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概述
調(diào)研大綱

調(diào)研報(bào)告顯示,隨著全球能源需求的持續(xù)增長(zhǎng)以及對(duì)清潔能源的迫切追求,核能作為一種高效、低碳的能源形式,在全球能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)著愈發(fā)重要的地位,截至 2023 年,全球共有 439 座在運(yùn)核反應(yīng)堆,分布于 32 個(gè)國(guó)家,總裝機(jī)容量達(dá)到 392.5 吉瓦,并且未來(lái)十年內(nèi)預(yù)計(jì)將有超過(guò) 100 座新的核反應(yīng)堆投入運(yùn)行。

核機(jī)器人作為一種服務(wù)于核工業(yè)特殊環(huán)境的特種機(jī)器人,是融合了機(jī)械工程、電子技術(shù)、自動(dòng)控制、傳感器技術(shù)、人工智能等多學(xué)科前沿技術(shù)的復(fù)雜智能系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)目的在于能夠在高輻射、強(qiáng)腐蝕、高溫高壓、狹小空間等人類難以直接涉足的極端核工業(yè)場(chǎng)景下,可靠且精準(zhǔn)地執(zhí)行多樣化任務(wù)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)特種機(jī)器人的定義為 “用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種機(jī)器人,包括服務(wù)機(jī)器人、極限作業(yè)機(jī)器人和農(nóng)用機(jī)器人等”,核機(jī)器人屬于極限作業(yè)機(jī)器人的范疇。?

從功能特性來(lái)看,核機(jī)器人具備高度的自主性與適應(yīng)性。它不僅能夠依據(jù)預(yù)設(shè)程序自動(dòng)運(yùn)行,完成諸如核設(shè)施的日常巡檢、維護(hù)保養(yǎng)、零部件更換等常規(guī)任務(wù);還能借助先進(jìn)的傳感器感知周圍環(huán)境信息,通過(guò)內(nèi)置的智能算法實(shí)時(shí)分析決策,靈活應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況,如在核事故發(fā)生時(shí)迅速執(zhí)行應(yīng)急搶險(xiǎn)、泄漏源封堵、輻射監(jiān)測(cè)與評(píng)估等關(guān)鍵任務(wù)。?

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,核機(jī)器人充分考慮了核工業(yè)環(huán)境的特殊性。采用耐輻照、抗腐蝕的特殊材料制造機(jī)身與關(guān)鍵部件,以確保在長(zhǎng)期輻射暴露和強(qiáng)腐蝕介質(zhì)侵蝕下仍能保持結(jié)構(gòu)完整性與機(jī)械性能;優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu),增強(qiáng)機(jī)器人的穩(wěn)定性、靈活性與可操作性,使其能夠在復(fù)雜地形和狹窄空間內(nèi)自由移動(dòng)、精準(zhǔn)定位并完成精細(xì)操作。

近年來(lái),隨著全球核能產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展以及對(duì)核安全重視程度的不斷提高,核機(jī)器人市場(chǎng)呈現(xiàn)出良好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2020 年全球核機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模約為 5 億美元,預(yù)計(jì)到 2025 年將增長(zhǎng)至 10 億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)達(dá)到 20%。2023 - 2029 年期間,全球核機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模有望持續(xù)擴(kuò)張,預(yù)計(jì)到 2029 年將達(dá)到 10298.89 億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)估為 13.93%。這一增長(zhǎng)主要得益于核能需求的增加、核電站現(xiàn)代化改造的推進(jìn)以及核退役市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大。?

中國(guó)作為全球重要的核能市場(chǎng)之一,核機(jī)器人市場(chǎng)也在快速發(fā)展。2022 年中國(guó)核工業(yè)機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為 5.76 億元,同比增長(zhǎng) 9.3%。隨著我國(guó) “華龍一號(hào)” 等新一代核電技術(shù)的推廣應(yīng)用,以及核電裝機(jī)容量的不斷增加,預(yù)計(jì)到 2025 年,中國(guó)核工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到約 3 億美元,未來(lái)幾年市場(chǎng)規(guī)模有望保持較高的增長(zhǎng)率。國(guó)內(nèi)核電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)核機(jī)器人在核燃料循環(huán)、核電站運(yùn)維、核廢料處理等環(huán)節(jié)的應(yīng)用需求持續(xù)增長(zhǎng),推動(dòng)了市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。

近年來(lái),國(guó)家對(duì)核工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)給予了高度重視,出臺(tái)了一系列政策支持和引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中,明確提出要 “建設(shè)核電站中低放廢物處置場(chǎng),建設(shè)乏燃料后處理廠”,這為核工業(yè)機(jī)器人在核廢料處理等領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了廣闊的市場(chǎng)空間。國(guó)家積極推動(dòng)智能制造和清潔能源發(fā)展,鼓勵(lì)機(jī)器人技術(shù)在核工業(yè)中的應(yīng)用,以提高核工業(yè)的生產(chǎn)效率和安全性。?

國(guó)家能源局發(fā)布的《2020 年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》提出要提高清潔能源利用水平,深化先進(jìn)核電技術(shù)合作,同時(shí)強(qiáng)調(diào)了信息化、智能化技術(shù)在核電工程建設(shè)管理中的應(yīng)用,促進(jìn)核電滿發(fā)多發(fā)?!蛾P(guān)于加強(qiáng)核工程建設(shè)質(zhì)量管理的通知(征求意見(jiàn)稿)》深入研究推廣信息化、智能化、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)在核電工程建設(shè)管理中的應(yīng)用,統(tǒng)籌建設(shè)共享高效的信息管理平臺(tái)和 “智慧工地”,提高建設(shè)項(xiàng)目管理信息化、智能化水平,更好保障工程質(zhì)量。這些政策的出臺(tái),為核工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的政策支持和保障,引導(dǎo)企業(yè)加大研發(fā)投入,推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

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