“能源管理+預測性維護+AI節能”三位一體 聯想發布工業智慧節能方案
發布時間：2022-08-05 www.xstr.xyz
在碳達峰、碳中和背景下，作為“碳排放大戶”的工業制造行業，如何將高質量發展與節能降碳目標有機融合，已經成為社會和行業普遍關注的熱點議題。
據有關統計，我國一次能源強度約為世界平均水平的1.5倍，是歐盟、美國、日本等發達國家或地區的2~3倍，我國的能源利用效率還有待提升。
那么，如何推進工業企業節能降碳？7月29日，聯想舉辦“技術創新——實現智慧節能降碳新路徑”第21期擎智媒體沙龍，首度公布了“能源管理+設備預測性維護+AI節能” 三位一體工業領域智慧節能解決方案，為工業企業節能降碳”解鎖”節能降碳新模式。
三位一體解決方案引領“工業智慧節能”時代
制造業要實現“雙碳“目標，一是要提高可再生能源的利用率，二是要提高末端能源的利用率。而這其中最關鍵和有效的是工業企業通過技術手段進一步節能降耗，提高能源的利用率。
據聯想數據智能業務集團應用產品研發總監孔飛介紹，雖然智能化技術已經廣泛應用，但當前中國企業節能降碳依然較多存在靠人工、憑經驗、無數據可依等難點，導致缺少精細的能源調度、甚至建起來的冷機群控系統只能被部分利用或“荒廢”。
此次聯想發布的工業智慧節能解決方案就是幫助終端用戶最大程度提高能源的利用率，相比其他節能方案，該方案最大的特點是采用了“能源管理+設備預測性維護+AI節能” 三位一體的能效提升架構和解決方案，可以做到在傳統控制系統之上，通過“AI大腦”的加持，保障能源系統高效運行。
聯想數據智能業務集團應用產品研發總監孔飛
孔飛表示，聯想目前已經擁有貫穿設備層、邊緣層、平臺層和應用層的齊全的軟硬件產品，可以幫助企業實現端到端全鏈條節能降碳。在設備層，聯想有自研的IoT接入設備，可以將空壓機、制冷機、鍋爐等設備接入網絡。在邊緣層，聯想有自己的邊緣計算硬件，可以實現設備在離線或者本地服務器進行實時計算，在節能的同時又能監測設備運行狀態。在PaaS平臺層，擁有自己的IoT、大數據和AI平臺等三大底座，從現場設備采集的數據可以通過大數據平臺做分析和擬合，然后通過AI算法進行建模和訓練，最后下發到邊緣層進行執行。
而在應用層，不僅有能源數據監視系統，可以清晰直觀的可視化整個工廠的能效情況，還有可以對電能、燃氣、壓縮空氣等不同類型能源進行預測的能耗預測系統，將能耗和排產結合在一起，既達到排產計劃要求，又能實現能耗最優的要求。另外，能源決策分析和能源執行系統可以通過算法實現能源策略，將能源策略下發到各個控制器實現一個整體的閉環控制。
三大“法寶”實現設備運行能效最佳化
隨著數字化時代的到來，數字技術正在與千行百業深度融合。“指數氣候行動路線圖”數據顯示，數字技術在能源、制造業、農業、建筑、交通等領域的解決方案，可以幫助全球減少15%的碳排放，是實現碳減排的關鍵技術因素。
那聯想此次發布的智慧節能解決方案，從技術實現上來看，究竟是如何實現節能減碳的呢？孔飛對此介紹說，聯想的方案是通過采集設備的實時狀態數據、歷史數據、分析數據，與設備運行機理結合，優化其運行效率實現節能，這其中有三大“法寶”。
第一是負荷預測。通過對用能負荷數據的特性分析，以及與其關聯的數據進行統計、預測。包括通過大數據手段去收集各個行業的市場波動情況、排產計劃，甚至天氣情況、節假日情況等。通過逐時的負荷預測后，分析判斷出未來負荷的比較精準變化趨勢。
第二是設備特性曲線學習。通過對設備的輸入、輸出參數，以及機組的特性參數進行在線建模，找出機組最佳負荷點以及低效負荷點。這里的核心是不僅僅通過AI算法來找到最優解，而是將AI算法和專家經驗相結合，將AI算法在專家經驗基礎上再次尋優，找到更優的解，最后實現總體系統的能效最佳策略。
第三是運行優化。結合負荷預測數據和主機設備的運行曲線，通過尋優算法給出最佳的運行方式建議或運行方式控制指令，實現節能控制。
孔飛表示，相比傳統的節能改造方案，基于AI算法的智慧節能方案具有明顯的優勢。采用傳統節能設備改造服務投入大，工期長，設備節能潛力未能充分挖掘，而智慧節能方案充分利用數據、算法和機理知識，以電腦代替人腦，讓舊機器迸發新生命力。另外，以前的節能改造往往是一次性交付，缺少維護，或者維護成本過高，往往是“第一年好用，第二年能用，第三年不用”，而智慧節能方案以大數據平臺和AI平臺為支撐，算法持續迭代更新，服務持續保證。
智慧節能方案打造工業節能“新標桿”
目前，聯想智慧節能解決方案已經在3C、汽車、日化等先進離散制造業的空壓機、制冷機、工業鍋爐等公用設備，以及公建樓宇得到實際應用。據孔飛介紹，智慧節能解決方案整體系統的投資回報期大約是2-3年，所以對于大部分工業企業來說屬于投入小、回報大，而且由于對現場原有設備改動非常小，實施周期比較短，一般情況下1-2個月就可以完成實施。
比如在某電力央企總部大廈節能改造中，聯想提供了包括設備管理、能源計量、能效監控、能源統計等一體化智慧節能解決方案，閉環控制優化降低換熱站、空調、照明、末端用電的綜合能耗，通過打造自適應的環境實現能耗與辦公的有效平衡，綜合節能收益達到15%左右，每年減少100噸二氧化碳排放。
而在某日化企業的能源系統優化改造中，聯想通過冷卻塔聯通、制冷主機聯通、冷卻循環風場優化等系統技改，綜合能效提高了7%-13%。同時對高耗能泵組做了變頻控制優化，實現能源系統泵組電耗降低了7%。最后通過尖峰平谷電價的精確交互和動態調節的用電策略，設備電費降低了10%。最終全廠年節省用電約60萬度，年均綜合用能成本同比下降25%，每年可間接減少二氧化碳排放1440噸。
展望未來，隨著國家“雙碳”政策驅動，工業企業的節能降碳將從過去的“選做題”成為了一道“必答題”。我們看到，憑借自身對制造業等工業機理的深刻洞察和理解，基于“端-邊-云-網-智”戰略布局和內生外化的技術能力，聯想已在工業節能降碳領域摸索出一條低碳發展路子，那就是此次發布的 “能源管理+預測性維護+AI節能”三位一體的工業智慧節能方案。我們也有理由相信，聯想憑此極具特色的解決方案必將在未來幫助更多工業企業實現低碳發展，成為低碳發展、智能化發展的“新標桿”。