工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與流程行業(yè)能源管理的新時(shí)代

我國(guó)是世界上化石燃料使用和CO2排放最多的國(guó)家，經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到自然資源和環(huán)境容量的雙重制約。節(jié)能減排、提高能源利用效率，是需要長(zhǎng)期持續(xù)努力的工作。

筆者認(rèn)為，隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的逐步成熟和深入應(yīng)用，為節(jié)能減排帶來(lái)了嶄新的技術(shù)手段和巨大的可能性。本文從互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)出發(fā)，由淺入深地研究了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的推進(jìn)邏輯。重點(diǎn)介紹了在流程行業(yè)能源管理領(lǐng)域的應(yīng)用。

我們知道，互聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)作用是克服了物理空間對(duì)信息傳遞的制約?；ヂ?lián)網(wǎng)對(duì)能源管理的價(jià)值，本質(zhì)上與這個(gè)技術(shù)特點(diǎn)有關(guān)。利用這一特點(diǎn)，人們可以按照全新的方式管控能源的生產(chǎn)和使用過(guò)程，具有巨大的經(jīng)濟(jì)潛力。

眾所周知，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在推進(jìn)過(guò)程中，遇到了一定的困難。我們發(fā)現(xiàn)，目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的瓶頸往往不是技術(shù)，而是價(jià)值。所以，從價(jià)值角度著眼才能洞悉技術(shù)發(fā)展的規(guī)律。

例如，設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控，是一種典型的應(yīng)用方式。其技術(shù)原理非常簡(jiǎn)單，在油田和風(fēng)力發(fā)電等能源生產(chǎn)的領(lǐng)域有許多成功的案例。這些場(chǎng)景的特點(diǎn)是：設(shè)備往往分布在荒無(wú)人煙的地方。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠幫助工作人員離開(kāi)工作現(xiàn)場(chǎng)，從而使得勞動(dòng)環(huán)境和生活質(zhì)量大大改善。社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益都是顯著的。但是，把同樣的做法用在城市附近的小廠，經(jīng)濟(jì)性上就不一定合適了。由此可知，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成功應(yīng)用，關(guān)鍵是找到合適的場(chǎng)景。

鋼鐵、化工等占地面積廣闊的流程型企業(yè)，應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)會(huì)較多。

例如，在石油化工、煤化工、鋼鐵冶金等行業(yè)中，就有很多案例。在這些行業(yè)中，有些設(shè)備需要常規(guī)性徒步巡視，人的工作量很大。巡視不到位時(shí)，還可能影響設(shè)備管理的效果、帶來(lái)安全隱患。通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以減少人的工作量、進(jìn)而提高人的勞動(dòng)效率。在此基礎(chǔ)上，還可以提高設(shè)備管理的水平、提高生產(chǎn)的安全性。這樣一來(lái)，價(jià)值就容易體現(xiàn)了。

要推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，關(guān)鍵是要提升項(xiàng)目帶來(lái)的價(jià)值。

設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控是一種簡(jiǎn)單的應(yīng)用，但能夠給帶來(lái)數(shù)據(jù)。一旦有了數(shù)據(jù)，很多“附加值”就可以體現(xiàn)出來(lái)。這個(gè)時(shí)候，對(duì)技術(shù)的要求也就會(huì)開(kāi)始提升。例如，提升“附加值”的一種自然發(fā)展方式，是提升監(jiān)控的技術(shù)含量，把以人為主的遠(yuǎn)程監(jiān)控轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)的智能監(jiān)控,可以提高監(jiān)控的質(zhì)量、效率和響應(yīng)速度。眾所周知，設(shè)備是生產(chǎn)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。在設(shè)備穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，又可以進(jìn)步推動(dòng)設(shè)備操作的少人化、智能化，還可以讓設(shè)備發(fā)揮保持在最優(yōu)的狀態(tài)，從而進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)效益。

從目前的情況看，提升企業(yè)的管理能力，可能是ICT相關(guān)技術(shù)最重要的發(fā)展方向。這個(gè)論斷是有理論依據(jù)的：數(shù)據(jù)一旦采集上來(lái)，不僅可以被操作者看到，還可以被管理者看到。這樣就容易實(shí)現(xiàn)管理者對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的“透明化”。這樣，就解決了管理過(guò)程中“受控和授權(quán)”之間的矛盾，從而全方位地提升企業(yè)的管理水平。

當(dāng)然，上述理論的實(shí)踐也要找到合適的場(chǎng)景。殷瑞鈺院士經(jīng)常強(qiáng)調(diào)：鋼鐵生產(chǎn)是個(gè)耗散過(guò)程。未來(lái)鋼鐵智能化的一個(gè)重要的方向，就是減少不必要的能量耗散，促進(jìn)綠色化。所以，優(yōu)化企業(yè)的能源管理往往就是經(jīng)濟(jì)性很好的場(chǎng)景。

我們知道：能源過(guò)度耗散的主要原因是各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的協(xié)同性比較差。協(xié)同性差會(huì)導(dǎo)致能源消耗增大，也會(huì)降低生產(chǎn)效率。在鋼鐵企業(yè)中，主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)幾乎都涉及到能源的生產(chǎn)或者使用。與能源相關(guān)的設(shè)備眾多，并且分布在廣闊的物理空間上，協(xié)同的困難很大。

然而，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，我們不僅可以實(shí)時(shí)地得到各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息，還可以用模型化的手段實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋優(yōu)。利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，瞬間給出優(yōu)化建議。這樣可以把過(guò)去依靠人的管理，變成人機(jī)結(jié)合的決策。在條件成熟之后，還可以變成自動(dòng)控制問(wèn)題。

優(yōu)也在工業(yè)企業(yè)能效改善的實(shí)踐案例也印證了這些道理。

優(yōu)也秉持對(duì)能效管理精益思想的植入和運(yùn)用，基于對(duì)工況企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)海量離散信息和業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)的凝練，結(jié)合新工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的相關(guān)技術(shù)，研發(fā)形成了旨在改善能源投入產(chǎn)出價(jià)值的智慧能效系列產(chǎn)品。

該系列產(chǎn)品充分從解決能源管控瓶頸、助力業(yè)務(wù)價(jià)值提升的角度出發(fā)，著力于幫助企業(yè)先找到問(wèn)題所在（操控可視、識(shí)別預(yù)警）、其次分析可優(yōu)化空間（高階分析、動(dòng)態(tài)尋優(yōu)）、再推送可施行方案或策略（實(shí)時(shí)導(dǎo)航、角色推送），最后督導(dǎo)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造（策略調(diào)配、全網(wǎng)協(xié)同）。

上述類似于“把脈診斷、開(kāi)方治理、監(jiān)督反饋”的軟件化解決流程，為企業(yè)帶來(lái)了新的治理思路和控制邏輯，基于問(wèn)題面向角色的個(gè)性化功能開(kāi)發(fā)也使得產(chǎn)品可在各類復(fù)雜的工業(yè)場(chǎng)景中自適應(yīng)并發(fā)揮價(jià)值。

目前，優(yōu)也已在多個(gè)工業(yè)場(chǎng)景部署了不同軟件解決方案的應(yīng)用實(shí)踐，例如：

案例1：

源于對(duì)某鋼企在煤氣運(yùn)行方面的運(yùn)營(yíng)支持，基于工業(yè)智能算法和模型對(duì)煤氣系統(tǒng)的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)、分析、尋優(yōu)、調(diào)配，突破性開(kāi)發(fā)煤氣智能平衡系統(tǒng)，通過(guò)關(guān)鍵用戶用氣節(jié)拍導(dǎo)航、集群用戶的策略調(diào)配、跨部門(mén)的協(xié)同響應(yīng)，為現(xiàn)場(chǎng)提供系統(tǒng)異常識(shí)別與預(yù)警、根因追溯分析，保障煤氣用戶穩(wěn)定生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)整體用氣調(diào)度的精細(xì)化輔助決策，保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，減少煤氣放散。

案例2：

針對(duì)某鋼企氧氣保供質(zhì)量差的問(wèn)題，基于對(duì)該企業(yè)氧氣系統(tǒng)供需平衡調(diào)配的精益指導(dǎo)和規(guī)則建立，行業(yè)首創(chuàng)開(kāi)發(fā)以提高氧氣供應(yīng)與生產(chǎn)耦合度的氧氣智能調(diào)度系統(tǒng)，幫助企業(yè)打破信息孤島實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、支持各層級(jí)調(diào)度實(shí)現(xiàn)對(duì)氧氣供應(yīng)與使用的全面可視化監(jiān)控、接受異常識(shí)別預(yù)警信息、通過(guò)多層級(jí)策略推送實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵用氧工藝/設(shè)備的策略化用氧，從而保障氧氣及時(shí)供應(yīng)、減少系統(tǒng)放散損失、改善氧氣與生產(chǎn)組織的契合、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源最優(yōu)配置。

案例3：

基于對(duì)某工業(yè)企業(yè)能效管理運(yùn)行提升服務(wù)，按金字塔原則和個(gè)性化輔助決策思路開(kāi)發(fā)能源業(yè)務(wù)輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)企業(yè)所涉組織層級(jí)的能源管理要素進(jìn)行分解，支持面向用戶的多層次、多維度能源成本管控，幫助企業(yè)建立“能源價(jià)值管理”（由能耗轉(zhuǎn)變能源成本）——“能源成本日清日結(jié)”。對(duì)企業(yè)當(dāng)天配套系列生產(chǎn)組織，生產(chǎn)一噸合格產(chǎn)品所消耗的各類能源信息情況，包括從能源介質(zhì)的制造、輸配損耗、需求側(cè)使用、產(chǎn)線余熱余壓余能的回收利用等全過(guò)程的信息跟蹤和記錄，支持企業(yè)開(kāi)展能源投入產(chǎn)出的價(jià)值管理。

眾所周知，企業(yè)管理水平的提升是個(gè)持續(xù)的過(guò)程，貫穿于企業(yè)的全生命周期中。要把管理過(guò)程與互聯(lián)網(wǎng)、智能化技術(shù)的應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，就要不斷地在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上沉淀數(shù)字化、模型化的知識(shí)。這是個(gè)持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程。

但是，按照這個(gè)思路推進(jìn)下去，會(huì)遇到新的技術(shù)問(wèn)題。

我們知道：在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上開(kāi)發(fā)新的功能時(shí)，工作量很大、涉及到的專業(yè)和部門(mén)很多。不同專業(yè)知識(shí)融合的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。數(shù)據(jù)采集等工作不僅麻煩，還有可能會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的系統(tǒng)造成沖擊。本質(zhì)上講，這些問(wèn)題導(dǎo)致智能化的成本上升了，效率降低了，影響了其經(jīng)濟(jì)性。于是，企業(yè)推進(jìn)智能化的過(guò)程就會(huì)受阻。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，優(yōu)也自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出面向工業(yè)場(chǎng)景和生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)部的Thingswise iDOS 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

這個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)，是支持企業(yè)在數(shù)字化時(shí)代的持續(xù)改進(jìn)，也就是高效率、低成本地把新的管理思想，沉淀到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中去。系統(tǒng)采用了先進(jìn)數(shù)字孿生技術(shù)和分層架構(gòu)。

其中，分層架構(gòu)有利于不同專業(yè)的人員分工協(xié)作，降低技術(shù)開(kāi)發(fā)的難度。而數(shù)字孿生技術(shù)，則有利于數(shù)據(jù)采集、建模等一系列工作的復(fù)用和推廣，從而大大降低了工作量和風(fēng)險(xiǎn)。

在這種技術(shù)支持下，需要開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用（APP）時(shí)，往往可以直接復(fù)用過(guò)去的數(shù)據(jù)采集、模型等工作。這樣，在持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程中，開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)和難度大大降低，效率也就提高了，相關(guān)工作的經(jīng)濟(jì)性就不一樣了。

ThingsWiseiDOS可以有效地支持企業(yè)管理的“持續(xù)優(yōu)化”，即知識(shí)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的持續(xù)沉淀。這樣，就可以通過(guò)“從量變到質(zhì)變”的方式，推動(dòng)企業(yè)的精益運(yùn)營(yíng)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。流程行業(yè)能源消耗很大、占企業(yè)的成本比例高，管理上需要協(xié)同的問(wèn)題多、難度大。

但是，從推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的角度講，這些難點(diǎn)都意味著經(jīng)濟(jì)潛力大。借助ThingsWiseiDOS來(lái)提升能源管理的水平，也就成了自然的選擇。