孫 丹，郝嬋嬋，田巨云，馮 濤

(中核陜西鈾濃縮有限公司，陜西 漢中 723312)

鈾濃縮工業(yè)對國家持續(xù)保持戰(zhàn)略力量的有效性有著決定性作用。鈾濃縮工廠能否正常、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)對確保中國大國地位，增強(qiáng)中國在全球事務(wù)中的話語權(quán)，全方位維護(hù)國家利益，確保國家安全有重要意義。

“中國制造2025”要求推進(jìn)生產(chǎn)過程的智能化，培育新型生產(chǎn)方式，全面提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化水平。當(dāng)前國內(nèi)鈾濃縮工廠把主要科研精力集中在對專用物料分離技術(shù)的改良和新設(shè)備的使用上，對工廠生產(chǎn)系統(tǒng)整體考慮較少[1-3]。為此，筆者從鈾濃縮工藝系統(tǒng)的角度,闡明整個生產(chǎn)系統(tǒng)智能化建設(shè)的主要內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑，并簡單論述當(dāng)前條件下智能工廠建設(shè)尚需攻克的關(guān)鍵技術(shù)，供鈾濃縮智能工廠建設(shè)借鑒。

1 智能化需求分析

目前，鈾濃縮生產(chǎn)過程總體上處于“工業(yè) 2.0”階段，部分技術(shù)達(dá)到了“工業(yè) 3.0”水平。生產(chǎn)中仍采用以人工管控為主的運(yùn)行管控手段，絕大部分生產(chǎn)作業(yè)需手動進(jìn)行，生產(chǎn)相關(guān)的信息主要由人工生成、處理和傳遞，不同職能部門的協(xié)同問題占用了大量精力，不能滿足快速響應(yīng)、降低成本的總體需求[4-6]。

1.1 信息化應(yīng)用現(xiàn)狀

信息化是實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)的關(guān)鍵，鈾濃縮信息技術(shù)應(yīng)用經(jīng)歷了數(shù)據(jù)“無紙化”、單點(diǎn)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)、企業(yè)信息平臺建設(shè)3個階段，實(shí)現(xiàn)了如下信息化功能：1)基本建立覆蓋部門的信息化應(yīng)用基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。建立了較為完整的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，各部門通過OA辦公系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息互通，通過生產(chǎn)信息系統(tǒng)初步實(shí)現(xiàn)部分生產(chǎn)信息的直接顯示。2)初步實(shí)現(xiàn)信息集成化、一體化應(yīng)用。陸續(xù)引入NC等ERP系統(tǒng)來提升企業(yè)的綜合管控水平，在生產(chǎn)計劃制定與管控、物資供應(yīng)與庫存管理、財務(wù)管理、信息傳遞等方面，已經(jīng)基本消除業(yè)務(wù)之間的信息隔離，初步實(shí)現(xiàn)了信息流、物流、資金流的一體化。3)探索應(yīng)用智能生產(chǎn)技術(shù)。已開展少人化、無人化、智能化生產(chǎn)研究，物料運(yùn)輸設(shè)備、自動凈化工藝等在一定程度上實(shí)現(xiàn)了自動化作業(yè)，降低了工作人員勞動強(qiáng)度。

1.2 面向智能生產(chǎn)建設(shè)存在的不足

當(dāng)前整體的信息化基礎(chǔ)設(shè)施較薄弱，不能有效支撐智能生產(chǎn)，智能生產(chǎn)在企業(yè)應(yīng)用中處于起步探索階段。

1.2.1 整體規(guī)劃未向智能工廠方向布局

目前鈾濃縮行業(yè)，基于傳統(tǒng)企業(yè)信息化的中長期規(guī)劃開展信息化應(yīng)用，智能生產(chǎn)技術(shù)基本上是作為探索方向，僅在個別生產(chǎn)崗位的個別操作中嘗試應(yīng)用。生產(chǎn)過程缺乏高效的知識工程保障能力，仿真能力弱、數(shù)據(jù)積累不足，難以為生產(chǎn)決策提供及時、準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)支撐。企業(yè)信息化總體布局還未面向智能制造、企業(yè)大數(shù)據(jù)等方面進(jìn)行系統(tǒng)布局，發(fā)展的引領(lǐng)方向不強(qiáng)。

1.2.2 信息化應(yīng)用架構(gòu)不完善

現(xiàn)有信息化應(yīng)用架構(gòu)以單點(diǎn)應(yīng)用為主，缺乏全面流程管理理念，整體優(yōu)化不完善。管理活動以“管”與“控”為主，相對單一；生產(chǎn)信息是點(diǎn)對點(diǎn)流動，缺乏基于系統(tǒng)工程的、具備全面數(shù)據(jù)支撐的、基于流程驅(qū)動的業(yè)務(wù)模式，綜合管控體系不夠健全，綜合管控能力有待提高[7]。

1.2.3 智能化技術(shù)應(yīng)用較少

生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計上沒有考慮智能生產(chǎn)的需求，缺少智能生產(chǎn)功能模塊，支撐智能生產(chǎn)所需的技術(shù)基礎(chǔ)、關(guān)鍵工藝能力、關(guān)鍵設(shè)備嚴(yán)重不足，自動化技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)缺失很大。

2 基于智能生產(chǎn)的應(yīng)用架構(gòu)

鈾濃縮行業(yè)的生產(chǎn)智能化不僅要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化和狀態(tài)控制實(shí)時化；還應(yīng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理均衡化，科研改造協(xié)同化，輔助管理決策科學(xué)化、智慧化;并優(yōu)化資源配置，促進(jìn)全價值鏈有效管控，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)核心競爭能力，滿足自主創(chuàng)新、自主研發(fā)、自主發(fā)展的業(yè)務(wù)需求。

2.1 生產(chǎn)過程分析

整個生產(chǎn)過程可以分為生產(chǎn)信息流和日常生產(chǎn)作業(yè)。日常生產(chǎn)作業(yè)主要包含鈾濃縮作業(yè)和專用物料儲運(yùn)作業(yè)。由于鈾濃縮工業(yè)的特殊性，所有的生產(chǎn)活動必須考慮應(yīng)急處理。

生產(chǎn)信息主要是指鈾濃縮生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)組織與管理、生產(chǎn)計劃與控制、過程與產(chǎn)品評價等，既包括生產(chǎn)活動中應(yīng)用的知識、經(jīng)驗及技術(shù)專長等技術(shù)信息，也包括組織生產(chǎn)過程所需的程序、方法和數(shù)據(jù)資料等管理信息。當(dāng)前生產(chǎn)系統(tǒng)信息和控制通過DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)計劃以及技術(shù)信息流通于OA系統(tǒng)，通過對數(shù)據(jù)資料的電子化，建立經(jīng)驗反饋的“大數(shù)據(jù)”，以及對現(xiàn)有信息系統(tǒng)的整合、優(yōu)化、添加功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的交互式傳遞。

鈾濃縮相關(guān)生產(chǎn)性作業(yè)，按工藝特點(diǎn)可劃分為生產(chǎn)準(zhǔn)備作業(yè)、專用物料分離作業(yè)、物料搬運(yùn)作業(yè)、質(zhì)檢作業(yè)和檢修作業(yè)，各類作業(yè)又可進(jìn)一步細(xì)分。

鈾濃縮生產(chǎn)的異常處理極為復(fù)雜，自動化處置存在較高的安全風(fēng)險；但可以將處置方法分解為可行的基本作業(yè)，同時將異常產(chǎn)生的原因、現(xiàn)象、發(fā)展過程以及處理方法制作成數(shù)據(jù)庫，在異常發(fā)生時，根據(jù)相似性提供決策支持和輔助處置。

2.2 智能生產(chǎn)內(nèi)容

2.2.1 智能化作業(yè)

鈾濃縮智能生產(chǎn)的核心是鈾濃縮作業(yè)的智能化。構(gòu)建智能化作業(yè)系統(tǒng)時必須考慮自動模式失效時的應(yīng)對方法，但也不能無限發(fā)散，需要保證在給定的擾動下系統(tǒng)智能作業(yè)更有意義[8]。

智能作業(yè)系統(tǒng)主要內(nèi)容：1)信息識別。利用合適的傳感器測量鈾濃縮系統(tǒng)專用設(shè)備及配套設(shè)備的性能參數(shù)，根據(jù)識別的信息確定生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)行性能與狀態(tài)。2)決策策略。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，識別輸入和要求的性能指標(biāo)，確定要求的參數(shù)控制和性能質(zhì)量。3)在決策的基礎(chǔ)上作出動作。智能化系統(tǒng)作出決策，且在校驗無誤后作出對應(yīng)動作，實(shí)現(xiàn)計劃任務(wù)。4)信息共享與集成。應(yīng)用大數(shù)據(jù)管理技術(shù)與可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對工藝設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控、異常預(yù)警、快速定位故障等功能，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的在線診斷和生產(chǎn)工作的智能化調(diào)度。

2.2.2 智能化管控

實(shí)現(xiàn)鈾濃縮設(shè)計、生產(chǎn)、成本、質(zhì)量、安全等業(yè)務(wù)智能化協(xié)同，提升整個生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力。智能化管控主要內(nèi)容：1)構(gòu)建工藝技術(shù)環(huán)境，建立支持各類工藝設(shè)計的工藝知識庫，建立生產(chǎn)過程模型和異常生成模型，支持工藝技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)過程快速修正；2)全面管理生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計劃、物資計劃、主生產(chǎn)計劃的緊密關(guān)聯(lián)，智能化記錄完成狀態(tài)，進(jìn)行計劃執(zhí)行結(jié)果分析和改進(jìn)措施的制定，輔助職能部門進(jìn)行快速調(diào)整，提升響應(yīng)能力和靈活應(yīng)變能力；3)構(gòu)建虛擬運(yùn)行與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合的運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程仿真，智能化篩選出最佳生產(chǎn)路線，為實(shí)際生產(chǎn)提供教學(xué)和工作指導(dǎo)。

2.2.3 智能化輔助決策

鈾濃縮生產(chǎn)信息流復(fù)雜多變，通過智能化輔助決策，協(xié)助管理層和作業(yè)層快速準(zhǔn)確決策。智能化輔助決策主要內(nèi)容：1)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部協(xié)同。根據(jù)實(shí)時生產(chǎn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品需求、生產(chǎn)計劃、物料需求與實(shí)際生產(chǎn)能力的自動協(xié)同與匹配，促成計劃、采購、生產(chǎn)、質(zhì)量、安全、技術(shù)、財務(wù)等部門的協(xié)同化工作。2)提供智能決策支持?？茖W(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)計劃的制定和執(zhí)行，提升生產(chǎn)的安全性，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，為各級管理部門和工廠決策提供科學(xué)決策支持。

2.3 智能化生產(chǎn)系統(tǒng)

鈾濃縮是一個十分繁雜且技術(shù)含量高的工業(yè)體系，生產(chǎn)信息種類多且變化快，對生產(chǎn)系統(tǒng)的信息流控制要求快速、及時、準(zhǔn)確。

2.3.1 智能生產(chǎn)系統(tǒng)組成

智能生產(chǎn)系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，從層級上可以分為基礎(chǔ)層、支持層、應(yīng)用層和展現(xiàn)層；從功能角度可以將劃分為設(shè)計自動化、生產(chǎn)自動化、質(zhì)量保證和管理信息4個分系統(tǒng)，以及通信網(wǎng)絡(luò)(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))和數(shù)據(jù)庫2個支撐分系統(tǒng)[9]。

圖1 智能生產(chǎn)應(yīng)用架構(gòu)

基礎(chǔ)層是智能生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，包括必備的硬件和軟件基礎(chǔ)。支持層用于支持?jǐn)?shù)據(jù)共享和信息集成，特別是與現(xiàn)有各生產(chǎn)系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)之間的互聯(lián)，滿足各設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)支持的不同要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源共享和實(shí)時控制。應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)信息流和物流的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)鈾濃縮工況、方案、設(shè)備運(yùn)行、生產(chǎn)準(zhǔn)備等自動化設(shè)計，完成生產(chǎn)作業(yè)計劃和作業(yè)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)鈾濃縮生產(chǎn)和專用物料搬運(yùn)智能化；進(jìn)行系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷處理，完成生產(chǎn)中各類數(shù)據(jù)的采集和評估，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價，并及時反饋給生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)模塊的協(xié)同工作。展現(xiàn)層與用戶直接對接，能夠展現(xiàn)生產(chǎn)所需的全部信息，并持續(xù)更新。

2.3.2 智能生產(chǎn)系統(tǒng)的遞階控制系統(tǒng)

為符合工廠現(xiàn)行控制與管理習(xí)慣，采用分級控制的遞階控制方式[10]，將復(fù)雜的任務(wù)逐級分解成子任務(wù)，并接受反饋，實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)(圖2)。

圖2 智能生產(chǎn)系統(tǒng)的遞階控制系統(tǒng)

工廠層是控制層，履行“廠部”職能，在智能化管控模塊協(xié)助下完成鈾濃縮規(guī)劃、專用物料、財務(wù)、人力、供應(yīng)鏈等決策，制定鈾濃縮標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，決定生產(chǎn)邊界。

車間層對應(yīng)各生產(chǎn)單位，根據(jù)上級生產(chǎn)指令和安全、質(zhì)量、成本管控、庫存等條件，在智能化管控模塊協(xié)助下協(xié)調(diào)生產(chǎn)、配置資源，進(jìn)行任務(wù)管理和資源分配。

單元層對應(yīng)職能科室，在智能化管控模塊協(xié)助下將上級任務(wù)分解，在智能化輔助決策模塊協(xié)助下分析資源需求并決定工作路線，分配、監(jiān)控任務(wù)進(jìn)展，統(tǒng)計報表等。

工作層對應(yīng)鈾濃縮工廠運(yùn)行值，在智能化管控模塊協(xié)助下，指揮和協(xié)調(diào)生產(chǎn)系統(tǒng)中的專項工作小組通過智能化作業(yè)模塊完成指定任務(wù)；在智能化輔助決策模塊協(xié)助下，處理系統(tǒng)異常。

設(shè)備層是生產(chǎn)系統(tǒng)的最底層，完成具體的指令，直接對接智能化作業(yè)、管控、輔助決策模塊。

3 智能生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)建

當(dāng)前鈾濃縮工廠的生產(chǎn)設(shè)備信息采集系統(tǒng)比較完善，管理系統(tǒng)采用OA、ERP等專業(yè)系統(tǒng)。在構(gòu)建智能生產(chǎn)系統(tǒng)時，可以充分利用這些現(xiàn)有資源，并考慮涉核生產(chǎn)系統(tǒng)的安全性、可靠性和保密性限制。

3.1 工廠層控制系統(tǒng)構(gòu)建

在工廠戰(zhàn)略規(guī)劃層面，鈾濃縮生產(chǎn)具有高度的計劃性和指向性。因此在構(gòu)建工廠層控制系統(tǒng)時，應(yīng)重視對現(xiàn)有的信息系統(tǒng)進(jìn)行智能化改造，進(jìn)行OA、ERP、DCS等信息系統(tǒng)緊密集成，實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)部設(shè)計、生產(chǎn)、成本、質(zhì)量、安全等業(yè)務(wù)協(xié)同和信息集成共享，實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)化集成，提升整個生產(chǎn)管理系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品計劃、工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計劃、物料供應(yīng)計劃、財務(wù)數(shù)據(jù)等的互聯(lián)共享，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品需求、生產(chǎn)計劃、物料需求與實(shí)際生產(chǎn)能力的自動協(xié)同與匹配，促成計劃、采購、生產(chǎn)、質(zhì)量、安全、技術(shù)、財務(wù)等部門的系統(tǒng)化協(xié)同。

3.2 車間層控制系統(tǒng)構(gòu)建

鈾濃縮生產(chǎn)車間主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)不同豐度的產(chǎn)品，以及進(jìn)行配套的安全、質(zhì)量、設(shè)備、技術(shù)管理和技能教育。基于ERP、OA、NC等系統(tǒng)綜合集成，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)計劃、物資計劃、主生產(chǎn)計劃的緊密關(guān)聯(lián)，以信息流貫穿管理全過程，對計劃的執(zhí)行情況進(jìn)行實(shí)時分析，完成狀態(tài)記錄、計劃執(zhí)行結(jié)果分析和改進(jìn)措施制定。設(shè)計、生產(chǎn)與成本、質(zhì)量、安全等業(yè)務(wù)協(xié)同共享，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行與實(shí)際運(yùn)行的協(xié)調(diào)統(tǒng)一和相互映射。當(dāng)外在環(huán)境或內(nèi)在參數(shù)變動時，可以輔助職能部門進(jìn)行快速調(diào)整，提升生產(chǎn)線的快速響應(yīng)能力和靈活應(yīng)變能力。

建立大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和內(nèi)部云平臺，通過對綜合計劃、生產(chǎn)計劃、物資供應(yīng)計劃、庫存計劃的識別與預(yù)測分析，揭示生產(chǎn)運(yùn)行過程和生產(chǎn)管理過程的內(nèi)在規(guī)律，科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)計劃的制定和執(zhí)行，提升生產(chǎn)的安全性，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，為各級管理部門和工廠決策提供科學(xué)決策支持。

3.3 單元層控制系統(tǒng)構(gòu)建

圍繞鈾濃縮相關(guān)工作的工藝設(shè)計與生產(chǎn)過程，建立支持各類工藝設(shè)計的知識庫，形成材料數(shù)據(jù)庫、工藝數(shù)據(jù)庫、運(yùn)行數(shù)據(jù)庫、經(jīng)驗反饋數(shù)據(jù)庫等與工藝有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫。建立生產(chǎn)過程模型和異常生產(chǎn)模型，支持工藝技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)過程的快速修正。

通過鈾濃縮設(shè)計、生產(chǎn)、質(zhì)保、管理自動化模塊，以及CAD、CAE、CAPP等專業(yè)工具和ERP、OA、DCS等專業(yè)系統(tǒng)的集成和使用，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、工程數(shù)據(jù)庫、質(zhì)量數(shù)據(jù)庫等支持和對實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)采集與加工的基礎(chǔ)上，構(gòu)建鈾濃縮的虛擬生產(chǎn)環(huán)境、資源需求和生產(chǎn)要素，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行過程仿真，智能化篩選出最佳生產(chǎn)路線。

將生產(chǎn)過程以圖片、視頻、音頻等形式輸出，形成可視化的工作指導(dǎo)文件，為實(shí)際生產(chǎn)提供可視化教學(xué)和指導(dǎo)。

3.4 工作層控制系統(tǒng)構(gòu)建

為保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，通過如下過程實(shí)現(xiàn)智能化鈾濃縮作業(yè)：1)對各項鈾濃縮作業(yè)發(fā)生的頻率、自動化實(shí)現(xiàn)的可行性及風(fēng)險進(jìn)行評估；2)根據(jù)當(dāng)前實(shí)際智能化水平，選擇合適的作業(yè)，通過傳感技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)和實(shí)時通信技術(shù)集成應(yīng)用，以及對常用作業(yè)的程序化、規(guī)范化組態(tài)編譯，實(shí)現(xiàn)作業(yè)的自動化、智能化；3)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，將作業(yè)與信息系統(tǒng)融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動釆集、自動分析及共享、分析、應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能工廠內(nèi)部的安全、高效、精確運(yùn)轉(zhuǎn)；4)通過生產(chǎn)管理分系統(tǒng)運(yùn)行值接受任務(wù)，在質(zhì)保分系統(tǒng)的監(jiān)督下完成任務(wù)并反饋，運(yùn)行數(shù)據(jù)庫可為異常處理情況提供輔助分析。

3.5 設(shè)備層控制系統(tǒng)構(gòu)建

設(shè)備層控制系統(tǒng)包含信息識別，決策策略，在決策的基礎(chǔ)上作出動作，并實(shí)現(xiàn)信息共享與集成。

3.5.1 信息識別

利用合適的傳感器，測量鈾濃縮系統(tǒng)專用設(shè)備及配套設(shè)備的性能參數(shù)，不但要識別連續(xù)的狀態(tài)信息；還要識別瞬態(tài)變化的信息，如系統(tǒng)中斷、系統(tǒng)故障、設(shè)備損壞等，然后根據(jù)識別的信息確定生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)行性能與狀態(tài)。

3.5.2 決策策略

通過對系統(tǒng)狀態(tài)、過程參數(shù)、反饋信息等的識別，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，確定要求的參數(shù)控制和性能質(zhì)量。決策過程還包括輸入識別和性能指標(biāo)識別。

對于核工業(yè)來說，安全和保密應(yīng)是最基礎(chǔ)決策判據(jù)；在兩者均滿足的條件下，根據(jù)實(shí)際需求可選擇最大生產(chǎn)率、最短時間、最低成本等決策策略。

3.5.3 在決策的基礎(chǔ)上作出動作

智能化系統(tǒng)作出決策且校驗無誤后作出相應(yīng)動作，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的任務(wù)。動作期間應(yīng)對環(huán)境與過程進(jìn)行監(jiān)視，識別其變化，根據(jù)過程的反饋信息作出相應(yīng)調(diào)整，在任務(wù)完成后輸出相應(yīng)的報告。

3.5.4 信息共享與集成

在保證數(shù)據(jù)安全的前提下，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，整合各設(shè)備通訊能力，實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時共享。應(yīng)用大數(shù)據(jù)管理技術(shù)與可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對工藝設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控、異常預(yù)警、快速定位故障等功能，以及實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的在線診斷和生產(chǎn)工作的智能化調(diào)度。

4 智能化建設(shè)需要克服的困難

目前已具備一定智能生產(chǎn)的基礎(chǔ)，但距離實(shí)現(xiàn)還有很多困難需要克服。

4.1 安全性限制

現(xiàn)行作業(yè)依靠工作人員監(jiān)護(hù)制等措施保證安全。智能系統(tǒng)自動化操作物料的可靠性、危險因素沒有經(jīng)過考驗，能否得到監(jiān)管部門認(rèn)可存在不確定性，需要經(jīng)過長時間的考核才能充分排除風(fēng)險，確保安全性。

4.2 可靠性限制

當(dāng)前生產(chǎn)信息為單回路傳輸，從產(chǎn)生、傳遞到控制人員大約經(jīng)過30個節(jié)點(diǎn)，通過人工干預(yù)來獲得滿意的安全性和可靠性。若實(shí)施智能系統(tǒng)自動化決策，因單回路信息通道容易出現(xiàn)錯誤決策，考慮到可能的決策沖突，至少需要3個獨(dú)立回路分別判斷才能提高可靠性和安全性。

4.3 保密限制

鈾濃縮行業(yè)很多信息的知悉范圍存在限制，而且傳遞信息的網(wǎng)絡(luò)需經(jīng)過保密審查，這對于智能化生產(chǎn)系統(tǒng)的及時性和共享性存在很大的限制。

4.4 人力資源限制

在當(dāng)前生產(chǎn)系統(tǒng)一線作業(yè)人員中，高中學(xué)歷人員約占50%～60%，大專學(xué)歷人員約占20%，本科以上學(xué)歷人員約占20%～30%。開展智能生產(chǎn)對從業(yè)人員的知識水平要求高，相當(dāng)一部分運(yùn)行人員和管理人員不能滿足要求。

4.5 技術(shù)限制

目前鈾濃縮工廠的信息自動檢測、集成處理、集中控制、智能決策等技術(shù)，在研究和應(yīng)用上處于初級階段；而這些技術(shù)是智能生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)，在智能生產(chǎn)中起著非常重要的作用，需要對相關(guān)技術(shù)開展深入地、系統(tǒng)性地研究、開發(fā)與試驗。

5 結(jié)語

5.1 鈾濃縮工廠智能化生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)途徑

從功能角度，可以將智能生產(chǎn)系統(tǒng)劃分為設(shè)計自動化、生產(chǎn)智能化化、質(zhì)量保證和生產(chǎn)管理信息4個分系統(tǒng)，以及通信網(wǎng)絡(luò)(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))和數(shù)據(jù)庫2個支撐分系統(tǒng)。

結(jié)合工廠現(xiàn)行控制與管理習(xí)慣，采用分級控制的遞階控制方式，將智能控制系統(tǒng)分為工廠層、車間層、單元層、工作層、設(shè)備層，將任務(wù)逐級分解并接受反饋。構(gòu)建包括技術(shù)和管理的完整知識體系，結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化地組織和管理數(shù)據(jù)，為戰(zhàn)略決策和智能化生產(chǎn)提供支持。

5.2 鈾濃縮工廠智能化生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)方式

通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將生產(chǎn)信息系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)、智能倉儲與自動化搬運(yùn)系統(tǒng)、數(shù)字化檢測系統(tǒng)等集成應(yīng)用，將現(xiàn)有的ERP、OA等系統(tǒng)綜合集成，建成產(chǎn)品計劃、工藝數(shù)據(jù)、生產(chǎn)計劃、物料供應(yīng)計劃、財務(wù)數(shù)據(jù)等的互聯(lián)共享模式，支持高層決策、中層管控、基層運(yùn)作。對重要的、經(jīng)常性的作業(yè)進(jìn)行程序化處理，結(jié)合生產(chǎn)信息系統(tǒng)的反饋，實(shí)現(xiàn)自動化作業(yè)、智能化決策。

5.3 鈾濃縮工廠智能化建設(shè)的困難

智能工廠建設(shè)存在安全性、可靠性、保密、人力資源、技術(shù)等方面的困難和限制，建設(shè)智能工廠首先應(yīng)開展試點(diǎn)工作，通過試點(diǎn)對設(shè)計、計劃、生產(chǎn)、檢測和保障體系進(jìn)行完善和修訂，制定相關(guān)智能生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，滿足智能工廠的建設(shè)需要。