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工业互联网与流程行业能源管理的新时代

归档日期:07-05       文本归类:执行管理程序      文章编辑:爱尚语录

  我国是世界上化石燃料使用和CO2排放最多的国家,经济发展受到自然资源和环境容量的双重制约。节能减排、提高能源利用效率,是需要长期持续努力的工作。

  笔者认为,随着工业互联网相关技术的逐步成熟和深入应用,为节能减排带来了崭新的技术手段和巨大的可能性。本文从互联网的本质出发,由浅入深地研究了工业互联网应用的推进逻辑。重点介绍了在流程行业能源管理领域的应用。

  我们知道,互联网的本质作用是克服了物理空间对信息传递的制约。互联网对能源管理的价值,本质上与这个技术特点有关。利用这一特点,人们可以按照全新的方式管控能源的生产和使用过程,具有巨大的经济潜力。

  众所周知,工业互联网在推进过程中,遇到了一定的困难。我们发现,目前工业互联网应用的瓶颈往往不是技术,而是价值。所以,从价值角度着眼才能洞悉技术发展的规律。

  例如,设备远程监控,是一种典型的应用方式。其技术原理非常简单,在油田和风力发电等能源生产的领域有许多成功的案例。这些场景的特点是:设备往往分布在荒无人烟的地方。工业互联网能够帮助工作人员离开工作现场,从而使得劳动环境和生活质量大大改善。社会和经济效益都是显著的。但是,把同样的做法用在城市附近的小厂,经济性上就不一定合适了。由此可知,工业互联网技术的成功应用,关键是找到合适的场景。

  例如,在石油化工、煤化工、钢铁冶金等行业中,就有很多案例。在这些行业中,有些设备需要常规性徒步巡视,人的工作量很大。巡视不到位时,还可能影响设备管理的效果、带来安全隐患。通过远程监控,可以减少人的工作量、进而提高人的劳动效率。在此基础上,还可以提高设备管理的水平、提高生产的安全性。这样一来,价值就容易体现了。

  设备远程监控是一种简单的应用,但能够给带来数据。一旦有了数据,很多“附加值”就可以体现出来。这个时候,对技术的要求也就会开始提升。例如,提升“附加值”的一种自然发展方式,是提升监控的技术含量,把以人为主的远程监控转化为计算机的智能监控,可以提高监控的质量、效率和响应速度。众所周知,设备是生产稳定的基础。在设备稳定的基础上,又可以进步推动设备操作的少人化、智能化,还可以让设备发挥保持在最优的状态,从而进一步提高经济效益。

  从目前的情况看,提升企业的管理能力,可能是ICT相关技术最重要的发展方向。这个论断是有理论依据的:数据一旦采集上来,不仅可以被操作者看到,还可以被管理者看到。这样就容易实现管理者对生产过程的“透明化”。这样,就解决了管理过程中“受控和授权”之间的矛盾,从而全方位地提升企业的管理水平。

  当然,上述理论的实践也要找到合适的场景。殷瑞钰院士经常强调:钢铁生产是个耗散过程。未来钢铁智能化的一个重要的方向,就是减少不必要的能量耗散,促进绿色化。所以,优化企业的能源管理往往就是经济性很好的场景。

  我们知道:能源过度耗散的主要原因是各个生产环节的协同性比较差。协同性差会导致能源消耗增大,也会降低生产效率。在钢铁企业中,主要生产环节几乎都涉及到能源的生产或者使用。与能源相关的设备众多,并且分布在广阔的物理空间上,协同的困难很大。

  然而,通过互联网技术的应用,我们不仅可以实时地得到各个生产环节信息,还可以用模型化的手段实现自动寻优。利用计算机的计算能力,瞬间给出优化建议。这样可以把过去依靠人的管理,变成人机结合的决策。在条件成熟之后,还可以变成自动控制问题。

  优也秉持对能效管理精益思想的植入和运用,基于对工况企业现场海量离散信息和业务经验的凝练,结合新工业互联网架构下的相关技术,研发形成了旨在改善能源投入产出价值的智慧能效系列产品。

  该系列产品充分从解决能源管控瓶颈、助力业务价值提升的角度出发,着力于帮助企业先找到问题所在(操控可视、识别预警)、其次分析可优化空间(高阶分析、动态寻优)、再推送可施行方案或策略(实时导航、角色推送),最后督导执行实现价值创造(策略调配、全网协同)。

  上述类似于“把脉诊断、开方治理、监督反馈”的软件化解决流程,为企业带来了新的治理思路和控制逻辑,基于问题面向角色的个性化功能开发也使得产品可在各类复杂的工业场景中自适应并发挥价值。

  源于对某钢企在煤气运行方面的运营支持,基于工业智能算法和模型对煤气系统的实时预测、分析、寻优、调配,突破性开发煤气智能平衡系统,通过关键用户用气节拍导航、集群用户的策略调配、跨部门的协同响应,为现场提供系统异常识别与预警、根因追溯分析,保障煤气用户稳定生产,实现全网整体用气调度的精细化辅助决策,保证管网压力稳定,减少煤气放散。

  针对某钢企氧气保供质量差的问题,基于对该企业氧气系统供需平衡调配的精益指导和规则建立,行业首创开发以提高氧气供应与生产耦合度的氧气智能调度系统,帮助企业打破信息孤岛实现互联互通、支持各层级调度实现对氧气供应与使用的全面可视化监控、接受异常识别预警信息、通过多层级策略推送实现对关键用氧工艺/设备的策略化用氧,从而保障氧气及时供应、减少系统放散损失、改善氧气与生产组织的契合、实现系统资源最优配置。

  基于对某工业企业能效管理运行提升服务,按金字塔原则和个性化辅助决策思路开发能源业务辅助系统,该系统通过对企业所涉组织层级的能源管理要素进行分解,支持面向用户的多层次、多维度能源成本管控,帮助企业建立“能源价值管理”(由能耗转变能源成本)——“能源成本日清日结”。对企业当天配套系列生产组织,生产一吨合格产品所消耗的各类能源信息情况,包括从能源介质的制造、输配损耗、需求侧使用、产线余热余压余能的回收利用等全过程的信息跟踪和记录,支持企业开展能源投入产出的价值管理。

  众所周知,企业管理水平的提升是个持续的过程,贯穿于企业的全生命周期中。要把管理过程与互联网、智能化技术的应用结合起来,就要不断地在计算机系统上沉淀数字化、模型化的知识。这是个持续改进的过程。

  我们知道:在计算机系统上开发新的功能时,工作量很大、涉及到的专业和部门很多。不同专业知识融合的过程中经常会出现问题。数据采集等工作不仅麻烦,还有可能会对现场运行的系统造成冲击。本质上讲,这些问题导致智能化的成本上升了,效率降低了,影响了其经济性。于是,企业推进智能化的过程就会受阻。

  为了解决这个问题,优也自主创新开发出面向工业场景和生产环境内部的Thingswise iDOS 工业互联网平台。

  这个系统的一个重要优势,是支持企业在数字化时代的持续改进,也就是高效率、低成本地把新的管理思想,沉淀到计算机系统中去。系统采用了先进数字孪生技术和分层架构。

  其中,分层架构有利于不同专业的人员分工协作,降低技术开发的难度。而数字孪生技术,则有利于数据采集、建模等一系列工作的复用和推广,从而大大降低了工作量和风险。

  在这种技术支持下,需要开发新的应用(APP)时,往往可以直接复用过去的数据采集、模型等工作。这样,在持续改进的过程中,开发的风险和难度大大降低,效率也就提高了,相关工作的经济性就不一样了。

  ThingsWiseiDOS可以有效地支持企业管理的“持续优化”,即知识在计算机系统上的持续沉淀。这样,就可以通过“从量变到质变”的方式,推动企业的精益运营和数字化转型。流程行业能源消耗很大、占企业的成本比例高,管理上需要协同的问题多、难度大。

  但是,从推进工业互联网应用的角度讲,这些难点都意味着经济潜力大。借助ThingsWise iDOS来提升能源管理的水平,也就成了自然的选择。

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