握,設備數據感知能力較弱,對于制造過程的監控完全依賴于人工抄寫數據。中核北方基于制造管控需求,采用“工業物聯網技術”,自動采集關鍵參數、設備狀態數據,實現生產數據監控,提高生產過程數據反饋的及時性和可控性,提升數據感知能力,為產品質量保駕護航。在檢測環節,中核北方采用工業機器視覺技術進行外觀缺陷的自動測量和檢測,通過光學成像、圖像采集、圖像處理和圖像理解識別等智能檢測技術,在生產過程中實現邊檢測邊加工,生產中間產品數據實時分析檢測,提前進行數據預警,嚴控產品質量。在生產過程中,提高了生產效率、增強了質量控制能力,減少了人力資源投入。
在管理模式方面,中核北方構建了生產計劃排產模型,結合現有生產計劃排產經驗,形成訂單優先、允差控制、量到即停、時間均衡、產能最大化等計劃排產策略,生產計劃從公司到分廠到車間到班組級實現了全流程生產計劃自動下達、執行和反饋。為確保制造過程活動可視化、過程質量可控,中核北方陸續在多條生產線建立MES系統,通過MES系統實時監視制造過程的計劃進展、物料、設備運行、質量信息,實現產品制造過程全生命周期管控,進一步提升了對產品的追溯管控能力,從而有效提升產品質量。隨著信息化水平的不斷提升,對辦公自動化的要求也逐步提高。中核北方建設了專網門戶系統,將多領域信息系統的統一身份認證與門戶系統進行集成,同時基于該系統的流程開發引擎,自主開發業務流程,實現業務流程電子化。
數字化轉型是一場思想變革
數字化不僅僅是要改變生產方式、管理模式,更重要的是轉變員工傳統的思維模式,創新出更適應于數字化背景下的企業文化。

在中核北方,數字化轉型已經不單是信息化管理部門或規劃部門的事,需要全廠全員的整體性數字化意識轉變并落實到具體的工作過程中,不單要強調技術創新更需要打破常規,用全新的技術和數字化的管理思維來提升企業的綜合能力。中核北方積極推廣數字化概念,提高員工的數字素養,鼓勵員工打破舊思維習慣,通過信息手段解決問題,實現“員工少跑腿,數據多跑路”,提升運轉效能。
中核北方的數字化轉型之路是一次有益的嘗試,首次建立面向核燃料生產線的智能制造示范生產線,為解決核燃料元件的高效生產和組織管理提供全新解決途徑,對于我國在核能領域實現跨越式發展具有重大的技術、經濟意義。
蝴蝶的翅膀還沒有停止舞動,這場數字化變革還走在路上,未來的中核北方數字化轉型將走向何方?當“倉庫精神”遇到新技術,又將會碰撞出怎樣的火花?時代或許瞬息萬變,技術的浪潮一波又一波地襲來,一切的答案似乎還不完全明了,但在站在浪潮中的中核北方始終主動迎變,始終不懈追求更智能、更便捷、更高效,那么我們有理由相信,無論路在何方,曾為“兩彈一艇”做出過突出貢獻的中國第一家核燃料元件生產科研基地,也將在新時代續寫華篇。
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