隨著JET運營期限的結束，JET新穎的工作方式正在引起行業注意，在其影響下，最終我們可能會看到一個更加開放的核工業。

1、數字化轉型

JET將于今年年底完成其科學任務

今年早些時候，在英國政府的招標門戶網站上，UKAEA發布了一份公開呼吁，要求接受市場對“使用創新可視化技術實現實時報告方面，人工智能、虛擬現實和其他自動化方面”的意見。

UKAEA表示，它“特別有興趣了解顛覆性技術是否有可能應用于核能領域”。

在這一呼吁發出之際，英國能源行業正處于數字化轉型之中。

英國行業監管機構和政府一直在敦促該國的能源網絡和能源資產所有者進行數字化轉型，并且警告稱，如果不轉向數字環境，目前該行業資產屬性——從幾個大型發電站到數百萬個附屬設施，從幾千瓦的家庭到數十億瓦的裂變和聚變反應堆——革命將無法實現。

這些趨勢正在推開一扇敞開的大門。能源行業也看到了數字化的巨大機遇，從而節省成本和簡化運營，在數字化中，能源業的資產“數字孿生”等工具能夠使他們能夠開發和培訓運營商，或測試在虛擬環境中工作的新方式，然后再承擔在現實世界中高成本和風險的行動。

作為未來聚變發電的中心，位于卡爾哈姆的UKAEA必須像電力行業的其他部門一樣實現數字化飛躍。

與此同時，UKAEA的長壽命資產現在正進入報廢階段，主要是歐共體聯合聚變中心(JET)，它將于年底完成其科學任務。

正如UKAEA對市場的呼吁所表明的那樣，對數字機遇的開放，對這兩項活動都同樣重要。

但是，正如UKAEA明確表示的那樣，數字化核工業可能會改變核能與其他行業的互動，并可能幫助其消除關閉工廠的影響。

2、顛覆或創新

羅伯·巴金漢(Rob Buckingham)是UKAEA的執行董事，他領導著機器人部門RACE(嚴苛環境中的遠程應用程序)，現在還負責JET的退役和重新利用。

談到該組織的公開呼吁，巴金漢迅速提出了“顛覆”的定義。他說：“人們喜歡創新，不喜歡顛覆。但它們當然是一樣的。創新導致顛覆。”

他正在尋找可以測試和擴大規模的變革，“這將顛覆我們做事的方式”。

談到退役的準備工作，巴金漢指出，許多部門都需要復雜的退役過程，無論是在海上設備、太空設備還是無法進入的陸上設施，如核反應堆。

通過合作開發的技術可用于塞拉菲爾德設施的退役(圖源：塞拉菲爾德核電退役現場)

他說，處理這些外部因素從一開始就應該是工程師工作的一部分。

他的組織與英國核退役管理局(NDA)密切合作，負責清理英國最早的17個核設施，但UKAEA對聚變的關注給它帶來了不同的挑戰。

他說：“我們從自然界中知道，永遠沒有免費的午餐……總會有后果，我們應該睜大眼睛。”

JET及其升級版的燃料是氘和氚，氚具有放射性，容易發生遷移，“我們最終會得到含氚材料。我們如何管理和提取氚真的很重要。還有其他材料被聚變中子激活。雖然沒有長壽命的，但必須加以管理。”

管理不僅僅是處置，還包括減少危險廢物元素、重復使用和回收。

3、向其他行業學習

JET工作人員在UKAEA 卡爾哈姆

創新和顛覆的一部分——以及UKAEA對市場的呼吁——是向其他行業學習。

巴金漢解釋說，他花了大量精力向英國政府證明，聚變與裂變行業不同，有不同的危險因素，對于聚變行業來說，與其受核監管辦公室的監管，更應該可以由健康與安全執行局(HSE)和環境署(EA)監管——這是一個其他行業熟悉的監管機構。

根據這一論點，該行業的風險和危害評估，很大程度上可以借鑒其他行業類似的方式。

巴金漢說：“這給了一個向他人學習的機會”，并促使你以新的方式看待這個問題。

例如，“有一個有趣的問題是，聚變是一個有放射性廢物的加工行業，還是相反。處理廢物的起點很重要。”

巴金漢承擔了JET退役和重新利用的責任，這個項目意義重大，這是一個機會，“這是第一次有機會讓聚變發電廠退役，也是在未來50年的第一次退役，所以這是一個非常重要的學習機會。與其只想著擺脫它，不如讓我們思考一下這個行業有什么技術，我們能做些什么”。

4、數字化的未來

在JET使用數字孿生技術進行遠程操作(圖源：©MontyRakusen)

如上所述，JET正進入退役階段，而此時許多公司——包括能源行業的公司——正在利用新的數字化機會，建立其設備設施的“數字孿生”。

巴金漢詳細介紹了這種數字孿生的一些機會和優勢。

數字孿生支持發展規劃和戰略，因為虛擬環境允許共享世界視圖。他們提供了一個平臺，可以更快地進行培訓、測試和決策，并規劃和排練特定的操作，“因為你不局限于硬件”。

利用數字環境中的所有可用數據，設施所有者和運營商可以“向后滾動”過去發生的事情，并“向前滾動”來想象和測試潛在的程序或策略。

談到在UKAEA使用這些數字工具，巴金漢說，“JET一直有很好的反應堆內部模型，并使用數字孿生進行規劃。我們對它的外觀圖像進行了數字化，包括機器人和實時移動的機器人。同時，我們也正在添加其他信息，如輻射圖，它提供增強現實。我們也在添加力，因為我們有‘人在環’機器和觸覺(復制‘感覺’)。如果你處理一個組件，你可以感受到所涉及的力度。”

這些數字工作方式并不是聚變行業獨有的——事實上，與傳統的核工業相比，許多軟件與其他行業，如游戲行業有很多共同點。

5、經驗借鑒

在某種程度上，UKAEA與廣闊市場的接觸，旨在挖掘在這些行業的經驗和相關工具。

巴金漢表示，以前核能是“在一個相當小的池塘里捕魚”，但現在，“核能部門就需要接觸游戲部門的工作人員和所有其他人，以跟上時代發展潮流，然后在我們的環境和法規范圍內應用有用的部分”。

他說，該行業試圖為自己重新創造在其他地方已經用過的解決方案是愚蠢的，既耗資巨大又效率低下。

“我們使用的游戲引擎是在汽車、航空航天等行業使用的軟件產品——通用工具和控制系統。只有當接觸到特定環境中具有特定危險的機器時，才會感到特別。”

在實踐中，為了讓新加入者發揮出最佳水平，巴金漢說：“你必須給他們一些前后背景”。重要的是，在與以前不屬于核工業的公司交談時，不要過于籠統，浪費雙方的開發時間，同時，在早期階段不要過于針對核能，錯過可以適應核工業需求的選擇。

他舉的例子之一是LongOps倡議，這是一項耗資1,200萬英鎊(1,530萬美元)、為期四年的核工業合作項目，由UKRI、NDA和TEPCO資助，UKAEA的RACE團隊領導。

他解釋道：“我們都對使用數字孿生感興趣。該計劃的一個條件是將50%的資金投入供應鏈，我們詢問他們是否在這些領域擁有相關技術，并能做出貢獻。我們已經從其他公司那里得到了很多經驗，再看到這些公司展示出來的技術真是太棒了。”

他說，80%的參與者是業內熟悉的公司，20%是有新思維的新公司，例如，有一家公司多年來一直在開發手術觸覺系統。

巴金漢表示，他們正在與這家公司密切合作，“希望我們能從他們改進產品的過程中受益”。

6、未來可期

展望未來，巴金漢表示，“現在的世界有了一個數字層”，所有的數字孿生將開始走到一起，比如在包括交通、建筑等在內的復雜城市模型中。

對他來說，這與復雜的核電站類似，他說：“我認為我們將有一整個核電站，包括非常詳細的數據。”

“我堅信聚變發電廠必須遠程操作，在這種情況下，數字模型很重要。雖然仍然有人在操作，但實際上不需要動手，不過在真正投入之前，需要大量的計劃。”

這符合小型模塊化反應堆的一些運行模式，并且已經被用于管理電力系統中的其他設施，如電池陣列、風電場和太陽能發電場，或多種設施的復雜組合。

此外，還需要與其他部門交流經驗。巴金漢說：“英國皇家研究院有一個名為‘機器人創造更安全的世界’的項目，目標是給那些生活在偏遠地區的人們提供能源。這些領域包括近海、太空、采礦和核能。”

其成果包括數字服務，使人們能夠提高技能，從而使用數字工具完成工作或學習任務，在進入現實環境時提高生產力、安全性和速度。

“核工人和礦工之間有一些相似之處。他們在進入了危險環境都需要穿戴防護設備。如何避免人員在工作中產生的危險?這里面有著巨大的空間。制造工具、操作工具、計劃如何更好地使用工具——這些都是顛覆。”巴金漢說。

面對數字化的世界，需要具備更大的應變能力。

他說：“所有這些數字工具會變得更好、更快。必須提高適應性和靈活性，這些工具在不斷發生變化，并提供新的機遇。必須不斷跟上，并制定淘汰戰略。”

令人驚訝的是，巴金漢認為變化不會那么劇烈的一個領域是人工智能。

他說：“在受監管的行業，我們將利用數字化工具作為規劃的一部分，隨后將其重新交給人們控制。我們所有的控制——法律、法規、保險——都是基于人們的行為。我們制定了這些制衡機制，以獲得一致的績效和良好的行為。管理這種情況的方法是使用這些新技術來確定更好的做事方式。一旦掌握了這些新知識，就會用來改進現有的流程和技術”。

7、社會變革

JET大樓(圖源：EUROFusion)

除了技術變革外，這種以數字和機器人為主導的模式還將推動社會變革——無論是在廣泛的行業領域，還是在核工業內部——核工業過去常常被視為員工和供應商的“封閉車間”。

巴金漢指出了發展專業集群的機會。

他們的另一項倡議，機器人與人工智能合作組織(RAICo)，該組織包括NDA、塞拉菲爾德、曼徹斯特大學和UKAEA，位于坎布里亞郡的小鎮懷特哈文，靠近塞拉菲爾德，以方便開展工作。

塞拉菲爾德是該地區最大的雇主，但正如巴金漢所說，“在坎布里亞郡提供數字和人工智能工作將形成一個集群，讓人們有更多的理由來這里工作”。

同樣，數字技術允許遠程工作，這為集群成員提供了一種無需離開該地區的替代方案。

對于未來的專家來說，核工業和其他行業之間可能會有更多的流動，因為不同行業的數字特定角色非常相似。

正如巴金漢所說：“每個人都認為自己的行業是‘特殊的’，但事實并非總是如此。世界各地都有大量非常有創造力的人，要努力嘗試利用這種創造力。”