Digitalization is radically transforming the approaches to the design and construction of nuclear energy facilities.The integration of modern information technologies – from BIM modeling to digital twins, IoT sensors, artificial intelligence (AI), and big data analytics – enables enhanced project efficiency, reduced costs and risks, and improved environmental sustainability across the sector. The development of nuclear energy demands not only high standards of safety and technological excellence but also the continuous implementation of innovative solutions that improve the effectiveness of design, construction, and operational processes. Amid the rapid advancement of digital technologies, the nuclear energy sector faces the urgent need for large-scale digital transformation. In particular, the construction of nuclear facilities is a complex, multi-tiered process that requires close coordination between numerous stakeholders, strict compliance with regulatory requirements, and precision at every stage. In this context, digital integrations become particularly significant as tools for enhancing process transparency and control. The objective of this study is to analyze the role of digital integrations in the construction of nuclear energy facilities, to identify their potential for increasing efficiency and reliability, and to explore current approaches and technologies in the digital transformation of the nuclear construction sector. The relevance of the topic lies in the fact that the construction of nuclear power plants is an extremely resource-intensive and time-consuming process, accompanied by high risks and stringent demands for quality and deadlines. Thus, digital integrations serve not only as technological tools but also as strategic drivers for the development of nuclear energy, ensuring a new level of control, safety, and resilience in the implementation of highly complex engineering projects.
nuclear energy, construction, BIM, digital twins, integration, project management, safety, innovation, modeling, monitoring, efficiency
ВВЕДЕНИЕ
В современную эпоху государства и компании по всему миру рассматривают цифровые интеграции как стратегический фактор конкурентоспособности, устанавливая нормативные требования и инвестируя в инновационные решения [1]. В современном пространстве, ускоренного технологического развития и глобальной цифровизации производственных отраслей, актуальность приобретает модернизация процессов, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией объектов атомной энергетики. Цифровизация становится ключевым фактором развития мировой экономики, формируя новые подходы к управлению и стратегическому планированию производственных процессов [2].
Атомная отрасль в России представлена единой вертикально интегрированной структурой, традиционно характеризуется высоким уровнем технологической сложности, многоуровневой системой требований к безопасности, жестким нормативным регулированием и необходимостью долговременного планирования жизненного цикла объектов [3]. В этих условиях переход к цифровым форматам управления строительством позволяет не только оптимизировать процессы, но и значительно повысить прозрачность, предсказуемость и надежность реализации проектов. Современные вызовы, связанные с необходимостью сокращения сроков строительства, минимизации издержек, повышения качества и безопасности, диктуют потребность в активном внедрении цифровых решений на всех этапах жизненного цикла объекта — от концептуального проектирования до ввода в эксплуатацию и последующего обслуживания [4].
Тем не менее внедрение цифровых технологий в строительство атомных объектов сопряжено с рядом вызовов: необходимостью стандартизации данных и форматов, обеспечением кибербезопасности, подготовкой квалифицированных кадров, а также решением вопросов сопряжения новых цифровых инструментов с уже существующими ИТ-системами и инфраструктурой. В связи с этим, критически важным становится комплексный подход к цифровой трансформации, включающий не только технологические, но и организационно-методологические изменения. В рамках исследования статьи ставятся следующие задачи:
- проанализировать современные цифровые технологии, применяемые в строительстве объектов атомной энергетики;
- выявить ключевые направления цифровой трансформации отрасли;
- рассмотреть примеры успешной интеграции цифровых решений в реальные проекты АЭС;
- оценить влияние цифровых интеграций на сроки, стоимость и качество строительства;
- определить перспективы дальнейшего развития цифровизации в строительной сфере атомной энергетики.
В итоге, исследование цифровых интеграций в строительстве объектов атомной энергетики представляет собой актуальное и практически значимое направление, сочетающее передовые научные разработки с прикладными задачами реального сектора. Оно требует междисциплинарного подхода и взаимодействия специалистов в области ИТ, инженерии, управления проектами и атомной энергетики. Выработка эффективных моделей цифровой трансформации в данной сфере способна внести существенный вклад в устойчивое развитие энергетики, снижение рисков и повышение конкурентоспособности национальных ядерных технологий на мировом уровне.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследования являются процессы строительства объектов атомной энергетики, в частности этапы проектирования, планирования, возведения и ввода в эксплуатацию атомных электростанций с учетом внедрения цифровых технологий.
Методы исследования включают системный анализ, сравнительный метод, методы структурного и функционального моделирования, а также анализ практических кейсов внедрения цифровых решений в строительстве. Применяется комплексный подход, сочетающий теоретическое обоснование с эмпирическим изучением отраслевого опыта, что позволяет оценить влияние цифровых интеграций на эффективность и безопасность строительства.
Теоретическую основу исследования составляют современные научные концепции цифровизации в промышленности и строительстве, а также теории системного и информационного управления сложными инженерно-техническими проектами. Базой послужили труды отечественных и зарубежных ученых в области цифровых технологий, инновационного развития, управления жизненным циклом объектов (PLM), строительного информационного моделирования (BIM), а также цифровых двойников и интеграционных платформ.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Цифровая трансформация в строительстве атомных объектов представляет собой не просто внедрение отдельных цифровых инструментов, а комплексное изменение подходов к управлению проектами, принятию решений, мониторингу и взаимодействию между всеми участниками — от проектировщиков и подрядчиков до заказчиков и государственных надзорных органов. Она способствует построению единого цифрового пространства, в котором обеспечивается сквозной доступ к актуальной информации, автоматизация отчетности, моделирование рисков и сценариев реализации, а также ведение цифровых архивов и логов изменений, что критически важно для обеспечения прослеживаемости решений в таких чувствительных к ошибкам отраслях, как атомная энергетика [5-6].
На этом фоне цифровизация процессов — от проектирования до ввода в эксплуатацию — становится ключевым условием для повышения конкурентоспособности и устойчивости атомной энергетики [7]. Безусловно, что применение BIM (Building Information Modeling) технологий, PLM (Product Lifecycle Management), цифровые двойники, системы мониторинга и аналитики в реальном времени, а также интеграция данных с помощью платформенных решений позволяет минимизировать ошибки, оптимизировать ресурсы и повысить прозрачность управления. Параллельно, цифровые решения значительно повышают точность моделирования, прогнозирования и контроля на всех этапах строительства, что особенно критично в условиях высоких стандартов безопасности атомной отрасли [7-8].
Важным аспектом цифровых интеграций является возможность формирования цифрового двойника объекта — виртуального аналога, который позволяет в реальном времени отслеживать изменения, моделировать поведение систем, проводить виртуальные испытания и прогнозировать последствия инженерных решений. Это особенно ценно для атомной отрасли, где ошибки на стадии проектирования или строительства могут иметь крайне дорогостоящие последствия. Использование цифровых двойников также открывает возможности для предиктивного обслуживания, анализа «узких мест» и оптимизации эксплуатационных характеристик объекта задолго до его физического запуска [9].
Цифровые технологии, такие как BIM (Building Information Modeling), PLM (Product Lifecycle Management), цифровые двойники, облачные системы хранения и обработки данных, платформенные решения для совместной работы и интеграции информационных потоков, уже доказали свою эффективность в ряде отраслей, включая транспортное строительство, машиностроение и гражданское проектирование [5,10]. Однако специфика объектов атомной энергетики — их повышенные требования к точности, безопасности, надежности и контролю — требует адаптации и доработки этих решений под нужды отрасли. Актуальность цифровых интеграций в атомном строительстве обусловлена не только необходимостью технологической модернизации, но и ростом масштабов международного сотрудничества, трансграничных проектов и необходимости соблюдения международных стандартов в рамках МАГАТЭ [11].
Далее необходимо проанализировать современные цифровые технологии, применяемые в строительстве объектов атомной энергетики, который позволит выявить ключевые направления, которые решают роль в повышении эффективности, безопасности и управляемости всех этапов жизненного цикла объекта. Эти технологии интегрируются как в проектно-изыскательские работы, так и в процессы непосредственного строительства, ввода в эксплуатацию и последующего технического обслуживания (рис.1).
Рис. 1. Интеграция цифровых технологий в АЭС
Проведенный анализ цифровых технологий, применяемых в строительстве атомных электростанций, позволяет сформулировать вывод о поэтапной цифровой трансформации отрасли: от изолированных решений на уровне проектирования до комплексной интеграции данных и интеллектуального анализа, так:
- На начальных этапах строительства ключевую роль играет технология информационного моделирования (BIM), которая обеспечивает сокращение проектных ошибок, улучшение координации участников проекта и создание цифровой модели сооружения.
- Следующим этапом развития выступают PLM-системы, позволяющие централизовать документацию, отслеживать изменения и интегрировать данные в единую информационную среду. На этой основе формируется цифровой двойник, предоставляющий возможности предиктивного моделирования, тестирования сценариев и оптимизации процессов обслуживания объекта. Платформы интеграции играют важную роль в объединении различных цифровых решений, обеспечивая централизованный доступ, синхронизацию информации и управление правами пользователей. Технологии дополненной и виртуальной реальности (AR/VR) активно применяются для подготовки персонала, визуализации проектов, анализа эргономики и проверки сценариев безопасности, повышая качество подготовки специалистов и снижая потенциальные риски. Системы интернета вещей и SCADA обеспечивают мониторинг в реальном времени, контроль качества строительных работ и сбор эксплуатационных данных, что способствует оперативному управлению процессами.
- На завершающем этапе цифровой цепочки ключевое значение приобретают технологии искусственного интеллекта и анализа больших данных, позволяющие прогнозировать технические сбои, оптимизировать графики строительства и оценивать риски.
В результате, современная цифровая инфраструктура в строительстве атомных объектов формируется как сквозная интеграционная система, объединяющая моделирование, управление, мониторинг и аналитику, что обеспечивает высокий уровень безопасности, устойчивости и эффективности реализации сложнейших инженерных проектов.
Цифровая трансформация атомной энергетики развивается по нескольким ключевым направлениям, каждое из которых направлено на повышение безопасности, эффективности, управляемости и устойчивости проектов [12]. На рисунке 2 представлены основные направления и конкретные примеры их успешного применения на практике.
Рис. 2. Основные направления и конкретные примеры их успешного применения на практике интеграции цифровых решений в реальные проекты АЭС
В соответствии с данными анализа таблицы 2, ключевые направления цифровой трансформации атомной отрасли охватывают весь жизненный цикл объектов — от проектирования до эксплуатации. Успешные примеры, реализованные в России и за рубежом, демонстрируют значительное повышение прозрачности, управляемости, безопасности и экономической эффективности при использовании цифровых решений [12]. То есть, можно сформулировать вывод, что цифровая трансформация становится неотъемлемой частью стратегии устойчивого развития атомной энергетики [12].
Определенно, цифровые интеграции в строительстве объектов атомной энергетики оказывают многоплановое влияние на основные параметры проектной реализации — сроки, стоимость и качество. Совокупный эффект от цифровизации проявляется в оптимизации процессов, уменьшении рисков и создании единой информационной среды, обеспечивающей управляемость на всех этапах жизненного цикла объекта [13].
В современных условиях реализации сложных инфраструктурных проектов в атомной энергетике ключевое значение приобретает цифровизация всех этапов жизненного цикла объекта [14]. Представленный рисунок 3 иллюстрирует многоаспектное влияние цифровых интеграций на три основных параметра строительного процесса — сроки, стоимость и качество. Анализ этих факторов позволяет оценить стратегическую значимость цифровых технологий как инструмента управления проектами и повышения их эффективности. Использование таких решений, как BIM, PLM, цифровые двойники, IoT/SCADA, VR/AR, а также аналитика больших данных и искусственный интеллект, оказывает прямое воздействие на производственные, организационные и финансовые аспекты реализации атомных энергетических проектов [13-14].
Рис. 3. Влияние на цифровизацию всех этапов жизненного цикла объекта строительства атомной энергетики
Согласно рисунку 3, цифровые технологии позволяют существенно сократить продолжительность строительных процессов за счёт автоматизации проектирования, раннего выявления проектных коллизий и улучшенной координации участников проекта через платформы интеграции. Виртуальное тестирование монтажных операций с помощью цифровых двойников позволяет снизить объём доработок на площадке, что особенно важно для объектов с высокой степенью технологической сложности. По оценкам отраслевых экспертов, цифровизация способна сократить сроки реализации проектов на 15–25 %.
Влияние на стоимость также выражено значимо: цифровые инструменты позволяют минимизировать перерасходы, избежать непродуктивных затрат и повысить прозрачность планирования бюджета. Использование BIM и PLM систем способствует детальной проработке проектных решений и управлению затратами по каждому элементу проекта. Применение ИИ-алгоритмов обеспечивает предиктивную оценку расходов и ресурсных потребностей, что позволяет более точно управлять финансовыми потоками. Международный опыт подтверждает, что такие подходы позволяют снизить общую стоимость строительства на 10–15 % [5,13].
Цифровизация оказывает положительное влияние и на качество строительных работ. За счёт высокой точности проектирования, внедрения систем мониторинга в реальном времени и обучения персонала с применением VR/AR существенно снижается риск недопустимых отклонений. Цифровая фиксация всех изменений обеспечивает трассируемость проектных решений и отклонений от нормативов, что критически важно для соблюдения стандартов ядерной безопасности [8, 15].
В результате, цифровые интеграции в строительстве атомных объектов становятся основой для перехода к устойчивому, прозрачному и предсказуемому управлению проектами. Повышение качества, сокращение сроков и оптимизация затрат формируют интегральный эффект, который подтверждает целесообразность дальнейшего развития и внедрения цифровых решений в атомной отрасли [5,13-15].
И в завершении исследования, стоит отметить, что цифровые интеграции в строительстве объектов атомной энергетики оказывают многоплановое влияние на основные параметры проектной реализации — сроки, стоимость и качество. Совокупный эффект от цифровизации проявляется в оптимизации процессов, уменьшении рисков и создании единой информационной среды, обеспечивающей управляемость на всех этапах жизненного цикла объекта. И на рисунке 4 наглядно продемонстрированы дальнейшие перспективные направления цифровизации в строительной сфере атомной энергетики.
Рис. 4. Перспективы дальнейшего развития цифровизации
Таким образом, цифровая трансформация в атомной отрасли развивается как комплексное и системное явление, охватывающее все уровни и этапы жизненного цикла ядерных объектов. Представленная схема наглядно демонстрирует, что ключевыми направлениями являются развитие сквозных цифровых платформ (BIM, PLM, ERP, SCADA), углубление применения цифровых двойников, автоматизация и роботизация строительных процессов, а также внедрение блокчейн-технологий для верификации данных и управления цепочками поставок. Одновременно с этим важнейшими условиями устойчивой цифровизации становятся обеспечение кибербезопасности и интеграция с глобальными отраслевыми стандартами (МАГАТЭ, ISO), что способствует международной совместимости и повышению уровня безопасности. Не менее значимым направлением остаётся подготовка и переподготовка кадров, развитие цифровых компетенций и адаптация образовательных процессов к новым технологическим реалиям. Все эти факторы формируют устойчивую цифровую экосистему атомной отрасли, обеспечивающую её конкурентоспособность, технологическую независимость и соответствие высоким требованиям безопасности и эффективности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Цифровые интеграции в строительстве объектов атомной энергетики представляют собой стратегически важное направление развития отрасли, способствующее комплексному повышению эффективности, безопасности и управляемости инженерных процессов. Применение технологий информационного моделирования (BIM), управления жизненным циклом объектов (PLM), цифровых двойников, IoT, SCADA, а также аналитики больших данных и искусственного интеллекта позволяет существенно сократить сроки реализации проектов, оптимизировать затраты и повысить качество строительных и монтажных работ. Реальные примеры внедрения цифровых решений на отечественных и международных объектах подтверждают их практическую эффективность и необходимость для современного атомного строительства.
В долгосрочной перспективе цифровая трансформация приведёт к формированию единой интегрированной цифровой среды, обеспечивающей полную прозрачность процессов, адаптивное управление ресурсами и соответствие высоким международным стандартам ядерной безопасности. Таким образом, цифровизация становится неотъемлемым условием устойчивого и конкурентоспособного развития атомной энергетики в XXI веке.
1. Il'in I.V., Kalachev A.E., Fedoseev S.V. Cifrovaya transformaciya v upravlenii zhiznennym ciklom kapital'nyh ob'ektov: podhody i praktiki // Ekonomika i upravlenie. – 2021. – №3(159). – S. 45–52.
2. Frolova, A. A. Integraciya cifrovyh tehnologiy v strategicheskoe planirovanie promyshlennyh predpriyatiy / A. A. Frolova, V. A. Senkov, A. V. Generalova // Ekonomika, predprinimatel'stvo i pravo. – 2025. – T. 15, № 4. – S. 2257–2268. – DOIhttps://doi.org/10.18334/epp.15.4.122844
3. Yakovleva, E. A. Razrabotka ontologii material'nyh i nematerial'nyh faktorov strategicheskogo upravleniya atomnoy otrasl'yu / E. A. Yakovleva, K. S. Yushina // Liderstvo i menedzhment. – 2020. – T. 7, № 2. – S. 365-378. – DOIhttps://doi.org/10.18334/lim.7.2.110553
4. Varshavskaya V.V. Strategicheskoe upravlenie atomnoy energetikoy v usloviyah cifrovoy ekonomiki // Ekonomika, predprinimatel'stvo i pravo. 2020. T. 10. № 3. S. 729-740.
5. Petrenko A.A. Cifrovizaciya stroitel'noy otrasli: potencial, riski i perspektivy // Stroitel'stvo: nauka i obrazovanie. – 2020. – №2. – S. 10–17.
6. Frolov A.A. Cifrovoy dvoynik: koncepciya i primenenie v inzhenernyh sistemah // Inzhenernyy vestnik Dona. – 2019. – №4. – S. 34–41.
7. Degtyareva V.V., Murzinceva D.A. Cifrovizaciya kak konkurentnoe preimuschestvo goskorporacii «Rosatom»//Vestnik universiteta. 2021. № 12. S. 34–39.
8. Morozov S.N. Informacionnoe modelirovanie i kiberbezopasnost' v stroitel'stve atomnyh ob'ektov // Bezopasnost' i tehnologii v atomnoy energetike. – 2022. – №1. – S. 28–35.
9. Grieves M. Digital Twin: Manufacturing Excellence through Virtual Factory Replication. – Florida Institute of Technology, 2016. – 21 p.
10. Borrmann A., König M., Koch C., Beetz J. (Eds.). Building Information Modeling: Technology Foundations and Industry Practice. – Springer, 2018. – 584 p.
11. IAEA. Managing the Lifecycle of Nuclear Power Plants. Nuclear Energy Series. – Vienna: International Atomic Energy Agency, 2020.
12. Maksimcev, I. A. Sovremennye tendencii razvitiya cifrovizacii v mirovoy energetike / I. A. Maksimcev, K. B. Kostin, O. A. Onufrieva // Voprosy innovacionnoy ekonomiki. – 2023. – T. 13, № 2. – S. 1087-1104. – DOIhttps://doi.org/10.18334/vinec.13.2.117224
13. Golovko M.V., Setrakov A.N., Volgina S.V., Tkachev V.G. Cifrovye trendy v strategicheskom razvitii predpriyatiy atomnogo energeticheskogo mashinostroeniya // Global'naya yadernaya bezopasnost'. – 2023. – № 1(46). – S. 104-115 http://dx.doi.org/10.26583/gns-2023-01-09.
14. Varshavskaya, V. V. Strategicheskoe upravlenie atomnoy energetikoy v usloviyah cifrovoy ekonomiki / V. V. Varshavskaya // Ekonomika, predprinimatel'stvo i pravo. – 2020. – T. 10, № 3. – S. 729-740. – DOIhttps://doi.org/10.18334/epp.10.3.100692
15. Ivanenko, O. B. Cifrovaya transformaciya rossiyskoy elektroenergetiki: perspektivy i ogranicheniya / O. B. Ivanenko, E. V. Golovkina // Ekonomika, predprinimatel'stvo i pravo. – 2023. – T. 13, № 11. – S. 5063-5076. – DOIhttps://doi.org/10.18334/epp.13.11.119863
