郭仁賢

霧霾來了，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)過程智能化。

大氣污染的來源：熱電廠

談到熱電生產(chǎn)過程智能化，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)?；痣姀S，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21萬吉焦，實(shí)現(xiàn)了自2017年投產(chǎn)以來生產(chǎn)經(jīng)營最優(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，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)問題，向全市人民公開道歉。

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：“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、控制不精確等問題幾乎是不可避免的，也造成了我國熱電廠能效低、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)過程？

熱電云的三大場(chǎng)景

夏建濤表示：“熱電生產(chǎn)過程智能化，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。”

全應(yīng)熱電云的結(jié)構(gòu)上是云加端的體系，通過在工業(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)用的專業(yè)SaaS（軟件即服務(wù)）應(yīng)用，比如包括智能監(jiān)盤、智能告警、經(jīng)營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)過程的智能化

“2010年起，我國就已經(jīng)成為制造業(yè)大國，但我國制造業(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題突出?！痹?018中國制造業(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、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)過程領(lǐng)域。

“全應(yīng)科技作為目前國內(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)未來其他企業(yè)形成市場(chǎng)壁壘。”夏建濤表示，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、專家知識(shí)的掌握情況，傳統(tǒng)工業(yè)雖然不存在問題，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。”

傳統(tǒng)工業(yè)解決的問題是用工業(yè)機(jī)理和專業(yè)知識(shí)，也就是工業(yè)3.0的技術(shù)。但經(jīng)過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)過程的精準(zhǔn)匹配;才能實(shí)現(xiàn)端到端的整個(gè)生產(chǎn)過程控制、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^程非?？?，需要用到高層次的控制器，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。”

實(shí)際上，熱電是高溫高壓下能源的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)化過程，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)過程的在線優(yōu)化控制，實(shí)施熱電生產(chǎn)過程的最高效率和節(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）