進口幾張核電軟件光盤就要一億多人民幣？這一頁翻過去了！

shaokuang

12月21日，國家電力投資集團公司召開“核電關鍵設計軟件包(COSINE)公開測試版發布大會”。
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% D% T* {- ~! {2 d正在布局全球核電市場的中國核電企業，如果在出口自主品牌核電機組時安上國外“神經系統”會怎么樣？答案是處處受限。這顯然不是價格有多高昂的問題。用美國、法國的軟件工具來設計中國出口的核電機組，這種配置無異于從一開始就被卡住脖子。
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核電軟件的自主化是核電自主出口的必要條件。目前，美國、法國、俄羅斯等核電強國都擁有全套核電軟件，中國的核電軟件卻長期依賴進口，制約核電技術及設備的創新與出口，成為幾代核電人的隱痛。五年磨一劍，12月21日，中國首套具有完全自主知識產權的核電廠核設計與安全分析軟件——COSINE公開測試版在京發布，標志著中國核電軟件自主化工作取得關鍵性突破，中國核電技術實現了從“從知其然”到“知其所以然”的跨越。
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( ^; _* X% E$ s) m0 Z8 [核電專業軟件的研發并非簡單編程，一旦計算工具出錯，意味著后續核電站設計出的參數都是不可信的。按照慣例，國際上同類軟件開發周期一般需要8-10年，必須有海量數據支撐、不斷進行實驗驗證才具有說服力。核電軟件開發有多難？開發周期又為何如此漫長？近日，國家能源核電軟件重點實驗室主任、國家電投集團中央研究院副院長、國家大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站科技重大專項“核電關鍵設計軟件自主化技術研究”課題首席科學家楊燕華向澎湃新聞（www.thepaper.cn）講述了COSINE核電軟件開發背后的故事。

7 u+ c# R6 V) ]$ M% P. }. OCOSINE軟件公開測試版界面。
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, F# V, [9 ~7 |1 O+ y0 f4 N: [“1億多人民幣啊，就幾張光盤！”
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0 {3 A2 ~! T- p: j- D核電站所有部件在多大的功率、壓力、溫度下是能承受住的？很顯然，在現實中，核電站不可能真的嘗試功率、壓力、溫度達到極值下的承受力，只能通過工具來驗證，這些工具被稱作核電廠設計和安全分析的工具。楊燕華說，對核電軟件從業者而言，核電站超設計基準事故，不能是因“計算工具錯誤”而引發，“這是絕對不可逾越的底線”。
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+ }: m, _! ]& g2 ~, E  Z, x中國核電軟件的自主化歷程起步并不晚，但出于種種原因，這場馬拉松持續了數十年。從1987年大亞灣核電站引進法國軟件，1998年秦山核電引進加拿大軟件，到1999年田灣核電引進俄羅斯軟件，再到2009年三門、海陽核電引進美國西屋軟件，中國的核電軟件長期受制于國外，成為一大軟肋。
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“這么多年來一直依賴國外，比如引進核電廠，就把對方的設計工具也買進來了。盡管引進后做了很多自主化的設計，包括硬件的自主化，但這部分核心技術還是用了別人的。從自主知識產權的完整性來看肯定是不完整的。核電要出口，沒這塊核心就很糟糕，風險很大。”楊燕華對澎湃新聞稱。
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縱觀全球，目前具備核電技術輸出能力的國家，包括美國、俄羅斯、法國、日本、韓國、加拿大，各自都有一套成體系的核電軟件包。但在中國，自主核電軟件卻是缺失的。

在COSINE公開測試版發布會上，國家核電副總經理、大型先進壓水堆重大專項CAP1400總設計師鄭明光表示，中國目前在運核電機組使用的軟件大部分是從法國、美國引進，不僅代價高昂，很多關鍵領域還被“卡脖子”，比如說，核電燃料設計的關鍵公式，那可是美國公司的“命根子”，即便動輒上千萬的價格買軟件，這些“寶貝”也不會轉讓給我們。

+ e8 l$ _3 M0 B. j4 A據《科技日報》報道，中國從美國引進三代核電技術AP1000之初，技術受讓方國家核電技術公司（下稱國家核電）在與AP1000核心設備之一屏蔽主泵的供貨商談判相關軟件源代碼轉讓時，被對方開價1700萬美金嚇了一跳，“1億多人民幣啊，就幾張光盤！”團隊中兩位國內頂尖軟件工程師評價，“即使它已經摘掉了很多東西，但從搞軟件的角度，我們還是希望買，因為它太有價值了；但我們張不了嘴，太貴了。”
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4 t. M) b5 c0 w難以獲得源代碼、使用范圍被嚴格限制，意味著核電自主創新受阻。上述報道稱，這件事給時任國家核電董事長王炳華以極大刺激。此后在不同場合，他不止一次談到中國核電技術的這一最大痛點：用于核電站研發和設計的所有平臺、軟件，都是國外的；用于驗證這些設計技術的所有軟件，也都是國外的。
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$ F; z" R" u& u; f$ _/ T很長一段時間，在核電自主化優先序列上，軟件并不占據優勢，僅是開發一些程序作科研所用，因國內沒有驗證體系，故無法成為工程應用。“當時還有各種各樣其它的自主化需求，即使使用程序的人或設計人員說這個事，它也得不到重視。尤其在過去國內整體上對軟件的自主知識產權還不是很重視的情況下，大家認為軟件就幾張光盤，硬件才是真正的實力。”楊燕華對澎湃新聞（www.thepaper.cn）說，除了軟件本身研發難度極大之外，若缺少國家體系支撐、沒有國家意志推動，想要建立相應的法規體系和驗證體系，進而開發出中國人自己的先進核電軟件，依然困難重重。

包括工信部信息化和軟件服務業司軟件產業處處長孫文龍也承認，在中國技術創新的早期，許多單位并不重視核電軟件的開發工作。對此他曾感慨道：“短期內可能加快了產業的發展速度，但從長期看，產業的創新能力受到了限制，往往在一些關鍵環節增加了技術突破的難度，影響了持續創新和跨越發展的能力。”
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從某種程度上而言，引進三代核電的過程，確實引發了國家層面對核電軟件自主化的重視。2010年5月，國家核電成立了中國唯一一個專職核電軟件開發機構——國核軟件技術中心，啟動COSINE研發計劃，拉開了核電軟件自主化工作的序幕。

在當時的揭牌儀式上，王炳華說：“引進AP1000核電技術，我們獲得了300多個軟件，滿足AP1000國產化的要求，但對國家核電而言不足以支持CAP1400和CAP1700技術的研發，如果我們用國外軟件研發設計CAP1400和CAP1700，還能叫自主知識產權么？所以我們要臥薪嘗膽，在國家支持下，計劃用十年時間開發自主軟件。”

+ ?% }' t* @* K/ H! _& {2011年，國核軟件中心獲批建設“國家能源核電軟件重點實驗室”，成為中國核電行業目前唯一一個核電軟件領域的國家級重點研發平臺。
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從零開始啃硬骨頭
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7 f1 D, z+ i# s% ?0 H核電軟件究竟難在哪？在COSINE軟件包發布會上，楊燕華用“嚴、難、專、長”來形容長期制約核電軟件自主化的技術壁壘。
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她解釋，“嚴”就是需滿足在所有安全生產領域最為嚴苛的核安全法規要求，對標的是國際公認最嚴的美國核管會（NRC）標準和國際原子能機構（IAEA）相關標準，具有“高可信”度；“難”體現在科學計算軟件涉及面寬、專業面廣，計算結果同時滿足科學性（準確性）＋保守量（可靠性）要求，以確保“計算包容了所有不確定性”；“專”是指核電廠專用，通用類少；“長”則是對此項研發長周期、高投入的描述：根據國外大型核電軟件研發經驗，開發周期約需8－10年。

“一個研究生也可以做一套軟件，但做出來東西有沒有錯誰都不知道。所以法規上必須定義：你用怎么樣的方式做我才承認？包括開發中對過程的大量限定及跟蹤，用什么手段開發、選擇怎樣的模型、選擇怎樣的實驗數據、通過什么評估、要多少團隊參與、出多少報告等等，都要給出規定。”
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3 [) U- T1 y6 H* N楊燕華回憶稱，過去中國并沒有相關法規，所以第一件事就得根據國際上目前對核安全的最高要求，建立起核電軟件的相關導則。有了導則才有章法，才能構建起核電軟件開發、評審和工程應用的標準體系。

8 \' R& r: P# J1 W' @- d" r. Y' m一切從零開始。“從每個代碼到程序的設計、架構，我們從流程圖開始畫，每一個代碼每一個語句都和別人沒有一點相似的地方。”楊燕華說，由于核電軟件對可靠性要求極高，許多國外軟件一旦開發驗證完就很少有大改動，“既然要做新的軟件肯定要做最好，所以我們就不看別人的源代碼，也不采取老套的方法，只是基于公認的方法論和數學模型，用最好的數學方式和最流行的計算機語言去開發，整個過程中沒有任何知識產權問題。”
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采用了國際上通用的流程與方法論后，用來驗證核電軟件的數據從何而來？“90%的數據從國外來。要驗證核電廠軟件，靠一個國家的數據根本不可能。現在國內做了很多試驗臺架數據，但只是在別人成熟的軟件基礎上，針對核電廠改造導致的增量部分（做的試驗）。這些改造在原來的設計里可能沒有，原有程序沒有驗證過這部分數據，所以才要增加實驗。但這遠遠不夠。”
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據楊燕華介紹，通過加入國際聯合團隊和購買數據，目前除個別涉及商業保密的數據外，團隊基本已獲得所有能夠驗證COSINE軟件可靠性的數據。“有了數據，你才有條件證明你的軟件是可靠的。拿到大量數據之后還需要大量的人力利用這些數據對軟件進行計算，用來驗證兩者差距究竟有多大。我們要確定它的不確定度到底有多大，用于核電廠設計的值，必須是所有計算種，在可信范圍里取最保守值。”

為了獲得國際認可，COSINE軟件團隊的另一個方法是加入許多相關國際團隊，利用每一次國際會議和公開場合，介紹COSINE軟件究竟要做什么、開發進度、加入了哪些團隊、拿到了什么數據，“如果是一個突然冒出來的名字，對方怎么敢用你的程序呢？”楊燕華稱，“這種嚴格性也避免了知識產權問題，因為我一直告訴你我們是怎么做的，你不可能說我們在照著你的抄。”
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/ H& u5 ~9 q/ `% Z; u5 z7 L軟件研發完成，只意味著軟件自主化走完半程。根據法規要求，COSINE軟件后續將積極推動工程應用評估，啟動國家核安全監管部門的許可證申請，最終形成真正意義上的自主化核電軟件品牌。楊燕華表示，工程應用評估就得持續兩三年，從國際經驗來看，許多國家核安全監管部門對核電軟件的評審時間也要持續三年以上。

按照國際慣例，COSINE軟件還成立了用戶組（COSINE User Group），共同開展COSINE的驗證與確認。
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/ I& {8 H+ G$ X3 }( _8 j鄭明光在發布會當天表示，中國自主創新的CAP1400工程設計和全部設計的校核，都將用上COSINE，未來中國完全自主中國核電品牌CAP1700，全部設計和驗證都將用COSINE軟件實現。

: U+ w1 ~2 \- c- p7 Y, o中廣核集團公司總工程師趙華在會上表示，在“華龍一號”的研制過程中，將要把COSINE軟件融入進去，做初始條件和邊界條件的設置，做一些局部模型的確定，做一些實驗數據的進一步驗證，要讓COSINE軟件隨著“華龍一號”走向國際。

黃海是我

讓我想起電腦操作系統

祥云飛魚

高鐵  航空   化工過程   這類軟件  也是一樣的

明月照青松

國外的技術，光軟件操作就上千頁的大書

半先生

一看到跨越就笑了。

numberone

樓主不要用這種標題了！所謂幾張光盤1個億，說白了就是不承認知識的價值，只知道幾張塑料盤的價值！

問天問地問自己

numberone 發表于 2015-12-27 15:36
; o- B: C6 c  v& c- A樓主不要用這種標題了！所謂幾張光盤1個億，說白了就是不承認知識的價值，只知道幾張塑料盤的價值！

9 ]" ]7 @( f% H3 d  @1 D# S類似于:
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粉筆畫條線價值1$，
但是知道在哪里畫條線價值9999$!

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所謂無語，就是不知道該說什么。

傳志Michael007

把所有的領域都對民企放開，所有的問題都會迎刃而解；也不會有那么多灰色地帶；我黨最大的問題就是什么都管，什么都管不好；