Интеллектуальный штурм: на АЭС внедрят цифровых дублеров оперативного персонала

На Нововоронежской АЭС прошло совещание в рамках программы по внедрению технологий искусственного интеллекта для предиктивного (прогнозного) моделирования различных процессов в атомной отрасли: проектирования, эксплуатации, модернизации и вывода из эксплуатации атомных объектов. Речь идет уже о создании не только цифровых двойников сложных объектов, но и цифровых дублеров оперативного персонала.

Наука в помощь

«Мир стремительно развивается. По-видимому, скоро ни один продукт, маленький или большой, невозможно будет продать, если к нему не приложена программа, которая описывает не только основные характеристики объекта, но и динамику работы этого устройства, а в идеале — его полный жизненный цикл, — отметил на совещании академик РАН, научный руководитель Национального центра физики и математики Александр Сергеев. — Мы должны научиться как можно быстрее превращать новые научные заделы в технологии, в продукты, которые потребляются внутри отрасли и выходят за границу. В этой связи важно узнать у коллег, работающих в эксплуатации, чем мы, ученые, можем быть им полезны».

Местом встречи ученых, проектировщиков и эксплуатационников Нововоронеж выбрали не случайно. По оценке Александра Сергеева, Нововоронежская станция является одним из лидеров цифровизации в электроэнергетическом дивизионе. С вводом в эксплуатацию энергоблоков № 6 и 7 с реактором ВВЭР-1200 поколения III+ цифровизация технологических процессов на АЭС вышла на новый уровень.

Нововоронежские атомщики совместно с «Атомэнергопроектом» реализовали пилотный проект по созданию цифровой 3D-модели энергоблока № 6. Активно разрабатывается и другой пилотный проект — по созданию системы предиктивной аналитики для энергоблоков с реактором ВВЭР-1200.

Человек и СИПО

В 2018 году на станции при участии компаний «Русатом Автоматизированные системы управления» (РАСУ) и «ИФ СНИИП АТОМ» стартовал пилотный проект по созданию системы информационной поддержки оператора (СИПО), призванной помочь персоналу принимать безошибочные решения. Такая система на базе отечественного ПО разработана, обкатана на площадке энергоблока № 6 НВАЭС и даже получила высшую награду Международного конкурса научных, научно-технических и инновационных разработок Минэнерго России.

«Человеку сложно держать под контролем 12 тыс. параметров современного энергоблока. А информационная система оперативно и эффективно справляется с этой работой. Она сигнализирует при изменении параметров в технологической цепочке управления блоком и выдает оператору рекомендации по ведению технологического процесса. Мы сделали продукт, который на сегодня не имеет аналогов ни в России, ни за рубежом, по крайней мере, я о таком не знаю. Наш продукт, без сомнения, имеет потенциал масштабирования, и нужно будет этим заниматься», — сообщил гендиректор РАСУ Андрей Бутко.

СИПО охватывает 360 технологических систем современного атомного энергоблока, 157 интерактивных процедур и 19 функций. Программа акцентирует внимание оператора на критически важных шагах в управлении энергоблоком, передает обобщенную информацию о текущем состоянии оборудования. Кроме того, алгоритмы СИПО способны спрогнозировать параметры энергоблока на 30 минут вперед, что позволяет предупредить возможные отклонения от нормальной работы и тем самым существенно повысить безопасность АЭС.

«Персонал атомной станции, принимавший участие в испытании СИПО на тренажере-имитаторе блочного пункта управления, дал самые положительные отзывы по работе системы», — добавил один из кураторов проекта, старший начальник смены 4-й очереди Нововоронежской АЭС Максим Тучков.

«Использование подобных систем позволяет автоматизировать часть функций, возложенных на оператора. Речи о полной замене оператора не идет. Последнее слово в принятии решений остается за человеком», — уточнил директор Нововоронежской АЭС Владимир Поваров.

Документы для получения разрешения на опытно-промышленную эксплуатацию СИПО на инновационных энергоблоках поколения III+ и тиражирования системы в отрасли отправлены в Федеральную службу по экологическому, технологическому и атомному надзору.

Предсказать неисправность

В 2021 году на Нововоронежской АЭС запустили еще один пилотный проект с предиктивной аналитикой. На сегодняшний день атомщикам удалось создать предиктивную модель генератора, турбины, циркуляционных насосов и множества других единиц оборудования турбинного и реакторного цехов энергоблока № 6.

«Информация о работе оборудования поступает в режиме онлайн во ВНИИАЭС (Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций. — «СР»), где с помощью комплекса специальных программ анализируют сотни параметров и выявляют закономерности, которые помогут предсказать, как оборудование будет вести себя в будущем и какие оптимальные действия в связи с этим должны быть предприняты. Чем раньше обнаружится неисправность, тем раньше ее можно будет предотвратить», — объяснил начальник отдела технической диагностики НВАЭС, куратор проекта Михаил Слепов.

Работа продолжается и является одним из этапов на пути создания цифрового двойника энергоблока.

Цифровой двойник оператора

Еще один актуальный вопрос — человеческий фактор во всех системах управления. По словам экспертов, чем сложнее и тоньше работа технических устройств, тем более важным является психофизиологическое состояние оператора на блочном пункте управления энергоблока. С помощью специальных аппаратно-программных комплексов специалисты сегодня могут отследить мельчайшие изменения в поведении сотрудников. Однако для повышения безопасности работы энергоблока АЭС на совещании высказано предложение подумать и о создании цифровых двойников операторов, с помощью которых можно оценивать их психофизическое состояние и функциональные возможности по управлению энергоблоком, в том числе в критических ситуациях.

По итогам встречи сформирована рабочая группа для реализации проектов с использованием искусственного интеллекта.