核工业自主可控数字神经网络:从传感器到DCS全栈国产化的攻坚之路
工业软件与数字化 | 发布:2026-08-19T10:30:00.000Z | 更新:2026-08-14T09:43:12.070Z | 作者:智造在线
2026年8月10日,《人民日报》第19版刊发了中核集团科技委委员、中核控制系统工程有限公司首席专家王冬的署名文章《为核工业打造自主可控的"数字神经网络"》。文章披露了中核控制团队自主研发的全国产化工业互联网平台——龙赑®平台的成功落地应用。这一平台实现了从底层芯片、操作系统、数据库到上层工业应用100%国产化,标志着我国核工业控制大区完成了从"单核驱动"到"全域协同"的深刻变革。
一、从DCS到工业互联网:核工业数字化的两步跨越
1. DCS:核设施的"控制大脑"
DCS(分散控制系统)是掌管核设施生产运行的"大脑",负责实时采集工厂的工艺参数(温度、压力、流量、液位等),通过控制算法计算控制指令,下发给执行机构实现工艺过程的自动化控制。对核设施而言,DCS一旦停摆,整条产线立即停产,其可靠性要求远超一般工业场景。
经过十余年攻坚,中核控制已实现仪控系统软硬件完全自主化、国产化。龙鳍®和龙核®DCS系统实现了100%国产化,牢牢掌握了核设施"控制大脑"的主动权。这一突破的背后是核级安全认证的严苛考验——核电DCS需要通过IEC 61513、IEEE 603、RCC-E等认证,认证周期长达5-10年。
2. 工业互联网平台:贯通全产业链的"神经网络"
如果说DCS是"大脑",那么工业互联网平台就是贯通全产业链的"神经网络"。随着核工业发展,新的难题逐渐显现:核电、核燃料、核化工各厂区系统标准不一、接口互不兼容,一座座"数据孤岛"散落在产业链各处。长期以来,中核集团核工业控制大区的数智化基础设施建设始终存在空白,生产、控制、管理各系统数据标准不统一、接口不互通。
中核集团科技委委员、中核控制总经理助理王冬坦言:"数智核工业建设,不能只有孤立的'控制大脑',必须要有通联全流程的自主数字底座。"2022年,龙赑®项目正式立项,目标是搭建一套完全自主可控的工业互联网平台。
二、龙赑®平台:全栈国产化的技术攻坚
1. 坚持全国产化路线的决心
项目立项之初,团队面临一个选择:直接采购国外成熟工业软件,研发周期短、风险小;或者走全国产化路线,从头攻关。中核控制党委书记、董事长张帆在项目启动会上明确表态:"控制大区是核设施的核心生产域,这里的数字根基,绝不能建在别人的地基上。"最终团队坚定选择了全国产化路线。
从底层硬件、基础软件到上层核心应用,龙赑®平台全部采用国产化技术方案。团队完成了上千次兼容性测试、压力测试,逐一破解不同国产组件的适配难题,确保平台在高并发、高负荷场景下稳定运行。针对核工业极端严格的安全要求,团队构建了全链路网络安全防护体系,开展多轮渗透测试与安全验证。
2. 攻克"最难啃的硬骨头"
研发路上最大的挑战是实现平台与国产DCS的无缝衔接。通用工业互联网平台大多基于云计算研制,对工业实时控制的复杂场景显得"水土不服"。团队自主研发专属高速通信协议,达成平台与控制系统毫秒级数据交互,既牢牢守住DCS独立运行的安全底线,又彻底打通了全域数据链路。
在核心技术方面,团队接连攻克20余项核心技术:创新打造的一体化开发工具内置200余种工业机理模型,将应用开发周期从数月压缩至数天;多协议动态采集技术在安全、性能、灵活度之间找到最优平衡;融合核仪控特色的零代码、低代码、全代码开发一体化技术,支持算法库灵活扩展。
三、国产DCS的全景格局:三大梯队竞争
1. 第一梯队:中控技术与和利时
国产DCS已形成清晰的三个梯队。第一梯队的中控技术在化工、石化、电力等行业领先,2024年DCS国内市场占有率超过30%,核心产品WebField系列已在万华化学、中石化等大型企业批量应用。和利时在核电、轨道交通、冶金等行业有深厚积累,其HOLLiAS-N平台已在华龙一号、CAP1400等三代核电技术多个机组应用。
2. 第二梯队:科远智慧等差异化竞争
科远智慧是百万千瓦机组赛道头部领军者,核心产品NT6000基于龙芯、飞腾国产CPU与国产Linux系统研发,全链路软硬件国产化率100%。2025年末实现"一月四台百万机组同步投运"行业纪录。其产品最小控制周期5ms,操作响应周期低于700ms,大幅优于行业通用2.5秒标准。
3. 核电DCS:国产化的最高门槛
核电DCS是国产DCS的"皇冠"。和利时旗下的北京广利核专门负责核电DCS业务,已实现核电站非安全级DCS的国产化替代,并向安全级DCS拓展。上自仪作为上海电气集团下属企业,是核电仪控核心供应商。而中核控制的龙鳍®、龙核®DCS系统则率先实现了核工业100%自主可控,为龙赑®平台的诞生奠定了"控制大脑"基础。
四、龙赑®平台的行业影响与未来展望
1. 已验证的实效
在正式面向行业推广前,龙赑®平台已支撑起全国首个核工业领域国家级智能制造标准应用试点,带动设计效率、测试执行效率、生产效率大幅提升,并实现全流程数据可追溯、合规审查全覆盖。2024年底平台正式发布,首先在中核控制自身内部"吃狗粮"验证,随后迈入全行业规模化应用新阶段。
2. 行业生态的变革
据中国工控网分析,2024年中石化宣布旗下多家炼化企业的DCS全面替换为国产品牌,标志着DCS国产化从"试点"走向"全行业替代"。2026年,随着大型企业完成DCS全面国产化替换,国产DCS的市场份额将持续提升。但从"硬件国产化"到"生态国产化"再到"技术引领",还有很长的路要走。
国家原子能机构数据显示,2026年核电建设持续推进。广东太平岭核电项目2号机组于8月3日正式投产发电,粤港澳大湾区首个"华龙一号"自主三代核电项目一期工程全面建成投运。核工业的快速发展,对自主可控数字基础设施的需求日益迫切。
五、常见问题FAQ
1. 龙赑®平台与通用工业互联网平台有何区别?
龙赑®是真正"贴着核工业场景长出来的平台",既懂工业协议、实时控制、仪控时序,又具备云边协同、大数据、AI能力。通用平台"懂云不懂控",龙赑®通过专属高速通信协议实现与DCS系统的毫秒级数据互通,在保障控制系统独立安全的前提下释放数据价值。
2. 核电DCS的国产化为什么这么难?
核电DCS是安全等级最高的控制系统,任何故障都可能导致核安全事故。需要通过IEC 61513、IEEE 603、RCC-E等严苛认证,认证周期长达5-10年。此外,核级设备对硬件可靠性、抗辐射能力、电磁兼容性等有极端要求,国产替代需要在保证同等安全水平的前提下完成全栈技术攻关。
3. 国产DCS面临的最大挑战是什么?
最大挑战是生态建设。DCS不仅是硬件和软件,更是复杂的工程生态——第三方设备集成商、行业工程公司、调试服务商、备件供应链、操作员培训体系等。国际巨头经过几十年构建了完整生态壁垒,国产DCS的生态建设仍在路上。此外,跨行业复用也需要重新积累工艺Know-how。
4. 龙赑®平台的200余种工业机理模型有什么作用?
工业机理模型是将工业过程中的物理、化学规律固化为可复用的算法组件。龙赑®平台预置200余种工业机理模型算子与智能算法组件,支持零代码、低代码、全代码一体化开发,将传统需要数月的应用开发周期压缩至数天甚至数小时,极大降低了核工业数字应用的开发门槛。
5. 核工业自主可控数字底座的建设对整个工业体系有什么启示?
核工业的实践证明:在关系国家安全的核心领域,"数字地基"必须自主可控。从DCS到工业互联网平台的两步跨越,展现了"从单点突破到系统自主"的路径。这对电力、石化、轨道交通等其他关键基础设施领域具有重要借鉴意义——不能只满足于"硬件替代",更要追求"生态自主"和"技术引领"。
信源参考:①人民日报《为核工业打造自主可控的"数字神经网络"》(2026-08-10,第19版);②中核集团官网《赑承万钧!核工业首个控制大区全国产化工业互联网平台诞生记》(2026-07-24);③中国工控网《DCS国产化:流程工业'最后一公里'》(2026-07-31);④国家原子能机构国内新闻(2026-08-05)。
关于本文的常见问题
从DCS到工业互联网:核工业数字化的两步跨越
1. DCS:核设施的"控制大脑"</h3
DCS:核设施的"控制大脑"
DCS(分散控制系统)是掌管核设施生产运行的"大脑",负责实时采集工厂的工艺参数(温度、压力、流量、液位等),通过控制算法计算控制指令,下发给执行机构实现工艺过程的自动化控制。对核设施而言,DCS一旦停摆,整条产线立即停产,其可靠性要求远超一般工业场景。 经过十余年攻坚,中核控制已实现仪控系统软硬件完全自主化、国产化。龙鳍®和龙核®DCS系统实现了100%国产化,牢牢掌握了核设施"控制大脑"的主动权。这一突破的背后是核级安全认证的严苛考验——核电DCS需要通过IEC 61513、IEEE 603、RCC-E等认证,认证周期长达5-10年。 2. 工业互联网平台:贯通全产业链的"神经网络"</h3
工业互联网平台:贯通全产业链的"神经网络"
如果说DCS是"大脑",那么工业互联网平台就是贯通全产业链的"神经网络"。随着核工业发展,新的难题逐渐显现:核电、核燃料、核化工各厂区系统标准不一、接口互不兼容,一座座"数据孤岛"散落在产业链各处。长期以来,中核集团核工业控制大区的数智化基础设施建设始终存在空白,生产、控制、管理各系统数据标准不统一、接口不互通。 中核集团科技委委员、中核控制总经理助理王冬坦言:"数智核工业建设,不能只有孤立的'控制大脑',必须要有通联全流程的自主数字底座。"2022年,龙赑®项目正式立项,目标是搭建一套完全自主可控的工业互联网平台。 二、龙赑®平台:全栈国产化的技术攻坚</h2
坚持全国产化路线的决心
项目立项之初,团队面临一个选择:直接采购国外成熟工业软件,研发周期短、风险小;或者走全国产化路线,从头攻关。中核控制党委书记、董事长张帆在项目启动会上明确表态:"控制大区是核设施的核心生产域,这里的数字根基,绝不能建在别人的地基上。"最终团队坚定选择了全国产化路线。 从底层硬件、基础软件到上层核心应用,龙赑®平台全部采用国产化技术方案。团队完成了上千次兼容性测试、压力测试,逐一破解不同国产组件的适配难题,确保平台在高并发、高负荷场景下稳定运行。针对核工业极端严格的安全要求,团队构建了全链路网络安全防护体系,开展多轮渗透测试与安全验证。 2. 攻克"最难啃的硬骨头"</h3
攻克"最难啃的硬骨头"
研发路上最大的挑战是实现平台与国产DCS的无缝衔接。通用工业互联网平台大多基于云计算研制,对工业实时控制的复杂场景显得"水土不服"。团队自主研发专属高速通信协议,达成平台与控制系统毫秒级数据交互,既牢牢守住DCS独立运行的安全底线,又彻底打通了全域数据链路。 在核心技术方面,团队接连攻克20余项核心技术:创新打造的一体化开发工具内置200余种工业机理模型,将应用开发周期从数月压缩至数天;多协议动态采集技术在安全、性能、灵活度之间找到最优平衡;融合核仪控特色的零代码、低代码、全代码开发一体化技术,支持算法库灵活扩展。 三、国产DCS的全景格局:三大梯队竞争</h2
国产DCS的全景格局:三大梯队竞争
1. 第一梯队:中控技术与和利时</h3
第一梯队:中控技术与和利时
国产DCS已形成清晰的三个梯队。第一梯队的中控技术在化工、石化、电力等行业领先,2024年DCS国内市场占有率超过30%,核心产品WebField系列已在万华化学、中石化等大型企业批量应用。和利时在核电、轨道交通、冶金等行业有深厚积累,其HOLLiAS-N平台已在华龙一号、CAP1400等三代核电技术多个机组应用。 2. 第二梯队:科远智慧等差异化竞争</h3
第二梯队:科远智慧等差异化竞争
科远智慧是百万千瓦机组赛道头部领军者,核心产品NT6000基于龙芯、飞腾国产CPU与国产Linux系统研发,全链路软硬件国产化率100%。2025年末实现"一月四台百万机组同步投运"行业纪录。其产品最小控制周期5ms,操作响应周期低于700ms,大幅优于行业通用2.5秒标准。 3. 核电DCS:国产化的最高门槛</h3