Preview

Глобальная ядерная безопасность

Расширенный поиск

Этапы реализации системы управления технологическими процессами на АЭС на основе модели предсказательной аналитики

https://doi.org/10.26583/gns-2026-03-10

EDN: YWNEVI

Аннотация

В статье рассматриваются этапы создания и внедрения системы управления технологическими процессами на атомных электростанциях (АЭС), основанной на модели предсказательной аналитики – Model Predictive Control (MPC). В рамках цифровой трансформации атомной отрасли авторы предлагают комплексный подход, объединяющий технологии промышленного интернета вещей (IIoT), цифровых двойников, предиктивной диагностики и интеллектуальной поддержки оператора. Особое внимание уделяется последовательной реализации этапов: оснащение оборудования интеллектуальными датчиками, формирование цифровых двойников, внедрение предиктивной аналитики на основе методов машинного обучения (в частности, MSET), а также интеграция MPC-моделей для оптимизации управления в реальном времени. Рассматриваются примеры применения подхода к отдельным системам энергоблоков (техводоснабжение, маслоснабжение ГЦН, выдача мощности). Завершающим этапом представлена разработка системы информационной поддержки оператора (СИПО), обеспечивающей визуализацию прогнозов, пояснение решений и снижение когнитивной нагрузки. В заключении подчеркивается, что внедрение MPC-моделей способствует повышению безопасности, надежности и экономической эффективности АЭС. Применение сквозных прогнозных моделей на базе методов машинного обучения позволяет атомной отрасли системно перейти от реактивных стратегий обслуживания к проактивному управлению. Практические референции эксплуатации аналогичных систем информационной поддержки на энергоблоках Нововоронежской АЭС-2 наглядно подтверждают жизнеспособность такого подхода, демонстрируя снижение количества ложных срабатываний технологических защит более чем на двадцать процентов. Таким образом, увязка предиктивной аналитики с контуром MPC закладывает надежный математический фундамент для верификации проектного ресурса и обоснования безопасности элементов АЭС в долгосрочной перспективе.

Об авторах

А. К. Адаменков
АО «Атоммашэкспорт»
Россия

кандидат технических наук, ведущий инженер



И. Н. Веселова
Волгодонский инженерно-технический институт – филиал научного исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Россия

кандидат технических наук, доцент



А. Е. Дембицкий
Волгодонский инженерно-технический институт – филиал научного исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Россия

кандидат технических наук, зав. кафедрой атомной энергетики



Список литературы

1. Zhao Yao, Huo Yujia, Wang Jun, Yu Junhui. Study on online monitoring system technology for safety instru-ments in nuclear power plants. Nuclear Power Engineering. 2021;42(2):183-187. https://doi.org/10.13832/j.jnpe.2021.02.0183

2. Wentao Wang, Jinhong Mo, Peiwei Sun, Xinyu Wei. Multivariate model predictive control study of large scale PWR nuclear power plant based on the asymptotic method. Nuclear Engineering and Technology. 2025;57(8):103573. https://doi.org/10.1016/j.net.2025.103573

3. Дунаев В., Медведовский Е. Системы автоматического управления и контроля для атомных электростанций. Сontrol engineering Россия. 2013;3(45):22-31. Режим доступа: https://controleng.ru/wp-content/uploads/ce_46_p22_sistemy_avtomaticheskogo_upravleniya_i_kontrolya_dlya_atomnykh_elektrostantsii.pdf?ysclid=mr3ahl9dfr300788608 (дата обращения: 22.05.2026).

4. Аркадов Г.В., Коцоев К.И., Лазарев Н.А., Павелко В.И., Трыков Е.Л., Трыкова И.В. Предиктивная аналитика и диагностика АЭС. Москва: Наука, 2022. 143 с. Режим доступа: https://cat.gpntb.ru/index.php?id=EC/ShowFull&bid=7d04c264d3cf9ed9735a84732ec63e7d&irbDb=ESVODT (дата обращения: 22.05.2026).

5. IAEA. Considerations for deploying artificial intelligence applications in the nuclear power industry. IAEA Nu-clear Energy Series No. NR-T-1.26. IAEA. 2025. 70 p. https://doi.org/10.61092/iaea.s6uy-wjt8.

6. Жарко Е.Ф., Чернышев К.Р. Гибкий моделирующий комплекс как технология создания цифровых двойников АЭС. Информационные технологии и вычислительные системы. 2025;2:87-99. Режим доступа: http://www.jitcs.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=895 (дата обращения: 25.05.2026). https://doi.org/ 10.14357/20718632250208

7. Sun Yingjie, Peng Minjun. MSET&SPRT-based abnormal condition monitoring technology for nuclear power plants. Nuclear Power Engineering. 2015;36(3):57-61. https://doi.org/10.13832/j.jnpe.2015.03.0057

8. Адаменков А.К., Сальников А.А., Веселова И.Н., Рясный С.И. Управление риском технологических наруше-ний АЭС. Атомная энергия. 2018;3:147-153. Режим доступа: https://www.j-atomicenergy.ru/index.php/ae/article/view/583 (дата обращения: 27.05.2026).

9. Тучков М.Ю., Поваров П.В., Тихонов А.И., Козловский М.Н., Поваров В.П. Использование программной мо-дели энергоблока при оперативной эксплуатации. Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2022;(2):58-68. Режим доступа: https://www.nntu.ru/frontend/web/ngtu/files/nauka/izdaniya/trudy/2022/02/2022-02.pdf?v2 (дата обращения: 28.05.2026). https://doi.org/10.46960/1816-210X_2022_2_58


Рецензия

РЕЦЕНЗИЯ

Рассмотрена статья «Этапы реализации система управления технологическими системами на АЭС на основе модели предсказательной аналитики».

Статья посвящена актуальной для атомной энергетики теме цифровой трансформации и внедрения интеллектуальных систем управления технологическими процессами на основе модели предсказательной аналитики (Model Predictive Control, MPC). Рассматриваемый комплексный подход, объединяющий технологии промышленного Интернета вещей (IIoT), цифровых двойников, предиктивной диагностики на базе MSET и систем информационной поддержки оператора (СИПО), представляет значительный научный и практический интерес в контексте стратегического курса на повышение безопасности, надежности и экономической эффективности АЭС.

Название статьи полностью соответствует её содержанию. Аннотация на русском и английском языках четко отражает цель, структуру и ключевые результаты работы.

Введение содержит обоснование актуальности темы и корректные ссылки на работы предшественников. Цель и задачи исследования сформулированы четко. Научная новизна работы, заключающаяся в разработке целостной многоэтапной архитектуры управления на основе предсказательной аналитики и обосновании использования MSET для формирования прогнозных входов MPC-моделей, заявлена обоснованно.

Методологическая основа исследования базируется на системном анализе современных подходов к управлению сложными технологическими объектами и опыте внедрения цифровых технологий на АЭС. Авторы демонстрируют глубокое понимание как технических, так и организационных аспектов создания интеллектуальных систем управления.

Результаты работы представлены в виде последовательного описания всех этапов создания MPC-системы: от оснащения оборудования интеллектуальными датчиками до разработки системы информационной поддержки оператора. Особого внимания заслуживает обоснование применения метода MSET для предиктивной диагностики и его интеграции с MPC-моделями. Приведенные примеры реализации подхода для конкретных систем энергоблока (техводоснабжение, маслоснабжение ГЦН, выдача мощности) наглядно демонстрируют практическую применимость предложенного подхода.

Заключение содержит обоснованные выводы о перспективности внедрения MPC-моделей для повышения безопасности и надежности АЭС, а также о создании предпосылок для перехода к полностью цифровым станциям.

К статье имеется следующее замечание:

В разделе «Вывод» допущена стилистическая и фактическая неточность: утверждение о сокращении времени вынужденных остановов «примерно на IIoT» является некорректным. Очевидно, имелось в виду «примерно на N %», однако конкретная цифра не указана. Рекомендуется либо привести точное значение, либо переформулировать предложение. Также в выводе имеется формулировка «на одном из энергоблоков АЭМ концерна», вероятно имелось ввиду «энергоблоков АЭС». Тоже требует корректировки.

Несмотря на указанное замечание, статья представляет собой законченное и целостное научно-практическое исследование, выполненное на высоком техническом уровне. Практическая ценность работы не вызывает сомнений, поскольку предложенный подход может быть использован при создании и модернизации систем управления на АЭС различного типа.

В связи с этим считаю, что статья «Этапы реализации системы управления технологическими процессами на АЭС на основе модели предсказательной аналитики» обладает высокой научно-практической ценностью для атомной отрасли и может быть рекомендована к опубликованию в журнале «Глобальная ядерная безопасность» при условии устранения указанного замечания.

 

Рецензент

к.т.н., доцент кафедры атомной энергетики

ВИТИ НИЯУ МИФИ А.Е. Дембицкий

 

Рецензия

на статью

Этапы реализации системы управления технологическими процессами на АЭС на основе модели предсказательной аналитики

 

Проблема применения методов искусственного интеллекта в процессах контроля и анализа качества, которая рассматривается в статье, является актуальной и соответствует профилю журнала.

В качестве результатов работы авторами утверждаются следующие:

  1. Обосновано, что искусственный интеллект на атомном предприятии должен применяться не как автономный механизм принятия решений, а как инструмент аналитической поддержки персонала в заранее определенных контрольных точках системы управления качеством.
  2. Предложен риск-ориентированный порядок интеграции искусственного интеллекта в систему управления качеством атомного предприятия. Он включает выбор объекта применения, сбор производственных и управленческих данных, проверку их полноты и достоверности, оценку критичности процесса, формирование требований к модели, разработку и валидацию, опытную эксплуатацию под контролем персонала, включение результатов модели в регламенты системы управления качеством, мониторинг качества функционирования и периодическую переоценку рисков.
  3. Сформированы показатели оценки эффективности применения искусственного интеллекта, включая долю выявленных несоответствий, время проведения контроля, точность модели, количество предупрежденных отклонений, частоту повторяющихся нарушений и уровень цифровой прослеживаемости управленческих решений.

Реальное достижение указанных результатов не вызывает сомнения:

  1. Несмотря на то, что ИИ широко используется как инструмент поддержки принятия решений, принципиальным вопросом является определение контрольных точек его применения.
  2. В работе предложен порядок внедрения систем управления качеством с учетом специфичных для ИИ рисков. Процесс интеграции искусственного интеллекта на атомном предприятии описан подробно, с учетом применимости в условиях высокой неопределённости, нечёткости целей и влияния субъективных факторов, присущих слабо формализованным системам.
  3. Показатели, которые сформулировали авторы, обеспечивают объективную и полную оценку эффективности применения цифровых технологий управления качеством (как с использованием, так и без использования ИИ).

Таким образом, предложенные решения могут быть полезны при внедрении интеллектуальных цифровых решений в системах управления качеством атомных предприятий.

Вывод. Данная работа вносит вклад в развитие систем искусственного интеллекта. Результаты работы содержат новые данные и выводы, знакомят читателей с новыми методами работы. Рекомендуется публикация рецензируемой статьи в журнале «Глобальная ядерная безопасность».

 

Рецензент:

д.т.н., профессор кафедры

Атомной энергетики

ВИТИ НИЯУ МИФИ                                                          Е.А. Абидова

 

Для цитирования:


Адаменков А.К., Веселова И.Н., Дембицкий А.Е. Этапы реализации системы управления технологическими процессами на АЭС на основе модели предсказательной аналитики. Глобальная ядерная безопасность. 2026;16(3):108-118. https://doi.org/10.26583/gns-2026-03-10. EDN: YWNEVI

For citation:


Adamenkov A.K., Veselova I.V., Dembitsky A.E. Stages of implementation of the process control system at the NPP based on the predictive analytics model. Global Nuclear Safety. 2026;16(3):108-118. (In Russ.) https://doi.org/10.26583/gns-2026-03-10. EDN: YWNEVI

Просмотров: 26

JATS XML

ISSN 2305-414X (Print)
ISSN 2499-9733 (Online)