工業(yè)設(shè)備上云是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)和應(yīng)用的重點(diǎn)、難點(diǎn)，也是切入點(diǎn)，意義十分重大。2018年7月工信部發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)及推廣指南》，提出要“實(shí)施工業(yè)設(shè)備上云‘領(lǐng)跑者’計(jì)劃”，并明確了四類(lèi)十大重點(diǎn)工業(yè)設(shè)備，即以煉鐵高爐、工業(yè)鍋爐、石化設(shè)備為代表的高能耗設(shè)備，以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、大中型電機(jī)、大型空壓機(jī)為代表的高通用設(shè)備，以工程機(jī)械、數(shù)控機(jī)床為代表的高價(jià)值設(shè)備和以風(fēng)電、光伏為表的新能源設(shè)備。
三年來(lái)，工業(yè)設(shè)備上云取得了重大進(jìn)展，全國(guó)重點(diǎn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)連接的工業(yè)設(shè)備數(shù)量超過(guò)7300萬(wàn)臺(tái)套，上云深度從狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷向預(yù)測(cè)預(yù)警、精準(zhǔn)運(yùn)維演進(jìn)。為幫助業(yè)界進(jìn)一步明確不同工業(yè)設(shè)備上云面臨的痛點(diǎn)問(wèn)題、應(yīng)用場(chǎng)景、實(shí)施路徑和推廣前景，賽迪智庫(kù)信息化與軟件產(chǎn)業(yè)研究所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室在調(diào)研40余家企業(yè)的基礎(chǔ)上，編制形成了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)+工業(yè)設(shè)備上云”系列研究報(bào)告。
協(xié)同有待提升等痛點(diǎn)問(wèn)題。以東方國(guó)信、樹(shù)根互聯(lián)、奧立信等為代表的解決方案企業(yè)積極探索基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)推動(dòng)大型空壓機(jī)上云，并開(kāi)展運(yùn)維管控、設(shè)備節(jié)能優(yōu)化、后服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)維和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同等新型應(yīng)用服務(wù)，降低大型空壓機(jī)運(yùn)行成本，提高大型空壓機(jī)運(yùn)維效率。
痛點(diǎn)問(wèn)題
01運(yùn)行監(jiān)控及時(shí)性弱
大型空壓機(jī)一般用于機(jī)械加工、化工生產(chǎn)、管道輸送等領(lǐng)域，具有設(shè)備價(jià)值高、應(yīng)用范圍廣、工作環(huán)境雜等特性?，F(xiàn)有企業(yè)對(duì)設(shè)備通常采取事后維護(hù)或定期維護(hù)方式，無(wú)法動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備關(guān)鍵運(yùn)行數(shù)據(jù)并及時(shí)反饋，設(shè)備運(yùn)維管理大多依賴經(jīng)驗(yàn)管理，數(shù)據(jù)采集及時(shí)性相對(duì)較弱，對(duì)人員技能要求、物料及時(shí)性準(zhǔn)確性要求較高，容易出現(xiàn)設(shè)備停機(jī)、設(shè)備欠修或過(guò)修等問(wèn)題。
02設(shè)備能耗管理粗放
目前國(guó)內(nèi)部分企業(yè)的能耗監(jiān)測(cè)仍停留在人工抽樣檢測(cè)的階段，而產(chǎn)氣端、輸氣端、用氣端都會(huì)影響到空壓機(jī)的整體能效，有時(shí)難免出現(xiàn)以偏概全。在空壓機(jī)組能源效率的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，單機(jī)節(jié)能的空間已經(jīng)縮小，亟需基于平臺(tái)對(duì)空壓機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，優(yōu)化整體運(yùn)行參數(shù)，及時(shí)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況動(dòng)態(tài)調(diào)整，加快空壓機(jī)整站能效提升。
03運(yùn)營(yíng)服務(wù)效率不高
空壓機(jī)承擔(dān)著提供動(dòng)力、通風(fēng)通氣、機(jī)器啟動(dòng)等重要功能，一旦發(fā)生事故將對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)產(chǎn)生較大影響。同時(shí)，空壓機(jī)設(shè)備數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)、管理、經(jīng)營(yíng)等具有重要指標(biāo)性意義，數(shù)據(jù)泄露隱患嚴(yán)重影響企業(yè)管理者設(shè)備上云信心，更關(guān)系到行業(yè)信息安全和企業(yè)生產(chǎn)安全等重要領(lǐng)域，亟需有可靠的數(shù)據(jù)傳輸安全機(jī)制保障數(shù)據(jù)的安全、可靠傳輸。
04產(chǎn)業(yè)協(xié)同有待提升
空壓機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈涉及設(shè)備制造、設(shè)備代理/服務(wù)、設(shè)備使用等多類(lèi)企業(yè)，目前各方存在數(shù)據(jù)共享不足、信息交流缺失等問(wèn)題，業(yè)務(wù)協(xié)同水平普遍不高。例如，設(shè)備制造企業(yè)不知道空壓機(jī)在哪種工況下運(yùn)行，設(shè)備代理/服務(wù)企業(yè)不知道客戶使用過(guò)程中有什么問(wèn)題，設(shè)備使用企業(yè)不知如何提升空壓機(jī)效率。各方缺乏一體化協(xié)同服務(wù)管理體系，無(wú)法形成空壓機(jī)“制造-使用-運(yùn)維-設(shè)計(jì)”閉環(huán)服務(wù)，難以形成多方共贏局面。
應(yīng)用場(chǎng)景
01運(yùn)維管控
推動(dòng)大型空壓機(jī)上云有利于采集設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)備故障診斷模型，自動(dòng)預(yù)警設(shè)備故障并確定最優(yōu)設(shè)備維護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能管理。一是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)。企業(yè)通過(guò)空壓機(jī)設(shè)備上云實(shí)時(shí)采集主機(jī)溫度、油溫、儲(chǔ)氣罐壓力、出口壓力、水管溫度等工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，增強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的可靠程度，有效解決空壓機(jī)監(jiān)測(cè)難問(wèn)題。二是運(yùn)行狀態(tài)分析。通過(guò)對(duì)不同空壓機(jī)和同一空壓機(jī)不同時(shí)期的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析，供用戶及時(shí)查看運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)優(yōu)化方案，增加企業(yè)效益。三是設(shè)備預(yù)測(cè)維護(hù)。綜合利用采集的設(shè)備數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合管線漏氣等設(shè)備故障診斷模型，將空壓機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對(duì)比分析開(kāi)展預(yù)測(cè)性維護(hù)，減少生產(chǎn)停滯和安全問(wèn)題。
例如，河南通過(guò)新奧數(shù)能泛能網(wǎng)平臺(tái)推送的空壓機(jī)運(yùn)行管理策略，改變了以往各站房人工線下抄表、人工錄入的傳統(tǒng)工作模式，降低了易損件更換頻率，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，使空壓機(jī)啟停次數(shù)減少了75%，系統(tǒng)能效提高到80%以上。紫光集團(tuán)建立了空壓機(jī)智能運(yùn)維平臺(tái)，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在線采集分析，有效緩解空壓機(jī)管理和運(yùn)營(yíng)效率低下等問(wèn)題。惠州億緯鋰能股份有限公司使用云智控節(jié)能管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)裝備故障智能預(yù)警，減少停產(chǎn)損失近530萬(wàn)元。
江蘇奧立信數(shù)字科技有限公司“空壓在線”系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)空氣濾芯、機(jī)油濾芯、油分等空壓機(jī)易損耗零部件的實(shí)時(shí)檢測(cè)和大數(shù)據(jù)分析，結(jié)合壓差、功率、氣量等約束條件，智能分析剩余使用壽命，實(shí)現(xiàn)易損件更換的最佳經(jīng)濟(jì)性。
02設(shè)備節(jié)能優(yōu)化
空壓機(jī)行業(yè)的能耗問(wèn)題極為突出，往往耗費(fèi)大量企業(yè)財(cái)力，不利于企業(yè)盈利水平與能力的提升。上云有利于管理者提高能源消耗水平認(rèn)知，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)備能耗管控優(yōu)化。一是分配式優(yōu)化。在實(shí)時(shí)采集能效數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立設(shè)備用氣、產(chǎn)氣模型，通過(guò)設(shè)備整體效率和綜合能耗分析，合理分配設(shè)備運(yùn)行負(fù)載。二是互補(bǔ)式優(yōu)化。利用整站效能提升的數(shù)據(jù)分析模型，為空壓機(jī)動(dòng)態(tài)互補(bǔ)調(diào)配提供支持，減少整體資源浪費(fèi)。三是升級(jí)式優(yōu)化。通過(guò)對(duì)空壓機(jī)的橫向數(shù)據(jù)對(duì)比與縱向歷史分析，為空壓機(jī)制造單位和使用單位進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)換代提供數(shù)據(jù)支撐，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
例如，廣東蒙泰依托樹(shù)根互聯(lián)的空壓機(jī)機(jī)組云平臺(tái)，在同一工況下實(shí)現(xiàn)單位能耗降低10%，每年節(jié)約至少77萬(wàn)元能耗成本。江蘇極熵物聯(lián)科技有限公司推動(dòng)空壓機(jī)上云超過(guò)1萬(wàn)臺(tái)，為社會(huì)減少碳排放10萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤/年。特備電工蘑菇物聯(lián)合作部署云智控系統(tǒng)，根據(jù)母管壓力變化建立智能控制模型并控制設(shè)備啟停，企業(yè)節(jié)能收益達(dá)到10%。
江蘇奧立信數(shù)字科技有限公司“空壓在線”系統(tǒng)，通過(guò)狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行等策略實(shí)現(xiàn)大型空壓站的健康運(yùn)行和節(jié)能優(yōu)化。據(jù)空壓機(jī)上云前后的實(shí)時(shí)單耗及故障對(duì)比，客戶平均節(jié)能率達(dá)12.3%，最高節(jié)能率達(dá)25.3%，計(jì)劃外故障減少52.5%，維護(hù)和服務(wù)成本降低16.7%，設(shè)備完好率提升5.7%。
03后服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)維
空壓機(jī)上云有利于設(shè)備制造商、設(shè)備代理/服務(wù)商、設(shè)備使用企業(yè)等主體建立后服務(wù)市場(chǎng)維護(hù)管理體系，提煉工單管理服務(wù)，形成自動(dòng)化服務(wù)模式，加速企業(yè)新市場(chǎng)開(kāi)拓。一是打造智能工單。通過(guò)對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)自診斷、自決策、自適應(yīng)，自動(dòng)推送空壓機(jī)故障、推送維修工單，并在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)服務(wù)派工、維修報(bào)告、服務(wù)驗(yàn)收、工單存檔等。二是主動(dòng)式銷(xiāo)售?？諌簷C(jī)選型過(guò)大容易造成資源浪費(fèi)，選型太小則容易造成用氣不夠、壓力不足等問(wèn)題。通過(guò)上云有利于匯聚壓力、排氣量、空氣質(zhì)量、場(chǎng)地等參數(shù)，為過(guò)濾器、儲(chǔ)氣罐等選型提供數(shù)據(jù)支撐，增加空壓機(jī)制造企業(yè)潛在收入。
例如，無(wú)錫市大眾壓縮機(jī)有限公司因?yàn)槭褂媚⒐轿锫?lián)的蘑菇圈ICRM系統(tǒng)，提高了售后運(yùn)維的協(xié)同效率，減少終端用戶流失率8%，并通過(guò)壓縮空氣分析套件的使用，增加了空壓機(jī)銷(xiāo)售量，合計(jì)增收180萬(wàn)/年。
04產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同
通過(guò)上云可以為大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持，加強(qiáng)空壓機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)主體的數(shù)據(jù)協(xié)同，助力空壓機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈向“產(chǎn)品+服務(wù)”轉(zhuǎn)型。一是反饋式研發(fā)?；谄脚_(tái)助力幫助設(shè)備制造企業(yè)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)，依托海量的數(shù)據(jù)尤其是空壓機(jī)運(yùn)維數(shù)據(jù)，縮短新品研發(fā)迭代周期。二是風(fēng)向標(biāo)指數(shù)。根據(jù)工況數(shù)據(jù)比較不同廠商空壓機(jī)性能，探索商業(yè)模式創(chuàng)新，基于上云數(shù)據(jù)計(jì)算形成行業(yè)創(chuàng)新指標(biāo)體系，為檢測(cè)行業(yè)發(fā)展情況提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支撐。三是整鏈?zhǔn)椒?wù)。通過(guò)上云打通產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)流程數(shù)據(jù)，降低環(huán)節(jié)間溝通成本，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)空壓站低成本運(yùn)營(yíng)的發(fā)展目標(biāo)。
例如，東方國(guó)信通過(guò)數(shù)據(jù)分析打造“空壓機(jī)指數(shù)”，梳理分析區(qū)域工業(yè)發(fā)展、工業(yè)企業(yè)活躍度等情況，為政府、行業(yè)、企業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展決策提供有效的數(shù)據(jù)支撐。南網(wǎng)能源公司推出高效空壓站投資、設(shè)計(jì)、施工、智慧運(yùn)維一體化的一條龍式服務(wù)，使美芝工廠綜合運(yùn)營(yíng)節(jié)能效益達(dá)到30%以上。
推廣前景
作為通用工業(yè)設(shè)備，空壓機(jī)的使用場(chǎng)景復(fù)雜多樣，在中國(guó)約85%的工廠都配備有空壓站，廣泛覆蓋醫(yī)藥、食品、電子、塑膠、紡織、電力、建材等各行業(yè)?？諌簷C(jī)在行業(yè)內(nèi)又被稱為“電老虎”，在我國(guó)空壓機(jī)的耗電量約占全國(guó)工業(yè)耗電量的9-15%，能耗改造潛力巨大。如果推動(dòng)一半的設(shè)備進(jìn)行上云推廣，并按照預(yù)計(jì)能耗整體降低5%的標(biāo)準(zhǔn)，全年節(jié)約成本將有望超過(guò)170億元，減少碳排放有望超過(guò)2400萬(wàn)噸。
文 | 賽迪智庫(kù)信軟所工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究室副主任 宋穎昌
大型空壓機(jī)面臨著運(yùn)行監(jiān)控及時(shí)性弱、設(shè)備能耗管理粗放、運(yùn)營(yíng)服務(wù)效率不高和產(chǎn)業(yè)
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