核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理框架體系構(gòu)建與發(fā)展建議

任景莉，楊盼

（鄭州大學(xué)河南省大數(shù)據(jù)研究院，鄭州 450052）

一、前言

核電作為構(gòu)建現(xiàn)代清潔低碳、安全高效的能源體系中的重要一環(huán)，實現(xiàn)數(shù)字化、智能化是確保核工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必要手段，也是打造核工業(yè)強國不可或缺的重要組成部分。對于核電企業(yè)來說，積極推進(jìn)核電數(shù)字化是降本提效、 形成行業(yè)競爭優(yōu)勢的優(yōu)選路徑。

數(shù)字化實體產(chǎn)業(yè)是發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，目前實體產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國家均在積極布局?jǐn)?shù)字化工業(yè)戰(zhàn)略 [1]。核電站的生命周期通常跨越數(shù)十年并產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)， 因復(fù)雜繁多的數(shù)據(jù)難以進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃管理而導(dǎo)致數(shù)據(jù)利用率偏低、數(shù)據(jù)價值難以充分發(fā)揮 [2]。因此，建立數(shù)據(jù)管理體系是核電站數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重中之重。核電大數(shù)據(jù)作為核電站的重要資產(chǎn)，亟需構(gòu)建核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理體系，建立覆蓋核電站全生命周期的數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸、應(yīng)用體系；加強數(shù)據(jù)流通，創(chuàng)新數(shù)據(jù)管理與共享機(jī)制，發(fā)揮數(shù)據(jù)要素的核心價值。

二、核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理的發(fā)展現(xiàn)狀

核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理（NPPLDM）指在大型核電站全生命周期內(nèi)的主要階段，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行定義、收集、評估、共享、協(xié)同應(yīng)用、維護(hù)、歸檔、銷毀等處理，并對數(shù)據(jù)資源的全生命周期進(jìn)行科學(xué)、全面管理。核電站的數(shù)據(jù)支撐著核電數(shù)字孿生和數(shù)字化移交的發(fā)展。隨著核電數(shù)字化發(fā)展，各種核電數(shù)據(jù)呈指數(shù)型增長，以存儲管理為核心的數(shù)據(jù)管理已不能滿足相關(guān)業(yè)務(wù)更為深化的數(shù)據(jù)分析和共享需求。新時期的NPPLDM應(yīng)以數(shù)據(jù)存儲整合、共享應(yīng)用、安全可靠為基礎(chǔ)，深入研究核電站全生命周期節(jié)點、業(yè)務(wù)流、信息流、數(shù)據(jù)流，開展涵蓋核電規(guī)劃設(shè)計、采購施工、調(diào)試移交、運維退役全過程的精益化數(shù)據(jù)管理；充分實現(xiàn)核電大數(shù)據(jù)價值，消除“數(shù)據(jù)孤島”，促進(jìn)業(yè)務(wù)協(xié)同，提升核電站的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

目前，NPPLDM體系研究按照對象不同分為兩大類：以核電站某生命節(jié)點為對象的數(shù)據(jù)管理研究，以核電站主數(shù)據(jù)為對象的數(shù)據(jù)管理研究。以核電站某生命節(jié)點為對象的數(shù)據(jù)管理研究主要圍繞核電站規(guī)劃設(shè)計、工程建設(shè)（設(shè)備采購和土建安裝）、運維管理3個階段展開。核電站的大部分?jǐn)?shù)據(jù)產(chǎn)生于規(guī)劃設(shè)計階段，因而核電設(shè)計的數(shù)字化不僅可以簡化上、下游數(shù)據(jù)傳遞，還可助力實現(xiàn)核電“數(shù)字化移交” [3]。在工程建設(shè)階段，加強和規(guī)范設(shè)備采購數(shù)據(jù)管理 [4]、項目管理 [5]、文檔管理 [6]，有助于縮短工期和降本提效。核電運維管理過程的核心是反應(yīng)堆監(jiān)管，因而運維數(shù)據(jù)管理對核電站的安全高效生產(chǎn)至關(guān)重要 [7]。

核電站主數(shù)據(jù)是核電站研發(fā)設(shè)計、建安調(diào)試、運維生產(chǎn)等過程中產(chǎn)生的核心數(shù)據(jù)，在收集、共享和運用后可滿足跨部門業(yè)務(wù)協(xié)同需要。不同于分階段數(shù)據(jù)管理，主數(shù)據(jù)管理應(yīng)確保主數(shù)據(jù)在核電站全生命周期內(nèi)的一致性、完整性、共享性和可靠性。主數(shù)據(jù)在核電信息化建設(shè)和以信息化手段實現(xiàn)的業(yè)務(wù)活動中具有重要作用，國內(nèi)核電企業(yè)都在積極開展主數(shù)據(jù)管理實踐，如江蘇核電有限公司的江蘇核電主數(shù)據(jù)全生命周期概念模型，大亞灣核電運營管理有限責(zé)任公司的主數(shù)據(jù)分類管理 [8]和核電站全生命周期知識管理框架 [9]。也要注意到，上述研究雖然給出了核電數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中的設(shè)計數(shù)據(jù)管理、采購數(shù)據(jù)管理、工程數(shù)據(jù)管理等思路，但仍缺乏針對NPPLDM體系開展的整體規(guī)劃與統(tǒng)籌管控。

核電是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，從規(guī)劃設(shè)計、采購、施工建造、調(diào)試移交到運行維護(hù)、退役，通常經(jīng)歷50～70年的生命周期；核電站全生命周期中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)是確保電站正常運行和核安全的重要憑證，具有重要的查考價值。在核電數(shù)字化、智能化發(fā)展背景下，統(tǒng)籌管理復(fù)雜的核電工程、運維信息至關(guān)重要。本文作為聚焦NPPLDM開展的整體性、框架性研究，從核電站數(shù)據(jù)管理的需求和難點出發(fā)，以數(shù)據(jù)管理與核電業(yè)務(wù)協(xié)同的融合應(yīng)用為切入點，探討NPPLDM框架體系并提出行業(yè)性發(fā)展建議。

三、核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理的需求分析及面臨挑戰(zhàn)

（一）核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理需求分析

1. 核電站業(yè)務(wù)協(xié)同的需要

核電站是多方參與，涉及多專業(yè)、多設(shè)備的長期工程，業(yè)務(wù)協(xié)同至關(guān)重要。核電站數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)流程分為工程數(shù)據(jù)、運維數(shù)據(jù)：前者包括規(guī)劃文件、設(shè)計文件、采購數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)、安裝調(diào)試數(shù)據(jù)等；后者包括核電生產(chǎn)運營過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，如維修、延壽、退役數(shù)據(jù)等。這些海量數(shù)據(jù)通常存儲于不同的系統(tǒng)，存在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜多樣、運行系統(tǒng)相對獨立等問題，致使業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)重復(fù)、割裂，共享和應(yīng)用難度較大，影響了核電業(yè)務(wù)的協(xié)同效率。因此，開放共享的NPPLDM體系是提高核電業(yè)務(wù)效率、實現(xiàn)核電數(shù)據(jù)治理能力現(xiàn)代化的創(chuàng)新舉措。

2. 核電站數(shù)字化移交的需要

核電站數(shù)字化移交是核電行業(yè)深入實現(xiàn)“兩化融合”的重要體現(xiàn)。我國的核電站工程建設(shè)以工程總承包（EPC）模式為主 [10]，傳統(tǒng)的核電站移交是以紙質(zhì)和電子化文件形式，將相關(guān)數(shù)據(jù)交付給業(yè)主方。新興的核電數(shù)字化移交則以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和智能模型/圖紙的形式，將工程階段的相關(guān)信息以數(shù)字化、智能化的形式交付給業(yè)主方，同時交付一座“數(shù)字核電站”來支持后續(xù)的智慧運營。貫穿核電站全生命周期的數(shù)據(jù)管理，可以通過規(guī)范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)屬性、提升數(shù)據(jù)質(zhì)量等行為，支撐數(shù)據(jù)在業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通和高效分析。顯然，智能模型和智能圖紙具有良好的實用性，對實體電站的運營指導(dǎo)也更為可靠。

3. 提升核電安全保障的需要

核電安全問題長期以來備受關(guān)注。核電站規(guī)劃設(shè)計通常采用“縱深防御”思想，運用技術(shù)手段來降低核電事故的危害；核電站后期的運維管理主要通過監(jiān)控反應(yīng)堆運行狀態(tài)、設(shè)備屬性狀態(tài)、核輻射劑量等數(shù)據(jù)，對故障進(jìn)行預(yù)警和量化 [11]。傳統(tǒng)的核安全數(shù)據(jù)處理分析較多依賴于人的經(jīng)驗，而核電數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型則弱化人的作用，轉(zhuǎn)而采用數(shù)據(jù)和算法來實現(xiàn)智能預(yù)警。目前，核電行業(yè)尚未形成標(biāo)準(zhǔn)化且全面的數(shù)據(jù)管理，存在數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)程度不高、數(shù)據(jù)多源異構(gòu)等問題，制約了核電站運營管理的數(shù)字化、智能化進(jìn)程。

（二）核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理面臨的挑戰(zhàn)

1. 核電工程業(yè)務(wù)復(fù)雜，“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重

核電工程業(yè)務(wù)復(fù)雜，核電企業(yè)之間，產(chǎn)業(yè)鏈上、下游參與方眾多，數(shù)據(jù)相對封閉；核電站全生命周期跨度長，數(shù)據(jù)利用存在信息不對稱、不及時的情況。核電業(yè)務(wù)系統(tǒng)大多自成體系、相互獨立，盡管縱向業(yè)務(wù)實現(xiàn)了全面覆蓋，但橫向業(yè)務(wù)優(yōu)化不足。因數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一導(dǎo)致的核電業(yè)務(wù)“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，使得跨業(yè)務(wù)領(lǐng)域/板塊的數(shù)據(jù)集成與協(xié)同較為困難。

2. 數(shù)據(jù)類型復(fù)雜繁多，可用性不足

多源的核電數(shù)據(jù)帶來了數(shù)據(jù)的多樣性 [12]，但多樣化的數(shù)據(jù)載體和格式種類也造成數(shù)據(jù)類型的復(fù)雜化問題。鑒于數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在業(yè)務(wù)中的不同作用，加之核電的數(shù)據(jù)類型又具有明顯差異，核心數(shù)據(jù)分類管理不當(dāng)將會降低數(shù)據(jù)可用性。以核電設(shè)計階段為例，大部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)以文檔形式進(jìn)行信息保存和交換，存在傳遞效率低下、共享難度大、版本多、檢索難等問題。此外，隨著數(shù)據(jù)收集方式多元化，非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)總量中占比加大（呈指數(shù)型增長），致使數(shù)據(jù)存儲成本、應(yīng)用分析難度均有增加，信息整合和連接的復(fù)雜性凸顯，信息的實時統(tǒng)一、虛實集成等問題逐漸暴露。

3. 缺乏有效的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理制度及機(jī)制

數(shù)據(jù)質(zhì)量提升是NPPLDM的目標(biāo)之一。在核電站工程建設(shè)和生產(chǎn)運維過程中，數(shù)據(jù)錄入不規(guī)范、不準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)缺失或異常都會影響數(shù)據(jù)質(zhì)量。大量異常數(shù)據(jù)向自動運行的核電設(shè)備提供無效輸入值，可能影響反應(yīng)堆正常運轉(zhuǎn)甚至威脅核電站安全。當(dāng)前，核電企業(yè)尚未形成嚴(yán)格規(guī)范的核電站全生命周期數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系且監(jiān)督機(jī)制不完善，導(dǎo)致核電數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊，制約著數(shù)據(jù)分析、集成、預(yù)測的效果，不利于核電的全面數(shù)字化進(jìn)程。

4. 面臨更多數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)問題

核電站數(shù)據(jù)作為企業(yè)的核心資產(chǎn)、國家的重要數(shù)據(jù)，在實現(xiàn)全面數(shù)字化之后仍將面臨諸多安全問題。當(dāng)前，企業(yè)對核電站數(shù)據(jù)安全管理的重視程度不夠，覆蓋核電站全生命周期的數(shù)據(jù)安全管理機(jī)制尚未成型；對于核電數(shù)據(jù)上云后的數(shù)據(jù)安全問題缺乏長遠(yuǎn)布局，如海量數(shù)據(jù)的長期遠(yuǎn)程存儲安全，更嚴(yán)格的身份認(rèn)證及細(xì)粒度訪問控制，對敏感數(shù)據(jù)的分析、共享、協(xié)同應(yīng)用，防范外網(wǎng)攻擊并確保數(shù)據(jù)傳輸安全等。

四、核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理與協(xié)同應(yīng)用框架體系

NPPLDM本質(zhì)上是在深入研究核電站全生命周期節(jié)點、業(yè)務(wù)流、信息流、數(shù)據(jù)流的基礎(chǔ)上，建立核電規(guī)劃設(shè)計、采購施工、調(diào)試移交、運維退役全過程的精益化數(shù)據(jù)管理， 由此形成核電數(shù)據(jù)開放共享、協(xié)同應(yīng)用的能力。NPPLDM與協(xié)同應(yīng)用的框架體系如圖1所示。整體框架以實體電站為對象，以電站全生命周期中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)為核心，以企業(yè)數(shù)據(jù)管理政策指導(dǎo)及組織管理為輔助監(jiān)督，從企業(yè)制度規(guī)范、組織管理、面向業(yè)務(wù)協(xié)同的數(shù)據(jù)管理3個維度，立體展示了核電數(shù)據(jù)管理的重要內(nèi)涵；著力于解決“數(shù)據(jù)孤島”、數(shù)據(jù)可用性差、數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊、數(shù)據(jù)安全問題，推動核電站數(shù)據(jù)管理的優(yōu)質(zhì)高效運行。

圖1 NPPLDM與協(xié)同應(yīng)用的框架體系

（一）企業(yè)制度規(guī)范

數(shù)據(jù)管理制度是管理核電站全生命周期數(shù)據(jù)資產(chǎn)的基石。企業(yè)的核電數(shù)據(jù)管理制度是基于核電站全生命周期的業(yè)務(wù)需求和智慧核電發(fā)展要求，規(guī)范數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要素和數(shù)據(jù)質(zhì)量評估要素，明確數(shù)據(jù)安全要求，指導(dǎo)核電數(shù)據(jù)精細(xì)化管理的指南和標(biāo)準(zhǔn)。這項工作的關(guān)鍵在于，明確數(shù)據(jù)管理工作的重要性，促進(jìn)核電站全生命周期中的相關(guān)單位、部門達(dá)成共識；制定數(shù)據(jù)安全規(guī)范，切實保障核電站全生命周期數(shù)據(jù)的機(jī)密性、可用性、完整性；明確數(shù)據(jù)產(chǎn)生、應(yīng)用、管理的原則，確保數(shù)據(jù)在安全的前提下實現(xiàn)業(yè)務(wù)層面的橫向和縱向共享；制定問責(zé)與獎懲規(guī)則，充分調(diào)動參與數(shù)據(jù)管理人員的積極性；制定數(shù)據(jù)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量以完善可用性。

（二）組織管理

組織管理為NPPLDM提供組織結(jié)構(gòu)和人員保障。核電站全生命周期中的數(shù)據(jù)龐大復(fù)雜，需要高效系統(tǒng)的管理以及組織成員之間的協(xié)作配合。組織管理要素包括：根據(jù)核電站的特點來設(shè)計組織機(jī)構(gòu)，明確各自職責(zé)；建立數(shù)據(jù)管理委員會、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理委員會、數(shù)據(jù)安全管理委員會，分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管控優(yōu)化、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)安全管理，使得數(shù)據(jù)管理工作妥善開展。

（三）面向業(yè)務(wù)協(xié)同的核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理

NPPLDM是基于核電發(fā)展需求而產(chǎn)生的，面向業(yè)務(wù)協(xié)同的NPPLDM通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、差異化數(shù)據(jù)分類管理、合理構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，打破業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)核電站全生命周期數(shù)據(jù)的開放共享和查詢，提高核業(yè)務(wù)流程效率；提升核電數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保滿足業(yè)務(wù)要求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務(wù)；完善數(shù)據(jù)安全保護(hù)機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)機(jī)制，保障數(shù)據(jù)安全。

1. 統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)指為保障數(shù)據(jù)內(nèi)外部使用與交換的一致性和準(zhǔn)確性而制定的規(guī)范性約束。核電項目建設(shè)過程涉及若干相互獨立的系統(tǒng)，因職能和標(biāo)準(zhǔn)不同而使得相同數(shù)據(jù)在不同系統(tǒng)中具有差異化的表達(dá)形式，阻礙了數(shù)據(jù)在跨系統(tǒng)層面的共享和使用。核電數(shù)據(jù)管理服務(wù)于核電站全生命周期業(yè)務(wù)流，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和管理應(yīng)以業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)，以規(guī)范業(yè)務(wù)對象在各信息系統(tǒng)中的統(tǒng)一定義和應(yīng)用來實現(xiàn)核電站全生命周期業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)共享開放、數(shù)據(jù)靈活使用、數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，最終表現(xiàn)為數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務(wù)。核電數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系也應(yīng)明確數(shù)據(jù)元的屬性及屬性描述，如屬性包括而不限于中文名稱、英文名稱、標(biāo)識符、說明、數(shù)據(jù)類型、取值、與其他屬性的關(guān)聯(lián)關(guān)系，屬性描述涵蓋屬性注釋和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則。對于不符合標(biāo)準(zhǔn)體系的數(shù)據(jù)元，通過數(shù)據(jù)映射來予以規(guī)范。

2. 差異化的數(shù)據(jù)分類管理

NPPLDM可根據(jù)數(shù)據(jù)特性及治理方法，從多個角度對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。不同數(shù)據(jù)分類會產(chǎn)生不同的管理方法，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范可分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理，根據(jù)數(shù)據(jù)描述類型不同可分為元數(shù)據(jù)管理、主數(shù)據(jù)管理、參考數(shù)據(jù)管理，根據(jù)核電業(yè)務(wù)流程可分為工程數(shù)據(jù)管理、運維數(shù)據(jù)管理。

一是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是格式規(guī)范、用二維表記錄的數(shù)據(jù)，相關(guān)管理技術(shù)已相當(dāng)成熟，如關(guān)系型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（MySQL）。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)是格式相對不固定、很難用數(shù)據(jù)庫二維邏輯表來表示的數(shù)據(jù)，具有形式多樣、數(shù)據(jù)量大等特點，如電子郵件、文檔、圖片、視頻以及從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)集。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在核電數(shù)據(jù)總量中占比較高，可為核電設(shè)備運行和延壽退役提供直接參考，但管理難度較大。對于核電非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理，可以建立非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理平臺，革新底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)匯集、管理對象數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、索引數(shù)據(jù)，并與人工智能技術(shù)相融合，提供新的數(shù)據(jù)架構(gòu)底座，利用數(shù)據(jù)湖等架構(gòu)實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能搜索、內(nèi)容自動化等。

二是元數(shù)據(jù)管理、主數(shù)據(jù)管理和參考數(shù)據(jù)管理。① 元數(shù)據(jù)管理。在核電數(shù)字化過程中，元數(shù)據(jù)作用于整個價值流，支持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)的統(tǒng)一管理運營，支撐業(yè)務(wù)管理規(guī)則的有效實施。當(dāng)前，核電設(shè)計文件和過程文檔正經(jīng)歷文檔化向電子化的轉(zhuǎn)型 [13]。核電站元數(shù)據(jù)管理應(yīng)重點關(guān)注：制定元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、平臺與管理機(jī)制，建立核電站全生命周期元數(shù)據(jù)管理體系；根據(jù)核電業(yè)務(wù)需求，制定元數(shù)據(jù)注冊方法，完成底座元數(shù)據(jù)注冊工作；建立元數(shù)據(jù)中心，確保元數(shù)據(jù)全生命周期管理，對不同類型的元數(shù)據(jù)進(jìn)行連接以開展元數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)查詢、檢索、血緣分析 [14]。② 主數(shù)據(jù)管理。主數(shù)據(jù)是核電站全生命周期業(yè)務(wù)活動的核心要素數(shù)據(jù)，在業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間可共享使用。應(yīng)建立核電主數(shù)據(jù)管理體系，圍繞核電站全生命周期業(yè)務(wù)需求和數(shù)據(jù)從生成到銷毀的全生命鏈，分析、識別、篩選主數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)采集數(shù)據(jù)，提升主數(shù)據(jù)質(zhì)量，優(yōu)化主數(shù)據(jù)運營管理。③ 參考數(shù)據(jù)管理。參考數(shù)據(jù)通常是預(yù)定義的靜態(tài)數(shù)據(jù)，在流程自動化、提升分析質(zhì)量和改善外部協(xié)同方面起著關(guān)鍵作用。核電站參考數(shù)據(jù)管理要明確各方的管理責(zé)任、制定相關(guān)流程和規(guī)范以及建立參考數(shù)據(jù)管理平臺。參考數(shù)據(jù)管理主要包括：構(gòu)建完善的信息架構(gòu)建設(shè)以識別參考數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行管理；管理參考數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)及映射關(guān)系；統(tǒng)一參考數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對核電站全生命周期節(jié)點的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和管理。

三是工程數(shù)據(jù)管理與運維數(shù)據(jù)管理， 前者包括核電站規(guī)劃設(shè)計、采購建造、安裝調(diào)試過程的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，后者包括核電站運行維護(hù)、延壽退役過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。① 工程數(shù)據(jù)管理。對于核電站實體對象，按照工藝系統(tǒng)分解結(jié)果，根據(jù)一定的業(yè)務(wù)規(guī)則、分類原則和編碼體系，組織形成反映整個電站物理要素的層次結(jié)構(gòu)，建立以電站分解結(jié)構(gòu)為組織層次的數(shù)據(jù)管理模型。對于核電業(yè)務(wù)，按照業(yè)務(wù)工作對象進(jìn)行分解，以可交付成果為導(dǎo)向，根據(jù)工作分解結(jié)構(gòu)對核電工程項目要素進(jìn)行分組和細(xì)化。對于工程成本費用，按照成本分解結(jié)構(gòu)對核電工程建設(shè)階段各個節(jié)點的成本進(jìn)行高效管理。② 運維數(shù)據(jù)管理。核電運維業(yè)務(wù)活動圍繞生產(chǎn)計劃、運行監(jiān)控、日常巡檢、大修換料、備件管理、化學(xué)分析、輻射防護(hù)等方向展開。核電站數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展使傳統(tǒng)的運維管理不再完全適用，因而運維數(shù)據(jù)管理應(yīng)處理好運維數(shù)據(jù)對主數(shù)據(jù)和參考數(shù)據(jù)的調(diào)用以及運維數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確保上、下游信息的順暢傳遞。

3. 數(shù)據(jù)模型管理

數(shù)據(jù)模型的設(shè)計與管理對提高數(shù)據(jù)處理效率、提升數(shù)據(jù)價值具有重要價值。數(shù)據(jù)模型構(gòu)建宜對應(yīng)不同的數(shù)據(jù)分類，描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系以及相應(yīng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層面的操作手段。以元數(shù)據(jù)為例，相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型可為數(shù)據(jù)管理提供標(biāo)準(zhǔn)并作為質(zhì)量評分的指標(biāo)參考；規(guī)范數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，減少數(shù)據(jù)存儲及操作異常情況的出現(xiàn)，形成業(yè)務(wù)到數(shù)據(jù)倉庫的映射，為數(shù)據(jù)科學(xué)與人工算法分析提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。此外，選擇核電站數(shù)據(jù)模型需要多方評估并謹(jǐn)慎實施。

4. 數(shù)據(jù)質(zhì)量管理

數(shù)據(jù)質(zhì)量管理是提升數(shù)據(jù)價值的必要手段。核電站數(shù)據(jù)質(zhì)量問題主要來自技術(shù)方面，如數(shù)據(jù)源可能存在的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，數(shù)據(jù)清洗規(guī)則、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則配置不當(dāng)引起的質(zhì)量問題，數(shù)據(jù)丟失、重復(fù)記錄導(dǎo)致的質(zhì)量問題，相互獨立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不一致情況；業(yè)務(wù)需求變更對數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲等環(huán)節(jié)影響較大，極易產(chǎn)生數(shù)據(jù)質(zhì)量問題；缺乏數(shù)據(jù)規(guī)劃和有效的數(shù)據(jù)質(zhì)量管控機(jī)制，不同的業(yè)務(wù)部門、生命節(jié)點因數(shù)據(jù)輸入不規(guī)范導(dǎo)致的數(shù)據(jù)沖突等問題。為此，數(shù)據(jù)質(zhì)量管理應(yīng)在核電站全生命周期各節(jié)點、業(yè)務(wù)流實現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量管理閉環(huán)，構(gòu)建核電站全生命周期數(shù)據(jù)質(zhì)量管理體系 [15]；及時對存在質(zhì)量問題的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、評估和識別，清洗、處理相應(yīng)數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)質(zhì)量管理流程進(jìn)行優(yōu)化；完善相關(guān)規(guī)則，實時監(jiān)控關(guān)鍵數(shù)據(jù)，預(yù)警數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。

5. 數(shù)據(jù)安全管理

發(fā)展核電是建立清潔、低碳、高效、安全能源體系的需求 [16]，核電站的數(shù)據(jù)安全問題至關(guān)重要。針對常規(guī)應(yīng)用場景的數(shù)據(jù)安全保障體系不適用于復(fù)雜的核電站大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景。核電站數(shù)據(jù)安全主要分為數(shù)據(jù)安全、網(wǎng)絡(luò)安全。① 對于數(shù)據(jù)安全監(jiān)管，基于核電數(shù)字資產(chǎn)和核電數(shù)字化的發(fā)展背景，圍繞核電站全生命周期各節(jié)點的業(yè)務(wù)需求，重新評估重要數(shù)據(jù)的機(jī)密度、重要度，建立分層、分級的數(shù)據(jù)保密機(jī)制，嚴(yán)格管理機(jī)密數(shù)據(jù)的訪問控制和身份認(rèn)證；在核電大數(shù)據(jù)的開發(fā)挖掘方面，嚴(yán)格制定數(shù)據(jù)脫敏標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，可引入同態(tài)加密技術(shù)開展機(jī)密數(shù)據(jù)的分析、挖掘等 [17]。② 對于網(wǎng)絡(luò)安全管理，核電站中幾乎所有的系統(tǒng)和設(shè)備都依賴網(wǎng)絡(luò)傳輸信息以保持正常運行和風(fēng)險預(yù)測能力，應(yīng)根據(jù)《核動力網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)政策》要求，在國家加強核電站網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管力度的基礎(chǔ)上，明確網(wǎng)絡(luò)攻擊發(fā)生后的應(yīng)急規(guī)范，規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)安全策略，完善網(wǎng)絡(luò)安全防范制度，評估網(wǎng)絡(luò)安全人員素質(zhì)；在物理層面，通過防火墻與加密技術(shù)的綜合運用，全面提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩雷o(hù)能力；對于核電業(yè)務(wù)的眾多系統(tǒng)，確保信息系統(tǒng)安全運行并定期評估系統(tǒng)安全態(tài)勢。整體來看，核電站的數(shù)據(jù)安全管理應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)安全相結(jié)合，制定分層保護(hù)策略，完善安全保障體系 [18]。

五、核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理的發(fā)展建議

（一）建設(shè)核電數(shù)據(jù)一體化平臺

我國已躋身核電大國行列，核電站的全面數(shù)字化和智能化是實現(xiàn)從核電大國向核電強國發(fā)展的重要策略。核電數(shù)據(jù)一體化平臺是實現(xiàn)核電數(shù)據(jù)驅(qū)動各板塊業(yè)務(wù)信息化和智能化的客觀要求，也是對核電站全生命周期數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理、高效共享、深度挖掘、智慧運營的有力支撐；作為集數(shù)據(jù)管理平臺、數(shù)據(jù)可視化平臺、數(shù)據(jù)代碼托管平臺、智能分析決策平臺于一體的綜合性平臺，在具體建設(shè)時應(yīng)以核電站全生命周期各業(yè)務(wù)系統(tǒng)和整個流程為數(shù)據(jù)來源，梳理相關(guān)單位和部門的信息資源目錄（如物項、仿真數(shù)據(jù)等），采集核電設(shè)計采購、建造、安裝移交、運維退役各節(jié)點數(shù)據(jù)和核電產(chǎn)生數(shù)據(jù)；實現(xiàn)跨單位和部門的信息交換共享，促進(jìn)各系統(tǒng)之間資源的共享開放與業(yè)務(wù)協(xié)同創(chuàng)新；通過人工智能等新興技術(shù)開發(fā)個性化推薦和智能化服務(wù)，支持多維度的智能化監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析預(yù)警。

（二）推動區(qū)塊鏈技術(shù)與核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理的深度融合

加快區(qū)塊鏈技術(shù)與核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理的融合應(yīng)用，是解決核電站在數(shù)字化建設(shè)中面臨數(shù)據(jù)融通、跨部門業(yè)務(wù)協(xié)同、信息資源開放共享、網(wǎng)絡(luò)安全等瓶頸問題的重要手段。對于核電站工程建設(shè)中各參與方的職責(zé)權(quán)限、設(shè)計圖紙、設(shè)計變更、設(shè)備物料等數(shù)據(jù)，可采用基于共識網(wǎng)絡(luò)的智能合約進(jìn)行記錄上鏈，依托區(qū)塊鏈和智能合約的不可篡改性、可追溯性，保障鏈上數(shù)據(jù)的真實、可靠、完整；通過設(shè)定區(qū)塊的計算復(fù)雜度，保障數(shù)據(jù)在上鏈過程中的短時滯、高安全性，提高上、下游文件傳遞的效率。此外，設(shè)備采購數(shù)據(jù)上鏈不僅提高施工階段物料設(shè)備的利用率，還將減少后期運維階段的采購信息回溯工作量，可從根源上解決因核電站時間跨度久遠(yuǎn)帶來的早期文件檢索困難問題；核電業(yè)主通過區(qū)塊鏈上的數(shù)據(jù)可實時監(jiān)控物料采購情況和施工進(jìn)展，對存疑數(shù)據(jù)展開回溯和勘察。

（三）加快數(shù)字孿生技術(shù)在核電站大數(shù)據(jù)上的應(yīng)用

核電站除了依靠技術(shù)進(jìn)步規(guī)避風(fēng)險外，還應(yīng)充分利用核電站運行生產(chǎn)過程中的監(jiān)控運維數(shù)據(jù)，預(yù)見風(fēng)險事件并采取化解風(fēng)險措施。數(shù)字孿生技術(shù)率先在航空、航天裝備仿真分析方面獲得應(yīng)用 [19]，近年來國際核電裝備企業(yè)開始布局核電站的數(shù)字孿生技術(shù)，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和數(shù)字化模型將實體核電站數(shù)字化并將之映射為虛擬空間中的“數(shù)字孿生體”[20]，支持核電站的數(shù)字化移交，突破傳統(tǒng)移交過程中的孤立、分散等結(jié)構(gòu)性困難，提高數(shù)據(jù)復(fù)用性和使用效率。機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動的預(yù)測性維護(hù)也可有效降低新建核電站的試錯成本，精準(zhǔn)預(yù)測運維過程中的故障事件。建議我國核電行業(yè)加快應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，實現(xiàn)對核電站全生命周期所積累的龐雜數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和靈活應(yīng)用，最大限度發(fā)揮數(shù)據(jù)價值，在新的維度上保障核電站安全生產(chǎn)運行。

（四）加強基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）與核電工程設(shè)計的融合應(yīng)用

在核電工程設(shè)計中，應(yīng)用MBSE方法實現(xiàn)核電工程從以文檔為中心向以模型為中心轉(zhuǎn)型，助力提升核電站全生命周期數(shù)據(jù)管理能力 [21]。MBSE采用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的數(shù)字化建模取代文檔記錄，數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)化程度更高，可減少非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理需求，進(jìn)而提高數(shù)據(jù)的共享和分析效率；統(tǒng)一建模語言，消除系統(tǒng)模型因?qū)W科差異導(dǎo)致的“模型孤島”；貫穿全生命周期的系統(tǒng)建模，支持實現(xiàn)多領(lǐng)域模型全生命周期內(nèi)的可追溯、可驗證、動態(tài)關(guān)聯(lián)，提高設(shè)計分析效率并增強數(shù)據(jù)信息的可復(fù)用性。

（五）建立健全核電站數(shù)據(jù)綠色管理政策體系

建議健全核電站數(shù)據(jù)綠色管理政策體系，實現(xiàn)綠色高效的NPPLDM。核電站數(shù)字化發(fā)展依托于數(shù)據(jù)中心的強大能力與可靠運轉(zhuǎn)，而海量數(shù)據(jù)的存儲與維護(hù)會消耗大量能源。在碳達(dá)峰、碳中和背景下，建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心是核電站減少能源損耗并降本提效的自然選擇，而核電站數(shù)據(jù)綠色管理是實現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵構(gòu)成。建立和健全覆蓋核電站全生命周期數(shù)據(jù)綠色管理標(biāo)準(zhǔn)體系，對實現(xiàn)核電站數(shù)據(jù)綠色管理的企業(yè)合理給予優(yōu)惠補貼和政策支持；加強政策引導(dǎo)和試點示范，探索形成核電站數(shù)據(jù)綠色管理實踐模式。