數(shù)字化轉(zhuǎn)型是當(dāng)今數(shù)字時(shí)代推動(dòng)核工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力和重要著力點(diǎn)。眾多核工業(yè)企業(yè)積極探索數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑，通過引入先進(jìn)數(shù)字技術(shù)和自動(dòng)化，提升生產(chǎn)效率和運(yùn)營水平。然而，核設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一把“雙刃劍”，在帶來效率提升、成本降低等諸多機(jī)會(huì)的同時(shí)，也伴隨著復(fù)雜的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。為進(jìn)一步提升我國核設(shè)施的安全性、可靠性和運(yùn)行效率，切實(shí)保障數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作安全有序開展，構(gòu)建全面覆蓋、科學(xué)高效的數(shù)字化監(jiān)管體系勢(shì)在必行。

核設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型本質(zhì)

是新數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用

近年來大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、高級(jí)數(shù)據(jù)分析、數(shù)字孿生等技術(shù)的發(fā)展極大地增強(qiáng)和改變了數(shù)字技術(shù)，使其變得更加強(qiáng)大和通用。當(dāng)前，新數(shù)字技術(shù)已在多個(gè)方面展示出顯著優(yōu)勢(shì)，如出色的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力、對(duì)趨勢(shì)和行為的超強(qiáng)預(yù)測(cè)能力、卓越的建模能力、卓越的數(shù)據(jù)決策分析能力以及支持復(fù)雜任務(wù)的自動(dòng)化。

核設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型泛指核設(shè)施運(yùn)維從傳統(tǒng)流程向數(shù)字化流程的轉(zhuǎn)變，主要目標(biāo)是通過技術(shù)進(jìn)步提高安全性、可靠性和效率。典型的核設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)例有使用數(shù)字孿生技術(shù)模擬和優(yōu)化核電廠運(yùn)行，以及使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)預(yù)測(cè)設(shè)備故障和實(shí)施預(yù)測(cè)性維護(hù)等。

核設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型

機(jī)會(huì)與風(fēng)險(xiǎn)并存

核設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型有機(jī)會(huì)大幅提升四項(xiàng)關(guān)鍵能力，即狀態(tài)監(jiān)測(cè)能力、問題診斷能力、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)能力和自動(dòng)化水平。

1. 提升核設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)能力有助于提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性和全面性，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障或系統(tǒng)異常，減少輻射工作場(chǎng)所人工檢查需求，優(yōu)化監(jiān)測(cè)設(shè)備及其運(yùn)維。

2. 提高問題診斷能力有助于更快、更準(zhǔn)確地確定異常或故障的位置、性質(zhì)、根本原因和影響，并實(shí)施有效的糾正措施，防止其再次發(fā)生。

3. 提高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)能力有助于盡早、精準(zhǔn)、全面地預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)，開展預(yù)測(cè)性維護(hù)，解決潛在問題，防范事故發(fā)生。

4. 提高自動(dòng)化水平有助于降低人工操作依賴和人為失誤風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)時(shí)智能處理大量數(shù)據(jù)，簡化操作提高效率，保持性能穩(wěn)定，異常情況下快速準(zhǔn)確執(zhí)行既定安全程序。

當(dāng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型給核設(shè)施提供重大改進(jìn)機(jī)會(huì)時(shí)，可能面臨的六項(xiàng)主要風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。

1. 網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)字系統(tǒng)容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，從而危及設(shè)施安全和安保。未經(jīng)授權(quán)訪問敏感數(shù)據(jù)也會(huì)導(dǎo)致信息泄露和潛在的信息濫用。

2. 系統(tǒng)安全性和可靠性風(fēng)險(xiǎn)。數(shù)字系統(tǒng)在很大程度上依賴于軟件，而軟件中的錯(cuò)誤或漏洞可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障。數(shù)字系統(tǒng)還易出現(xiàn)共因故障而影響多個(gè)系統(tǒng)。

3. 整合挑戰(zhàn)。將新的數(shù)字技術(shù)與現(xiàn)有系統(tǒng)整合可能會(huì)很復(fù)雜，并導(dǎo)致兼容性問題。不同系統(tǒng)和平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行無縫整合極具挑戰(zhàn)性。

4. 合規(guī)性風(fēng)險(xiǎn)。將數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的便于監(jiān)管審查，且保證數(shù)字系統(tǒng)持續(xù)滿足不斷變化的監(jiān)管要求可能是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)。

5. 人因風(fēng)險(xiǎn)。工作人員需要通過充分的培訓(xùn)來適應(yīng)新數(shù)字技術(shù)，可能會(huì)對(duì)變革產(chǎn)生抵觸情緒。對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的過度依賴會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)新的人因失誤，尤其是在工作人員未完全熟悉新數(shù)字技術(shù)的情況下。

6. 實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型可能耗費(fèi)大量時(shí)間，并可能因技術(shù)挑戰(zhàn)或資源限制而出現(xiàn)延誤或成本超支問題。

國外積極開展核領(lǐng)域先進(jìn)

數(shù)字技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究

鑒于人工智能有可能為核工業(yè)帶來許多益處，如提高效率和降低對(duì)人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)前國際上積極開展以人工智能為代表的新數(shù)字技術(shù)在核領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)研究工作，涉及新數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的效益、挑戰(zhàn)和安全評(píng)估框架等多個(gè)方面。

IAEA在2022年發(fā)布了報(bào)告《人工智能加速“核”的應(yīng)用、科學(xué)與技術(shù)》，經(jīng)合組織核能署在2024年發(fā)布了報(bào)告《用于核工程科學(xué)計(jì)算的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)基準(zhǔn)》，英國核監(jiān)管辦公室(ONR)在2022至2023年間牽頭實(shí)施了首批核領(lǐng)域人工智能監(jiān)管沙盒試點(diǎn)項(xiàng)目，并于2024年發(fā)布政策文件《ONR以支持創(chuàng)新為導(dǎo)向的人工智能監(jiān)管辦法》。此外，ONR還積極通過核能署聯(lián)合安全研究項(xiàng)目機(jī)制，與加拿大核安全委員會(huì)、美國核管委會(huì)合作，共同制定核領(lǐng)域人工智能監(jiān)管原則。

美國加快核安全監(jiān)管

數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

美國核管委會(huì)(NRC)積極致力于數(shù)字化轉(zhuǎn)型，旨在建設(shè)并保持一個(gè)強(qiáng)大的現(xiàn)代化數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，利用數(shù)字技術(shù)來提升其安全性、可靠性和效率。其相關(guān)工作涉及四個(gè)主要方面，即監(jiān)管法規(guī)框架更新、新數(shù)字技術(shù)應(yīng)用，數(shù)字化科研以及網(wǎng)絡(luò)安全保障。

1. 升級(jí)數(shù)字化監(jiān)管法規(guī)框架：NRC持續(xù)發(fā)布和修訂相關(guān)聯(lián)邦法規(guī)、監(jiān)管導(dǎo)則、技術(shù)報(bào)告、工作指南、辦公指令等，對(duì)數(shù)字儀控系統(tǒng)安全性和可靠性以及網(wǎng)絡(luò)安全等安全關(guān)鍵項(xiàng)提出安全要求，以應(yīng)對(duì)新興技術(shù)涌現(xiàn)和不斷變化的挑戰(zhàn)，確保核設(shè)施中使用的數(shù)字技術(shù)和系統(tǒng)安全可靠。

2. 使用人工智能和高級(jí)數(shù)據(jù)分析工具：NRC正在將人工智能和高級(jí)數(shù)據(jù)分析納入其監(jiān)管流程，以分析大型數(shù)據(jù)集、拓展和深化安全評(píng)估、支持決策和加強(qiáng)監(jiān)管。其成立了人工智能管理委員會(huì)，任命首席人工智能官，牽頭抓總、統(tǒng)籌推進(jìn)人工智能應(yīng)用工作。同時(shí)還提出將人工智能納入NRC監(jiān)管框架的路線圖，涵蓋了其監(jiān)管框架建設(shè)、審評(píng)隊(duì)伍建設(shè)、國內(nèi)與國際合作、人才培養(yǎng)和人工智能工具應(yīng)用與研究等五項(xiàng)重點(diǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)。

3. 聚焦數(shù)字化關(guān)鍵領(lǐng)域研究：NRC系統(tǒng)性地開展數(shù)字化安全有關(guān)課題研究，主要針對(duì)數(shù)字儀控系統(tǒng)安全、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析、風(fēng)險(xiǎn)分析支撐的安全評(píng)估等七個(gè)主要研究方向。例如，為評(píng)估環(huán)境對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的影響，NRC專門開展了有關(guān)火災(zāi)、煙霧、高溫、電磁脈沖、空間天氣和其他環(huán)境因素對(duì)數(shù)字系統(tǒng)性能和可靠性的影響方面的研究等。

4. 實(shí)施先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)安全措施：NRC網(wǎng)絡(luò)安全工作的核心目標(biāo)是保護(hù)數(shù)字系統(tǒng)的功能與數(shù)據(jù)等。所采取的主要措施包括：讓安全、應(yīng)急等關(guān)鍵系統(tǒng)與外部網(wǎng)絡(luò)隔離，定期開展網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)措施有效性評(píng)估和檢查，管控IT系統(tǒng)和組件供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)，持續(xù)開展網(wǎng)絡(luò)安全培訓(xùn)，提高NRC工作人員、營運(yùn)單位人員的網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)知和其應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)威脅的能力等。