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随着中国将信息技术、新能源、电动汽车等列入国家七大战略性新兴产业,ICT产业与能源产业的融合将带来前所未有的产业变革,并将在节能减排大业中充分发挥其用武之地。在业内人士看来,“十二五”期间,通过ICT实现中国能源的绿色转型,我国完全有可能培育出产业规模上万亿元的“智慧能源”新产业。
据国家发改委能源研究所能源系统分析研究中心主任周伏秋乐观预测,ICT产值占GDP的比重将从2010年的2.5%增长到2015年的5%,到2020年达到10%,而这一革新带来的节能成果将是巨大的。他还进一步说,如果优化布局,加大对现有ICT技术改造,“十二五”期间,在数据中心方面的节能空间就相当于半个三峡的电力。
ICT在节能减排中的潜力固然巨大,那么在这方面,中国又做了哪些工作,取得了哪些成果?这是目前国内能源主管部门和能源行业企业关注的核心内容。在1月16日举办的“2012中国智慧能源高峰会议暨绿色ICT论坛”上,记者了解到,2012年9月17-20日,国际标准化组织ISO/IEC JTCI SC6 2012全年及工作组会议在奥地利格拉茨召开,中国、美国、加拿大、俄罗斯、韩国、日本等18个国家均派出代表团参加了本次会议。在本次会议上,我国主导的IEEE 1888泛在绿色控制网络协议标准在ISO/IEC的转化立项被正式接受,这是我国主导的绿色ICT技术国际标准化的又一重大突破。
中国节能减排标准化技术联盟理事长王忠敏在谈到智慧能源标准的重大技术意义时表示,标准和标准化作为节能减排工作的重要技术支撑,不但为各项节能减排技术的研究、推广和应用提供重要的平台,也将为各项节能减排政策的实施和落实提供必要的保障。在联盟标准制定和推广应用上,要不断的探索创新机制,创新模式和创新发展思路,通过发挥标准和标准化在节能减排工作中的技术支撑和规范引领作用,使标准成为促进国家产业结构调整,转变增长方式,实现科学持续发展的突破口和重要抓手。
据介绍,IEEE1888泛在绿色控制网络协议是由中国电信、天地互连等中国企业主导的国际标准,该标准于2008年6月启动,2011年4月正式为IEEE标准。IEEE1888是利用ICT技术服务节能减排的技术标准,也是IEEE三大绿色标准之一,并获得了IEEE杰出标准贡献奖。据说IEEE对该标准给予了高度评价:“IEEE1888是源自中国的创新技术,全球厂商广泛响应的标准,是中国创新与国际合作的重要成果,是IEEE在绿色节能和物联网领域具有标志性的全球标准。”
IEEE中国代表处首席代表华宁对记者说,IEEE是全球最大的标准制定机构之一,IEEE 1888工作组希望联合产业界,利用标准的力量,来推动智慧能源在全球的发展。IEEE会尽其所能,协助中国产业界来发展新型节能减排绿色IT技术。
产业化努力前行
据天地互连技术总监江连山介绍,IEEE1888作为“智慧能源”领域重要的国际标准,基于全IP的思路,将能源控制总线转化为互联网节点,将能源转化为互联网流量,利用信息通信技术远程管理空调、照明等各种能耗设备,太阳能、风能等各种创能设备,以及液流电池等储能设备,构建能源互联网,实现智慧化的“创能、储能、节能”。
目前,IEEE1888已初步形成包括能耗监控终端、多协议泛在网关、节能分析处理平台、运营管理平台、可视化服务平台的绿色产业链,产业链成员包括中国电信、天地互连、青岛高信、格力、英特尔、思科、东芝、朗讯等国内外50多家单位,并在中国、日本、欧洲开展了示范部署。
IEEE1888率先在国内一些开发区企业中获得了支持,中关村管委会负责人刘航表示:“中关村企业已在节能减排国际标准方面占有一席之地,如今国内外50多家单位已支持该标准,已初步形成产业链,在未来5年内,基于IEEE1888标准有可能形成以中国企业为主体、年产值超过500亿人民币的泛在绿色社区网络产业。”
据了解,目前IEEE1888标准的各个示范部署在国内已经有了不少成功案例。比如通过引进IEEE1888智慧能源技术,采取智能控制、数据采集、统计计量等手段,通过远程操作、可视化操作界面等方式,可以有效地将楼宇内的能耗降低20%。在国内多地智能农业应用示范工程中,通过IEEE1888可以实现对水帘、风机、遮阳网、喷灌设施的远程控制,达到节水节电保产增收的效果。同时在华北油田等“智慧油田”建设过程中,通过IEEE1888主要开展了油田、气田、煤层气田、油气管线的智能管控和节能应用。
正如里米・里夫金在《第三次工业革命》一书中表示的那样:支撑第三次工业革命的支柱之一是向可再生能源转型,包括利用互联网技术将每一大洲的电力网转化为能源共享网络,这一共享网络的工作原理类似于互联网。
一、重要意义
近些年,我省制造业快速发展,一线劳动用工缺口持续扩大,加快机器设备联网成为企业提升生产经营水平、加快转型升级的重要突破口。实施“机联网”工程,推进企业生产制造从单机控制向多机控制,从“一人负责一机”向“一人负责多机”,甚至“一人负责一个车间”、“无人车间”方向发展,大幅减少生产一线尤其是脏活、累活、污染岗位、危险岗位的劳动用工。要清醒认识当前推进“机联网”工程建设的重要性和紧迫性,统一思想,统筹协调,勇于创新,务实推进,提升全省生产制造机器设备联网水平,努力推进“机器换人”工程取得新的成效。
二、总体要求与建设目标
(一)总体要求
围绕干好,全面推进;以推进信息化和工业化深度融合为支撑,以重点行业为主体,以示范试点为抓手,引导企业开展机器设备联网改造,形成现代化智能制造模式,加强智能制造联网应用关键共性技术研究;以督查、考核、评价为手段,建立健全推进企业机器设备联网的长效机制,提高标准化和信息安全保障水平,推动工业转型升级。
(二)建设目标
今后三年,全省“机联网”示范试点工作取得显著成效,企业数控机床、行业专用设备、大型机器设备、工厂配套设施等联网率达到40%以上,与管理系统集成率50%以上。全省万元工业增加值从业人员比2012年下降25%以上,40%以上的脏活、累活、污染岗位、危险岗位实现“机器换人”,产品平均生产周期缩短20%以上,产品平均综合成本降低10%以上,工业劳动生产率和产品优等品率明显提高。“机联网”技术创新取得积极成果,培育形成一批创新能力强、应用模式成熟的信息服务与实施咨询机构,标准体系与安全保障得到同步加强。
三、提升“机联网”实施水平
实施“机联网”工程,要注重企业两化深度融合的顶层设计,注重实际成效,重视技术创新,同步加强标准化和信息安全保障工作。
(一)加强顶层设计。综合企业现有信息技术应用水平和长远发展战略,稳步推进企业制造设备联网;处理好企业信息化局部与全局、单项应用与多业务集成应用的关系,结合管理提升活动,逐步建立微型物联网工厂,推进企业信息化应用的集成与协同;统筹考虑地区尤其是属地工业园区信息化发展总体规划,加强企业“机联网”与园区网络、城市网络的应用衔接。
(二)推进机器联网。重点推进数控机床、行业专用设备、大型机器设备、工厂辅助设备等的数字化改造和联网管理,建立覆盖数据采集、设备监控、运维诊断、流程优化、节能环保和安全监控的设备信息化管理体系,形成企业专用物联网络。大力推广应用CAM(计算机辅助制造)、MES(制造执行系统)、FMS(计算机柔性制造)、自动控制等成熟制造技术,积极支持工业机器人、RFID(射频识别)、无线传感、云计算等先进技术的创新应用,推动信息系统整合和业务协同,实现重点行业生产装备和制造过程的网络化和智能化。
(三)加强系统集成。加强ERP(企业资源计划管理系统)、MES(制造执行系统)和机器设备网络的互联互通集成能力,实现企业生产过程中人、机、料等的全面数字化、网络化和智能化;鼓励建设和应用企业专有云平台,推广应用“云计算”及“云制造”,创新企业信息化应用模式;研发应用与业务紧密结合的企业级操作系统平台软件,构建管理控制一体化的信息系统,鼓励建立形成“自动化生产线+工业机器人+专用网络”的微型物联网工厂,提升企业精细化管理和科学决策水平。
(四)加强技术创新。加强装备电子(软件)技术研发与引进,建设一批装备电子(软件)产业基地,围绕应用和产业急需,加强智能化传感器的研发与产业化,加快智能终端、专有云平台、与业务结合的操作系统平台软件、数据传输接口等关键技术研发创新。引导促进商业模式创新,鼓励建立“机联网”应用公共服务平台,推进“机联网”应用服务外包,培育新兴业态。扶持“机联网”技术支撑以及第三方咨询、培训和服务机构发展,推进“机联网”领域的产学研合作。
(五)提升标准化水平。鼓励制定“机联网”相关标准,包括设备数据接口、传输协议、数据交换、存储格式标准,以及云计算、服务外包等应用标准,构建“机联网”标准体系。建立“机联网”接口标准库,将国内外主流生产装备数据接口以及管理信息系统数据接口标准纳入标准库。创新标准化工作模式,鼓励与国家主管部门、行业协会加强合作,承担国家、行业、地方和企业相关标准的研制,积极参与国际标准的制定。
(六)加强信息安全保障。按照《关于加强工业控制系统信息安全管理的通知》(工信部协[2011]451号)要求,落实控制系统网络与公共网的连接管理等要求,做好涉及国计民生重点领域“机联网”工程的安全测评、安全检查、应急预案等保障工作,做好网络边界、基础设施、应用系统和桌面终端信息安全状态的监测预警和加固防护,构建“可管、可控、可信”的“机联网”安全体系架构。加强对“机联网”数据安全技术的研究,强化信息产品和服务的信息安全检测和认证。
四、开展重点领域应用示范
今后三年,我省重点在数控机床、行业专用设备、工厂大型机器设备、工厂配套设施等领域推进实施“机联网”工程,深化实施“机器换人”。
(一)数控机床联网。以汽车、钢铁、建材、机械、电子等行业为重点,推进铸锻造车间的液压机、操作机、铸锻吊车联网,实现铸锻压机与操作机数控联动;推进实施工厂成型、切削、磨工等数控机床联网管理,推广应用敏捷制造等先进的管理制造模式;引导企业建立CAD(计算机辅助设计)、CAM-制造物联平台,建立设计、加工、生产全流程无图纸数字工厂。通过三年时间,大中型企业数控机床联网率超过45%,铸锻工序产品质量提升20%以上,数控机床生产总效率提升15%以上,机床劳动用工减少20%以上。
(二)行业专用设备联网。以我省纺织、服装、塑料、化工、建材、船舶、汽车、光电等行业为重点,推进实施行业专用设备联网应用。建立自动化生产线,应用工业机器人,形成设备物联专用网络,提升自动化水平;优先推进特殊岗位设备联网管理,加强能耗、污染物排放和安全因素在线监控;加强高能耗设备变频、节电、物联网技术应用,促进节能减排和管理效率提升;建立中央数据监控中心,加强设备运行状况实时监视,统一管理生产工艺,并与上层企业管理系统(ERP)数据交换集成。通过三年时间努力,重点行业大中型企业数控设备联网率超过40%。
(三)工厂大型生产机器设备联网。以工厂大型生产设备、工程建筑机械设备等为重点,开展大型机器设备联机改造,实现远程监测与维护。鼓励设备提供商建立大型机器设备智慧管控平台,对设备和产品的性能状态进行异地远程的全天候监测、预测和评估,提高设备作业率,减少非计划停机时间,创新大型设备市场销售模式和商业应用模式,提升企业综合管理水平。深化实施杭州智慧安监示范试点建设,推进电梯普遍联网监测与管理。通过三年时间努力,实现重点行业大型设备50%以上联机管控,重点企业大型机器设备维修成本降低50%以上,突发故障率大幅下降。
(四)工厂辅助配套设备设施联网。逐步推进工厂水电气管理系统、照明系统、空调系统、仓储物流系统、门禁系统等辅助配套设施联网应用和管理,建立企业信息化综合管控体系。推进企业仓储物流与生产制造系统的联网,提升“机联网”应用成效;以行业龙头企业为主体,推进供应链企业间系统联网,加强产供销数据资源衔接,提升生产经营水平;加强工厂空压机、风机、空调系统、照明系统等主要耗能设备的联网,对水、电、油、气消耗自动记录,建立智能化管控体系,促进企业总体节能;推进全省智慧能源监测体系建设,实现重点耗能企业能耗实时监测。通过三年时间,重点企业工厂辅助设备与企业信息系统联网率超过30%,大型空压机组联网率超过70%,重点企业辅助设备综合能耗下降10%以上。
五、工作要求和保障措施
(一)强化政策规划引导。建立健全部门、行业、区域之间的“机联网”工程实施协调机制,研究重大问题,协调制定政策措施和行动方案。研究制定重点行业和领域“机联网”实施指南,年度重点导向计划,加强“机联网”与“机器换人”等重点工作的衔接协调,合理布局重大应用示范项目,强化产业链配套和分工合作。
(二)加大资金政策扶持。扩大省两化融合资金投入,重点用于支持“机联网”工程建设,各市、县(市)要设立两化融合专项资金,为“机联网”工程提供配套资金支持。强化信贷支持,国开行支持我省智慧城市和两化融合工作的信贷资金,可以优先支持重大“机联网”项目的信贷需求。鼓励企业采用分期付款、设备租赁、技术服务投资等新融资模式推进项目建设。
(三)开展示范试点。组织开展省两化深度融合“双百”工程,每年重点扶持100项“机联网”示范试点项目,三年时间培育100项(个)两化深度融合优秀解决方案和第三方服务机构。开展总部型企业信息化示范试点,引导建立设备管理系统、制造执行系统和企业管理信息系统的集成应用,建立智慧工厂。以省级装备高新区为重点,实施装备电子(软件)产业技术创新试点,引导开展“机联网”关键共性技术研发及相关软硬件技术引进。
从发展趋势来看,新兴技术与业务模式创新发展正从互联网和高科技行业逐步向传统产业延伸。具体在能源领域,随着“大、云、物、移”等新兴技术的深化应用,以及新一轮电力体制改革、“互联网+”智慧能源等一系列政策的积极推进,当前电力行业正处于一场变革的风口。
如何借助其他产业破冰的先进经验,在变革中顺势而为,在产业价值链重构过程中保持自己的核心优势,对电企来说尤为重要。
电企思维转型的背景
在整体经济增长放缓的大背景下,如何适应新的改革发展形势,通过转型升级、挖掘新的增长动能是电力企业思维转型的出发点。具体来看,主要受到以下几方面因素的影响:
(1)未来客户需求日益多元化,需要灵活适应未来市场中新元素变化。随着能源互联网的蓬勃发展,能量流、信息流由单向流动转变为多向流动,同时个性化、定制化用能需求不断提高。以电力市场为例,随着售电侧放开下“卖方市场”向“买方市场”的转变,未来客户需求日益多元化,将在对安全、可靠与稳定的电力需求基础上,不断衍生对产品的多样化选择和附加服务需求。
工业园区等大用户直购的市场化客户不断涌现、分布式能源客户的广泛接入,以及电动汽车和各类储能客户对用电需求综合化与个性化、定制化的要求不断提高,需要能源电力企业加快思维转型,优化资源配置,大力拓展能源增值服务。
(2)数据驱动的智能运营已成为发展潮流,需要深度利用新兴技术提供转型支撑。“大云物移”等新兴技术发展在设备信息统一管理、量化支撑决策优化、快速可弹性部署以及移动终端应用方面打下良好的基础。需要借鉴互联网行业的典型经验,利用物联网、大数据等技术深度挖掘能源电力企业海量数据资源,将数据驱动智能运营融入能源企业转型思路。
一方面,有利于提升物理设备状态实时管控与运营安全保障能力,开展对自然灾害、设备缺陷、安全隐患的风险预判,助力“源网荷”的协调优化和互动运行控制;另一方面,有利于提升企业运营效率,对于能源电力企业加强精益管理,促进核心资源互动与共享智能化、运营管理关键流程的高效优化将发挥重要作用。
(3)平台模式的发展促进了企业价值链的延伸,需要构建并不断完善企业生态系统。传统的能源行业是一个相对封闭、系统庞杂、行业内部分工相对明确的产业,而在“互联网+”下的平台思维则是以开放、共享、共赢贯通的思维主线。未来能源互联网生态体系的特征之一是开放共享,并在此基础上建立新型能源市场交易体系、商业运营平台以及涵盖多能协同的综合能源网络等,这对能源电力行业传统的运营模式提出了挑战。
电企思维转型的建议
结合能源电力企业面临改革发展的新形势,笔者认为,面向未来的能源电力企业需要推进以下几种思维变革。
首先是以用户为中心的服务思维。互联网时代的发展促进了端到端的直接服务,一切都要围绕用户构建企业战略,并高度重视提升消费过程中的用户体验。无论是滴滴打车O2O闭环还是有效解决“最后一公里”问题而炙手可热的摩拜单车,正是通过减少中间环节的损耗和浪费,减少信息不对称带来的交易成本,提高了用户体验。
对于能源电力企业来说,恰恰比较欠缺用户服务思维,而优质服务和用户体验已成为互联网时代能源服务的实质。今后用户与企业存在广泛的互动,用户不再是单纯被动的能源接受者,而是站在与能源供应商平等的位置上,为改善供能质量与效率进行对话。
例如,Opower公司通过引入邻里能耗比较等社区元素,满足用户个性化的用能需求。建立每个家庭的能耗档案,借鉴行为科学相关理论,将电力账单引入类似 “微信运动”的社交元素,为用户提供更直观、冲击感更强的节能动力。
第二,以数据驱动智能运营的决策思维。“互联网+”的核心精髓是数字化,以大数据应用为驱动,利用积累的海量数据帮助企业更好地了解用户,同时识别新的市场机会,创造新的收入来源。例如,阿里巴巴基于海量大数据,采集、提炼客户消费行为进行数据挖掘,结合不同类型客户特征进行客户标签识别,进而完成客户画像,在掌握客户个性化需求的基础上提供精准营销。
国际先进企业在利用大数据提升运营效率方面也取得显著成效。例如,GE利用工业物联网从安装在客户端的设备获得海量的运营数据,建立Predix平台,进一步通过大数据分析,为用户提供资产性能管理(APM),帮助用户提前预测设备出现的故障,提升设备的运营效率。
对于电力企业而言,已普遍具备以大数据驱动决策优化的基础条件。可以充分借鉴GE的案例,将数据视作供应链,保障数据在整个企业跨部门之间有效贯通,基于大数据提升精益管理水平。例如电网企业,可以从营销末端出发,以客户投诉信息为源头,进一步积累设备资产管理全寿命周期流程中(采购、建设、运维、检修、退役)的实物流、价值流和信息流数据,结合智能监控、故障诊断、状态运维,并不断积累大数据进行机器自主学习,进一步向上溯源,指导前期设备选型,实现从资产的开发到资产的维护和使用等全过程的数字化,形成资产管理的闭环;同时,可以进一步向上追溯设备厂商信息、出厂日期、批次等,对频繁出现故障的厂商列入黑名单,强化供应商管理。
第三,立足价值共享的生态系统思维。基于平台发展模式打造企业生态系统,将产业链上各利益相关方整合在一起,协同推进生态系统整体性发展的平台战略已成为当前主要趋势。
与传统商业模式的不同之处在于,平台模式下企业价值的创造不再是单独依赖自身发展为主的单一价值链,而是强调价值分享,打造涵盖平台所有成员在内的价值网络;企业的角色也不再是生产者或供应商,而是生态系统的统筹协调者,需要促进参与方之间的有效协同;甚至企业竞争力的来源,也不再是企业本身的核心竞争力,而是来自整个生态系统活力的激发。
具体来看,其核心在于通过价值分享,吸纳不同类型参与者。例如,宝钢下属的欧冶云商平台不只是为宝钢服务,而是全产业链的开放式平台,涵盖了钢材厂商、贸易商、加工商与物流商等。平台除了提供撮合交易服务,还提供物流、加工与金融等服务。
在车联网发展领域,国内的“电桩”公司以充电桩运营作为价值链的核心,将用户、充电站经营业主、电动汽车制造商有效地融合在一起。为充电站经营业主提供能源计量与管理,为用户提供不同车型的试驾体验,增强用户粘性等。搭建具有吸引力的价值平台,吸引大量的互补者积极参与价值链的构建,从而丰富了生态系统的多样性。
在能源领域,远景能源推出的阿波罗光伏云平台,针对用户持有的电站资产,借助光伏云实现以大数据为基础的光伏电站资产运营管理;同时,推出“阿波罗评级”,针对不同类型的光伏电站在任何时间节点所面临的风险进行量化识别和评估,有利于投资商和开发商全面管控光伏投资风险,从而打造了涵盖开发商、投资商、运营商、设计院和设备供应商在内的生态系统。