基于数字孪生的核电主设备智能制造探索与实践

上海电气作为全球领先的工业级绿色智能系统解决方案提供商，在核电装备制造领域拥有国内最完整的核电产品成套供货能力，市场占有率位居前列。2023年，其牵头申报的“核电主设备全要素多态协同智能制造与集成交付”项目入选国家能源局核电数字化转型技术示范项目（智能化制造领域唯一一家）。

该项目通过构建设计制造协同、制造过程协同、供应链一体化协同和数字化交付协同四大体系，实现核电主设备全生命周期的智能化管理。具体包括：

• 设计制造协同：基于统一数据源和三维模型，实现工艺设计与生产制造的协同迭代，提升设计协同效率和工艺设计能力。
• 制造过程协同：通过设备互联及系统集成，实现人机料法环等生产资源的协同联动，提升生产全过程可视透明度。
• 供应链一体化协同：构建数据融通、资源共享、业务协同的网状供应链体系，实现与供应商的采购协同和质量协同，提升供应效率和质量。
• 数字化交付协同：贯通项目全生命周期各阶段数据要素，实现完工文件的全面电子化和部分数据的结构化交付，探索三维建模技术构建企业三维化数字产品交付能力。

在此基础上，上海电气应用数字孪生技术，打造了“核电主设备制造数智孪生空间”，具体包括：

• 物理世界的数字孪生：涵盖厂区建筑、车间设备、工件、人员等全要素的数字孪生，实现园区和车间的实时监控和高效管理。
• 业务世界的数字孪生：横向拉通从订单到交付的价值链业务流和数据流，纵向贯通运营层、执行层和现场层的信息，实现全流程的智能化管理。

通过数字孪生技术的应用，上海电气在核电主设备制造过程中实现了多个场景的智能化管理，包括：

• 实时可视的制造过程：自动判断产品制造进展，及时识别瓶颈，支撑项目、生产精益化管理。
• 可视化的深孔加工：通过三轴深孔钻加工中心数字孪生，实时监测关键参数，辅助加工风险预警和产品缺陷分析。
• 支撑板智能检测：通过蒸汽发生器支撑板数字孪生，配合CCD推扫系统，提前预判加工过程中可能出现的缺陷。
• 管子管板智能焊接：通过焊接机器人数字建模与孪生，实现全周期焊接数据的实时采集、存储、分析。
• 智能试验仿真：通过核主泵试验仿真数字孪生，实现产品设计、开发、制造、交付的闭环管理。
• 智能仓储：结合数字孪生与三维技术，实现货物精准定位、路径优化及环境监测，确保材料准确及时送达。

最终，上海电气通过“核电主设备全要素多态协同智能制造与集成交付”平台的建设和数字孪生技术的应用，提升了核电主设备从设计、制造到交付的协同互联能力和智能制造水平，为未来深入推进数智化转型、赋能核电主设备高质量制造奠定了坚实基础。