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欧宝体育登陆下载:提升“机理模型+数据分析”能力 助力流程制造业高质量绿色发展

发布时间:2022-09-06 17:16:36 来源:欧宝体育网址入口 作者:欧宝体育最新版本登录

  2021年,我国制造业增加值占GDP的比重已达到27.4%。以石化、钢铁及水泥为代表的流程行业作为制造业重要的组成部分,对于我国经济的发展也有着重要的支撑作用。

  经过数十年的发展,我国流程制造业在生产工艺、装备及生产过程自动化方面实现了大幅提升,实力不断变强,但整体发展还比较粗放,能源利用效率低,与国外先进制造业国家依然存在差距。虽然,2012年至2020年间,我国单位GDP能耗累积降低了24.6%,但从2020年总体能源效率来看,我国单位GDP能耗仍然是世界平均水平的1.5倍、发达国家的3倍。当前,我国流程制造业需借助工业互联网,解决计划调度、仓储物流、过程控制、质量分析及能效管理等一系列问题,实现精益化管理,从而达到高质量发展的目标。

  在国家“十四五”规划、2022年政府工作报告、《减污降碳协同增效实施方案》等一系列制造业高质量发展及“双碳”政策的要求下,我国流程制造业需加快数字化转型步伐,实现高质量绿色发展。工业互联网作为新一代信息技术与传统制造业融合发展的引擎,已逐渐成为流程制造业数字化转型的关键驱动力。在近几年的发展中,工业互联网基于“连接+可视化”及“机理模型+数据分析”能力,围绕提质降本增效、节能减排,已在化工、钢铁及水泥等多个典型的流程行业中落地推广。

  流程制造业自动化、信息化程度高、PLC、传感器及DCS等发展完善,为工业互联网的快速落地推广提供了良好的基础。近几年,工业互联网在流程制造业中发展速度较快,已在化工、钢铁及水泥等典型流程制造行业中积累了大量实践案例。

  工业互联网赋能流程制造业发展,主要是在控制系统自动化的基础上,围绕企业生产、计划、工艺、安环及销售等环节,通过工业互联网平台汇聚各类设备、信息系统及管理系统数据,实现生产全生命周期、全价值链的数据分析与决策,帮助企业达到提质降本增效、节能环保及安全生产等目的。当前,工业互联网平台在流程制造业中的应用正进一步深化,由刚开始的生产监控分析类应用,逐步转变为与知识经验结合更为紧密的工艺优化类应用。

  工业互联网平台发展初期,以设备运行状态监测、生产监控分析为主的“连接+数据可视化”类应用得到了快速的发展。此类应用知识门槛低,共性化程度高,可实现快速的复制推广,在流程制造业中得到了广泛的普及。

  随着工业互联网平台的不断发展,基于平台的“机理模型+数据分析”能力,设备预测性维护、生产过程管控、能耗管理,以及工艺优化等知识门槛高的应用也逐渐成熟,助力流程制造业实现了经济效益的提升。

  众所周知,工业互联网平台是工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽,是工业资源配置的核心。流程制造行业生产过程中使用大量的工业机理,同时产生海量生产数据,基于工业互联网平台实现工业机理模型与人工智能及大数据分析算法相结合,形成实时优化控制模型,可助力过程控制、质量分析及能效管理等生产环节的经济效益提升。

  在多年的工业实践中,东方国信一直深入扎根工业现场,注重机理模型的开发与沉淀。聚焦设备上云与工艺上云应用场景,东方国信将炼铁开发沉淀的机理模型,固化成Cloudiip平台的通用数字化能力。目前已经推广到有同样黑箱特色的工业锅炉、轧钢加热炉、水泥回转窑炉、催化剂反应釜等多个细分应用场景中,形成了跨行业跨领域的解决方案服务体系。

  在钢铁行业,东方国信的炼铁解决方案通过工业传感器和智能网关采集全要素生产数据,基于机理模型及数据分析,帮助炼铁企业实现了节能减排和降本增效。目前,该方案已覆盖了全国近30%的炼铁产线%以上的劳动生产率。

  在水泥行业,东方国信基于云、边、端结合的水泥工艺智能优化系统解决方案,助力水泥企业实现了节能减排与提质增效。云平台强大的大数据分析计算能力,可实现算法模型的训练、优化与迭代。边缘侧通过智能网关接入海量实时数据,基于云端下发的算法,并结合机理模型,可实现关键工艺参数的实时优化。现场端在提供全领域实时数据反馈的同时,可通过上位机控制软件自动接收边缘侧下发的优化工艺参数,执行控制动作。该方案已在30余条水泥产线得到成功应用,合计每年节约标煤近15万吨,减排二氧化碳480万吨,年增加直接效益可达6000万元。

  在化工行业,东方国信催化剂智能管理系统,通过对物、工艺、性能、质量、环境及运营等数据汇聚、基于平台工业机理模型与人工智能及大数据分析算法相结合的能力,实现了催化剂的稳定运行、危害消减、寿命延长及效能的提升,从而帮助化工企业实现节能减排与提质增效。在甲醇合成催化剂的应用中,催化剂运行平稳率提升了2.2%,产率平均提升了0.76%,综合能耗降低了3%~7%。

  我国力争二氧化碳排放到2030年达到峰值,力争2060年实现碳中和目标。工业领域是我国节能降耗的重要领域之一。

  “平台+双碳”模式是以国家碳排放相关政策、标准、规范为依据,借助工业互联网作为企业数字化与智能化转型“基础设施”的优势,对企业碳排放相关的碳总量、碳强度、碳源、碳汇、碳资产等实现“收集-测算-评价-分析-预测”的全生命周期与全链多维管理,助力流程行业摸清碳家底、定位碳水平,有序推进企业“碳达峰碳中和”早日达期。

  东方国信为承德金隅水泥打造的基于工业互联网平台的“碳达峰碳中和”智能工厂,有效促进了企业构建低碳生产经营一体化管控体系,实现了企业生产经营和绿色低碳的动态双轮驱动。平台准确统计水泥生产过程中各工序的碳排放量,自动跟踪各工序引入技术措施与相应碳减排量,通过对“碳达峰碳中和”目标完成率的准确评价,并依据碳排放成因,平台向企业生产部门智能推荐包括化石燃料替代、电石渣资源综合利用、危固废协同处理、光伏电力资源开发、富氧燃烧、高效冷却等有效技术措施。“平台+双碳”模式在承德金隅水泥的应用实现了企业单位水泥碳排放降低3%,综合能耗降低2%,单线万吨。

  流程制造业工艺复杂、流程繁冗,数字化转型面临着较大挑战。在未来的发展中,业界仍需共同努力,不断提升工业互联网平台的应用服务水平,助力流程制造业的转型升级,从而实现高质量绿色发展。东方国信也会持续扎根工业现场,不断提升Cloudiip平台的“机理模型+数据分析”能力,助力企业的节能减排、降本增效。北京东方国信科技股份有限公司高级副总裁 敖志强



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