“我们将要启动的是国内首个核电大数据咨询项目,旨在根据业务现状制定出切实可行的大数据平台方案,将新时代的科技成果与我们的业务相结合,做好数据挖掘和分析利用,充分发挥出核电数据的价值。”

——伍吉泽,中核核电运行管理有限公司CIO、副总工程师

核电龙头企业的前瞻性预见

秦山核电站是中国自行设计、建造和运营管理的第一座压水堆核电站,是目前国内核电机组数量最多、堆型最丰富、装机最大的核电基地。其作为我国核电行业中的“领头羊”,意识到在国内外力推工业4.0的新形势下,向智慧核电转型是个潜在机遇,并在“十三五规划”中,提出了建设数字核电厂的愿景。

主泵、稳压器、蒸汽发生器、安全壳、汽轮发电机、危急冷却系统...这些都是核电站最常见的重要设备。核反应所释放的能量巨大,任何设备出现的一点小小的故障都可能导致极其严重的后果。

为保证安全性,核电站建立了充足的后备库存,以保证对故障设备的及时替换和更新;同时,在对设备定期检查的基础上,不定期开展了动态检查,以确定设备运转正常,降低设备运行风险。

如果能利用大数据平台的分析和预测能力,分析出故障率较高的设备类型,预测出设备故障时间点,那么就能设计出更合理的库存比例和更精准的动态检查计划,进而将运行风险降到最低,安全性能提高的同时还能降低库存和动态检查的成本。

核电行业大数据的大胆拓荒,力求完美转型

普元对秦山核电站现状做了深入的调研和分析,从数据、功能、物理、工具、制度多个维度进行了成熟度评估,并针对秦山核电站在设备库存和设备可靠性等方面的具体业务需求,从大数据平台层面给出了切实可行的解决方法:

ü  大数据平台可结合ERP、EAM、集采平台等系统中的物料信息、缺陷信息、采购周期信息、供应商评价信息、采购价格、仓储等信息,分析物料/设备采购成本,判断采购决策,减少库存量。

ü  利用大数据平台关联分析能力,结合EAM、ERP等系统中的设备缺陷信息、缺陷工单维修信息、采购记录、供应商评价信息,构建设备、缺陷、供应、维修、经验等多维度的分析模型,计算出设备的综合指标,预测出设备可能出现故障的时间点,实现对设备可靠性的分析和预测,提前预防,降低运行风险。

咨询成果落地,可重点从功能架构和技术架构两个层面着手,建设大数据平台:

1、功能架构上——建立完善的企业级功能架构

秦山核电站目前各部门业务系统已经比较完善,有足够有价值的历史数据可以进行分析和预测,但现阶段这些数据还较为分散、相对独立,集采集、存储、管控、调度监控能力于一体的大数据平台,可以提高数据的综合利用率,打通各部门数据壁垒,帮助其实现“数字化核电”的目标。

大数据采集方面,为及时发现核电站设备故障,大数据平台应同时具备实时和非实时数据的采集能力。可以将流计算框架作为基础,通过对流数据进行高效实时运算,支撑实时业务响应和规则动态匹配。

大数据存储方面,为满足海量实时设备信息的存储需求,大数据平台需要同时具备结构化与非结构化数据的存储和计算能力。同时,利用内存库和流计算技术,实现数据的快速计算和存储,进而提升业务的反应速度。

大数据管控方面,应以秦山核电站现有数据字典为基础,从元数据管理、数据标准建立、数据质量监控、数据处理监控、数据共享发布等方面入手,实现书同文、车同轨的数据管控能力。

大数据度调度监控方面,为实现大数据作业运行情况的监控和干预以及直观的性能分析,平台应具备强大的调度监控能力和友好的可视化界面,以实现智能稳定的调度监控能力。

2、技术架构上——要“创新”而不是“替换”

通过多年的信息化建设,秦山核电站在核电领域始终保持着技术领先地位,目前已经形成了相对完善的企业信息化体系。大数据平台的建设应该充分利用原有信息化成果,将原有系统和大数据平台技术完美融合,采取利“旧”创“新”的一体化混合式架构,在原有业务功能的基础上,提升生产经营的决策水平。

新的混合架构将分为获取、数据、能力、应用四层,数据源经过数据获取层的批量或实时采集进入数据层,数据层分门别类对不同数据进行存储,能力层基于数据存储为核电站提供各种服务,最后应用在核电站具体的业务之中,满足核电站提升设备可靠性、节约成本的内在业务需求。

在数据管控方面,大数据平台将从数据标准管理、元数据管理、数据质量管理、数据安全等方面对数据进行全面管控,确保数据的安全可靠,进一步提升大数据平台的分析与预测能力。

利“旧”创“新” 一体化混合架构示意图

中核核电运行管理有限公司信息项目处处长马寅军表示: “通过本次合作,秦山核电站梳理了业务场景,明确了功能架构,同时确定了可落地的技术方案,明确规划出了未来5年内的大数据中心建设方向,其中对安全生产,降低库存等重要业务场景的实现,不仅对秦山核电站有重要意义,对整个核电行业的发展起到了极大的推动作用。” 

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