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万物互联之下,数智化如何赋能工业减碳?

2022-09-30 18:49:07

作者:童言    责编:计亚

双碳目标下,“工业互联网+绿色低碳”正加速落地。

今年8月,工信部、国家发改委、生态环境部发布的《工业领域碳达峰实施方案》提出,主动推进工业领域数字化转型,包括推动新一代信息技术与制造业深度融合,建立数字化碳管理体系,以及推进“工业互联网+绿色低碳”,聚焦能源管理、节能降碳等典型场景,培育推广标准化的“工业互联网+绿色低碳”解决方案和工业APP。

根据全球电子可持续发展推进协会(GeSI)研究,在未来十年,数字技术通过赋能智能制造、智慧能源等行业,可减少全球碳排放的20%。在新一轮科技革命与产业变革中,在人工智能、物联网和大数据技术加速融合下,以人工智能物联网即AIOT技术为核心的产品和解决方案在不断出现。

工业领域减碳难度大,同时也拥有着巨大的市场潜力,以工业互联网为核心的数智化技术进行节能与运维,具有广阔的应用需求与前景。其中,在通用工业设备的细分领域,已有企业站上风口。

赋能工业节能减碳

每个工厂都有通用设备和公辅能源车间。数据显示,我国规上工业企业数量已超过40万家,工业市场公辅车间保有量超过200万个,工业用电超5万亿度,通用设备能耗占比超过40%,也就是2万亿度电。

由空压机、水泵、风机、真空泵、气体分离、中央空调、空气净化、冷却塔等通用设备所构成的公辅能源车间,作为直接生产车间的能源供应商,需要把各种一次能源(天然气、水、电)转换成二次能源(压缩空气、蒸汽等),为直接生产车间提供水、电、气、冷、热。

相关数据显示,公辅车间能耗占整个工厂能耗的20%~50%,制药行业尤其特殊,公辅车间的能耗几乎占到60%,食品行业占到50%,电子行业占到45%,家电行业占到30%。

假设以全国公辅通用设备的2万亿度用电进行计算,数智化技术的应用,即便只节省10%的能耗,一年也可以节省2000亿度电。

在这一细分领域上,成立于2016年的蘑菇物联,用数智化技术来为整条产业链服务,包括设备制造商、代理服务商等产业链的供给侧,也兼顾设备的需求侧,即设备使用企业。

“我们聚焦工业设备产业链,用计算机服务工业机械,把人解放出来。”蘑菇物联技术(深圳)有限公司创始人兼CEO沈国辉介绍称,“我们的希望是将数百万计的设备工程师从环境恶劣的空压站、制冷站、水泵房锅炉房中解放出来。”

蘑菇物联的数智化技术,可以总结成“软硬兼施,四轮驱动”。IoT 智能硬件将通用设备和由其组成的公辅车间数智化,实现数据的上传下达;以及涉及三端(设备制造商、服务商、使用商)的软件;尤其是aPaaS(应用平台及服务),满足不同公辅车间的差异化需求,其中,基于“数据的准确性”和“算法模型的边界性”,AI在公辅车间场景中落地。

“aPaaS上有我们的 AI 算法池,包括需求变化的 AI 预测、管道输送损耗的 AI 计算、单机能效的AI计算、需求特征的AI识别、供需差异的AI匹配等。aPaaS+AI能够在软件里给客户提供更智能化的价值。”同时,沈国辉也强调了蘑菇物联的工业级 AI 是“孙悟空+紧箍咒”式的 AI 算法。

在工业节能方面,他介绍称,数智化节能解决的是系统问题,通过采集数据、实时分析,用AI算法对综合能源的供需进行匹配,还可以减少冗余和浪费。以中国中药为例,在智能化技术的帮助下,平均节能率可达到 15%。而且,除了节能以外,数智化本身还具有很大的管理价值,公辅能源车间数智化后,可以提质稳压,可以保障生产的质量和稳定性,也能够降低运维的成本。

按照沈国辉的说法,蘑菇物联的优势在于“专和深”,“足够聚焦,只聚焦那个一厘米宽”,即专注于通用工业设备及由通用工业设备所构成的公辅车间;“深,就是打深井”,体现在结果上,是不断优化通用设备的AI算法和aPaaS能力。此外,蘑菇物联还主导起草了T/GDEIIA 3—2021《公辅车间气动设备物联网基础数据采集技术要求》,“这就是我们做的又专又深所带来的效果。”

从数据上看,蘑菇物联为工业设备产业链创造的可测量价值,提升设备管理效率50%,实现公辅车间节能减碳10%~30%。截至目前,已帮助1400多家工业企业成功数智化转型,累计节省近10亿度电,相当于27.2万吨碳排放。今年9月,蘑菇物联完成超亿元 C1 轮融资。

工业互联网市场潜力

我国工业互联网创新链和创新生态建设尚处于起步阶段,工业、制造业领域的数智化转型空间巨大。

根据2021年发布的《中国互联网发展报告》数据,2020年我国数字经济市场规模已达39.2万亿元,但工业互联网市场规模仅有9165亿元。IDC近日发布的《工业数据智能市场分析报告,2021》也显示,2020年中国工业数据智能市场规模为35.8亿元,预计2021年2025年的CAGR达到31.6%,市场尚处于早期快速发展阶段。

一些工业软件、工业互联网平台厂商也在持续进入市场。而且,诸多观点认为,在双碳的大趋势之下,工业互联网大有可为。

工业互联网通过全面构建人、机、物的互联,有效支持工业制造全要素、全产业链、全价值链信息的全面链接。基于这些能力特性,工业互联网可以大力提升生产管理能效,减少资源消耗,成为生产力提升与环境友好之间的新平衡点,推动碳减排工作迈上新台阶,助力实现碳中和目标。

不过,工业数智化也存在难点。沈国辉分享称,例如,工业数智化节能领域还存在标准不清晰的问题,对于企业来说,满足哪些条件的工业软件是可用的?AI技术需要按照什么标准进行检验?目前这些都不清晰,而这也将直接影响企业后续的验收。此外,目前智能化节能的应用场景还比较分散,技术上也存在难点。

《工业领域碳达峰实施方案》明确提出,到2025年规模以上工业单位增加值能耗较2020年下降13.5%,二氧化碳排放下降幅度大于18%,重点行业碳排放强度明显下降,筑牢工业领域碳达峰基础的要求。

近年来,“工业互联网+双碳”相关政策相继出台。去年11月发布的《“十四五”工业绿色发展规划》强调,以数字化转型驱动生产方式变革,采用工业互联网、大数据、5G等新一代信息技术提升能源、资源、环境管理水平,深化生产制造过程的数字化应用,赋能绿色制造。今年6月发布的《工业能效提升行动计划》也提出,面向重点行业领域探索“工业互联网+能效管理”典型应用场景,推动重点用能设备、工序等数字化改造和上云用云。

在利好政策的驱动下,不少上市企业、初创公司都在积极入局“工业互联网+双碳”,此外包括一些云原生公司、设备厂商和自动化厂商也纷纷向工业智能化转型。沈国辉认为,“这个赛道是个大赛道,现在也不拥挤,只有这个市场变得更成熟,数智化时代才能真正到来。”

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