中核四0四数智化建设赋能高质量发展中核四0四数字化仿真技术激活“数智”引擎澎湃动能

“全国仿真创新应用大赛一等奖、中核集团科技进步三等奖、中核集团第三届“星河杯”系统工程竞赛三等奖、甘肃省首届核工业机器人大赛二等奖、30余项发明专利及软件著作权......”近年来，中核四0四紧扣核燃料循环全产业链数字化转型，立足核化工全流程生产实际需求，围绕数字核化工仿真、机器人集成研发、人工智能应用、辐射防护与临界计算四大核心研究方向，成立核燃料循环数字化仿真实验室，以仿真建模、智能装备、AI算法、安全验算为“抓手”，稳步推动安全化、智能化、精益化水平迈上新台阶，积蓄起更加强劲的发展势能。仿真实验室在技术攻关与应用实践中屡获认可，斩获实验室在技术攻关与应用实践中屡获认可，斩获全国仿真创新应用大赛一等奖、中核集团科技进步三等奖、中核集团第三届“星河杯”系统工程竞赛三等奖、甘肃省首届核工业机器人大赛二等奖等多项荣誉，累计拥有发明专利及软件著作权30余项。

全国仿真创新应用大赛全国总决赛企业组三等奖

全国仿真创新应用大赛全国总决赛企业组一等奖

甘肃省首届核工业机器人大赛
 

仿真筑基，“数字沙盘”助力工艺优化。在这里，仿真实验室早已超越传统“机房”的范畴，一举成为核技术应用从蓝图走向现实的核心“推手”。实验室综合运用多维度、多类型数字化仿真技术，针对核化工不同工艺特征灵活选用适配建模方案，聚焦关键化工设备性能优化、探测器件开发、核安全、管网水力校核、萃取设备故障诊断五大场景开展仿真攻关。通过在虚拟空间推演完成流化床参数优化、He-3中子管性能校核、管网水力工况模拟、混合澄清槽故障诊断建模，充分发挥仿真“零成本试错、全维度可视化”的优势，用模拟实验替代实体试验，优化设备结构与运行参数，从源头减少实物试验带来的物料损耗，做到“看得清”“反应快”“效率高”，为生产线工艺优化、设备运维提供精准的技术支撑。
 

智控赋能，“机器员工”革新作业模式。长期以来，“设备成本高，环境风险高，操作要求高”始终是生产一线难点的“高频词”。仿真实验室聚焦一线难题，围绕涉放厂房普查、厂区智能巡检两大核心业务，研制出多类表面污染普查机器人、挂轨巡检机器人、轮式巡检机器人与巡检无人机等智能机器人。为最大程度发挥智能机器人效果，实验室构建多形态协同的智能化巡检体系，普查机器人负责场地放射性污染排查标记，挂轨、轮式机器人及无人机各司其职完成全场景定点与大范围巡检，依靠自动化装备替代人员深入高风险区域作业，从源头降低人员受照风险，加速核设施巡检检测模式智能化转型。“这些‘铁家伙’，现在已经成了我们特殊场景下的好帮手。”各类机器人投入运行后，获得一线职工广泛好评。

巡检机器狗

普查去污机器人
 

算法驱动，“智能推演”提升攻关效能。仿真实验室依托智能体和大模型等前沿AI技术，以数据模型挖掘释放科研数据资产价值，持续提升生产与研发管理精细化水平。首轮收集场景60余项，遴选论证10项较高应用价值场景，实现智能工具落地部署，全面赋能生产调度、采购管理、辐射核算等场景。智能水量预测调度系统打通厂区用水全链路数据，初步实现水源调度智能化管控；辐射屏蔽智能速算器依托计算数据建模，转化形成轻量化代理模型应用软件，可快速完成容器、元器件、手套箱等装置的辐射屏蔽核算，高效支撑防护结构设计......多点突破、梯次推进的场景布局正在加速形成。

核燃料循环数字化仿真实验室
 

精算护航，“数字防线”筑牢安全底线。核设施辐射防护与临界安全是不可逾越的红线底线。仿真实验室摆脱传统经验估算，以蒙特卡洛仿真计算为核心，构建高精度重构模型，打造守护安全的“定海神针”。实验室聚焦放射性厂房屏蔽设计、工艺设备安全评估需求，常态化开展辐防设计、临界安全评估、防护方案评估、临界安全复核计算四类专项验算工作。针对关键区域，中核四0四依托数字化复核手段，精准核算空间辐射剂量分布，校验现有屏蔽结构合规性，精准识别防护短板，输出优化后的屏蔽整改与运行管控方案。这种“微创手术”式的精准防控，从设计、调试、运维全周期筑牢核设施辐射安全与临界安全底线，为涉放装置长期稳定合规运行提供了可靠保障。
 

从虚拟仿真优化工艺，到智能装备优化人工作业，再到人工智能赋能管理、数字化计算严守安全红线，在以新技术培育核工业新质生产力的道路上，中核四0四步履不停、行稳致远。后续，中核四0四将坚持锚定中核集团“数字核工业”建设目标，深化技术迭代，推进数字孪生技术与全系列机器人、仿真系统深度耦合，搭建数字核化工综合集成管理平台，积极拓展人工智能在工艺优化、故障诊断、辐射智能预警等新场景落地，有效丰富智能装备生产线，不断探索数智技术与核化工生产更深层次融合，为核燃料循环全产业链安全高效、绿色智能高质量发展注入强劲动力。
（作者：兰晶霞  虞想）