數智化不是單個企業的突圍，而是通過鏈主企業的“數字觸角”連接起設計院、施工方、設備商乃至區域經濟的發展。

文 | 孫文娜

ID | BMR2004

在山東榮成灣畔，“國和一號”示范工程正以數字革命重塑全球核電生態。這里沒有轟鳴的機械聲，取而代之的是5G專網覆蓋的施工現場，全域部署的智能攝像頭實現無死角監管，重點區域的AI算法實時捕捉違章行為并預警，AI賦能的塔吊在空中繪制精準軌跡，數字孿生倉庫的虛擬鏡像與物理空間實時同步。這座承載著中國第三代核電自主化使命的超級工程，正在國核示范電站有限責任公司（以下簡稱“國核示范”）的引領下，構建起核電產業的全新范式。截至2024年底，項目累計形成知識產權成果1.4萬余項，設備國產化率突破90%，標志著中國核電技術實現從跟跑到領跑的歷史性跨越。

“核電站的每一顆螺絲釘都關乎國家安全，而數字化是讓這顆螺絲釘‘會說話’的關鍵。”國核示范數字化中心運維管理工程師史亞在接受《商學院》雜志訪談時如此定義這場變革。

01

四維架構貫通核電全產業鏈

國家電力投資集團有限公司（以下簡稱“國家電投”）于2008年全面啟動大型先進壓水堆核電站研發，以上海核工院為技術主體，由國核示范負責項目的具體建設和運營工作?，組織數百家單位、數萬名技術人員推進型號研發，于2020年9月成功發布具有完全自主知識產權的三代非能動先進核電型號——“國和一號”。

作為全球首個符合EPRI（電力研究協會）標準的數字核電站，“國和一號”已將設備拆解精度控制在0.1毫米級，實現維修培訓的沉浸式仿真。當傳統核電還在依賴二維圖紙時，“國和一號”已建立起覆蓋設計、施工、運維的全生命周期數字鏡像。

在傳統核電產業鏈中，設計、施工、運維環節長期存在數據孤島，上下游企業各自為戰，導致效率低下且協同成本高昂。而“國和一號”通過“智慧工地”項目打破這一僵局。該項目系統構建了“感知—應用—平臺—決策”四層數智架構，集成17個子系統，打通設計、施工、運維全流程數據孤島。

整體來看，“智慧工地”的架構可以通俗地理解為“四層樓”，每一層都承擔不同的任務。

技術層（技術基礎）：這是最底層的“觸角”，通過RFID標簽、攝像頭、傳感器等設備，實時采集工地的“一舉一動”。比如監控工人是否戴了安全帽、塔吊是否超載、環境溫濕度是否達標等。就像工地的“神經末梢”，把物理世界信息轉化為數字信號。

應用層（功能實現）：這一層把感知層的數據變成實際功能。例如，用AI識別安全隱患、用VR進行安全教育、用定位系統防止工人誤入危險區域。就像手機里的各種APP，每個功能解決一個具體問題。

數據層（數據處理）：所有數據在這里匯總和分析。云計算像“超級算盤”一樣快速處理海量信息，存儲系統則像“倉庫”，保存歷史記錄。例如，平臺能自動生成進度報表，或預警混凝土凝固時間的異常情況。

智慧層（智慧大腦）：頂層通過大數據分析提供決策支持。比如預測工期延誤風險、優化資源調配方案，甚至模擬不同施工順序的成本差異。管理層可以像看“駕駛艙儀表盤”一樣，通過可視化圖表掌握全局。

這四層協同工作，讓工地從“人盯人”的粗放模式，升級為“數據說話”的精準管理，最終實現安全、高效、低碳的智慧建造。

“智慧工地就像給傳統工地裝上了‘智能大腦’，通過物聯網和數字技術讓施工管理變得更聰明、更高效。我們為供應商提供統一的物聯網接入標準，施工單位的塔吊數據、物流企業的庫存信息全部實時接入平臺，效率提升30%以上。比如混凝土運輸車能通過GPS實時定位，精準匹配工地需求，避免材料堆積或短缺；工地的每一根鋼筋、每一袋水泥都貼上RFID標簽，傳感器網絡像‘眼睛’一樣全天候監控它們的去向和使用狀態。”史亞解釋道。這種實時感知和動態優化的能力，正是“智慧工地”的核心價值，即用數據驅動代替經驗判斷，用智能協同取代低效流程。

國和一號“智慧工地”監管中心實現了“智慧工地”的數據可視化，利用REST、數據共享等多種數據集成技術將人員管理、施工監控、吊鉤可視化、AI圖像識別、VR安全教育、質量防造假記錄、環境監測、車輛測速、安全預警、全廠廣播、地理信息等系統進行集中展示和分析，實現了當前施工階段工作面的視頻監控、人員定位和特種設備管理全覆蓋。

史亞介紹道：“‘智慧工地’監管中心通過聯合值班方式，按照全時段、全覆蓋原則開展視頻監控檢查，將發現的問題第一時間推送至示范項目部及責任單位區域當班人員處理，確保隱患整改的時效性。‘國和一號’采用非能動安全設計，事故處理效率比歐美三代技術高30%，建設成本降低15%。數智化方面，我們率先實現‘智慧工地’全覆蓋，施工周期縮短8%。2023年10月，‘智慧工地’入選國家能源局核電數字化轉型技術示范項目，為全球核電提供了中國方案。”

02

5G+AI驅動的核工業革命

底層技術方面，“國和一號”建設工地紅線范圍內部署了5G無線網絡和5G核心網網元UPF、邊緣云計算（MEC），構建了“5G+MEC”專網。

5G專網切實成為多業務承載網絡，滿足了建筑工地各場景的業務接入與承載。MEC的云資源池保障了工地各場景應用系統的效能發揮。史亞描述其價值：“過去塔吊司機靠對講機溝通，現在吊鉤攝像頭通過5G實時回傳畫面，碰撞風險歸零。”

“國和一號”開發的AI圖像識別系統，基于物聯網和AI圖像識別技術，實現核電人員安全管理，主要有三層，分別為設備層、識別層和平臺顯示層，其中設備層是攝像機的圖片獲取，主要是通過onvif協議進行圖片抓取，抓取圖片到算法識別層，算法識別層把告警的圖片信息傳到平臺顯示層。

AI不是替代人，而是讓人更專注核心決策。”史亞表示，“我們建立了跨學科聯合團隊，聯合山東大學能源與動力工程學院、上海核工院等機構，將核電專家經驗轉化為AI訓練數據集。例如，安全帽識別算法經過10萬張現場圖片迭代優化，準確率從80%提升至98%。AI圖像識別將安全隱患識別率提升至92%，抓拍糾正各類安全違規2705項，經測算避免損失541萬元。吊鉤可視化系統減少施工碰撞風險。同時，開發低代碼平臺讓業務人員直接參與模型優化，實現‘技術—場景’深度融合。”

智慧倉儲“慧倉一號”作為國內核電領域首個結合5G技術的智能倉庫，可實現自動化倉儲物流的全流程運營，包括自動入庫存放、自動測量稱重、物流機器人自動搬運等功能。

“慧倉一號”引入先進的“數字孿生”技術，1:1實時展示庫區狀態，業務數據清晰可見，庫區管理觸手可及，實現倉儲管理數字化；同時，配套建設溫濕度on-line系統、燈光揀選PTL系統、智能倉庫巡檢系統及配套智能工器具，極大提升倉儲管理智慧化水平。

史亞透露：“庫存查找時間從2小時降至5分鐘，備件短缺預警準確率達95%。目前該模式已在湛江核電、廣西白龍核電推廣，未來計劃覆蓋集團所有新建項目。”

03

核電安全與數據安全雙盾并行

在核能行業，“安全”二字重若千鈞，既要防范物理世界的施工風險，更要筑牢數字世界的安全防線。

國和一號“智慧工地”用虛擬現實（VR）技術為工人戴上“數字化安全盔甲”：通過15種事故場景的沉浸式模擬訓練，讓高空墜落、設備誤操作等風險轉化為肌肉記憶中的避險本能。VR培訓系統由空間定位系統、VR頭盔及交互套件組成，受訓者進入沉浸式虛擬環境并與之進行交互。VR培訓系統呈現的是工人在施工過程中會經常碰到的各種有涉及危險的操作。

通過VR模擬出現場環境讓受訓者虛擬操作，通過操作來判斷和糾正受訓者的錯誤，以及不同的錯誤可能帶來的后果。目前HSE培訓中心和現場集裝箱辦公區各1處，包含現場急救體驗區，3D模擬消防滅火體驗區和15種事故類型VR體驗區，降低人員習慣性違章，提高安全意識，節約培訓成本，經測算產生效益663萬元。

當能源數據與國家安全深度綁定時，核電站也要在數字世界構筑起“銅墻鐵壁”。

史亞表示：“在核能領域，工地的安全頭盔與服務器的防火墻同等重要，既要讓鋼筋水泥間零事故，也要讓數據零泄露。我們采用‘云—邊—端’分層防護體系，5G專網與公網物理隔離，關鍵數據通過MEC邊緣計算本地化處理。封閉區域禁止使用定位卡和拍攝設備，核材料位置信息以編碼替代。管理上實行‘三員分立’權限機制，并通過區塊鏈技術實現操作日志不可篡改。2024年完成智慧工地系統與實保系統物理隔離，拆除敏感區域定位基站12處，數據泄露風險清零。”

04

從“單點突破”到“生態共贏”

3月12日，在休斯頓舉行的CERAWeek 2025會議上，世界核能協會發布消息稱，亞馬遜、谷歌、Meta、西方石油、陶氏等全球大型科技和工業用電巨頭簽署了《大型能源用戶承諾》。

這些企業一致認為，為實現全球能源彈性和安全目標，到2050年全球核電規模應至少達到目前水平的三倍，以確保持續穩定的清潔能源供應。核能與算力的協同發展已成為綠色低碳發展的創新途徑。

2021年10月，國際原子能機構（IAEA）發布《核能是通往零碳世界的必由之路》報告。其中，“國和一號+”案例作為中國唯一案例入選。“國和一號”單臺機組年發電量可達125億度，每年可減少煤炭標準煤消耗400萬噸，每年減少二氧化碳排放近千萬噸。在發電的同時，“國和一號”也具備供熱能力，首堆將提供450萬平方米的供熱，未來將具有4000萬平方米的供熱能力，推動產業從單一能源供應向“低碳工業蒸汽+智慧城市服務”升級。

“核電的綠色屬性不只于發電，更在于推動區域產業升級。”史亞總結道。在生態協同層面，“國和一號”以“鏈式改造”思維重塑產業鏈價值：一方面，牽頭編制《核電工程智慧工地建設指南》，將AI隱患識別、無人機巡檢等核心技術推廣至海陽、湛江等核電基地，形成可復制的中國方案；另一方面，通過“國和一號”產業鏈聯盟（聯盟會員單位達122家），聯合產業鏈上下游單位，形成服務于產業鏈企業的開放共享產業合作平臺，推動產學研深度融合。

數智化不是單個企業的突圍，而是通過鏈主企業的“數字觸角”連接起設計院、施工方、設備商乃至區域經濟。

從“智慧工地”到數字孿生，從山東榮成到“一帶一路”，國核示范的實踐證明：數智化不是選擇題，而是必答題。通過技術賦能、生態協同與標準輸出，國核示范的“數智鏈主”之路，既是中國核電技術崛起的縮影，更是全球能源變革的中國方案。

史亞在訪談結束時強調：“當每個螺絲釘都擁有數字身份證，當每次決策都經由智能系統驗證，我們構建的不只是智慧核電站，更是人類駕馭核能的文明新形態。”