工業(yè)4.0是指未來的工作環(huán)境具有完全的數(shù)據(jù)流動性和透明度，工廠各部件在其中收集有關(guān)其操作的數(shù)據(jù)并相互共享。即使在今天，IBM估計一個典型的工廠每天可產(chǎn)生1TB的數(shù)據(jù)，但是只有1%的數(shù)據(jù)被分析過。未來，數(shù)據(jù)量肯定會激增，而使用人工智能(AI)及其機器學習(ML)技術(shù)的更高級分析將在其中起到越來越重要的作用，幫助管理者理解數(shù)據(jù)。將此概念推向極致，一些工廠甚至會看到自主工廠組件之間的分布式?jīng)Q策，以及它們與來自供應(yīng)鏈和分銷鏈的數(shù)據(jù)的集成。在需要時，現(xiàn)場工作人員將可隨時獲得準確的信息，并且可以實時優(yōu)化他們的工作計劃。

這些新技術(shù)整合的累積影響將對許多行業(yè)產(chǎn)生革命性的影響，但對核工業(yè)可能不那么重要。雖然核電站長期以來都充斥著不斷記錄數(shù)據(jù)的傳感器，但監(jiān)管環(huán)境不利于數(shù)據(jù)本身在共享、處理和使用方面的快速創(chuàng)新。在這一點上，工業(yè)4.0對核工業(yè)，尤其是在電廠運行中變得非常具有挑戰(zhàn)性。對安全性的需求限制了操作數(shù)據(jù)的傳輸，并且很難證明對與安全性相關(guān)的系統(tǒng)進行任何更改是合理的。世界核安全研究所(WorldInstituteforNuclearSecurity)稱，“信息技術(shù)和運營技術(shù)的融合是不可避免的，隨之而來的是重大機遇和風險”，但隨著我們進入2020年代，這個問題仍未得到解決和界定。

情報專家

雖然以傳感器為主導的數(shù)字革命還沒有到來，但核工業(yè)可以利用已有的豐富的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息。RobertPlana是Assystem的首席技術(shù)官，他解釋了公司采取的一些方法。

通常在AI和ML應(yīng)用程序中，最好的性能是在使用大量數(shù)據(jù)訓練新應(yīng)用程序后獲得的，這些數(shù)據(jù)集有時來自多個領(lǐng)域的多個數(shù)據(jù)源。盡管核工業(yè)的安全限制使這種方法不可能實現(xiàn)，但對Plana和Assystem的另一種選擇是在獨立基礎(chǔ)上創(chuàng)建專家系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，所有數(shù)據(jù)都歸客戶所有，并在客戶的控制之下。在沒有大量訓練數(shù)據(jù)的情況下，該公司通常使用客戶真實生活數(shù)據(jù)的80%用于訓練，20%用于測試。Plana說，學習系統(tǒng)的潛在性能可能會有所損失，但輸入數(shù)據(jù)的嚴謹性和專業(yè)的知識編碼可以彌補這些損失。

為了支持法國即將進行的退役項目，Assystem創(chuàng)建了一個基于數(shù)千份紙質(zhì)文件存檔的特定搜索引擎。

第一階段是對文件進行掃描并使用光學字符識別將其轉(zhuǎn)換為機器可讀的形式。然后，將文檔內(nèi)容進行分類，并提供完整的搜索功能。

接下來，該團隊建立了一個本體――基于文本中的關(guān)鍵詞匯和文本內(nèi)容的顯性關(guān)系的主題領(lǐng)域圖――這進一步完善的搜索功能。

當然，工廠和法規(guī)文件中高度結(jié)構(gòu)化的信息為這一點奠定了良好的基礎(chǔ)，但對于Plana來說，最好的出發(fā)點有時是表格。

他說:“工程師非常有條理，他們在表格中總結(jié)重要的數(shù)字。”他解釋說，文檔通常是分解的，分別處理純文本、詞匯表和表格。分析之后，機器可能會建議從數(shù)據(jù)表開始，但工程師總是會指導和調(diào)整過程。

為了補充退役文件和本體，又增加了20000個問題和答案，對有價值的制度化知識進行了編碼。“我把這稱為公司的數(shù)字遺產(chǎn)，”Plana說。“如果你把專家的知識，最常見的問題，和深度學習技術(shù)結(jié)合起來，你就能建立一個非常智能的搜索引擎。”通過這種方式，一個相對較小的數(shù)據(jù)輸入――48GB的文檔――創(chuàng)建了一個強大的特定主題知識工具，包括一個站點清單數(shù)據(jù)庫。

最后一個階段是添加自然語言接口。工程師們可以通過一些問題來調(diào)查異常情況及其意義，比如“你能識別出A建筑中的放射性材料嗎?”或“你能把文件中列出的放射性水平與拆除小組開始在現(xiàn)場作業(yè)時測量到的水平進行比較嗎?”

Plana表示，該系統(tǒng)“可以在數(shù)秒內(nèi)檢索到(人工搜索)需要花費一周時間的信息。”

數(shù)字孿生

對設(shè)施確切狀態(tài)的詳細了解對于制訂退役計劃至關(guān)重要。只有從一個完整的畫面中才能正確地定義團隊的規(guī)模、所需的工具和過程，以及進度和成本。為了實現(xiàn)這一點，數(shù)字孿生必須將工廠的原理圖和組件包含到盡可能小的水平，包括描述部件及其維護的所有文檔。

目前，許多即將退役的設(shè)施只有2D圖紙和描述，通常是關(guān)于設(shè)施的設(shè)計和后續(xù)改造的更新。然而，同樣重要的是要記住，沒有任何設(shè)施是真正按照設(shè)計建造的。在實際將東西擰到墻上時，總會有一些小問題和優(yōu)化措施。Plana說:“數(shù)字孿生創(chuàng)造了在兩者之間移動的環(huán)境。”

協(xié)調(diào)所有這些設(shè)計信息的第一步是對設(shè)備進行三維激光掃描以獲得其當前拓撲。然后可以繼續(xù)進行所謂的“四維建造(Build4D)”：在操作發(fā)生時隨著時間移動進行空間檢查的概念，例如安裝大型新組件。除了模擬主要任務(wù)的過程外，Build4D還可以管理設(shè)施中的協(xié)作性――避免發(fā)生沖突，因為兩個團隊需要同時訪問同一空間，或者僅需要現(xiàn)場運行一定數(shù)量的人員受到安全或保安約束為。如果一個專門的團隊不能在某一天完成其工作，就不能保證次日人員或工具的可用性。這些簡單的協(xié)作沖突可能會使項目迅速脫離計劃。

調(diào)度可以通過任務(wù)完成時獲得的知識來進行。例如，如果OEM信息顯示需要三天時間來刪除某個部件，但實際上完成使用該結(jié)果更新模型的整個過程通常需要四天時間。

Plana說:“你擁有的數(shù)據(jù)越多，你的模型就越能代表現(xiàn)實，你就能更精確地進行項目交付。”

Build4D也被證明有助于法國核電站的停電管理優(yōu)化工作。