郭仁賢
霧霾來(lái)了,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能做些什么?
全應(yīng)科技是一家聚焦熱電生產(chǎn)過(guò)程智能化的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型企業(yè),全應(yīng)科技CEO夏建濤表示,其自主研發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)“全應(yīng)熱電云”能夠?yàn)闊犭娚a(chǎn)企業(yè)提供實(shí)時(shí)在線的端到端生產(chǎn)工藝的優(yōu)化與控制,并能夠有效提升熱電企業(yè)生產(chǎn)效率,減少污染排放。
相比眾多工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)企業(yè)專(zhuān)注于家電、石油化工、服裝制造等領(lǐng)域的賦能,全應(yīng)科技獨(dú)辟蹊徑地選擇了熱電生產(chǎn)過(guò)程智能化。
大氣污染的來(lái)源:熱電廠
談到熱電生產(chǎn)過(guò)程智能化,就不得不提到熱電廠。熱電廠由于既發(fā)電又供熱,鍋爐容量大于同規(guī)模火電廠,必須比一般火電廠多增設(shè)鍋爐容量以備用,水處理量也大。據(jù)公開(kāi)信息,今年一季度,大唐延安熱電廠緊盯年度任務(wù)目標(biāo),發(fā)電量完成全年計(jì)劃的32%,完成供熱21萬(wàn)吉焦,實(shí)現(xiàn)了自2017年投產(chǎn)以來(lái)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)最優(yōu)成績(jī)。
疫情期間,大唐延安熱電廠一手抓疫情防控,一手抓生產(chǎn)經(jīng)營(yíng),全力做好疫情期間燃煤和生產(chǎn)防疫物資保障。然而,熱電廠作為人們保供電、保供熱的核心,也不可避免地帶來(lái)了一定程度的大氣污染。
去年7月,位于山東省聊城市的兩座熱電企業(yè)——聊城藍(lán)天熱電和山東泉林集團(tuán)熱電,因大氣污染物超標(biāo)問(wèn)題,向全市人民公開(kāi)道歉。
首先是聊城藍(lán)天熱電,他們表示:“因生產(chǎn)需要,2#爐于7月22日點(diǎn)火啟動(dòng)。在鍋爐啟動(dòng)初期,鍋爐負(fù)荷較低,煙塵排放數(shù)據(jù)不穩(wěn)定,造成了8時(shí)、9時(shí)煙塵排放數(shù)據(jù)超標(biāo),經(jīng)過(guò)生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)整后運(yùn)行穩(wěn)定,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已恢復(fù)正常。今后盡最大努力控制污染物排放指標(biāo),為改善環(huán)境空氣質(zhì)量做出積極貢獻(xiàn)?!?/p>
再者,山東泉林集團(tuán)熱電則聲稱(chēng):“公司因生產(chǎn)需要,將備用鍋爐啟動(dòng)運(yùn)行,因存煤量較少,煤炭濕度大,造成鍋爐“堵管”運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定,致使污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)波動(dòng)較大,出現(xiàn)幾次小時(shí)均值超標(biāo)現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)負(fù)荷調(diào)整后已經(jīng)運(yùn)行穩(wěn)定,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)已恢復(fù)正常。今后將加強(qiáng)環(huán)保與生產(chǎn)部門(mén)協(xié)調(diào),確保各項(xiàng)污染物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放?!?/p>
燃煤熱電的體系構(gòu)成十分復(fù)雜,包括鍋爐系統(tǒng)、汽機(jī)系統(tǒng)、管網(wǎng)系統(tǒng)及用戶用能系統(tǒng)在內(nèi)涉及上百套設(shè)備。但不可否認(rèn)的是,如此龐大的系統(tǒng)更多依靠有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制,在這種情況下,響應(yīng)反饋慢、控制不精確等問(wèn)題幾乎是不可避免的,也造成了我國(guó)熱電廠能效低、污染大的現(xiàn)狀。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為工業(yè)數(shù)字化、智能化的支撐底座,在節(jié)能降耗、提質(zhì)增效方面有著至關(guān)重要的作用,它在治理大氣污染時(shí),如何優(yōu)化熱電生產(chǎn)過(guò)程?
熱電云的三大場(chǎng)景
夏建濤表示:“熱電生產(chǎn)過(guò)程智能化,是采用人工智能技術(shù)去實(shí)現(xiàn)在線生產(chǎn)過(guò)程智能優(yōu)化,最終實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效、節(jié)能降耗。由于產(chǎn)品是非常標(biāo)準(zhǔn)化的,對(duì)所有的熱電生產(chǎn)過(guò)程都能夠全面覆蓋,以標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù),去給客戶提供價(jià)值?!?/p>
全應(yīng)熱電云的結(jié)構(gòu)上是云加端的體系,通過(guò)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝的智能控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì)邊緣端的數(shù)據(jù)采集和智能計(jì)算、模型實(shí)時(shí)計(jì)算;云端做的則是大數(shù)據(jù)、人工智能引擎的模型構(gòu)建。
全應(yīng)熱電云的云端,其PaaS(平臺(tái)及服務(wù))層是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的高速處理,里面封裝了很多標(biāo)準(zhǔn)化的算法和標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算引擎;在PaaS層之上,全應(yīng)科技構(gòu)建了面向熱電應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)SaaS(軟件即服務(wù))應(yīng)用,比如包括智能監(jiān)盤(pán)、智能告警、經(jīng)營(yíng)分析等熱電廠智能化管理APP,以及智能調(diào)度機(jī)器人、智能司機(jī)機(jī)器人和智能司爐機(jī)器人等一系列面向生產(chǎn)過(guò)程的智能控制機(jī)器人。此外,全應(yīng)熱電云還有智能熱網(wǎng)控制、管網(wǎng)平衡、智能邊緣控制器等產(chǎn)品。
全應(yīng)熱電云將熱電行業(yè)拆分成三個(gè)主要的場(chǎng)景,分別是工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)、民用集中供暖以及火力發(fā)電。
目前,全應(yīng)科技聚焦的重點(diǎn)是工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn),同時(shí)這方面的落地案例也是最多的,其次是城市供熱,最后是火力發(fā)電。這三個(gè)場(chǎng)景都是通過(guò)燃料燃燒產(chǎn)生熱能,然后熱能分發(fā)到三個(gè)場(chǎng)景中去:一是熱能推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,二是把熱能直接通過(guò)管道輸送給客戶,三是變成熱水循環(huán)輸送到每家每戶實(shí)現(xiàn)供熱。
2019年,全應(yīng)科技針對(duì)這三大場(chǎng)景總共開(kāi)發(fā)了6套工藝數(shù)字孿生模型體系,實(shí)現(xiàn)了對(duì)這些生產(chǎn)場(chǎng)景的全覆蓋。下一步,公司將繼續(xù)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā),進(jìn)一步提高數(shù)字孿生模型的計(jì)算精度,去為熱電生產(chǎn)提供更好的節(jié)能降耗的效果;另外,全應(yīng)熱電云平臺(tái)目前已經(jīng)很成熟了,因此2020年將在全國(guó)更大范圍內(nèi)尋求更多的業(yè)務(wù)覆蓋,讓客戶能夠應(yīng)用到全應(yīng)熱電云這樣的一個(gè)產(chǎn)品。
熱電生產(chǎn)過(guò)程的智能化
“2010年起,我國(guó)就已經(jīng)成為制造業(yè)大國(guó),但我國(guó)制造業(yè)總體上大而不強(qiáng),創(chuàng)新能力依然薄弱,高端供給明顯不足,產(chǎn)業(yè)總體上屬于價(jià)值鏈的中低端,發(fā)展不平衡不充分的問(wèn)題突出?!痹?018中國(guó)制造業(yè)創(chuàng)新大會(huì)上,工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩強(qiáng)調(diào)。
面對(duì)這種局面,當(dāng)前國(guó)內(nèi)制造業(yè)企業(yè)正在向智能化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型升級(jí)。很多通用型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在對(duì)垂直行業(yè)賦能時(shí),大都選擇了多個(gè)方向。比如施耐德電氣EcoStruxure平臺(tái)涵蓋了四大市場(chǎng),包括住宅、基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)中心以及工業(yè);海爾COSMOPlat平臺(tái)對(duì)家電、電子、服裝、農(nóng)業(yè)、化工、模具、機(jī)械、房車(chē)、建陶等15個(gè)垂直行業(yè)提供全場(chǎng)景工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案。而全應(yīng)科技則選擇了單一的熱電生產(chǎn)過(guò)程領(lǐng)域。
“全應(yīng)科技作為目前國(guó)內(nèi)唯一一家可以對(duì)熱電產(chǎn)業(yè)智能化實(shí)施落地的企業(yè),也會(huì)對(duì)未來(lái)其他企業(yè)形成市場(chǎng)壁壘?!毕慕硎?,熱電產(chǎn)業(yè)本身具有很高的技術(shù)壁壘,需要對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、熱動(dòng)機(jī)理等方面具有很深刻的了解,同時(shí)也需要從業(yè)人員對(duì)工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能和智能控制技術(shù)有深度的研究才能做好熱電生產(chǎn)過(guò)程智能化升級(jí)的工作。
傳統(tǒng)流程型產(chǎn)業(yè)的智能化升級(jí)最重要的工作是要做生產(chǎn)工藝的智能化在線控制優(yōu)化,這就意味著需要將工業(yè)機(jī)理、專(zhuān)家知識(shí)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型和人工智能模型結(jié)合到一個(gè)點(diǎn)上。
“對(duì)于工業(yè)機(jī)理、專(zhuān)家知識(shí)的掌握情況,傳統(tǒng)工業(yè)雖然不存在問(wèn)題,但是所有的流程工業(yè)都是動(dòng)態(tài)的,需要將這些動(dòng)態(tài)過(guò)程在數(shù)據(jù)上進(jìn)行體現(xiàn),因此必須疊加數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型和人工智能模型,而這兩種模型是傳統(tǒng)工業(yè)的人員難以完成的?!?/p>
傳統(tǒng)工業(yè)解決的問(wèn)題是用工業(yè)機(jī)理和專(zhuān)業(yè)知識(shí),也就是工業(yè)3.0的技術(shù)。但經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展,這個(gè)方法已經(jīng)做到了極致,很難有效解決流程型工業(yè)動(dòng)態(tài)工藝的最優(yōu)控制問(wèn)題。因此,只有在線用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法,用大數(shù)據(jù)模型的方法,才能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)字與生產(chǎn)過(guò)程的精準(zhǔn)匹配;才能實(shí)現(xiàn)端到端的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程控制、工藝參數(shù)的優(yōu)化計(jì)算;才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)工藝的智能化提升。
全應(yīng)科技在用智能化技術(shù)服務(wù)生產(chǎn)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效、節(jié)能降耗時(shí),主要考慮到三方面因素:
首先是底層的數(shù)字化技術(shù)水平。流程型制造業(yè),因?yàn)槠淞鞒痰淖兓^(guò)程非??欤枰玫礁邔哟蔚目刂破?,包括DCS、PLC等這些高速的計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)管控,才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的正常生產(chǎn),因此他們底層數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)大多數(shù)原本就非常好。
其次是,這個(gè)行業(yè)要夠大。因?yàn)樽鲆粋€(gè)大的行業(yè)是比較有價(jià)值的。
最后是,這種技術(shù)是否能產(chǎn)生真正的價(jià)值。工業(yè)客戶都是理性決策的客戶,他們采購(gòu)任何一個(gè)產(chǎn)品,不管是軟件、硬件或者某種服務(wù),最終都是要算投資回報(bào)比。因此,技術(shù)產(chǎn)品服務(wù)是否能夠給客戶帶來(lái)清晰的、可計(jì)算的投資回報(bào),這對(duì)于用戶做決策很關(guān)鍵。
“這幾個(gè)方面,熱電行業(yè)都滿足,”夏建濤表示,“我們做的是用標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品去覆蓋一個(gè)產(chǎn)業(yè),因此我們選擇了一個(gè)適度分散的產(chǎn)業(yè)——熱電?!?/p>
實(shí)際上,熱電是高溫高壓下能源的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)化過(guò)程,對(duì)它進(jìn)行智能化控制的難度還是非常高的,因此如何實(shí)現(xiàn)熱電生產(chǎn)過(guò)程的在線優(yōu)化控制,實(shí)施熱電生產(chǎn)過(guò)程的最高效率和節(jié)能降耗,這對(duì)技術(shù)的要求和挑戰(zhàn)將非常大。
(編輯 宦菁 huanjing0511@sohu.com)