文章來源：《中國核工業報》 2024年第28期

        仿佛呼應著龍年“一飛沖天”的氣勢，不過幾個月的時間，人工智能浪潮席卷而來，四川省委、省政府把人工智能作為今年全省1號創新工程，給予超常規最大力度精準支持。這是一項前瞻性科學，需要更準確更快速把握發展時機。為此，中國核動力研究設計院提前進入賽道。在今年年初，由核動力院設計所牽頭，聯合電子科技大學、北京神舟軟件技術股份有限公司組成的開發團隊，成功揭榜2023年四川省科技計劃揭榜掛帥項目“工業軟件智能數值求解器及其工業示范應用”；3月，由核動力院副院長閆曉負責的相關項目作為四川省科學技術廳2024年人工智能領域首批項目順利通過公示；4月11日，四川省人工智能學院揭開面紗，核動力院深度參與四川省以政校企院共建模式組建的“省隊”。2024年，百年未有之大變局將繼續加速演進，創新成為制勝的決定性“變量”，核動力院將目光鎖定人工智能在核能領域的創新發展，踏上一條“少有人走的路”，尋求高質量發展新動能。

起點，早就有跡可循

其實早在2012年，核動力院反應堆故障診斷學科帶頭人劉才學就察覺到，在核電站的故障診斷領域，光靠人力是不夠用的?！澳菚r候我們服務的機組超過20臺，分散在各地，如果每一個機組都派專人去做故障診斷，無論是時間、精力，都是巨大的成本”，為此，劉才學和他的團隊開始著手開發核電站松動振動遠程智能診斷軟件。這是核動力院最早與人工智能這個概念的“親密接觸”。時間來到2015年，國務院印發了《中國制造2025》。這是我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領，其明確了9項戰略任務和重點。這些戰略任務，都離不開人工智能的參與，都與人工智能的發展密切相關。

一個不容忽視的事實——人工智能是智能制造不可或缺的核心技術，也是未來核動力技術發展繞不開的路徑。一方面，在原有的故障遠程診斷軟件基礎上，依托四川省智能制造新模式應用項目，劉才學帶領團隊開始向硬件平臺攻關，另一方面，“十三五”期間，科技部發布核領域智能機器人的重大研發項目計劃，中核集團科技帶頭人、核動力院核工業人工智能前沿科技創新工作室負責人劉東受命組團，與十余家科研機構和高校同臺競技，雖與項目擦肩而過，但也并非一無所獲。

一顆人工智能的種子埋在了核動力院的土地上。該院在研發我國自主核電軟件包和核動力工程相關軟件的過程中發現了很多問題。比如用傳統方法做實驗，當實驗結果和理論結果有5%的誤差時，實驗報告就只會詳實記錄這5%的誤差，無法再進一步做修正。“能夠不斷去修正誤差，我們把這個能力叫做‘數據同化’，這也是人工智能的天生優勢”，劉東解釋道，人工智能的學習速度和計算速度，是靠堆砌人力遠不能及的。國家在引導，現實有需求，人工智能之于核，正是大勢所趨。

突破！突破！

2016年，谷歌研發的人工智能AlphaGo對戰世界圍棋冠軍李世石，以4:1的“碾壓之勢”取勝，一時之間轟動了學界，該院也將人工智能的應用提上日程。核動力院從各個研究所抽調人手組建團隊，用時六個月選定了核動力院在人工智能領域發展的三個大方向：智能計算、智能識別、智能控制。這是關鍵的第一步，一幅波瀾壯闊的人工智能圖景在核動力院人眼前緩緩展開。只是，機會與困難相伴相倚。在“人工智能與核相結合”的這片知識海洋里，還未曾有人深度探索過。想要做浪里弄潮兒，就有被“沖走”的可能。

2020年，時值核動力院大興“人才創新”之策，劉東爭取到了院所的配套政策和資金支持，成立了“核工業人工智能前沿科技創新工作室”，組建AIDING團隊，在核工業軟件、人工智能、高性能計算、數字仿真等交叉學科領域進行前沿創新科技攻關。很快，工作室就有了實打實的突破——人工智能方法求解反應堆物理方程。這個“突破”包含了中子輸運方程與擴散方程。如果我們把反應堆堆芯想象成一張照片，傳統的求解方法只能把照片的分辨率調整到“高清”，再想放大看細節，就只能變成模糊的像素點。核動力院率先求解了多維擴散方程和非臨界系統輸運方程，在人工智能的加持下，使得這張照片獲得了“無限像素”?？梢员环糯蟮饺魏尉?，也就是說，相關人員可以對堆芯情況進行更加精準的刻畫，對未來了解復雜堆芯數據有了莫大的幫助。

核動力院不僅讓人工智能在基礎運算方面一展所長，很快，它也被應用在更多項目實踐中，控制棒驅動機構故障診斷與壽命預測就是其中之一?？刂瓢趄寗訖C構是直接影響核反應堆正常運行和安全可靠的關鍵設備之一，傳統故障診斷與壽命預測的方法只能基于已有數據，精度有限，而人工智能的加入，讓檢測實現了“自適應”，通過對以往數據的不斷學習，即使傳感器出現了從未有過的信號，也能第一時間做出分析和判斷?！叭绻f做運算是核電站的‘售前’，故障診斷就是‘售后’”，劉才學說，人工智能的加入，讓核動力院的“售前”與“售后”都登上了新的臺階。

走出核動力院，未來可期

2023年，隨著人工智能的進一步興起，核動力院通過基礎科研穩定支持項目再度投入500萬元資金。“如饑似渴、雪中送炭”，劉東用了這兩個詞來形容當時的心情。自此，核動力院的人工智能研究從原來的物理領域拓展到了熱工領域、數據同化等方向。打好了這些基礎，人工智能技術可以輻射整個核動力院20多個專業。

不僅在院內如火如荼，核動力院還將這股人工智能熱浪席卷全川。AI FOR SCIENCE是世界前沿科學，在世界范圍內可供搜索的公開文獻中，關于人工智能求解輸運方程的研究少之又少。如果這是一場長跑，核動力院擁有了起碼一個身位的領先。人工智能之勢浩浩湯湯，核動力院看到了，四川省更看到了，與之相關的揭榜掛帥項目應運而生。憑借著技術上的領先，劉東帶領的AIDING團隊在一眾競爭對手中脫穎而出，以第一名的成績揭榜。在這個項目中，將依托人工智能技術，解出7類共性方程和4類核領域相關方程。這也意味著，核動力院的研究成果不僅對自己的工作有所增益，在不久的將來還將反哺整個四川、全國，乃至世界的科學界。

核動力院在人工智能與核工業相結合的未來之路上打算怎么走，“中核集團核能軟件與數字化反應堆工程技術研究中心”這塊牌子或許已提供了答案。作為授牌的研究中心，核動力院正潛心智能科學計算與數據建模系統，推動核動力數字計算和軟件實現代際更迭。人工智能與核結合，其時已至、其勢已成，核動力院將順勢而為，乘勢而上，助力中國核動力事業“第四次創業”，成為一個偉大時代的精彩注腳。

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