毛旭初:能源行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心是工業(yè)智能化

時(shí)間:2021-04-08

來(lái)源:控制工程網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):國(guó)內(nèi)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)百花齊放、勢(shì)頭迅猛2017年以來(lái),我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展勢(shì)頭持續(xù)迅猛。最新的創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃更是推動(dòng)我國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入快速成長(zhǎng)期。

  這幾年,無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、基礎(chǔ)共性工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)打造、創(chuàng)新工業(yè)APP培育和應(yīng)用,還是5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)融合模式,我國(guó)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已經(jīng)走出了一條具有中國(guó)特色的創(chuàng)新之路。制造領(lǐng)軍企業(yè)、ICT領(lǐng)導(dǎo)廠商、自動(dòng)化企業(yè)及行業(yè)解決方案廠家都在結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)探索各自行業(yè)、各自領(lǐng)域的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐之路。

  能源行業(yè)落地工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有先天優(yōu)勢(shì)

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在不同行業(yè)的應(yīng)用各有特點(diǎn),具有一定的差異性。能源產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱,“重資產(chǎn)、資源型”的特點(diǎn)決定了其實(shí)踐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的必要性和創(chuàng)新性。能源行業(yè)自動(dòng)化、信息化基礎(chǔ)普遍較高,PLC、傳感器、DCS等較為完善,設(shè)備不間斷運(yùn)行產(chǎn)生海量的工業(yè)時(shí)序數(shù)據(jù)。能源行業(yè)連續(xù)生產(chǎn)需要設(shè)備高可靠、安全運(yùn)行,通過(guò)技術(shù)手段優(yōu)化運(yùn)行效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗更是核心的應(yīng)用訴求。因此,“1%能效提升帶來(lái)萬(wàn)億的市場(chǎng)規(guī)?!边@種效應(yīng)用在能源行業(yè)再貼切不過(guò)。

  數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工業(yè)智能化是能源行業(yè)主攻方向

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)并沒(méi)有創(chuàng)造新的需求,與傳統(tǒng)工業(yè)軟件相比,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)下新的技術(shù)手段讓場(chǎng)景應(yīng)用深度與廣度得到了擴(kuò)展。

  海量的工業(yè)數(shù)據(jù)得到全面采集和充分挖掘

  工業(yè)企業(yè)的數(shù)據(jù)種類、格式和產(chǎn)生的來(lái)源眾多紛雜,有生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),有各類傳感器采集的信號(hào)數(shù)據(jù),有工業(yè)視頻數(shù)據(jù),也有各種生產(chǎn)控制、工藝管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)多分散在各個(gè)信息化系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的技術(shù)手段也不一樣,會(huì)形成各類數(shù)據(jù)孤島。物聯(lián)網(wǎng)、時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)等技術(shù)的發(fā)展讓數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)匯聚和數(shù)據(jù)治理的能力得到了提升。通過(guò)統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)兼容和適配各類通訊協(xié)議,不管是Modbus還是OPC等,均可通過(guò)統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、傳輸方式和管理手段進(jìn)行采集和存儲(chǔ)。通過(guò)大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)元數(shù)據(jù)、主數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量模型的定義,可逐步形成企業(yè)覆蓋多源異構(gòu)數(shù)據(jù)、囊括內(nèi)外部資源的數(shù)據(jù)中臺(tái)。工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)中臺(tái)的構(gòu)建是實(shí)踐工業(yè)智能化的基礎(chǔ)。

朗坤蘇暢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)積累了100多種協(xié)議庫(kù)

  朗坤蘇暢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)積累了100多種協(xié)議庫(kù),實(shí)現(xiàn)即插即用式設(shè)備接入

  更多的云化和智慧化模型實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)、決策

  安全可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是能源行業(yè)的兩個(gè)核心問(wèn)題。對(duì)于設(shè)備可靠性,如何做檢修是關(guān)鍵,傳統(tǒng)工業(yè)軟件更多采用定期維護(hù)和巡檢,解決了檢修作業(yè)流程的問(wèn)題。而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)下,利用工業(yè)數(shù)據(jù)智能實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修,以大數(shù)據(jù)模型做到故障預(yù)警預(yù)測(cè),將大幅降低設(shè)備的運(yùn)維成本,這是真正具有應(yīng)用價(jià)值的場(chǎng)景。同樣,例如在發(fā)電行業(yè),通過(guò)人工智能構(gòu)建科學(xué)的燃燒優(yōu)化模型,實(shí)時(shí)改善鍋爐燃燒、降低煤耗也將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

朗坤蘇暢工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)包含了200多種工業(yè)數(shù)據(jù)模型

  產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建提高資源優(yōu)化效率

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)一方面是連接生產(chǎn)要素,同時(shí)也具備產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建能力。過(guò)去的工業(yè)信息化更多關(guān)注單一工廠本身的問(wèn)題,而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)模式下,行業(yè)的數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)的資源都可以為企業(yè)提供服務(wù)。例如煤礦的一臺(tái)排水泵,如果整合全國(guó)幾十家、上百家的排水泵運(yùn)行數(shù)據(jù),在云端進(jìn)行模型訓(xùn)練,產(chǎn)出的模型庫(kù)、案例庫(kù)可以更精準(zhǔn)預(yù)測(cè)設(shè)備故障。

  此外,通過(guò)整合裝備制造企業(yè)、行業(yè)算法科學(xué)家、設(shè)備檢修公司,包括金融保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)等這些服務(wù)資源,就可以打通能源企業(yè)在設(shè)備運(yùn)維、備件管理、設(shè)備保險(xiǎn)等完整業(yè)務(wù)鏈,提升的是整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)資源配置優(yōu)化的效率。

  朗坤智慧的創(chuàng)新實(shí)踐

  朗坤智慧二十余年始終聚焦在重資產(chǎn)流程行業(yè),通過(guò)行業(yè)積淀和技術(shù)積累打造了朗坤蘇暢(SuShine)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。蘇暢平臺(tái)一直專注通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)手段,融合工業(yè)知識(shí),解決能源企業(yè)核心本質(zhì)問(wèn)題,在行業(yè)內(nèi)建設(shè)了一批標(biāo)桿應(yīng)用。

  打造大數(shù)據(jù)與機(jī)理“雙引擎”,實(shí)現(xiàn)設(shè)備精準(zhǔn)預(yù)警、診斷

  設(shè)備健康管理和故障診斷不是一個(gè)新課題,行業(yè)內(nèi)也有了多年的實(shí)踐探索。傳統(tǒng)方式更多基于設(shè)備運(yùn)行機(jī)理,通過(guò)公式計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)閾值來(lái)解決故障診斷問(wèn)題,這種方式下更多是對(duì)已發(fā)生故障的分析;而諸如GE等通過(guò)數(shù)字雙胞胎、殘差分析技術(shù)解決參數(shù)劣化趨勢(shì)預(yù)測(cè)的方法,也存在模型的普適性問(wèn)題。設(shè)備運(yùn)行受到很多外部因素的影響,例如工況變化、數(shù)據(jù)質(zhì)量等,這也需要模型要結(jié)合和考慮這些因素。

  朗坤蘇暢結(jié)合能源行業(yè)設(shè)備的特點(diǎn),將兩種方法論進(jìn)行了融合,研發(fā)了設(shè)備故障預(yù)警與診斷工業(yè)APP,通過(guò)數(shù)字孿生建模平臺(tái)將診斷模型和參數(shù)預(yù)警模型進(jìn)行了融合,既可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的故障提前預(yù)警,又可以融入專家經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)自診斷。目前該工業(yè)APP在火電、風(fēng)電、光伏、核電、煤礦、水泥、化工等行業(yè)已得到深入的應(yīng)用,該APP服務(wù)的設(shè)備有2000多臺(tái),積累的智慧化模型400多種,切實(shí)幫助客戶帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

  數(shù)據(jù)孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行優(yōu)化

  在能源電力等行業(yè)中,優(yōu)化機(jī)組性能、減少排放指標(biāo)是企業(yè)降本增效的核心目標(biāo)。通過(guò)建立熱電負(fù)荷優(yōu)化分配、燃燒優(yōu)化、冷端優(yōu)化、脫硝優(yōu)化等優(yōu)化模型,并結(jié)合監(jiān)盤指導(dǎo)操作,實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。這些智慧化應(yīng)用都是通過(guò)數(shù)字孿生建模技術(shù),利用歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)做模型訓(xùn)練,挖掘參數(shù)間相關(guān)性和特征值,給出最優(yōu)的模型計(jì)算值。同時(shí),朗坤蘇暢平臺(tái)中針對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行工作積累了豐富的作業(yè)指導(dǎo)知識(shí)庫(kù),可實(shí)現(xiàn)通過(guò)模型自動(dòng)識(shí)別指標(biāo)偏差,并給出優(yōu)化操作指導(dǎo)建議。

  5G是工業(yè)智能融合應(yīng)用的“助推器”

  隨著5G商用的加速落地,5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合在進(jìn)一步加深,我們發(fā)現(xiàn)更多的智慧化場(chǎng)景中5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)起到了很好的補(bǔ)充作用。

  例如,在光伏廠站無(wú)人機(jī)巡檢的場(chǎng)景中,針對(duì)區(qū)域開(kāi)闊、需要高效傳輸高清視頻流的情況,5G的高帶寬、低時(shí)延的優(yōu)勢(shì)就充分的發(fā)揮了出來(lái)。此外,通過(guò)5G和AR的結(jié)合實(shí)現(xiàn)專家遠(yuǎn)程運(yùn)維指導(dǎo),也可以保障畫面?zhèn)鬏數(shù)牧鲿承院蛯?shí)時(shí)性。我們?cè)陲L(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和旋轉(zhuǎn)機(jī)泵故障診斷方面,利用5G邊緣智能網(wǎng)關(guān)對(duì)高頻振動(dòng)信號(hào)等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚傳輸,同時(shí)充分發(fā)揮MEC邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)解決了本地化故障特征提取、信號(hào)預(yù)處理等問(wèn)題。在新的三年創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃中,5G專網(wǎng)建設(shè)、5G網(wǎng)絡(luò)化改造、5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用孵化也是重點(diǎn)推進(jìn)的方向,朗坤蘇暢也將持續(xù)聚焦能源行業(yè)的典型應(yīng)用場(chǎng)景打造更多落地的標(biāo)桿應(yīng)用。

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