数智化不是单个企业的突围，而是通过链主企业的“数字触角”连接起设计院、施工方、设备商乃至区域经济的发展。

文 | 孙文娜

ID | BMR2004

在山东荣成湾畔，“国和一号”示范工程正以数字革命重塑全球核电生态。这里没有轰鸣的机械声，取而代之的是5G专网覆盖的施工现场，全域部署的智能摄像头实现无死角监管，重点区域的AI算法实时捕捉违章行为并预警，AI赋能的塔吊在空中绘制精准轨迹，数字孪生仓库的虚拟镜像与物理空间实时同步。这座承载着中国第三代核电自主化使命的超级工程，正在国核示范电站有限责任公司（以下简称“国核示范”）的引领下，构建起核电产业的全新范式。截至2024年底，项目累计形成知识产权成果1.4万余项，设备国产化率突破90%，标志着中国核电技术实现从跟跑到领跑的历史性跨越。

“核电站的每一颗螺丝钉都关乎国家安全，而数字化是让这颗螺丝钉‘会说话’的关键。”国核示范数字化中心运维管理工程师史亚在接受《商学院》杂志访谈时如此定义这场变革。

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四维架构贯通核电全产业链

国家电力投资集团有限公司（以下简称“国家电投”）于2008年全面启动大型先进压水堆核电站研发，以上海核工院为技术主体，由国核示范负责项目的具体建设和运营工作?，组织数百家单位、数万名技术人员推进型号研发，于2020年9月成功发布具有完全自主知识产权的三代非能动先进核电型号——“国和一号”。

作为全球首个符合EPRI（电力研究协会）标准的数字核电站，“国和一号”已将设备拆解精度控制在0.1毫米级，实现维修培训的沉浸式仿真。当传统核电还在依赖二维图纸时，“国和一号”已建立起覆盖设计、施工、运维的全生命周期数字镜像。

在传统核电产业链中，设计、施工、运维环节长期存在数据孤岛，上下游企业各自为战，导致效率低下且协同成本高昂。而“国和一号”通过“智慧工地”项目打破这一僵局。该项目系统构建了“感知—应用—平台—决策”四层数智架构，集成17个子系统，打通设计、施工、运维全流程数据孤岛。

整体来看，“智慧工地”的架构可以通俗地理解为“四层楼”，每一层都承担不同的任务。

技术层（技术基础）：这是最底层的“触角”，通过RFID标签、摄像头、传感器等设备，实时采集工地的“一举一动”。比如监控工人是否戴了安全帽、塔吊是否超载、环境温湿度是否达标等。就像工地的“神经末梢”，把物理世界信息转化为数字信号。

应用层（功能实现）：这一层把感知层的数据变成实际功能。例如，用AI识别安全隐患、用VR进行安全教育、用定位系统防止工人误入危险区域。就像手机里的各种APP，每个功能解决一个具体问题。

数据层（数据处理）：所有数据在这里汇总和分析。云计算像“超级算盘”一样快速处理海量信息，存储系统则像“仓库”，保存历史记录。例如，平台能自动生成进度报表，或预警混凝土凝固时间的异常情况。

智慧层（智慧大脑）：顶层通过大数据分析提供决策支持。比如预测工期延误风险、优化资源调配方案，甚至模拟不同施工顺序的成本差异。管理层可以像看“驾驶舱仪表盘”一样，通过可视化图表掌握全局。

这四层协同工作，让工地从“人盯人”的粗放模式，升级为“数据说话”的精准管理，最终实现安全、高效、低碳的智慧建造。

“智慧工地就像给传统工地装上了‘智能大脑’，通过物联网和数字技术让施工管理变得更聪明、更高效。我们为供应商提供统一的物联网接入标准，施工单位的塔吊数据、物流企业的库存信息全部实时接入平台，效率提升30%以上。比如混凝土运输车能通过GPS实时定位，精准匹配工地需求，避免材料堆积或短缺；工地的每一根钢筋、每一袋水泥都贴上RFID标签，传感器网络像‘眼睛’一样全天候监控它们的去向和使用状态。”史亚解释道。这种实时感知和动态优化的能力，正是“智慧工地”的核心价值，即用数据驱动代替经验判断，用智能协同取代低效流程。

国和一号“智慧工地”监管中心实现了“智慧工地”的数据可视化，利用REST、数据共享等多种数据集成技术将人员管理、施工监控、吊钩可视化、AI图像识别、VR安全教育、质量防造假记录、环境监测、车辆测速、安全预警、全厂广播、地理信息等系统进行集中展示和分析，实现了当前施工阶段工作面的视频监控、人员定位和特种设备管理全覆盖。

史亚介绍道：“‘智慧工地’监管中心通过联合值班方式，按照全时段、全覆盖原则开展视频监控检查，将发现的问题第一时间推送至示范项目部及责任单位区域当班人员处理，确保隐患整改的时效性。‘国和一号’采用非能动安全设计，事故处理效率比欧美三代技术高30%，建设成本降低15%。数智化方面，我们率先实现‘智慧工地’全覆盖，施工周期缩短8%。2023年10月，‘智慧工地’入选国家能源局核电数字化转型技术示范项目，为全球核电提供了中国方案。”

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5G+AI驱动的核工业革命

底层技术方面，“国和一号”建设工地红线范围内部署了5G无线网络和5G核心网网元UPF、边缘云计算（MEC），构建了“5G+MEC”专网。

5G专网切实成为多业务承载网络，满足了建筑工地各场景的业务接入与承载。MEC的云资源池保障了工地各场景应用系统的效能发挥。史亚描述其价值：“过去塔吊司机靠对讲机沟通，现在吊钩摄像头通过5G实时回传画面，碰撞风险归零。”

“国和一号”开发的AI图像识别系统，基于物联网和AI图像识别技术，实现核电人员安全管理，主要有三层，分别为设备层、识别层和平台显示层，其中设备层是摄像机的图片获取，主要是通过onvif协议进行图片抓取，抓取图片到算法识别层，算法识别层把告警的图片信息传到平台显示层。

“AI不是替代人，而是让人更专注核心决策。”史亚表示，“我们建立了跨学科联合团队，联合山东大学能源与动力工程学院、上海核工院等机构，将核电专家经验转化为AI训练数据集。例如，安全帽识别算法经过10万张现场图片迭代优化，准确率从80%提升至98%。AI图像识别将安全隐患识别率提升至92%，抓拍纠正各类安全违规2705项，经测算避免损失541万元。吊钩可视化系统减少施工碰撞风险。同时，开发低代码平台让业务人员直接参与模型优化，实现‘技术—场景’深度融合。”

智慧仓储“慧仓一号”作为国内核电领域首个结合5G技术的智能仓库，可实现自动化仓储物流的全流程运营，包括自动入库存放、自动测量称重、物流机器人自动搬运等功能。

“慧仓一号”引入先进的“数字孪生”技术，1:1实时展示库区状态，业务数据清晰可见，库区管理触手可及，实现仓储管理数字化；同时，配套建设温湿度on-line系统、灯光拣选PTL系统、智能仓库巡检系统及配套智能工器具，极大提升仓储管理智慧化水平。

史亚透露：“库存查找时间从2小时降至5分钟，备件短缺预警准确率达95%。目前该模式已在湛江核电、广西白龙核电推广，未来计划覆盖集团所有新建项目。”

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核电安全与数据安全双盾并行

在核能行业，“安全”二字重若千钧，既要防范物理世界的施工风险，更要筑牢数字世界的安全防线。

国和一号“智慧工地”用虚拟现实（VR）技术为工人戴上“数字化安全盔甲”：通过15种事故场景的沉浸式模拟训练，让高空坠落、设备误操作等风险转化为肌肉记忆中的避险本能。VR培训系统由空间定位系统、VR头盔及交互套件组成，受训者进入沉浸式虚拟环境并与之进行交互。VR培训系统呈现的是工人在施工过程中会经常碰到的各种有涉及危险的操作。

通过VR模拟出现场环境让受训者虚拟操作，通过操作来判断和纠正受训者的错误，以及不同的错误可能带来的后果。目前HSE培训中心和现场集装箱办公区各1处，包含现场急救体验区，3D模拟消防灭火体验区和15种事故类型VR体验区，降低人员习惯性违章，提高安全意识，节约培训成本，经测算产生效益663万元。

当能源数据与国家安全深度绑定时，核电站也要在数字世界构筑起“铜墙铁壁”。

史亚表示：“在核能领域，工地的安全头盔与服务器的防火墙同等重要，既要让钢筋水泥间零事故，也要让数据零泄露。我们采用‘云—边—端’分层防护体系，5G专网与公网物理隔离，关键数据通过MEC边缘计算本地化处理。封闭区域禁止使用定位卡和拍摄设备，核材料位置信息以编码替代。管理上实行‘三员分立’权限机制，并通过区块链技术实现操作日志不可篡改。2024年完成智慧工地系统与实保系统物理隔离，拆除敏感区域定位基站12处，数据泄露风险清零。”

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从“单点突破”到“生态共赢”

3月12日，在休斯顿举行的CERAWeek 2025会议上，世界核能协会发布消息称，亚马逊、谷歌、Meta、西方石油、陶氏等全球大型科技和工业用电巨头签署了《大型能源用户承诺》。

这些企业一致认为，为实现全球能源弹性和安全目标，到2050年全球核电规模应至少达到目前水平的三倍，以确保持续稳定的清洁能源供应。核能与算力的协同发展已成为绿色低碳发展的创新途径。

2021年10月，国际原子能机构（IAEA）发布《核能是通往零碳世界的必由之路》报告。其中，“国和一号+”案例作为中国唯一案例入选。“国和一号”单台机组年发电量可达125亿度，每年可减少煤炭标准煤消耗400万吨，每年减少二氧化碳排放近千万吨。在发电的同时，“国和一号”也具备供热能力，首堆将提供450万平方米的供热，未来将具有4000万平方米的供热能力，推动产业从单一能源供应向“低碳工业蒸汽+智慧城市服务”升级。

“核电的绿色属性不只于发电，更在于推动区域产业升级。”史亚总结道。在生态协同层面，“国和一号”以“链式改造”思维重塑产业链价值：一方面，牵头编制《核电工程智慧工地建设指南》，将AI隐患识别、无人机巡检等核心技术推广至海阳、湛江等核电基地，形成可复制的中国方案；另一方面，通过“国和一号”产业链联盟（联盟会员单位达122家），联合产业链上下游单位，形成服务于产业链企业的开放共享产业合作平台，推动产学研深度融合。

数智化不是单个企业的突围，而是通过链主企业的“数字触角”连接起设计院、施工方、设备商乃至区域经济。

从“智慧工地”到数字孪生，从山东荣成到“一带一路”，国核示范的实践证明：数智化不是选择题，而是必答题。通过技术赋能、生态协同与标准输出，国核示范的“数智链主”之路，既是中国核电技术崛起的缩影，更是全球能源变革的中国方案。

史亚在访谈结束时强调：“当每个螺丝钉都拥有数字身份证，当每次决策都经由智能系统验证，我们构建的不只是智慧核电站，更是人类驾驭核能的文明新形态。”