工業(yè)不生產(chǎn)、汽車不運(yùn)行、全民開啟『家里蹲』模式······全社會都停擺了，但疫情期間為什么還是有霧霾？

  最近幾個月的疫情防控，可以說相當(dāng)于一次控制變量的大氣污染試驗，然而，在我國的京津冀及周邊區(qū)域仍然出現(xiàn)了好幾次的重度霧霾。

  據(jù)生態(tài)環(huán)境部14日通報的環(huán)境空氣質(zhì)量狀況顯示，今年1至3月，全國120個城市環(huán)境空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，同比增加24個；PM2.5濃度為46微克/立方米，同比下降了14.8%。

  造成大氣污染的原因，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長賀克斌其中有提到，工廠停工歇業(yè)主要集中在加工業(yè)和輕工業(yè)，而高污染、高能耗的資源型行業(yè)，比如火力發(fā)電、鋼鐵等工廠則依然常年運(yùn)轉(zhuǎn)。

  戰(zhàn)“疫”過程中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在助力應(yīng)急醫(yī)院建設(shè)，以及幫助企業(yè)復(fù)工復(fù)產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用，可以賦能很多垂直領(lǐng)域和場景。那么，它能為治理大氣污染做些什么？

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。

  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。

  假設(shè)我們中國每年燒40億噸標(biāo)煤，其中若能提升1%的整體能效，每年我們就能節(jié)省4000萬噸標(biāo)煤，而4000萬噸標(biāo)煤可以釋放的二氧化碳含量大約是1億多噸。

  fpc小編了解到，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)更多的是依靠有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員來進(jìn)行動態(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。

  疫情期間，因為大家的家里要用電、要用熱，以及工業(yè)生產(chǎn)用熱等，所以熱電產(chǎn)業(yè)需要不停地保障供應(yīng)。因此，由此帶來的大氣污染是不可避免的。

  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，如何優(yōu)化熱電生產(chǎn)過程？

一個熱電云、三大場景

  熱電生產(chǎn)過程智能化，是采用人工智能技術(shù)去實現(xiàn)在線生產(chǎn)過程智能優(yōu)化，最終實現(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)，去給客戶提供價值。

  熱電云的結(jié)構(gòu)上是云加端的體系，通過在工業(yè)現(xiàn)場安裝的智能控制器，實現(xiàn)對邊緣端的數(shù)據(jù)采集和智能計算、模型實時計算；而在云端做的是大數(shù)據(jù)、人工智能引擎的模型構(gòu)建。

  熱電云的云端，其PaaS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)化的計算引擎；在PaaS層之上，構(gòu)建了面向熱電應(yīng)用的專業(yè)SaaS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，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。

  將熱電行業(yè)拆分成三個主要的場景，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，聚焦的重點是工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)，同時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。這三個場景都是通過燃料燃燒產(chǎn)生熱能，然后熱能再推動汽輪機(jī)發(fā)電，或者把熱能直接通過管道輸送給客戶，或者變成熱水循環(huán)輸送到每家每戶去供熱。

  軟板廠了解到，2019年，針對這三大場景總共開發(fā)了6套工藝數(shù)字孿生模型體系，實現(xiàn)了對這些生產(chǎn)場景的全覆蓋。下一步，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，熱電云平臺目前已經(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)用到熱電云這樣的一個產(chǎn)品。

做好熱電生產(chǎn)過程智能化的關(guān)鍵

  2010年起，我國就是制造業(yè)第一大國，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)總體上屬于價值鏈的中低端，發(fā)展不平衡不充分的問題突出。在2018中國制造業(yè)創(chuàng)新大會上，工業(yè)和信息化部部長苗圩強(qiáng)調(diào)。

  面對這種局面，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。很多通用型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在對垂直行業(yè)賦能時，大都選擇了多個方向。

  熱電產(chǎn)業(yè)本身具有很高的技術(shù)壁壘，需要對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝、熱動機(jī)理等方面具有很深刻的了解，同時也需要從業(yè)人員對工業(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)過程智能化升級的工作。

  軟板小編了解到，國內(nèi)做工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的企業(yè)在以自身作為“試煉場”給自己賦能時，大多是來自離散制造業(yè)的賦能，比如家電、3C組裝等，其實他們是不研究具體工藝的。傳統(tǒng)流程型產(chǎn)業(yè)的智能化升級最重要工作是要做生產(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、數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型和人工智能模型結(jié)合到一個點上。

  對于工業(yè)機(jī)理、專家知識的掌握情況，傳統(tǒng)工業(yè)雖然不存在問題，但是所有的流程工業(yè)都是動態(tài)的，需要將這些動態(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，也就是工業(yè)3.0的技術(shù)，但經(jīng)過40年的發(fā)展，這個方法已經(jīng)做到了極致，很難有效解決流程型工業(yè)動態(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)數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型的方法，才能實現(xiàn)實時的數(shù)字孿生與生產(chǎn)過程的精準(zhǔn)匹配，才能實現(xiàn)端到端的整個生產(chǎn)過程控制、工藝參數(shù)的優(yōu)化計算，才能實現(xiàn)整個生產(chǎn)工藝的智能化提升。

  目前國內(nèi)能做熱電生產(chǎn)過程智能化的企業(yè)極其少見，此外，做任何流程工業(yè)的難點都不一樣，需要在生產(chǎn)工藝、專業(yè)知識基礎(chǔ)上，能把數(shù)字孿生模型真正構(gòu)建起來，也就是說，做整個流程工業(yè)的生產(chǎn)過程的智能化升級的本質(zhì)是在做高維數(shù)字空間重構(gòu)工藝過程，這會是一個難點。誰能重構(gòu)，誰就能做；誰重構(gòu)不了，那就做不成。

為什么選擇熱電生產(chǎn)？

  與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相比，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的最終作用是希望能夠用現(xiàn)代的信息技術(shù)、智能技術(shù)來服務(wù)制造業(yè)的生產(chǎn)過程，因此，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更具有行業(yè)屬性。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺只有跟具體的生產(chǎn)過程緊密耦合，才有可能對生產(chǎn)過程產(chǎn)生某種價值。

  我們知道，工業(yè)行業(yè)非常多，而中國又是世界上工業(yè)行業(yè)最完備的國家。大體上，工業(yè)行業(yè)分為離散制造業(yè)和流程制造業(yè)兩大類。

  離散制造業(yè)，主要有汽車加工、3C電子組裝、服裝制造等，都是一個工位做完再做下一個工位，要經(jīng)過一連串可中斷的工序進(jìn)行連接，實現(xiàn)一個產(chǎn)品的輸出。

  而流程制造業(yè)，比如石油化工、煤化工、鹽化工、制藥、煉鋼、發(fā)電、水泥、造紙等，他們的生產(chǎn)過程的特色是當(dāng)把原材料投入到生產(chǎn)設(shè)備中以后，要經(jīng)過一連串的物理化學(xué)反應(yīng)，最后才能夠成為一個產(chǎn)品，生產(chǎn)過程是不可中斷的。

  首先是底層的數(shù)字化技術(shù)水平。流程型制造業(yè)，因為其流程的變化過程非?？欤枰玫礁邔哟蔚目刂破?，包括DCS、PLC等這些高速的計算機(jī)自動化控制系統(tǒng)去實現(xiàn)管控，才能夠?qū)崿F(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，這個行業(yè)要夠大。因為做一個大的行業(yè)是比較有價值的。

  最后是，這種技術(shù)是否能產(chǎn)生真正的價值。工業(yè)客戶都是理性決策的客戶，他們采購任何一個產(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、可計算的投資回報，這對于用戶做決策很關(guān)鍵。

  這幾個方面，熱電行業(yè)都滿足。此外，FPC廠獲悉，能源行業(yè)是一個國家的國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，我們中國的能源生產(chǎn)和消耗在全球都是名列前茅的，包括石油石化能源、電能能源、熱能源等。

  實際上，熱電是高溫高壓下能源的生產(chǎn)和轉(zhuǎn)化過程，對它進(jìn)行智能化控制的難度還是非常高的，因此如何實現(xiàn)熱電生產(chǎn)過程的在線優(yōu)化控制，實施熱電生產(chǎn)過程的最高效率和節(jié)能降耗，這對技術(shù)的要求和挑戰(zhàn)將是非常大的。

  在中國大氣污染中，熱電產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)了34%的污染。疫情出來后，全社會都停擺了，我們的工業(yè)不生產(chǎn)、汽車不運(yùn)行、餐廳關(guān)閉，但為什么有霧霾？就是因為熱電，因為熱電不能停止。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為制造業(yè)進(jìn)行提質(zhì)增效、節(jié)能降耗的重要手段，能將熱電生產(chǎn)導(dǎo)致的大氣污染降低到什么程度？