电气时代网 电气时代网 电气时代网
施锡波ABB中国电气事业部智慧电力产品专家 建筑和基础设施行业的飞速发展,提供了强劲的经济动力,随之而来的是巨量的能源消耗和环境污染。考虑到我国的发展潜力,以及包含七个与电力传输与应用息息相关的新基建概念的提出,建筑和基础设施行业将有超过5%的年复合增长率,而这些能耗的排放所带来的最直接的反应就是全球的温室效应。在不影响环境的同时,还要保持市场的增长,就必须提高现有的能源使用效率。 计量和监测系统的发展 面对着发展和环保这个全球性两难的问题,国际性组织开始制订相关标准,许多国家和地区也在制订相应的地方性标准。在这些标准中,最重要的就是提高现有的能源使用效率,相应的计量和监测技术的使用和普及随之变得更加关键。 事实上,设备计量和监控的概念早已诞生。相对于传统方案,数字化的能效监控系统可以使设备的能源效率提升7%左右,而其对应获得收益的回报周期则普遍不超过3年,同时,计量和监视解决方案有助于实现绿色建筑。 过去,由于计量和监测设备的缺乏,以及人们对计量和监测不够重视,大部分电气装置现场只会使用一个高精度的外接电能表用于就地监控。如果有强制要求,才会相应的增加测量仪表,用于扩展监控。随着技术和意识的进步,当下的监测系统有了明显的变化,不仅在设备分布沿线增设中、高精度的计量装置或局部监测系统,传统的就地监测也逐步向远程监控发展。可以想象,在未来,所有的电气参数均可进行高精度的测量,设备之间的信息交互会变得更加便捷,绝大部分本地监控方案将向着高效的云端方案转移。 针对市场需求的解决方案 市场上对于智能配电的需求在哪里?作为电气设备供应商,ABB一直致力于了解客户的需求。工业企业总经理可能会面临的是毫无头绪的电费支出,配电系统突发故障导致的严重损失,人员的严重短缺等问题。大型基础设施例如水处理厂运维经理可能会面临的是不清楚设备的真实能耗情况,巡检工作烦琐复杂、效率低下等问题。大型建筑例如医院的采购经理可能面临现有监测系统质量参差不齐,整体方案设计选型复杂,或者前期投入过大,后期调试错误频出等问题。 为了满足这些迫切的需求,ABB推出了具有独特技术代表性的智能配电监控方案,这套方案的关键在于具有安全可靠、即插即用和一步到位的云端部署技术,同时配合ABB高精度的产品测量技术,全面满足了从一次配电柜到二次动力柜,再到终端配电柜的监测需求。另外,这套智能配电方案还可以通过API的编译,将平台数据或电路共享到客户现有的监控系统。 典型的智能配电方案如图1所示,它的核心其实就是网关层,采用的是ABB低压电器产品,例如Emax2框架、X T塑壳式断路器、TruONE快切双电源及Ekip UP数字升级装置等,采用嵌入式或外置式的网关模块,将数据直接上传到云端,用以监测电能的数据、设备的状况以及运行设备的预测性的维护,并且可以将额外的水、气、温度等非电量的信息通过数字信号或模拟信号展现。目前,越来越多的产品已经加入到智能配电大家庭,这些产品可以便捷地连接到云平台,通过通信的方式实现数据共享。未来,智能配电是发展的方向。 图1 ABB智能配电方案 ABB智能配电解决方案的价值 作为一个有特色的智能方案,具有完善的产品线还是远远不够的,在覆盖面广的同时,ABB智能监测方案还做到了技术上的高精尖。有别于传统的监测系统,它具有高技术含量的即插即用的网络架构,所有相关的产品都具有高度集成的体系结构,能够做到现场即插即用,快速升级,可以减少60%的布线以及25%的传统监控方案中的组件,并且不需要第三方组网介入,大大减少了调试部署的时间。 目前智能配电的用户数量正在快速增长,但整个配电系统数字化的比例还不足10%,除了新项目、新设备,市场上其实还存在着大量的老旧设备,越是老旧设备的运行情况越值得关注,升级改造的需求也很明显。ABB针对这一市场需求,推出了Ekip UP外置式数字化单元,对原有开关设备快速升级,用最小的改造和投入成本,使老旧产品也能升级为具有测量、通信和上云等功能的智能配电设备。 另一方面,借助互联网以及云端技术,ABB智能配电监测方案还支持多站点同步实时监测,如果客户的设备位于同一城市的不同地点,或者工厂位于不同城市,都可以对不同设备的性能进行横向对比,根据用户访问级别,提供数据报告,做到足不出户却知晓天下事。尤其是像当前这种特殊时期,在家中点开手机就可以知道所有的设备状态和用电情况,对这些数据一览无遗。 作为一套具有市场竞争力的智能配电方案,一定也需要有市场竞争力的价格。以一间配电室为例,大约3台框架式断路器,80台塑壳式断路器,传统的组网方案成本大约60万元。而使用ABB智能配电方案,无论是通过表计实现的部分智能方案还是通过低压元器件实现的全智能方案,总成本在四五十万元区间,并且在付出较少的初始投入的同时,换来的是更多的收益,例如云服务、电能及能效管理、资产健康管理、主动报警提升及系统在线升级等非常先进的功能,即花费更少的资金可以得到更多的监控功能。 在现今复杂的电气系统中,我们所关注的关键信息也随着行业的不同呈现差异化。ABB智能监控方案不论是电能、温度、变压器容量,以及电力实际需求量、功率因数、电力质量和设备工作的情况都有对应的产品解决方案,所有的关键信息都可以实时上传或发送。 有了监测到的数据,怎么处理这些数据的背后问题也非常重要,对应各个差异化信息的是ABB更加广阔而具有针对性的优质产品系列,例如各类智能监测设备可以更清晰地了解能耗,温度监测设备和火灾报警EFPS产品可以及时应对异常的温升,有源滤波器、低压电容器和电能质量分析仪等产品可以完善的提高电能质量,清洁能源发电可以通过光伏逆变器来实现,还有弧光保护、不间断电源UPS的监测也可以接入智能配电系统。另外,如果想做到削峰填谷,减少电费开支,还有PMS产品来实现。所有详细和可靠的运维建议都可以通过云端来提供给用户。 通过这些智能配电产品和方案,以及纵向和横向的优化对比,达到的结果是全面的效率提升和成本的减少。例如:通过纵向对比,变压器容量的优化和电能质量的优化可以减少超额用电;通过同类型的多站点比较,找出差异化的能耗较高的设备和节能机会,使我们对能耗状况一目了然,满足了能效优化的过程。 ABB智能配电诊断机制可以优化系统和设备的运行条件,这种分析结合了不同的关键因素,比如低压元器件或设备的动作次数、额定电流、过载、短路等情况及环境条件,例如湿度、温度、振动和腐蚀等不利因素,ABB基于大数据功能的预测性的维护算法,分析不同的使用工况,例如清洁工况下和污染工况下的不同运维要求,实现了从无目的性的定期运维到基于需求的维护升级,显著降低了意外停机的风险,从而最大限度提高了工作的连续性,最高可以节省40%的运维成本。 最后,电费超支的主要原因是由于阶梯电价模式的存在,为了避免上升到更高一级的电价,用户可以在智能断路器的PMS逻辑功能的辅助下,精细地区分重要负载和非重要负载,设定对应的负载能耗,使系统自动控制最终负载的分合闸,实现两个目的:一是维持关键设备的持续运行;二是不超过当前电价的阶梯,从而实现避开用电高峰,最终减少高达20%的用电成本。 图2 ABB产品和方案 结束语 回顾最初提到的企业老总、运维经理和采购经理面临的困惑,ABB智能配电给出的解答是:①电费成本优化。随时监控电能需求、用电量和功率因数等电能参数,随时随地导出数据,协助管理者了解电费构成,规避力调电费罚款,优化基础电费构成,真正降低电费成本;②运维成本优化:轻松实现多个站点的监控,任何潜在风险第一时间推送至手机或邮箱,随时随地掌握用电状况,借助预测性维护功能,优化运维成本,帮助运维经理节省巡检抄表的人工和时间成本;③优化初始投资:不仅可以实现能效监测,同时可以借助ABB厂家百年设备经验实现全生命周期管理,即插即用的云平台方案节省本地硬件及组网调试费用,降低初始投资,后续可根据使用需要随时增减功能,按需付费。 ABB智能配电系统可靠、高效、便捷,可以随时实现智能化监控,帮助客户从一知半解到运筹帷幄。建筑和基础设施行业将会持续发展,智能配电的市场潜力和需求也日益庞大,未来对智能配电发展的技术要求也会日益增多,所以ABB的智能配电方案也将保持进步,抓住新基建带来的机遇和挑战,力求为客户和市场带来更加优质的服务和体验。...
众所周知,人类的发展史其实就是一部能源发展史。第一次工业革命时使用的主要能源是煤炭和木材,而到了第二次工业革命时期,电力开始发展,并且奠定了如今的物质文化的发展。到1950年,经济开始飞速发展,能源的使用率越来越高,新能源的比重也变得越来越大。根据全球主要国家对化石能源的依赖程度和主要使用程度分析,我国目前仍然是以煤炭为主要能源,而美国主要以天然气为主,其他能源为辅。 而根据麦肯锡的分析,到2030年,中国传统能源的使用会达到峰值,之后会缓慢向下回落,风能和太阳能等新能源会变成能源发展的主力。可喜的是,随着技术的发展,预计到2022年太阳能发电的成本将会低于煤炭的发电成本,清洁能源将迎来更大的发展。 ABB中国电气事业部系统产品市场部战略经理曹捷 目前,我国的新能源的使用可以分为两大类:一类是集中使用,比如我国西北的大型风场、太阳能电厂;另一种是分布式能源,就是在园区或城市里使用的太阳能发电和风光储这样的配置。如果把城市看成一个个的园区,可以想象,未来的园区一定是新能源园区。如果未来是新能源的园区,就会从客观上改变现在的发电结构和电网的整体结构。随着发电成本的不断降低,我们预测新能源将得到广泛使用,但是也会给园区的管理带来非常多的挑战,我们主要看以下三个挑战:①园区规模很大,管理困难;②如何构建有效且经济的能源管理模式;③如何定位和隔离新能源供电网络中的故障。 不断探索行业新技术的ABB,如今带来整体解决方案。针对智慧园区的3大需求,ABB智慧园区解决方案从资产健康管理、高效智慧用能和安全稳定供电三个方面进行解决,助力未来园区的发展。 资产健康管理 在配网使用的电力设备一般以10 kV、400 V为主,传统上使用这些设备时只会关注电流、电压等参数,要了解其使用状态,必须由人员到现场进行查看,成本非常高,而且并不能知道实时状况。ABB Ability™设备资产健康管理解决方案(见图1)通过将采集到开关设备的状态,上传到系统层面进行分析,就会对效率带来非常大的提升。可以带来三个明显的反馈:一是设备量化的打分,二是健康状态的评估,三是运营策略建议。分数是一个绝对的值,健康状态是根据当前设备的使用年限和使用状况给出的客观分析:如果分数值比较低,还会给出运营的策略和评估建议,让我们知道当前设备的状态应该如何处理。 如何做到这一点?答案是算法模型。算法模型决定了采集什么信号。通过算法模型的分析,原来由人来进行的维护、监测,变成由算法来监测,算法不但能告诉我们设备当前的情况,还能给出运行建议,如果说以前需要较多人工,现在的人员主要是对算法给出的设备疑似状态进行管理,管理成本将大大降低。 不过,需要建立合理而科学的模型并非易事。当前市面上的设备健康资产管理三个阶段,第一阶段是仅仅做数据采集,例如电流、电压,很多厂家还会采集设备运行温度、局放状态或触指咬合力、弹跳的情况,在数据采集阶段能不能对效率进行提升?答案是不可能。因为仅仅根据数据不能判断是不是在疑似故障状态,也无法根据数据给出运行建议,目前市面上90%的厂家都处于这个阶段。第二阶段是达到了评估分析诊断,即根据数据采集到的情况给出分析结果。ABB在2014年达到了这一阶段,即ABB智能专家系统,但此阶段也只能实现有限的效率提升,只有达到了第三个阶段,即根据分析的评估值,给出运维建议,才能做到全面提升设备管理水平。 然而,拥有算法只是开始,不断的优化才是目标。如何做到持续而全面的效率提升是关键。首先是设备的资产健康管理,整体的运行算法结合在线设备诊断和离线设备诊断。由整体算法的评估会得到判断的结果值,这个值即给出的运行建议,人员可能照着运行建议去维护,维护的结果有两种:一个是达到维护结果目标,重新运行后评估分数上升,证明此前给出的运维建议是对的,卷积算法将会向这个方向继续调高可靠率。如果算法是错的,比如判断情况是咬合力的问题,但其实不是,维修人员依然会把结果输入到算法里,卷积算法会根据分析的结果给出评判,比如某些判断值的准确度调的过高了,需要调低一点,这样随着算法的不停滚动,不断成长,算法模型的可靠性会越来越高。 高效智慧用能 未来的园区会有非常多的新能源接入,太阳能和风能是清洁能源,同时也是不稳定的能源,如何能够达到稳定的发电状态,同时实现经济效益最大的配置呢?必须具备两个功能,一是可以对能源负载进行预测,二是能够对其使用进行有效地调配。例如,知道未来的负荷可能会上升,就可以根据当前的日照水平和时间,计算出储能储备的最优建议,经济效益就会达到最高。 在风、光、储中,其实储能起到一个调节作用,帮助我们平衡能量的匹配优化。但是,储能的成本太高,怎样降低储能的使用,同时还可以达到最优化的使用?现在提出的技术是虚拟电厂。例如,一幢办公大楼中的中央空调使用功率是100MW,如果预估太阳能负载要上升,储能也不是很充足,这时候让空调反向释放20MW的能量,就可以大大缓解储能电池的使用,同时还可以继续使用太阳能给储能充电,达到最优的经济效益。当然随着空调能源的使用降低,制冷量就降低了,这时候可以继续预测能源的情况,再决定是否把空调能源补回来。通过这种反向能源的使用,也可以使整个园区的能源使用变得更加经济,但是核心是如何在园区里控制能源的使用配比。为此,我们需要一个和电力电网联动的系统,这个系统既能控制太阳能和储能的使用,也会控制空调的反向能源释放。这个系统就是A B B zenon,通过ABB zenon可以达到最优化的配比,如图2所示。 在图3所示的新能源园区中,ABB zenon通过对电网稳定的消耗和对新能源的使用,达到能源最优化的配比,再加上资产健康管理,实现最优的管理效率。传统的电力系统是以人为中心的,当遇到多个能源平台的时候,协调不同能源平台的也是人。但是ABB zenon可以在底层把这些数据打通,不再需要人来协调,而是通过系统来平衡系统,这就达到了效率的极大提升。例如在当前电网供电的情况下,如果资产健康管理报出了设备故障,而能源负载率又在上升,这时候人很难发现两个报警有什么关联,从而无法给出比较好的分析和建议。而在ABB zenon系统中很容易就能做到在设备还没有报警时就及时发现并处理。所以关联之后,原来以人为中心的协调处理平台就会变成以数据自动处理为中心的平台,人只作为决策层,这将极大的提升管理效率。 安全稳定供电 提到安全稳定供电就需要介绍一下IEC61850。IEC61850从2004年开始使用到现在已经有16年的历史,给我们带来了很大的变化,我们可以提供可靠高效、兼容、广泛连接和方便管理的系统方案。ABB作为IEC61850的发起者和主要倡导者,在具备这些优点的情况下,还有三个额外的优势,就是自我诊断、预警机制和软件化。 如果可以将园区里的中、低压设备通过IEC61850形成数字化的连接,原来判断故障的方式就会发生根本性的变化。在图4所示的数字化保护方案系统中,原本出现故障时,判断故障的设备是其回路所在的保护装置,简而言之,在IEC61850使用之前,保护是单独存在的,它们之间的关系是既定的,用定值和延时的方式来确定究竟由哪个装置切除故障。随着IEC61850的使用,判断出故障之后,流过所有电流点的装置都能向对各台继保发送数据,整个过程3 ms。也就是说,故障出现之后的3 ms内,所有跟故障相关的装置都能得到其本身和周边所有装置对这个故障的反映数据,根据这些数据可以判断出故障究竟在哪里,什么设备动作可以做到快速切除故障,这个网络就是数字化神经网络。 数字化神经网络带来的好处是:①最快的情况下可以在38 ms内判断故障在哪里并且切除故障,与现在速度最快的差动保护相当。例如通过线路差动保护方案时,解除故障的时间是28 ms,如果使用数字化保护在保护的时效性基本一致的情况下成本将大大降低,也就是说如果使用IEC61850神经网络,在不增加成本的情况下就可以做到和差动保护同一个级别;②全站无延时,不管网络多么复杂,都不会增加延时;③可以支持任何复杂接线,只要能判断出周边有逻辑关系的设备,互相分享信息;④可以实现软件化和自我监测。因为神经网络的数据是互相分享的,通过软件的管理就可以达到原来人无法触及的层面,原来的二次回路非常复杂,现在通过软件可实现很好的管理。 在此基础上,基于神经网络,首先可以做到对故障的快速定位;其次可以通过分布式智能方式实现快速切除故障,快速稳定故障,同时实现自愈的网络;再者可以用数字化的弧光保护形成对于系统的稳定保护。 结束语 随着国家对新能源和增量配网的持续投入,新能源园区的发展已经是全行业的热点。为了解决园区新能源和传统供电存在的问题,ABB中国配电系统业务单元提出了智能园区解决方案,其所带来的价值就在于可以用更低的成本为园区用户实现更高的价值,可以帮助园区实现用能效率的提升,管理模式的转变,解决实际困难。...
吴爱国易盼软件(上海)有限公司、EPLAN大中华区技术总监 在与新冠病毒战斗的那些日子,我们见证了很多中国式奇迹:汽车厂商如长安、五菱等突然转型生产口罩,解决了口罩短缺问题;各大制造型企业,包括在华的跨国企业飞利浦、通用电气等转型生产呼吸机,在这场战役中拯救了不少生命;更不用说十天建成的火神山和雷神山医院了。为什么能在这么短的时间内应对如此紧急的需求,做出巨大的变革,这得益于我们正处在制造业快速发展的时代。这个时代最大的特色就是变革,大家把工业4.0或者智能制造作为当下变革与发展的目标。 在此,我将介绍的是 EPLAN &Rittal 构建的软硬件一体化解决方案及最佳实践,也是 EPLAN & Rittal为自身打造的无人工厂及全球领先的创新实验室的实践总结,期望能够给身处制造业变革时代中的企业提供一些参考。 制造业企业价值链的数字化集成 1. 智能制造视角下的集成价值链 智能制造是制造业企业发展的终极目标,让我们以终为始站在智能制造的视角来看看为了实现目标需要做些什么? 当前,中国制造业正处在数字化转型时期,我们应该从用户市场需求、供应链和生产制造层面来看待信息化和数字化,最终达成数字化的研发、生产制造、服务和运维。我们业务努力的方向是智慧与互联,而这一切所涉及到的学科背景,已经复杂到需要全面兼顾机械、电气、软件和控制等多个学科。 工业4.0是企业价值链各场景中一系列新技术的融合。工业4.0实现的最底层维度是物联网和服务,也就是万物互联。在底层场景之上的各个维度中,我们需要通过产品和服务的数字化去实现智能产品,通过价值链的集成和数字化去构建智能工厂和车间,通过探索和部署新的业务模式去打造智能服务体系。这一切需要以数字化为前提。因此,制造业企业的工业4.0之路便是价值链集成的数字化转型之路。 2. EPLAN & Rittal 集成价值链 制造业企业若要构建以机电一体化“大集成”数字化平台为支撑的数字化工厂,需要通过全生命周期集成去连接研发、制造、服务与运维三大环节。因此,需要通过跨学科的流程规划让企业所有业务部门有序工作,协同产出;通过设计方法去进行企业知识的传递和工作行为的规范;以MBD过程去进行设计研发的数据创建,确保产出信息符合每个业务环节中沟通的要求。这一切数字化工作的基础是:实现模型数据的规范,统一数据信息通信的基准。这就是 EPLAN & Rittal 探索得出的中国制造业企业要实现智能制造,需要构建的数字化体系的内容。 为什么 EPLAN & Rittal 能在群雄逐鹿的自动化大时代脱颖而出,成为全球少数几个能提供工程软硬件一体化解决方案的供应商之一?这要从二者的母公司——洛飞腾集团说起。洛飞腾集团作为全球知名的德国家族企业,已连续11次赢得“德国最佳雇主”的荣誉,在全球拥有18个生产基地和80个国际子公司,雇佣超过12 000名员工,2018年创造了约26亿欧元的收入。旗下既有专业生产机箱机柜、配电组件、温控及IT基础设施的全球领先的系统供货商Rittal,也有首屈一指的电气软件解决方案供应商EPLAN,以及钢铁、铝材和塑料等行业的综合制造专家。同时,为了应对云计算、A I技术的发展,洛飞腾集团最近收购了两家云平台公司。 实例一:Rittal 无人工厂 在践行工业4.0上的道路上,洛飞腾集团投资5亿欧元建立了举世闻名的Rittal无人工厂。该工厂是工业4.0和数字化转型的最佳示范,是践行价值链数字化集成的经典案例。在此,所有的自动化产线和设备的电气、液压类控制均通过EPLAN软件来进行设计,基于设计软件输入的机柜信息进行自动冲压、打孔、折弯、焊接、装配和仓储等一系列工作。 实例二:基于数字孪生的控制 柜智能制造一体化平台在位于德国Haiger的Rittal创新中心,人们能看到从工程设计到生产装配的全自动价值链的最佳案例,感受软件与硬件深度集成所带来的数字化与智能制造魅力。2019年,经国际智能制造联盟学术委员会推选和测评,洛飞腾集团“基于数字孪生的控制柜智能制造一体化平台”入选“2019世界智能制造十大科技进展”。 实例3:控制柜4.0-数字化机柜 EPLAN将软件应用能力,联合Rittal的硬件解决方案,基于数字孪生的设计方式,实现了控制柜全生命周期的数字化集成;实现了自动化领域IT/OT的双向融合,并将丰富的行业应用经验与知识进行固化封装,帮助客户提升企业智能与数字化效率。 Rittal在EMO 2019推出的Wire Terminal 36引起业界轰动,它可以直接根据EPLAN生成的数据自动进行线缆的打印、裁剪、剥线和压线等加工,并通过三维的动画展示指导工人接线,大大降低了接线工人的技术门槛,并极大地提高了准确率。使用者还可以通过VR和AR技术,实现远程的运维工作。生产线上的任何一个问题,都能直观、准确地传递到设计端和采购端。 实例4: EPLAN & Rittal 价值链的数字化集成在汽车产线上的部署 EPLAN & Rittal 价值链的数字化集成解决方案已经在全球帮助汽车、能源、化工和自动化装备等多个领域的领军企业成功实现了自动化设计与数字化转型。在从项目立项到全自动验收的各个环节中,EPLAN & Rittal 的各项产品和服务帮助客户实现价值链的数字化集成,助力整个企业的智能制造。 实例5:云方案支持工业自动化生态系统 EPLAN关注的不仅仅是客户的业务,同时还关注客户的生态系统,也就是其上游、下游和合作伙伴。在传统的项目管理中,不论是业主和系统集成商,还是系统集成商和配电柜制造商,或是盘柜厂和元器件供应商之间的数据交换都是基于不同的平台,采用不同的方法和格式,中间任何一个环节出现了变化,其他的环节都很难做出相应的调整。EPLAN的云平台能把整个价值链上的多个公司的数据交互统一到一个云项目中,保证数据能实时传输,变更能得到及时反馈,从而大大的提高了准确率,缩短了交付周期。 EPLAN & Rittal 产品和解决方案 所谓数字化转型,便是数字孪生的实现,整个EPLAN & Rittal 集成价值链中,EPLAN 产品及解决方案便是解决虚拟数字化世界的机电一体化设计问题,而Rittal系列产品解决了现实世界的产品实现问题。 1. 关于EPLAN EPLAN为全世界客户提供19种语言的电气/机柜/流体/线束设计软件平台和咨询服务,贯穿了产品的全生命周期,从订单到设计、采购、制造和运维。 EPLAN Data Portal是工程设计中的原始物料库,包含有全球近300个制造商的近百万元器件数据。 EPLAN Electrical P8作为解决方案中的核心产品,被业绩誉为电气工程的全球标准,主要帮助客户完成电气和控制原理的设计。 EPLAN Fluid提供液压、气动、冷凝、润滑系统的原理和工艺过程设计,可在同一个软件中完成2D流体原理图、3D安装布局、自动生成管道列表和液压软管清单。 EPLAN Preplanning主要用于预规划,流程自动化与仪器仪表工程设计,通过模块化安装,灵活的配置与工作流的集成,起到预规划与快速报价的作用。 EPLAN Pro Panel是专业的3D机柜设计工具,是电气控制柜工业4.0的核心产品之一,基于P8原理图可自动开展3D机柜布局设计,帮助客户快速进行三维机柜设计,自动布线并生成生产、装配需要的文档。 EPLAN Engineering Configuration One(EEC One)提供快速配置化发布工具,帮助客户践行高度一致的机电自动化策略,带来高效工程。目前其在中国的汽车产线行业几乎实现了全面部署。 EPLAN Harness proD提高线束工程的设计效率与质量。随着在华为、三一、中车和金风等中国企业的成功实施,它已被越来越多的新能源、特种机械和轨道交通行业所推崇。 EPLAN Smart Wiring帮助客户链接起虚拟数字化设计和现实布线接线的环节,自动获取Pro Panel软件中的接线信息,指导现实的布线过程,提高复杂布线的准确率,降低复杂布线操作对于生产工人的要求。 EPLAN ERP/PDM Integration Suite(EPIS)提供与主流ERP/PLM平台无缝集成的标准接口或解决方案,帮助企业实现文档管理、BOM管理,提供项目元数据、元器件元数据和中间格式数据,助力企业架构全面集成互联的IT管理环境。 EPLAN Experience是EPLAN 36年来销售和服务经验的总结,是指导我们日常工作的方法论。它包含8个方面:I T架构、平台设置、标准规范、产品结构、设计方法、工作流程、过程整合和项目管理。基于EPLAN Experience,EPLAN 为客户定制解决方案,提供包括软件培训、标准化咨询服务、数据迁移支持和PLM/ERP集成的服务,帮助客户正确部署EPLAN 平台,实现高效的工程设计。 2. 关于Rittal Rittal的产品主要分为4大类:机柜、配电、温控和IT基础设施,这些产品可以给客户提供一个完整的电气包装系统。除了产品之外,Rittal还能通过完全兼容的系统附件,满足客户个性化的多元化解决方案。此外,Rittal在全球提供工程软件与服务支持,帮助客户通过Rittal+EPLAN的解决方案获得最佳的投资回报。Rittal产品所提供的高质量的设备数据被收录到全球顶级零部件数据管理系统卡第那思,供全球自动化产品设计领域的工程师采用;同时,也纳入EPLAN Data Portal,供EPLAN设计平台无缝获取,帮助广大设计者快速生成数字样机,加速企业的数字化进程。Rittal自动化系统帮助客户优化电气控制柜和开关柜制造的各个工艺流程,为客户提供定制化的解决方案,提升工艺效能。 3. EPLAN & Rittal 数字化全价值链 借由EPLAN & Rittal 数字化价值链的一系列产品和服务,将企业工程设计、产品采购、生产调试和运行维护所有这些环节形成闭环,既有统一的数据平台完成数字化的集成和数据的传递和共享,也有业务场景的交互。例如,工程设计的数据指导生产调试和运行维护故障诊断,或者运行维护的数据反馈指导工程设计的产品优化设计与工艺改进,通过价值链的最大化数据复用来扩大企业数据知识资产的价值,构建真正的数字孪生企业。 结束语 现在,EPLAN & Rittal正深处中国制造业研发与生产数字化改革的大潮,吸收全球先进制造业的成功数字化转型经验,并将这些经验通过深耕中国制造业领域进行本土化的沉淀与丰富,帮助广大的中国制造业同仁在数字化变革中抓住机遇,获得成功。 这就是EPLAN & Rittal产品及解决方案能给客户带来的价值!...
陈 雷菲尼克斯电气中国公司副总裁兼制造与研发中心总经理 菲尼克斯电气集团成立于1923年,总部位于德国汉诺威附近的Blomberg,在近100年的发展时间里,菲尼克斯电气始终以技术创新作为核心竞争力,逐渐发展成为了全球电气连接、电子接口与工业自动化领域的市场领袖。目前共拥有超过60 000种系列产品,而且每年都推出近3 000种新产品,是工业领域当之无愧的隐形冠军企业。 过去几年间,自动化、信息化与数字化给行业和企业都带来了巨大改变。对于市场发展变化拥有敏锐嗅觉的菲尼克斯,在2017年就面向下一个100年发展制定了计划,即抓住数字化转型的历史机遇,致力于发展成为一个数字化的工业公司。 数字化转型的必要性及实现途径 要实现数字化转型,首先要了解数字化转型的核心目的以及要解决的本质问题。对于外部来说,企业正面对宏观环境的不确定性,市场竞争日趋激烈,用户的需求变得越来越复杂;对于内部来说,企业的资源配置效率需要提升,才能增强市场核心竞争力。因此,数字化转型的最大价值在于内部效率提升以及外部商业模式的创新,简单来说,就是让客户更满意,运营更高效。具体到执行层面,就是要以OT、IT与DT融合为核心,用数据自由流动来化解复杂系统的不确定性。 很多人会误以为应用一个简单的数字化工具或者实施一点IT手段就是数字化转型了,其实不然。经过几年的摸索,菲尼克斯认为,数字化转型首先是思维模式的转变,然后要在能力提升、组织架构转变、业务模式和工作方法转变等方面提出适应的方法,并且要有数字化技术的重塑。 数字化转型给企业带来的影响是非常巨大的,比如以数据为核心的业务模式、数字化的产品组合、客户互动的数字化、生产的数字化、支持过程的数字化等。为此,菲尼克斯总结出了自己的一套方法论,即企业数字化转型的整体解决方案。菲尼克斯认为,企业的数字化转型需要清晰坚定的愿景和有针对性的战略。菲尼克斯的企业愿景是在所进入的领域中,保持技术和市场的全球领先地位,数字化愿景是以先进技术的独特运用,在行业内构建通往互联互通世界的发展之路。而在策略方面,菲尼克斯则制定了数字化转型程序模型。从分析到愿景再到战略,系统性地规划数字化转型的落地实施。 这意味着,菲尼克斯要考虑诸多的因素。首先,数字化转型需要企业家精神为引领,需要坚定不移地去实施,克服过程中会出现的不确定因素,甚至是阻碍,要坚定数字化服务于菲尼克斯的长期目标;其次,数字化转型要基于菲尼克斯的价值观和文化,不能为此摒弃原来的价值观和文化,不能出现原则的背离;另外,数字化转型要视客户为关注的焦点,要明晰企业所做的一切都是为了创造客户价值,要快速响应市场需求;最后,数字化转型需要构建新的架构,组织要发生巨大变化,以适应数字化时代。 从愿景到项目,菲尼克斯确立了四个数字化战略的目标领域:数据为中心的业务模式、数字化产品组合、客户交互的数字化、智能化和网络化的过程。并且设置了战略项目地图和灯塔项目,用来持续判断每一个行动是否在正确的方向上。在菲尼克斯的数字化蓝图里,有清晰的各项要素图表,包括业务模式、产品组合、客户界面及过程,又具体到市场、流程、员工和创新这些载体上。在考虑到各要素之间的交集时,就会诞生很多新的基于市场需求和业务模式的产品和解决方案,比如菲尼克斯开发的全新一代开放式控制平台PLCnext以及工业云平台Proficloud,再比如新的产品组合如数字化双胞胎Digital Twin、新一代连接器Connector 2023等等。 数字化转型成果——智能示范工厂 工业4.0由德国提出,作为德国典型的中型企业,菲尼克斯集团也是较早一批系统性研究数字化转型并付诸实现的企业代表。而菲尼克斯中国公司的数字化转型实践就整个集团来说也是领先的。早在5年前,菲尼克斯就发布了智能战略,并成立了DIS(Digital Industry Solution)公司,目的就是先在自身尝试数字化转型,然后给行业提供成熟的可落地的解决方案。围绕数字化转型,菲尼克斯集团设立了15个研究项目,菲尼克斯中国位于南京江宁的第二基地就是其中之一。 菲尼克斯电气打造的智能工厂2.0具备生产、物流、仓储、餐饮、住宿等功能,是一个集精益布局、智能物流、准时化配送、高度自动化、精益产线和数字化车间于一体的中国智能制造示范项目,还将全面引入PLCnext技术,贯穿数字化概念和新兴技术。 在智能决策与管理数字化方面,菲尼克斯运用APS系统、MES系统、WMS系统、监控系统、BI系统、保修系统构成中控支撑平台。综合运用数据采集、数字化工厂、远程监控、电子看板、Dashboard等技术,构建生产控制中心,实现对生产过程的实时跟踪、过程采集、协同处理、应急指挥、集中管控和决策与管理数字化。 管理数字化就是要清晰地知道生产运营情况,通过MES系统可以把制造系统和管理数字化链接起来,同时有很多智能的机械装备系统和也要与MES系统进行互联互通。同时还有质量检验、各种设备装、物流系统、楼宇控制系统以及HR系统等,作为整体数字化具有重要意义,但是实施起来却不是那么简单,因为版本不同,各系统之间兼容性问题等等。 在数字化研发平台方面,菲尼克斯着力解决信息化到数字化转型的矛盾,解决信息化中信息孤岛问题,解决各平台间无法互联互通等问题。用数字化理念在各平台间建立起互联互通的关系,成为系统解决方案,如产品生命周期管理平台Team Center、项目管理平台EPO、研发数据管理平台OSM以及审批系统、各种工具软件平台等等。从新品论证到项目启动、3D结构图设计、平面设计和数据维护等业务,菲尼克斯已经研发实现了多系统互通。未来菲尼克斯电气德国总部将集中精力推行TC来替代OSM平台,后续与MES等软件的交互更多的定义在TC中。 在生产数字化方面,菲尼克斯从生产运营的目标实现角度考虑问题。更高的质量、更高的柔性、更高的生产效率、更短的交货周期、更低的边际成本、更短的产品研发周期以及满足客户更加个性化的需求,是每个生产企业追求的目标,生产数字化应当从技术和系统的堆砌,转变成可以映射到价值流的痛点上工具集,从而解决生产实际问题。因此,菲尼克斯总结出,对于生产运营而言,生产数字化只是工具手段,不是目的。 精益工厂应该是数字化工厂的前提,如果各个环节不精益,那不论是做成数字化还是自动化,都不是在改善生产状况,不是在解决问题,而是在掩盖问题,那就失去了实现数字化的意义。因此生产数字化的建设原则,是要在精益思想的指导下持续建设,不断发现生产制造过程中的问题,自动化和数字化都是在解决问题过程中使用的手段和方法。 以菲尼克斯智能示范工厂为例,该工厂实现了精益布局,运输距离由944 750 m箱缩短至348 585 m箱,降低63%;各车间合理组合、功能块共享,生产面积由现9 350降低至8 000 m2,降低14%;布局规整,通道顺畅,能够实现AGV和Milk-run的高效运行。 工厂中做了高度自动化及数字化的流程设计,比如工厂中的库房管理系统WMS,把物料运输等组合在一起,通过APS高级排产系统与MES组合,CAQ计算机辅助质量控制也融合在整个系统中,还包括其他内容。 工厂采用精益产线,通过价值流图析VSM对产线进行重新规划,结合新厂房及新基础设施。基本原则是线性、流动、拉动、就近。功能区域紧凑且顺序合理,物流路径简短清晰,线体具备物料存储以及工装快速对接功能,电子自动目视化工装存储,数字化目视管理看板,信息更形象具体。 工厂还采用了大批量自动化产线,根据不同特点分为高效率自动化设备、高柔性自动化设备、多工艺整合自动线和辅助工艺自动化设备。高效率自动化设备专门用于某些部件的生产,功能单一,但效率高;高柔性自动化设备可以做不同的工艺加工;多工艺整合自动线,如冲压和自动装备机一体化,注塑件、冲压件和装配线一体化,真正做到单件流;辅助工艺自动化用于耗时耗力增大库存的特殊工艺,通过一些方法让其尽量省人化、降低劳动强度,减少设备等待。 菲尼克斯新工厂还体现了其在智能楼宇与服务方面的优势。屋顶装有太阳能光伏发电系统,屋内配备智能遮阳百叶、智能照明系统、HVAC暖通空调系统以及供配电系统,都能找到菲尼克斯的身影。室外设置了互联网二代智能充电桩,便于员工使用。 数字化转型不是一蹴而就的,这是一个循序渐进的过程。菲尼克斯一直在努力,创造出更多符合数字化时代的产品,努力让客户更满意,帮助客户实现生产过程自动化以及产品的数字化。同时运用数字化手段,结合菲尼克斯自动化能力、精益能力,组建内部运营更高效的工厂,为行业提供示范与借鉴。做最好的自己,并协同供应链!相信借着数字化发展的风口,不仅是菲尼克斯,整个中国工业都会迎来发展的春天。数字化转型正当时! ...
中南建筑设计院股份有限公司机电一院副总工程师王云鹏   2019年12月底,新冠肺炎疫情爆发,武汉市成为疫情的重灾区,短时间内,大量的感染病人纷纷涌入医院寻诊就医,给全市医疗造成了巨大的压力。为有效应对和缓解各大医院病床不足的问题,1月24日下午,武汉市疫情防控指挥部决定,继武汉火神山医院后再建一所临时呼吸类传染病医院——武汉雷神山医院。除夕夜,中南建筑设计院股份有限公司临危受命,承接武汉雷神山设计任务,并连夜组建设计团队,投入到设计工作中。 雷神山医院选址于武汉市南部城郊区,远离人口密集的主城区,由原武汉军运会食堂及停车场新建、改建而成,用地东侧紧临城市主干道武昌大道,交通方便,有利于人员物资快速到达转运,周边市政设施也很完备,最重要的是场地周边无人生活居住,且与周边道路及建筑的间距满足传染病医院的要求。随着疫情的日趋严重,武汉雷神山医院的建筑规模从最初的3万m2扩大到近8万m2,整体按照传染病医院标准设计,包括医护生活区、隔离病房区及相关运维用房,可以满足近1 500张病床的床位需求,同时可容纳医护人员约2 000人。 安全性和可靠性 雷神山医院属于临时呼吸类传染病医院,与普通医院的区别主要有两点:一点是生命安全,一点是环境安全。生命安全方面,医用气体是对于肺炎病人而言性命攸关的设备,呼吸类传染病医院传染性极强,所以也需要杀菌设备。为保证洁净区域的安全,电气管线、穿墙空洞要密封处理。针对环境安全方面,为达到病房的负压状态,需设置送风机和排风机;另外,在地面要敷设防渗膜,以便对污水进行处理。 本项目的特点是应急性和建设周期短,需要供电设备安全、可靠,供电系统灵活,且施工简便。雷神山医院的负荷等级为一级,采用4路10 kV市政电源供电,共分为两组,每组的两路电源满足两路独立电源要求,互为100%备供。当一路电源故障时,另一路电源不应同时受到损坏。病房区、医技区和医疗工艺区均采用两台630 kV·A或800 kV·A室外箱式变电站加一台与变压器相同容量的室外箱式柴油发电机组构成一组主、备供电设施。 雷神山医院整个场地总共约13组供电设施,供电设施组中两台箱变单母线运行,不设母联,柴油发电机组与其中一台变压器在母线侧自动切换,主电源故障失电后,自动起动柴油发电机组,15 s内为低压II母线段提供应急备用电源,对于恢复供电时间不大于0.5 s的重要医疗设备和场所配置在线式UPS电源保证不间断供电。提高了用电的可靠性和安全性。 负荷分级的确定 针对本项目的负荷分级情况如表1所示,主要参考《医疗建筑电气设计规范》和《传染病医院建筑设计规范》。 表1 本项目的负荷分级情况 本项目共有32个病区,以其中一个单元病房区为例,用电负荷为医护区的照明、空调、热水、应急照明和感染区风机、送风机配套的电辅热设备,除空调、热水和电辅热设备为三级负荷,其他均属于一级负荷中的特别重要负荷,由柴油发电机组保障。单元病区的用电负荷如表2所示。 表2 单元病房区的用电负荷 电气与智能化方案 1. 低压配电系统 1)箱式变电站和柴油发电机组设置。根据项目建筑特点,每4个病区设置两台630 kV·A箱式变电站,同时设置一台相同容量的箱式柴油发电机,负担其中一台箱式变电站的全部负荷,作为第三路电源。院区共设置28座室外箱式变电站及11台室外柴油发电机,变压器总安装容量为17 720 kV·A,柴油发电机总装机容量为6 870 kV·A。箱式柴油发电机自带油箱,且满足8 h运行。 2)低压配电采用市电与发电机组切换的方式。一、二级负荷及特别重要负荷采用双电源供电,其中一路电源引自柴油发电机保障应急母线段。重要负荷及集中式大容量负荷,其低压配电系统干线采用放射式供电,对于小容量或同一路径的分散式负荷可采用树干式供电。 在进行低压配电系统设计时,需注意以下几点: 1)电气系统必须简洁、可靠,两台变压器和一台柴油发电机构成一个供电模组,保证高可靠性的同时,也满足箱式变电站模块生产、施工方便的要求。 2)病房区采用模块化成组设计,各病房区箱式变电站及配电箱基本相同,便于快速生产及安装。 3)电气设备选用简单可靠、施工快速、调试方便和货源充足的产品,避免选用技术复杂、调试周期长和货源稀少的电气产品。 2. 照明系统 本项目典型场所照明设计要点主要包括如下几点: 1)本医院为呼吸类传染病专科医院,所有病人可能出入的场所,灯具均采用洁净型灯具,不应采用格栅灯等不便于清洁消毒的灯具。 2)病房普通照明灯具的布置应避免眩光。 3)本项目选取病房、缓冲间和走道等场所中1/3灯具自带蓄电池作为备用照明。 4)护士站用电设备较多,建议单独为护士站设置插座配电箱。 5)所有配线的保护管、桥架在穿越隔墙处以及设备接口处均应做密闭处理。照明配电箱应设置在污染区外。 针对照明系统,需要注意以下几点: 1)病房内与病房走道设置夜间照明,宜在护士站统一控制。 2)病房内的灯开关需兼顾老年人的使用,采用宽板按键式,离地高度宜为1.2 m。 3)医疗场所及其他需要灭菌消毒的场所需设置紫外杀菌灯或空气灭菌器插座。 4)紫外杀菌灯应采用专用开关,不得与普通灯开关并列,并有专用标识,距地宜为1.8 m。 5)病毒传染性强,几乎所有的场所都可能会用到灭菌设备,未设置紫外灯的区域,预留空气灭菌器插座。 3. 应急照明系统 应急照明采用集中控制型应急照明和疏散指示系统。灯具均选用A型灯具,电压等级为直流24 V。手术室、抢救室、监护室和病人行动不便的病房等需要人员协助疏散的区域及疏散走道不应低于5lx,医生宿舍的疏散走道不应低于3lx。 4. 防雷接地系统 1)防雷系统设计:本项目按2类防雷建筑物进线设计。利用金属屋面作接闪器,利用外墙钢柱作引下线。引下线间距沿周长计算不大于18 m,沿建筑物四周均匀对称布置。上与接闪器、下与接地装置连接。 2)接地系统设计:本工程沿外四周敷设人工接地带(-40×4热镀锌扁钢),做法详见国标D501- 1,在与引下线相对应的室外埋深1 m处,由被利用作为引下线的钢筋上焊出一根-40×4镀锌扁钢,并伸出室外墙面不小于1 m。作为进出建筑物的金属管道接地及需要时外接接地极用。引下线通过条形基础内钢筋(无钢筋条基在基础内暗敷一根40×4 mm的热镀锌扁钢)与人工接地体可靠联结,形成电气通路。强弱电设备的工作接地、防雷接地和电气设备的保护接地共用接地装置,并实施等电位联结措施。设计接地电阻小于等于1 Ω。接地装置不能破坏防渗膜,若有局部破损应采取可靠的密封防水措施。 5. 建筑智能化系统 雷神山医院参考规范《智能建筑设计标准》和《医疗建筑电气设计规范》,智能化系统分为以下几类。 信息设施系统:为满足建筑物的应用与管理对信息通信的需求,将各类具有接收、交换、传输、处理、存储和显示等功能的信息系统整合,形成建筑物通信服务综合基础条件的系统。包括信息接入系统、计算机网络系统、综合布线系统和有线电视系统。 公共安全系统:为维护公共安全,具有以应对危害公共安全的各类突发事件而构建的综合技术防范或安全保障体系综合功能的系统。包括视频监控系统、一键报警系统、门禁控制系统、火灾自动报警及联动控制系统。 信息化应用系统:满足综合医院业务运行的信息化应用需求的系统,包括病房呼叫系统、ICU探视系统、ICU病床监视系统和排队叫号系统等基础弱电系统,其医疗业务信息化、公共服务和物业管理等软件系统可设置在本地也可采用云端系统,由医院根据后期实际运行需要进行配置。 机房工程:为提供机房内各智能化系统设备及装置的安置和运行条件,以确保各智能化系统安全、可靠及高效地运行和便于维护的建筑功能环境的综合工程。弱电中心机房、消防及安防监控中心均沿用位于改造办公区(原军运会食堂)内的原有机房,机房均位于清洁区,且有直接对外出口。减少不必要系统,加快设计进程,减少施工及调试时间。 (1)信息设施系统 1)综合布线系统。设置内网、外网和设备专网3套网络,3套网络物理隔离,并采用冗余的网络架构。弱电中心机房中内网、外网核心交换机采用跳线连接,实现信息互通。语音及网络信息点的设置应满足卫健委和医疗机构的要求,具体参见《呼吸类临时传染病医院设计导则(试行)》(湖北省住房和城乡建设厅于2020年2月3日颁布)。无线网实现院区全覆盖,AP接于外网交换机,同时生成2个SSID提供内、外网服务(内外网采用逻辑隔离)。 2)有线电视系统。各病房、医护休息区、宿舍内设置IPTV有线电视外网信息点。 (2)公共安全系统 1)安防视频监控系统。系统采用数字视频综合管理平台,安装于生活区的消防监控中心内(原军运会机房)。在各单体出入口、公共走道、护士站、医护办公室、ICU、检验中心、手术室和仓库等处配置摄像机,在场地周界围墙上安装带移动侦测功能的摄像机,实现监控全覆盖,并防止无关人员闯入院区。交付后,应医院要求在各病区更衣室增加监控摄像机。 2)出入口控制系统。在宿舍区各楼栋出入口、隔离医疗区出入口、各病区病人出入口及负压病房的医患通道、污染与洁净区的过渡区设置门禁点;ICU及负压检验室缓冲间设置门禁点,并配合工艺 设计,满足A、B门联锁控制要求。 3)一键紧急报警系统。在护士站和医护办公室设置一键报警按钮,信号接入消防监控中心内的安防报警主机,医护人员可在紧急请下进行呼救。 4)火灾自动报警及联动控制系统。火灾自动报警及消防紧急广播系统按现行消防规范进行设计,采用集中报警控制系统。需要注意从消防控制中心到末端的线路较长,需厂家配合设计,避免应线路过长调试有问题。根据消防部门要求,强电配电间内设置超细干粉灭火装置。 (3)信息化应用系统 1)病房呼叫系统。各病区均设置一套病房呼叫系统,各护士站设总控台,病房床头设备带上设呼叫面板,病房设门灯,医护走廊设双面廊屏。护士可通过主机与病人对讲,处理病人的呼叫请求。系统采用传统模拟系统,总线式结构,施工布线、调试简单。 2)ICU探视系统。项目隔离医疗区内共设两个ICU病区,未设固定探视室,并考虑设备采购、安装及调试因素,本次设计采用移动式ICU远程探视系统,无固定式探视分机和院内家属探视分机,仅保留移动式探视分机和家属远程探视客户端。系统将探视信号通过系统上传至外网网络,病人家属可通过手机APP或电脑客户端进行预约访问。 此外,中南院还牵头主编了《呼吸类临时传染病医院设计导则(试行)》《旅馆业建筑改造为呼吸道传播疫情病患集中收治临时医院的有关技术要求》和《方舱医院设计和改建的有关技术要求》等一系列导则和规范。 ...
2020年3月4日,中共中央政治局常务委员会召开会议时指出:加快5G网络、数据中心等新型基础设施的建设进度。“新基建”的概念是与传统基建相对应的,传统基建是指铁路、公路、机场和房地产等为代表的基建模式。“新基建”赋予数字化、网络化和智能化的内涵,体现当今世界经济和中国经济发展趋势与内在需求的建设模式。在“新基建”的背景下,数据中心的重要性日益凸显。数据中心实现的功能是对信息进行处理、传输、运算和存储,是一切信息化的基础。没有数据中心,其他一切信息化都不可实现,例如5G、物联网和智慧城市等。数据中心从建设用途上可以分为两类:提供互联网服务的数据中心(Internet Data Center,IDC)和企业级数据中心(Enterprise Data Center,EDC)。2010—2019年,中国IDC市场增长19倍,增长率稳定在35%以上,2019年市场规模接近1 900亿元,增速接近36%,全部数据中心市场中,IDC占比70%,EDC占比30%,市场规模达到2 700亿元。2020年市场规模预计3 700亿元。2018年全球IDC市场整体规模超过6 000亿元人民币,同比增长23.6%,2020年预计全球IDC市场规模可以达到8 000亿元。数据中心业内最关心的两个问题是可靠性和节能,这两个问题与数据中心的选址密切相关,下面将分别进行阐述。 中国电子工程设计院有限公司副总工程师 钟景华 数据中心选址 数据中心选址涉及到安全、节能、电力、通信、交通和环境等方方面面,建设数据中心首先遇到的问题就是选址问题。选址是否合理直接关系到数据中心建设的成败。 《数据中心设计规范》 G B 50174—2017是2017年发布的,为目前最新的数据中心设计规范,也是指导数据中心设计、建设的最根本的一本规范。下面就该规范对于数据中心选址作出的规定进行解读。 1)电力供给应充足可靠,通信应快速畅通,交通应便捷。数据中心的耗电量比较大,每平方米耗电量一般是写字楼的50~60倍。这么大的用电量,如果没有充足的电力供应,是不可能建数据中心的。所以,选址时首先要查看了解周边能否有足够的电力供应。数据中心与网络的关系就像发电厂与电网的关系一样。发电厂发出的电需要通过电网给用户供电,而数据中心中的数据和信息也需要通过网络传输给用户。所以,数据中心必须有网络支持,没有网络支持的数据中心就是信息孤岛。数据中心在建设过程中有大量的设备需要运输,在使用过程中一旦出现故障,则需要人员来援救、设备来支持,因此数据中心所在地必须交通便捷。 2)自然环境应清洁,环境温度应有利于节约能源。数据中心里有大量的空调系统,需要有新风进入,如果数据中心所在地区雾霾很严重,会对电子设备产生腐蚀作用。当雾霾严重时,需要对空气进行过滤,则将增加建设和运行成本,所以尽量选择在环境清洁的地方建数据中心。国家倡导数据中心建在北方和西部主要是从节能的角度考虑的。我国北方和西部温度都比较低,空调系统的使用量会大大减小,可有效降低数据中心的能耗。但是,数据中心选址最根本的是应用,如果建在很偏远的地区,虽然环境温度比较低,但附近用户量较少也是不行的。所有的信息传输都是有时延的,距离近,时延就短;距离远,时延就长。举例来说,股票交易就与数据中心的位置有很大关系。大部分券商都把自己的数据中心放在深交所或上交所建的数据中心里,因为距离近,所以成交的可能性更大。越是经济发达的地区,需要的数据和信息就越多,所以需要在经济发达地区建设更多数据中心。 3)A级数据中心不宜建在公共停车库的正上方。这条规定主要考虑的是数据中心安全方面的因素。美国的规范中规定数据中心下面是不允许有停车库的,因为数据中心是企业、政府的最核心的部门,如果有汽车炸弹袭击,或者由于驾驶技术导致汽车撞击地下停车库中的建筑物,则重要的信息就会丢失。在中国实施这样的硬性规定有一定的困难,根据中国的国情,修建的数据中心下面不能有公共停车库,对于企业自己的停车库需要严格管理。 4)大中型数据中心不宜建在居民小区和商业区内,与住宅的距离不宜小于100 m。这条规定是受两个典型案例的启发。2016年,在上海和法国发生了两起官司,都是数据中心附近的居民起诉噪声扰民,两起官司的结果都是居民获胜,数据中心关门。数据中心的建设成本是非常高的,如果因为居民起诉而被关闭,损失也是非常高的。数据中心为了给空调系统降温,在屋顶上都会有冷却塔或是空调系统室外机组,这些设备会产生很大的噪声。经测试,单台冷却塔的噪声在70分贝左右,数据中心整体产生的噪声在90分贝左右,会给附近的居民造成严重困扰。当距数据中心80 m左右时,噪声值会降到与周围环境同等水平,所以规范规定数据中心建设地点离居民区不得小于100 m。数据中心不能建在商业区是因为商业区的电价非常高,用电成本承担不起,而且商业中心人员密度比较大,也不利于数据和信息的安全。 在我国将数据中心根据重要程度不同划分为三个等级。 1)A级为容错型,在系统需要运行期间,其场地设备不应因操作失误、设备故障、外电源中断、维护和检修而导致电子信息系统运行中断。A级是最高级别,主要是指涉及国计民生的机房设计。其电子信息系统运行中断将造成重大的经济损失或公共场所秩序严重混乱。 2)B级为冗余型,在系统需要运行期间,其场地设备在冗余能力范围内,不应因设备故障而导致电子信息系统运行中断。B级定义为电子信息系统运行中断将造成一定的社会秩序混乱和一定的经济损失的机房。 3)C级为基本型,在场地设备正常运行情况下,应保证电子信息系统运行不中断。A级或B级范围之外的电子信息系统机房都称为C级。 表1中列出了规范对三种数据中心选址的一些具体要求。 表1 数据中心选址 2016年,工信部发布《关于进一步加强通信信息业节能减排工作指导意见》,要求“十三五”期间积极推动绿色数据中心的建设,实现新建大型数据中心 PUE 值低于1.4。 空调系统的能耗占数据中心整体能耗的很大一部分,是降低数据中心PUE值的关键环节,对于数据中心里的空调系统可以采取如下节能措施。 1)空调系统应根据当地气候条件,充分利用自然冷源。 2)空气质量优良地区可采用全新风空调系统。 表2列出了几个数据中心的选址与PUE值的关系。 表2 几个数据中心选址与PUE值 从表2中可以看出,位于挪威莱夫达尔的数据中心纬度非常高,PUE值很低,可以达到1.1;我国纬度比较高的地区建设的数据中心位于内蒙古的海拉尔,PUE值可以达到1.18;百度建在阳泉的数据中心。虽然纬度不是很高,但是在建设过程中运用了大量新技术,投入了很大成本,PUE值可以达到1.1。总的来说,数据中心所在地区纬度越高,PUE值越低。 典型案例介绍 1. 日本IDCF数据中心 IDCF数据中心位于日本福冈县北九州市,建筑面积45 000 m2,双路66 kV高压进线,2×30 MV·A变压器,鸡笼式建筑,全新风空调系统,封闭热通道。机柜功率6~10 kW。 新风从IDCF数据中心下面类似于百叶的进风口进入,通过机柜把机柜里的热量带走,温度升高之后顺着通道把热风送到屋顶,在出风口将热量散去,这就是鸡笼式建筑的特点,非常节能。日本IDCF数据中心外观图如图1所示。 图1 日本IDCF数据中心 因为空气质量问题,中国采用鸡笼式数据中心不多。近几年随着我国空气质量好转,这种形式的数据中心在一些地方也逐渐得到应用。 日本的数据中心没有国家标准,只有协会标准,表3为日本数据中心的协会标准。日本将数据中心划分为4个等级,Tier1~Tier4,Tier4为最高等级,依次降低。IDCF 数据中心备用电源采用单台功率3 500 kV·A 重油发电机,采用重油发电机的优点如下。 1)重油发电机的功率大,单台功率可以 达到3 500 kV·A,柴油发电机很难达到这么大的功率。 2)重油发电机建造成本低,只有柴油发电机的50%。 3)重油热值高,闪点高,更加安全可靠。 4)采用重油日本政府给予补贴,采用柴油则没有补贴。在中国由于柴油比较普遍,重油应用的比较少,所以大部分数据中心备用电源都是采用柴油发电机。 表3 日本数据中心协会标准:JDCC FS-001 2. 挪威莱夫达尔矿洞数据中心 挪威莱夫达尔矿洞数据中心位于北纬 60°的大西洋沿岸,是利用废弃的地下铝矿矿洞建成的数据中心,矿洞面积 40万m2。该数据中心位于地下160 m,非常安全。矿洞数据中心距离松恩峡湾几百米,空调冷源来自海面下60 m的海水,双路220 kV高压进线,柴油发电机作为备用电源。 在电力供应方面,挪威莱夫达尔矿洞数据中心所在地区有大量的可再生能源,松恩峡湾有350 MW水电供应和22 MW风力发电。该地区电价非常便宜,为0.03~0.04欧元/kW·h,可节约大量运行成本。 挪威莱夫达尔是大西洋海底光缆登陆点,所以地理位置优越,到各大城市的传输时延为:奥斯陆7 ms,斯德哥尔摩13 ms,哥本哈根15 ms,伦敦17 ms,法兰克福22 ms,阿姆斯特丹21 ms。运营商可以根据时延开发各种应用。数据中心所在矿洞共分为五层。一层放置网络、风机和水泵等基础设施;二~五层为主机房。每个洞都是标准的:洞长500 m,洞宽350 m,洞深160 m,单洞长30~100 m。每个隧道宽13 m,高16 m,采用集装箱数据中心,集装箱内的各种电气设备、网络设备和服务器等全部在洞外厂安装,做好集成,每个集装箱的用电量为10 MW ,在洞内把电力、冷冻水等接至每个集装箱即可应用。莱夫达尔矿洞数据中心模型图如图2所示。 图2 挪威莱夫达尔矿洞数据中心模型 数据中心空调冷冻水的冷源采用的是7 ℃的海水,因为矿洞低于海平面,所以可以先把海水通过虹吸技术吸进来,通过板换降低洞内冷冻水的温度。由于应用了这项技术,莱夫达尔矿洞数据中心的PUE值非常低,为1.1,所以非常值得借鉴。 结束语 2009年11月11日,阿里巴巴创建“双十一”,当天销售额 0.5亿元人民币;2019年11月11日,淘宝天猫销售额2 684亿元人民币,10年增长5 368倍,幕后英雄就是数据中心。 数据中心是一切信息化技术的基础,各行各业依赖于信息技术的发展而发展,信息就像水和电一样,成为不可缺少的元素,就像发电厂为电网提供源源不断的电力支持一样,数据中心为信息网络提供源源不断的信息支持。 数据中心选址涉及需求、安全和节能。在“新基建”背景下,各地应尽早规划布局数据中心,让数据中心成为数字经济时代的支点。...
国网能源研究院有限公司能源互联网研究所主任工程师刘林 新基建的发展趋势及规模 1. 新基建的发展趋势 (1)信息和物理系统、数字与基础设施的深度融合 信息和物理系统深度融合,通过信息数字化,支撑传统产业向网络化、数字化和智能化方向发展的信息基础设施。如工业互联网的支撑传统制造业的数字化转型和智能制造;新能源汽车和智能网联汽车的发展需要车联网和智能化交通基础设施的支撑;水、电、气等城市公共基础设施的数字化和智能化转型需要智慧城市的支撑。 (2)存量潜力的挖掘是高质量 发展和提质增效的助力我国传统基础设施建设已经进入成熟阶段,为发挥投资的最大效能,在处理新型基础设施和传统基础设施建设关系的时候,二者既是存量和增量的关系,也需要推动二者的融合和改造提升。 (3)新基建与新业态、新业务互相促进,相辅相成 新型基础设施建设不同于传统基础设施的土地、资源要素投入,可以拉动新一代信息技术、高端装备、人才和知识等高级要素的投入,为我国战略性新兴产业、现代服务业提供需求载体,为我国以创新为驱动的经济转型提供动力。 (4)新基建将实现软硬结合 新基建除了硬的基础设施,还有软的“新基建”,即配套机制、支撑政策和发展环境等。如汽车、金融、电信和电力等基础行业的进一步开放、加大知识产权保护力度、改善营商环境、大幅减税降费尤其社保缴费费率和企业所得税、发展多层次资本市场、建立新激励机制调动地方政府和企业家积极性等。 2. 新基建的发展规模 (1)特高压 截至2019年底,国家电网公司建成投运“十交十一直”21项特高压工程,核准、在建“四交三直”7项特高压工程,6项处于前期阶段,是世界上输电能力最强、新能源并网规模最大的电网。国家电网公司经营区跨省跨区域输电通道设计容量达2.1亿kW,特高压累计输送电量超过1.6万亿kW·h,电网资源配置能力不断提升。 特高压产业链包括电源、电工装备、用能设备和原材料等,环环相扣,带动力强。尤其是作为新基建之一,特高压涉及大批输配电零部件,如变压器、开关、电容器、避雷器和换流阀等,再加上大量原材料企业,社会投资规模巨大,是拉动经济增长的一把利器。特高压工程促进经济社会发展不止于建设时期,中长期效益明显,支撑经济社会高质量发展。 1)特高压将电力生产与消费更好“连接”起来,优化资源配置。特高压能够有效消纳清洁能源,将“三北”地区的清洁能源输送出去,有助于提高综合利用效率,保护生态环境。如利用哈密—郑州、昌吉—古泉等特高压直流“能源高速”,打造坚强送端电网。利用特高压输电通道,将西部清洁能源输送到中东部负荷中心,通过电力市场交易,实现西部能源资源优势转化为经济优势,截至2019年年底,国家电网公司已外送疆电、藏电和青电935.41亿kW·h。 2)特高压作为世界最先进的输电技术,工程建设能够推进包括换流阀、电力电子和新材料等高端装备制造的发展,符合国家产业转换和升级的趋势。如在国外,国家电网已建成巴西美丽山水电送出一、二期±800 kV特高压直流输电工程,实现了中国特高压“投资、建设、运营”和“技术、装备、标准”两个一体化全产业链、全价值链协同走出去。依托特高压技术,国产装备水平和国际竞争力显著提升,带动我国电工装备产品出口到世界80多个国家和地区。如巴西美丽山二期项目目带动近50亿元国产高端电工装备和施工服务。 (2)新能源汽车充电桩 截至2019年底,全国公共充电桩和私人充电桩总计保有量为121.9万台,其中公共桩51.6万台,私人桩70.3万台;同期新能源汽车保有量约为381万台,车桩比约为3.1:1,而私人车桩比约为5.4:1。 国家电网公司已建成全球接入充电桩数量最多、覆盖地域范围最广的智慧车联网平台, “十纵十横两环”的高速快充网络连接了全国26个省、市、自治区的273个主要城市。平台累计接入充电桩43万个,接入电动汽车1.7万辆,累计发行充电卡21.7万张,注册用户超过200万户,充电桩在线率99.86%。电动汽车充电量达14.82亿kW·h,同比增长73.86%,全社会占比约22.63%。2020年,国家电网公司将在北京、天津、河北、上海、江苏、浙江、湖南与青海等18个省(直辖市)集中联动建设126个示范带动项目,涵盖公共、专用、社区和港口岸电等多种类型充电基础设施。将新增充电桩7.8万个,预计可带动新能源汽车消费超过200亿元。 根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟预测,预计2020年将新增约公共充电桩15万台,其中公共直流桩6万台(每台成本约为3~3.6万元),公共交流桩9万台(每台成本约为2~3千元);预计新增私人充电桩约30万台(每台成本为2~3千元),新增公共充电场站约8千座。照此假设,2020年新能源充电桩建设规模预计约为200~300亿元。 随着充电桩数量的大幅度增长,电网公司可以整合充电桩资源为一个动态的大型能耗用户,通过大数据技术,实现对电动车充电的优化调度,参与区域电网的调峰,降低成本,优化资源配置。 (3)大数据中心 对于大数据中心,据前瞻产业研究院统计,由于增值业务快速增长,2018年中国IDC业务市场规模突破千亿元,同比增长29.8%。根据《数据中心白皮书2018》,预测我国IDC市场将处于快速发展期,预计到2020年我国 IDC 市场业务总收入可达1 500亿元。 (4)人工智能 根据《中国新一代人工智能科技产业发展报告2019》,截至2019年2月底,中国人工智能企业745家,占世界总数的21.67%,仅次于排名第一的美国(1 446家,占比42.06%)。对于人工智能行业,国务院于2017年印发《新一代人工智能发展规划》提出战略目标,至2020年人工智能核心产业规模超过1 500亿元,带动相关产业规模超过1万亿元。 (5)5G产业 根据中国信通院研究数据,按照2020年5G正式商用算起,预计当年将带动约4 840亿元的直接产出,2025年、2030年将分别增长到3.3万亿元、6.3万亿元,十年间的年均复合增长率为29%。在间接产出方面,2020年、2025年和2030年,5G将分别带动1.2万亿、6.3万亿和10.6万亿元的间接经济产出,年均复合增长率达到24%。 (6)工业互联网 据2019工业互联网峰会材料,2019年我国工业互联网产业市场规模达4 800亿元,较2018年增长6.64%。 根据《工业互联网产业经济发展报告(2020年)》,预计2020年,工业互联网产业经济总体规模约为3.1万亿元,同比实际增长约为47.9%,工业互联网核心产业约为 6 520亿元,工业互联网融合带动的经济影响约为2.49 万亿元。 新业态新模式支撑新基建发展 2020年2月,中央深改委员会第十二次会议提出:“基础设施是经济社会发展的重要支撑,要以整体优化、协同融合为导向,统筹存量和增量、传统和新型基础设施发展,打造集约高效、经济适用、智能绿色、安全可靠的现代基础设施体系。”在建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业的战略目标指引下,国家电网公司将现有的电力、通信、科技基础设施深度融入新型基础设施体系,以创新作为第一动力,以新理念、新技术、新业态、新模式支撑新基建发展,创造新价值,全面履行政治责任、经济责任和社会责任。 1. 科学支撑国家治理体系 国家电网公司具备坚实的大数据资源和分析技术条件,为支撑国家治理、服务经济社会发展奠定深厚基础。总体来说,国家电网公司的大数据资源技术优势和特点体现在以下五个方面: 一是全面的覆盖领域。可以实现从宏观到微观的全覆盖,包括分地区、分行业、分企业的电力数据挖掘和全面分析;并且在电力数据的基础上,融合热、冷、气等行业数据与周边环境数据,实现多维度数据分析。 二是精细的颗粒度。可以实现设备级、元件级信息的精准掌握,基于强大的感知能力,实现底层和关键设备状态的精准把控;并基于负荷解耦技术等逐步实现用户家庭内部电器级的数据归集分析,实现精细化数据分析。 三是灵活的时间尺度。电力大数据不仅可以离线采集,也可以实现高频连续更新。基于先进的采集技术和信道能力的提升,根据需要选取适合的数据采集步长和更新周期,实现及时的在线数据分析。 四是准确的数据来源。基于用电信息采集系统等,实现数据的自动抓取,消除了数据壁垒与时间延迟,并通过数据比对等方式进行清洗校核,可以最大程度地减少数据人工报送带来的影响,保障数据分析的真实和准确。 五是多维的用户刻画。可以实现用户的多维立体刻画,将电网营销、运行、检修等专业各自的局部表征融合,实现对用户的多维立体化标签,再结合用能数据等,为数据分析提供丰富的用户画像。国家电网公司有力保障疫情防控,并在复工复产中发挥重要作用。 1)通过“两多,两高”的电力大数据分析,有力保障疫情防控。开展多场景诊断,精准识别人员流动状态,助力基层防疫全面监测;开展多领域融合的大数据分析,精准刻画重点对象行为,提高疫情防控效率;开展高频度的用电体检,判别特殊群体的异常情况,助力社区风险排查;进行高风险行为诊断,识别防控重点商业场所的用电行为,提前切断疫情蔓延渠道。 2)紧密结合各方需求以大数据分析实现“五个助力”,在复工复产中发挥重要作用。以复工指数等对企业复工复产情况进行准确分析,助力政府精准施策、企业有序复工;以电网大数据调度实现电网状态准确识别,精准调度,保障疫区电网安全稳定运行;以设备实时信息监测和数据诊断,实现供用电设备隐患和故障及时排查,保障生产可靠开展;开展大数据科学咨询支撑,提供优化方案建议,助力企业优化用能成本;开展复工数据和信息开放共享,提供产业链全局信息,助力产业链协同复工复产。国家电网公司作为担负着重要公共服务职能的大型国有企业,一直以来以大数据分析作为服务国家治理现代化的重要抓手,将持续在经济监测、产业调整、精准扶贫、环保防灾、普惠民生等广泛应用场景中提供决策支撑。 2. 行业贯通实现价值共创 国际上推动跨行业数据共享打通,促进社会服务增值创新,已成为普遍潮流。目前已有英国、法国、巴西、印度等45个国家和地区建立了政府开放数据平台。其中尤以美国国家级政府数据开放平台—data.gov和新加坡政府公开数据分享平台—data.gov.sg最为典型。美国政府数据平台融合了50个组织的194 738个数据集、48种数据格式和83个应用;新加坡数据平台则开放了来自60多个公共机构的8 600多个数据集,涵盖经济、教育、环境、金融、资料、基础设施、社会、技术和交通等领域。 数据平台通常有三种模式:一是政府主导型,政府作为实现数据开放共享的主体,以强制性命令或指导性政策,汇集数据实现价值增值;二是企业主导型,由企业主动面向政府开放数据,通过以微观数据支持政府的宏观决策,来寻求政府对发展模式的支持;三是市场化运作型,由政府通过与企业签订合作协议、授予特许经营权和制定激励机制等方式,鼓励企业开放自身数据,实现与政府数据的双边共享和互利共赢。 3. 多维赋能推动协同发展 国家电网将以赋能作为企业与价值共创之间的连接桥梁,从个体卓越向协同发展,从价值创造向共享赋能发展。可通过设施、平台、技术、数据、市场、资金和管理等七种手段实现对相关行业赋能。以国家电网公司建设的绿色智慧物流为典型场景来看,建设了绿色智慧物流平台,在成都、郑州等地建成10座智慧物流场站,为新能源物流车辆提供集货、路线规划、智能寻桩、停车休息和维修租赁等服务;并进一步通过区块链技术和物流大数据分析,提供征信、监管等服务,日均服务400车次以上。 1)设施赋能。基于电网广泛可靠的基础设施和网络布局,为相关行业提供快速发展基础。如绿色智慧物流中,通过精准布局充电场站,并盘活公司已有充电桩资源,形成物流充电网络,提供便捷的充电服务。 2)平台赋能。发挥电网公司平台型企业价值,汇集各类行业资源,推动行业各方协同发展。如绿色智慧物流中,通过构建系统撮合平台,整合运力、电桩和散货等资源,推动资源优化共享,促进桩-车-货联动。 3)技术赋能。基于公司围绕电力消费、能源消费的深耕技术优势,满足行业发展的综合用能需求。如绿色智慧物流中,为物流园区提供储能、电力交易、能源托管和分布式能源等一体化技术解决措施。 4)数据赋能。基于公司的海量数据和分析能力,促进相关行业的数字化转型发展。如绿色智慧物流中,基于物流运力数据与充电数据的关联累计,促进车货匹配,为物流业务的数字化、智能化奠定基础。 5)市场赋能。基于泛在电力物联网催生新业态的能力,促进相关行业增量市场的培育和发展。如绿色智慧物流中,并未“侵蚀”已有物流市场,而是催生和加速增量的城市新能源物流市场,扩大了市场蛋糕。 6)资金赋能。基于电网平台的可靠公信力和融资能力,为相关行业发展解决关键的融资问题。如绿色智慧物流中,可为中小企业提供可靠的新能源车融资租赁渠道,有效降低较小企业的车辆投入成本高问题。 7)管理赋能。基于公司在精益管理、标准化等方面的优势,促进相关行业规范化科学化发展。如绿色智慧物流中,推进城市配送物流的行业标准、流程标准化工作,并提供司机培训服务,使业务不断规范化。 目前,国电网公司已在成都、郑州等地建成10座智慧物流场站,为新能源物流车辆提供集货、路线规划、智能寻桩、停车休息和维修租赁等服务,并进一步通过区块链技术和物流大数据分析,提供征信、监管等服务,日均服务400车次以上。 4. 各类基础设施融合集成 各类基础设施的集成式发展,可以提高新基建的建设效率和效果。能源物联网将实现终端设备的广泛接入,促进设备从“单体式”向“集成化”转变,使用能服务业务形态向系统化演变升级,从而更好地为智能家居、智能建筑、智能交通和智慧城市等应用场景提供系统性解决方案。 “多站融合”是在“三站合一”,即变电站、充换电(储能)站和数据中心站的基础上,增加5G基站、北斗地面增强站、光伏站和综合能源站等,促成多站分布式逻辑融合、结构相辅相成、数据横向贯通。建设开展多站融合建设,站内包括柔性变电站、数据中心站和储能站,变电站同时连接交流电网和光伏电站,实现“源-网-荷-储”能量自动互补调剂,既保证数据中心高可靠供电,又满足光伏绿电优先数据中心就地消纳和多余电量并网消纳,通过储能作为应急备用电源,为数据中心站服务。 5. 多种能源网络互补互济 通过多种能源形式“互换互济”,实现网络基础设施“互联互通”,打破各自封闭的能源系统,使各种能源形式高效转换成冷、热、电等不同种类的能量,支撑能源电力清洁低碳转型、能源综合利用效率优化和多元主体灵活便捷接入。 P2X指电能向热、冷、气等其他终端能源品类的转换,是近年来兴起于欧洲的新概念,充分体现了电能的能量枢纽价值。除电转热、电转冷外,其他各类形式的P2X均以电制氢为基础。 6. 挖掘存量实现统筹高效 基于电网公司丰富的电力杆塔、沟道资源,深入挖掘公司现有的杆塔、沟道等实体资源的商业化潜力。聚焦交通、环保、通信、消防、应急和市政等多领域需求,开展电力杆塔、沟道的资源综合应用,面向政府和企业形成不同应用场景下的产品与服务类型。对内实现公司资产利用效率提高与营业收入提升,对外增强为政府、企业和用户提供多元化服务能力,降低社会公共成本。 2019年8月19日,南京联通公司建设的全国首个变电站内的小营5G基站成功开通。国网江苏电力共享变电站楼面资源,解决了基站选址难题。通过对外租赁机柜和电源,向基站提供高可靠不间断电源保障,有效提升5G网络服务质量,由持有资质的专业队伍提供代维服务,将5G基站运维纳入变电站整体运维体系中,确保变电站安全稳定运行,同时降低运营商运维成本。据测算,共享后,5G基站建设周期缩短了96.7%,资金节约了97.2%,仅南京地区就可节约社会整体投资92.5亿元,将为5G建设节约出相当于一个南京南站的土地面积、节省出相当于建设1.1个京沪铁路的钢材。 此外,在用户侧资源存量的挖掘方面,以客户为中心,积极探索用户侧资源聚合管理的多种形式,开展电网调峰服务,积极培育虚拟电厂为新型市场主体参与的商业模式,打造虚拟电厂生态体系,促进提升电网灵活调节能力,并释放能源经济在用户侧的新动能。 7. 平台发展广泛聚合资源 能源互联网企业的建设将从追求规模向搭建平台发展,将推动能源生产者、传输者、消费者、设备商与服务商等聚集在统一平台上,促进能源领域由“管道型经济”向“平台型经济”和产业组织由“分散式”向“生态式”的转型升级,推动供需匹配、信息共享和资本流通的服务平台建设,出现更多跨界融合与创新。 (1)综合能源服务平台协同创新 综合能源服务商整合各个层次的技术和服务,提供一揽子解决方案,强化深度合作,着力构建产业生态,培育新模式、新业态。各类物联网企业在各自不同层次做好技术研发和模式创新,开发好准入接口,提供有权限控制的数据访问,提供上下层合作渠道。设备厂商、工程公司等进行设备或施工技术改造升级,以匹配综合能源服务业务需求。 (2)新能源云平台 整合全产业链资源,提供规划设计、政策分析、消纳计算、设备采购、电站建设、并网报装、电费结算、监测运维、发电预测和金融交易等全流程一站式服务。未来将深度嵌入金融服务,推动价值变现;利用飞轮效应,线上打通各方主体的业务流,形成在线闭环,构建共建共享共赢的新能源生态圈。 1)服务全产业全生态发展。累计接入新能源用户124万户、装机容量5 685万kW,累计交易额331亿元,带动产业链上下游3 000余家企业协同发展,直接或间接带动就业超100万人。 2)服务国家精准脱贫攻坚。平台接入全国光伏扶贫电站26.7万座,装机容量1 275万kW,覆盖全国26个省份、889个县,惠及3.7万个贫困村和232万户贫困户。 3)服务新能源高质量发展。建设“产学研用”多元联动的新能源服务生态圈,开展线上线下学习1.75万人次,实地培训发证1 506人次;带动中小企业加盟区县级运营运维中心132家。 8. 开放合作做大市场生态 打造能源产业发展生态圈。与上下游产业共享合作,构建大数据服务、分布式光伏服务和电动汽车服务等7个产业生态圈。以电动汽车服务领域为例,针对新能源汽车业务模式新、跨行业协同多的特点,国家电网不断加强与社会资本合资合作,充分发挥混合所有制优势,广泛集聚产业资源,加快核心业务市场拓展。与南方电网以及特来电、星星充电等民营企业混改“联姻”,成立联行科技,共同打造了一个全国充电网络平台,大大改变了过去充电桩运营分散、彼此不通的状况,破解了车主找到桩充不了电的难题。与恒大集团合作,设立国网恒大智慧能源公司,携手万科、碧桂园和融创等地产商,聚焦社区充电桩建设运营。与招商局集团合作,设立高速公路能源公司,开展服务区光储充电站建设运营等,打造绿色交通体系。与广汇集团合作,设立国网广汇新能源汽车服务公司,计划在840多个营业网点开展充电桩建设。 发展建议 (1)同步推进数据治理、数据安全和数据共享规则的完善 推动数字经济发展逼近要靠“新基建”的硬件,也要靠数据治理的“软件”加以配合,否则事倍功半。2018年5月25日,欧盟《通用数据保护条例》(GDPR)正式实施并陆续由各欧盟成员国开出大额罚单。另一部重量级隐私保护法律《加州消费者隐私保护法案》(CCPA)已于2020年1月1日生效。其中,GDPR已经下发237张罚单,累计罚款1.5亿欧元。在数据安全和保护方面多下功夫,可以保障新型数字基础设施建设行稳致远。 (2)政府充分发挥规则、标准、布局和政策等引导作用,推进市场有序运行 对商业化价值低但又非常有必要的、或涉及公共信息的、或市场整合难度比较大的信息类新基建,政府应积极主导或牵头。财政政策方面,研发支出加计扣除,高新技术企业低税率;货币金融政策方面,在低息融资、专项贷款、多层次资本市场、并购、IPO和发债等方面给予支持;产业政策方面,纳入到国家战略和各地经济社会发展规划中。 (3)因地制宜开展,避免一拥而上的浪费 充分吸收过去基建的经验教训,做好统筹规划,明确发展重点和次序。某地智慧城市建设中,认为受托方对的环境条件没有进行充分论证,其设计场景、产品与服务配置和实际需求存在重大偏差。要避免简单的购买工具、静态数据汇聚以及空间设施,更多结合当地实际情况、注重软的能力建设,加强业务规划和运营谋划。 (4)通过综合能源服务,助力综合能效提升和用能成本下降 疫情过后各种规模的企业将面临较大的经营困难,可通过科学的综合能源服务降低用能成本。如数据中心能耗强度很高,是常规办公大楼的数十倍以上。2017年,数据中心总耗电量超过三峡大坝和葛洲坝电厂发电量之和。2018年我国数据中心总用电量约1 608.89亿kW·h,超过了上海市2018年全社会用电量。数据中心的能源使用与节能降耗是项目运营方与能源供应方均要面对的课题。未来要开展基于“产消者”视角的数据中心综合能源系统的顶层设计,将数据中心能源系统的规划纳入园区基础设施的一体化建设规划。  ...
2020年3月4日,习总书记在中共中央政治局常务委员会会议上指出,要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。“新基建”的关键在于“数字基建”,尤其是新冠肺炎疫情爆发后,工业互联网、大数据和5G等在疫情防控、复工复产等方面发挥了重要作用。加快推进“数字新基建”,不仅是当前对冲疫情、拉动投资、提振经济的“紧急之需”,更是关乎制造业数字化转型、经济发展、社会发展和国家繁荣的“长远之计”。 智能制造发展趋势 从“再工业化”到“主宰的未来工业”,美国一直把智能制造放在重要位置。这次疫情过程中,美国一方面在进行疫情防控,一方面仍然在强调制造业回归。2020年3月23日签署的《保障5G安全及其他法案》和《宽带部署准确性和技术可用性法》两项法案说明,美国在进一步加强对我国5G技术的打压,5G已成为中美高科技产业主导权争夺战的关键。 德国提出了“工业4.0”,在实施过程中,发布了“国家工业战略2030”,放宽垄断法,允许巨头出现,事实上也是要进一步提升其核心竞争力。 在我国,“强国战略”正在实施过程中,特别是疫情以后,要求进一步加强和提升。《中国制造2025》是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲要,现阶段由中国工程院牵头正在制定“中国制造2035”的实施规划。虽然疫情对整个经济的发展特别是制造业产生了很大的影响,但是“强国战略”不仅没有停步,还在加速从制造大国向制造强国转变。 智能制造对我国制造业来说,已经达到了全面的共识。我国企业对智能制造具有强烈需求,在实施智能制造过程中已经由政府主导转变成为自主驱动,很多企业都在实施智能化、网络化、数字化的改造和提升,这一点在疫情期间得到了充分的体现,实施了网络化和智能化改造的企业受疫情冲击的影响更能减少到最低的限度。 “新基建”推动制造业数字转型发展 在讨论“新基建”的过程中,更应该关注制造业数字化转型发展。“新基建”带来了5G、工业互联网、大数据和人工智能等新一代信息技术,是数字转型的重要驱动力,在防疫中也发挥了重要的作用。疫情压力之下,制造业数字化转型需求和市场被激活,数字“新基建”的基础支撑作用愈发凸显。新型数字基础设施向产业加速渗透,促进新基建、新产业、新模式、新生态和新经济同步发展。因此,“新基建”将促进工业互联网、5G、人工智能和数据中心加速发展,为制造业高质量发展提供关键支撑。 以“新基建”为契机,加快制造业数字转型,主要体现在6个方面:①加大数字“新基建”建设力度;②加强系统布局,组织实施制造业数字化转型行动;③持续打造系统化、多层次的工业互联网平台体系;④推动制定数据治理规范,促进数据开发共享;⑤以信息化手段管控好供应链安全;⑥打造工业互联网开源生态。 因此,“新基建”的推出在我国各地都得到了积极的响应,尤其是5G、人工智能、大数据、工业云、高铁、新能源和特高压等七大领域,各地已经制定了很多相关政策,相信在新一轮经济发展中,“新基建”会成为重要的推动力,特别是5G会起到引领作用。未来智能制造发展的趋势是基于“智能传感+工业互联网+人工智能+5G+数字孪生、云计算和边缘计算”,构成新的技术的赋能,来助推制造业高质量发展。 5G+智能制造系统的新要求 5G是一个完整的产业链,在整个工业体系发挥着穿针引线的作用,如图1所示。在基础设施方面,我国在“新基建”中加大基站系统的建设,网络架构也在加快部署,5G网络设施按照“新基建”的要求可能要提前实施和完成。5G终端方面也带来了一系列的产业的发展,例如芯片、处理器等。最重要的5G的应用场景方面,现阶段智慧交通、智慧医疗、智慧教育、智能电网、文娱应用、物联网平台和工业互联网等都得到了应用。因此,5G给整个产业链带来了完整的推动作用。 图1 “5G+”产业链全景图 智能制造为什么需要5G?智能工厂里很重要的一个环节就是信息物理系统,海量传感器的数据采集、数据处理和边缘传感等方面需要5G技术才能实现。设备互联——包括云端机器人、云端控制器和设备主动沟通也需要5G技术才能实现。智能工厂要实现柔性制造,设备的无线化、模块化生产和生产节拍的自适应等方面也亟需新一代的通信技术5G来实现。更重要的是工厂大脑指挥系统,需要以5G技术来实现人、机、物三元协同,软件、硬件的有机结合。因此,5G为智能制造赋能。 5G的发展更重要的是互联互通的特点。4G是移动互联网的应用,5G实际上是万物的互联,这是一个革命性的变化,5G在数据传输速率、移动性、传输时延和终端连接数量等方面的技术优势能够在工业特别是智能制造方面得到显著的体现。 5G+智能制造怎样和工业进行融合?5G技术将逐步向工业领域渗透。企业内网中,5G将成为工业有线网络的重要补充。在企业外网中,5G结合SDN、NFV等新型网络技术,支撑智能制造中个性化定制、远程监控、远程运维和智能服务等新模式的发展。5G的应用场景包括:①智能化生产方面,通过云化工业机器人进行智能化生产,AR/VR辅助装配,实施在线检测;②服务化延伸方面,远程监控产品运行情况,在线智能化运维;③网络化协同方面,通过AR/VR进行辅助交互设计和协同设计,缩短产品研制周期;④个性化定制方面,交互式个性化产品配置、智能化物流及无人仓库等。 5G+智能制造网络化是一个重要支撑,在工厂内网络要支持工业控制、信息采集和先进人机交互的应用需求,支持制造工厂内的精确定位和高带宽;在工厂外网方面,要支持多业务场景、多服务质量、多用户及多行业的隔离和保护,支持及提升制造工厂内边缘智能化。在智能工厂的整体架构方面,要把5G技术融入整个智能工厂体系,传统的智能工厂里有许多现场总线、控制环网及工厂网络方面的技术,以5G作为新的网络技术的推动,可能要改变现有的智能工厂的组织体系架构,使之更能适应于人工智能和大数据在智能制造的深度应用,使5G能够深度赋能数据的全面推动,也是5G对整个智能工厂体系架构带来的新的变化。 工业现场执行、工业现场控制和工业云服务方面,都要用5G技术来推动OT和IT的融合。所以说,5G网络加速实现OT和IT的融合,生产全生命周期的打通,有效降低客户成本,并且兼顾工业行业通用性,具有可推广价值,如图2所示。5G+智能制造的应用场景在这次疫情防控中,5G发挥了很大的作用,各大媒体都有报道,案例也很多,例如红外成像体温监测、机器人远程巡查、远程视频会议、超高清视频疫情报告、无人机远程社区巡查及基于大数据的隔离监控等,5G与新型技术的融合为疫情防控提供了全方位的支撑。 图2 5G网络加速实现OT和IT的融合 5G+智能制造面向电力装备行业也能得到很多应用,电力装备行业主要包括水电、燃机、风电、火电和核电等方面。当前,电力装备行业对设备制造智能化要求越来越高,对实时加工过程监控要求越来越高,对质量检测实时性精度要求越来越高,对装配过程精度效率要求越来越高,这是电力装备行业面临的问题。 在输配电方面更加凸显,新基建里很重要的一个环节就是特高压输变电,输变电装备的生产制造过程中也需要大量新的5G技术的应用,典型环节是:①零部件多材料多,需要实时盘库实现动态库存和物流管理;②输变电装备远程运维的需求明确,需要实现在役设备智能远程运维;③输变电装备产品差异性定制化特点需要利用数字化模型实现全生命周期的管理。输配电要在新基建中发挥更重要的作用,5G技术是一个很重要的环节。 5G+智能制造到底在哪些场景得到应用?上海工业自动化仪表研究院做了很多的研究和探索,并实践了一些5G工业应用示范项目,主要体现在以下几个方面。 1)产品研发设计。基于5G的产品研发设计以数字化设计制造为基础,构建设计、工艺和制造相互协同的生产模式。利用5G+AR/VR技术,实现信息贯穿和共享。由计算机提供强大的建模和仿真环境,使产品的零部件从设计到工艺到生产及装配过程各环节的内容都在计算机上仿真实现,进行优化或系统设计,使产品研发的信息贯穿至各环节充分共享。 2)智能检测。5G+云为发电设备工厂实时在线图像检测、数据分析带来了可能。基于5G的数据分析检测体现在工厂的生产制造中,处于底层的传感器每天都会产生庞大的数据量,基于5G的海量网络技术,通过大数据并发,合理处理和运用数据,建立专家库系统,基于数据分析物料缺陷,实现5G的智能检测。基于5G的视觉检测区别于传统的人工观察,视觉检测能够清晰的观测物料的表面缺陷,视觉检测包含更大的数据量,需要更快的传输速度,5G能够完全解决视觉检测的传输问题。另一方面,三维模型的实时渲染需要极大的带宽支持,基于5G的VR技术运用于工业生产的故障检测中,可提升检测的安全性,提高员工的幸福感。 3)智能装配方面,5G+AR/VR实现了实时工步引导,精确智能装备过程。传统的装配工作需要大量的低效率、低可靠性的人工,产生的人为干预因素非常多,通过5G进行信息系统和物理系统的融合,以用户为中心,利用机器视觉、工步引导等技术,结合深度学习等算法智能化开拓自动化柔性生产方式,通过灵活性和快速响应来实现多样化和定制化,以提供个性化地产品获得竞争优势,赢得市场。这在许多高端装备、大部件对接方面已经得到应用,在电工行业也能得到很广泛的应用。 4)智能监控。电气行业在生产制造过程中,都需要第三方的监造、监控,同时产生海量数据和质保文件,如何建立基于网络的5G的监造系统,值得思考。5G+图像识别处理分析边缘计算基数,连接工业大脑,完成工况实时加工过程的监控及预判,杜绝生产安全隐患。 5)实时控制。低时延是5G一个很重要的特点,无线网络通信技术是工业制造里很重要的环节,因此5G的低时延、多并发特点可以完成闭环回路控制要求,真正实现在制造过程中对于高端装备的无线控制。所以说5G时代可能要颠覆传统的工业无线技术的控制模式和方式,但是这对可靠性的要求更高,还在进一步的研究和探索。 6)多机协同。智能制造很重要的一点就是要实现柔性生产,柔性生产需要多机交互和人机协同,只有通过5G超密集异构网络为智能制造过程实现人机协同和多机协作,实现去中心化,从而提升生产过程中的可变性与容错率。 7)云化机器人。在智能制造生产场景中,需要机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产,这就带来了机器人对云化的需求。机器人云化的过程中,需要无线通信网络具备极低时延和高可靠的特征,5G网络可以达到低至1 ms的端到端通信时延,并且支持99.999%的连接可靠性,也就是说“5G+”可以实现工业机器人云端化操控,使之真正实现智能工厂的柔性制造。 8)智能立体仓库。在生产制造过程中需要大量的智能立体仓库,在智能仓储中利用现有的网络技术来实现输送分拣系统、实时通信系统和快速盘库系统都达不到其真正的要求,建立基于5G的智能立体仓库才能实现实时盘库、优化AGV调度和智能管理。 9)智慧物流。5G可以为智能制造过程中的物料管控、物流智能规划和多机协同的实现提供数据通道保障。传统AGV存在很多不确定性,因此5G+智能制造系统中,智慧物流也是一个很重要的环节。 10)远程运维。现有的网络体系有很大的局限性, 5G大带宽、低时延特点,结合AR/VR技术实现故障远程诊断、远程实时分析,能够真正实现远程运维智能化。这也是5G在电力装备行业将要发挥的一个很重要的作用。 11)数字孪生。许多企业在实施智能工厂的过程中都在讨论数字孪生,数字孪生也就是将物理世界与虚拟世界进行有机结合,使之更加同步。传统的网络技术无法实现其渲染系统,只有通过建立基于5G的网络技术,才能打破物理世界与虚拟世界间的鸿沟,实现真正意义上的数字孪生系统,建立透明工厂。 12)信息安全。在工业应用里很重要的一点是安全保障体系,没有安全的网络技术是无法实现的,所以在实施5G+智能制造系统时更加要关注工业信息安全态势感知。5G应用实现无所不在的互联,在网设备、系统、人的信息安全需要有相应的平台来保证。 系统创新,标准先行。5G技术在不断进步和发展,变化非常大,智能制造系统也在不断地发展,如果把智能制造与5G技术有机结合,有许多标准体系需要进一步提升。利用5G特性将生产现场的处理器、传感器等设备连接起来,使得机器人之间可以进行通信,可以互相沟通,A I就可以分析传感器上传的数据,拓展到一条条数字化生产线,再到局部相互连接的智能系统,最后构建出巨系统。即通过5G技术将系统的IT、OT与CT层紧密地融合在一起,成为一个整体,支持新一代智能制造系统。因此,工业应用中5G标准体系的建设也迫在眉睫! 5G+智能制造应用落地挑战 “新基建”发布以后,5G+智能制造新政策密集发布,国家不同的会议、不同的部门都在提出要进一步振兴疫情后的经济,其中一个很重要的内容,就是加速5G网络的建设。 5G已不仅仅是通信技术,而是信息技术和通信技术的融合,在各个垂直细分市场,诸多应用都存在大量个性化地需求,硬件、软件和工程服务等各方面的产业机会竞相涌现。毕竟5G是一个新的技术,也存在很多的问题,智能制造的需求也在不断增加,如何使5G技术真正解决关键技术的瓶颈问题,正在加紧研究。 5G+制造应用于垂直行业的难点,需要从几个方面考虑。①需要专注5G标准,打造工业5G标准体系,5G SA的技术标准R16尚未冻结,工业应用中5G标准体系的建设迫在眉睫。②亟待开发5G工业芯片,致力解决行业产业链问题。5G场景应用中包括终端、芯片等产业链并未完全成熟,由于设备成熟度还不高,规模部署后,未来还需承担大量设备优化、替换成本。③探索运营模式,助力5G商业推广。5G盈利模式尚不清晰,5G投资和运营成本均显著高于4G,尽管一些解决方案已经落地,但规模推广与商业模式还不清晰。④提升行业数字化,结合5G提质增效。很多制造行业基础的自动化、信息化和数字化水平还需要进一步提高,结合5G的技术优势可以更好地提高效率、提高产能。 5G+智能制造发展行动 未来,在5G+智能制造方面国家层面可能要采取几个措施。 1)加速5G、人工智能、大数据等新技术在制造业的应用。推动5G、人工智能、大数据在智能制造的深度应用,建立若干个典型应用场景,实现5G的广泛应用、AI深度赋能、数据全面驱动,推进5G+人工智能+制造,通过AI深度融合,加速制造业智能化转型升级,推动智能制造协同创新发展。 2)加强新一代信息基础设施建设,实现5G工业场景应用推广。结合边缘计算、人工智能、大数据和超高清视频技术,开展基于5G网络特性的行业应用研究。支持基于5G的远程机器控制、设备实时监控、云化实时监控、AR辅助装备与远程协调等应用,借助5G技术打通企业生产流程,实现设计、生产和销售各环节的互联互通。围绕5G创新应用形成行业标准,推动共性关键技术的转化,培育5G生态链企业。 3)聚焦重点产业,实施5G+智能化转型和新模式应用。以5G的高可靠、低时延推进汽车、电子信息、民用航空、生物医药、高端装备、绿色化工及新材料等行业的智能化转型和新模式应用,打造具有较强竞争力的产业集群,实现多工厂远程操控与生产联动等功能。 4)充分发挥产、学、研、用、政紧密合作优势,打造5G+智能制造生态圈。聚焦5G赋能智能制造应用,引领全国5G+智能制造产业应用布局方向。着力攻克一批5G+智能制造关键技术,着力协助一批具有较强市场竞争力的5G+智能制造独角兽、隐形冠军企业,成为5G+智能制造解决方案输出策源地。创新5G赋能新一代智能制造系统架构,创新搭建5G+智能制造技术、产业平台,创新推动5G、人工智能和大数据在智能制造的深度应用,成为5G+智能制造平台和标准制定高地。 这也是疫情后我们关注的重点,我们希望进一步加强协同合作,推动跨界融合,构建创新的平台,聚焦重点行业,打造基于5G+智能制造的产业集群,来推动新技术在传统制造业智能化转型升级过程中的应用和发展,使之成为我国实现由制造大国向制造强国的转变的重要推动力。 (本文根据国家工信部智能制造专家咨询委员会、上海智能制造产业协会徐洪海在2020年中国电气工业发展高峰论坛上的演讲实录进行整理)...
国家能源局监管总监李冶说:“消量大、家底薄、结构重、能效低、排放高是中国能源目前存在的几大特点。当然,我们也具备很大优势,主要体现在:我国如此大的消费量和生产量,80%的资源是利用我们国内自己的资源来保障的。同时,我们的能源产业链较为完整,在技术装备、产业体系、科技创新以及产业队伍等方面也具有相对的优势…” 国家能源局监管总监李冶 中国能源的现状与发展趋势 1.中国能源的基本情况 中国能源的第一大特点是总量大,包括生产总量和消费总量。2018年,中国能源的生产总量和消费总量全球排名第一,分别达到37亿t标准煤和46.4亿t标准煤。中国的能源生产总量和美国的能源消费总量差不多,但是我国的消费总量却远大于美国。 第二个特点就是结构重。中国能源的消费总量中85%是化石能源,其中煤炭占59%,因此,我们仍然是全世界最大的化石能源,特别是煤炭消费大国。2018年,我国非化石能源(包括风、光、水、核、生物质等可再生能源)消费在46.4亿t标准煤能源消费总量里占比达到14.5%左右,这一数字离国家“十三五”规划中的到2020年达到15%的非化石能源消费占比的目标已经为期不远。尽管这一数字从全球角度,特别是相对于经济体量较大的国家而言仍是落后的,但对于中国如此大的消费体量来说,能实现14.5%的占比是非常不容易的。这意味着,在我国全部发电装机容量约20亿kW中,我国非化石能源装机容量占到40%;在约6.9万亿kW·h的发电量和6.8万亿kW·h的电力消费量中,非化石能源电量占30%。这是非常了不起的成就。所以从总量看,中国的新能源和可再生能源生产和消费量在世界排名第一,中国是名副其实的第一大新能源生产和消费国。 第五个特点是排放高。一是污染物排放。化石能源的过度消费是导致现在环境污染的一个重要原因,我们也看到,中央三大攻坚战包括打蓝天保卫战,重点就是解决环境问题,其中能源清洁高效是重点。二是温室气体排放。中国是世界上CO2排放大国,由于化石能源尤其是煤炭消耗量大,必然导致CO2排放量大,这也是不争的事实。 总的来说,我认为“消量大、家底薄、结构重、能效低、排放高”是中国能源目前存在的基本问题。当然,我们也具备很大优势,主要体现在:我国如此大的消费量和生产量,80%的资源是利用我们国内自己的资源来保障的。同时,我们的能源产业链较为完整,在技术装备、产业体系、科技创新以及产业队伍等方面也具有相对的优势。 2.关于能源安全 鉴于我国能源的现状和特点,大家会随之关注能源安全话题。我个人认为有几个方面的问题关系到我国的能源安全:第一,特殊的能源种类存在对外依存度较高的问题,一是石油,二是天然气。2018年我国石油对外依存度70%,天然气对外依存度40%,在这种情况下,油、气的安全对于我国整体能源安全而言,尤为重要。第二,在能源供应方面仍有改善空间。一是局部地区诸如边远地区的能源供应仍存在问题;二是特殊时段,比如北方的冬季,南方夏季等时段,会出现能源供应紧张;三是特殊品种,比如天然气缺乏,尤其在冬天。现在北方倡导清洁供暖,推进煤改气,从而使天然气的需求量急剧增长,2018年天然气需求量比上一年增长了17%,成为能源领域里增长最快的一个,导致我国天然气的进口量一举超越日本,成为世界第一大进口国。所以特殊地区、特殊时段、特殊品种的供应安全问题,还有进一步改善提高的空间。第三,一些关键技术仍有短板。近些年,煤电油气等能源的网络化属性不断加强,在能源传输配送过程中的网络安全,以及所涉及到的核心技术、材料和设备,仍然是需要我们不断关注的。 3.能源发展趋势和展望 近期各种能源年报密集发布,包括国际能源署、BP公司及我们国内的一些权威机构的年报。其中,中国能源现状与走势都是各大年报的重要内容。 就总体趋势而言,至少在二三十年内,我国能源消费总量将大概率保持较平缓的稳步低速增长的态势。我国能源工业要满足国民经济、社会发展及城乡人民生活高质量发展的需要,而这样一个巨大的发展中的经济体,其能源消费总量哪一天会达到峰值的预判是值得商榷的。当然,这不排除就能源结构中某一个品种,比如煤炭在什么时间能够达到峰值,或许是有可能判断一番。 换言之,从宏观来看我国目前及中长期的经济结构、产业结构,在实现第二个百年目标的发展过程中,能源消费快速下降的可能性不大,至少目前看,技术、政策等条件均不够成熟。但与此同时,环境和资源的约束越来越严苛,这就形成了一个未来不断增长的能源需求,与不断紧缩的环境和资源约束之间的矛盾,我认为这是未来至少二三十年之内中国能源发展面临的一个主要矛盾。从行业角度来看,由于我们几十年甚至近百年长期以化石能源为主的能源结构,以大型实体国有企业为主的经济结构,形成了今天这种大规模、集约化、集中式的能源加工、转化、传输和配送的世界最大能源体系。相当长的时间内,这种集约式能源供给体系与不断增长的个性、灵活及高效的能源消费要求之间的矛盾,仍是我国能源行业的主要矛盾。这样的供给模式最大的问题是没有充分还原能源的商品属性。比如,这些年新能源的发展不仅在技术上给能源体系带来新的变化,更给体制带来很大变化,这是我们长期需要面对和解决的问题,同时也是其他发达国家面临的问题。因此,必须改变传统能源发展的思维模式,着力构建清洁高效、安全低碳的现代能源体系,实现能源产业的高质量发展。以上是我个人的观点,仅供大家参考。 电气工业高质量发展怎么干 我国电气设备制造业支撑着我国能源、电力产业的发展,我们拥有全球门类最全、规模最大、品种最多且技术水平比较先进的电气工业门类体系和产业体系,这是我们的优势。 1)电气工业首先要解决的是要适应能源的技术进步、结构调整以及新能源电力系统的不断变化,实现能源资源从勘探开发,到加工转化,到传输配送,直至终端利用,能够为全产业链提供高效、可靠和高质量的技术保障。从前些年提出的“智能电网”,到今天的“能源互联网”、“再电气化”和“泛在电力物联网”,之所以从国际到国内,关于能源与电力的发展模式、方向问题,近来出现了这么多的新提法和变化,说明全球在这个问题上都在探索。我个人认为,目前还没有一个可以照搬的模式或者说定论。但在探索的过程当中,有两点我认为是大家公认的:一是以新能源、可再生能源生产为代表的清洁能源发展势不可挡;二是由于可再生能源的供给侧推动,加之信息化、智能化和网络化技术的促进,自然引出智慧能源的模式。目前这两点在业内是大家认同的。十多年前美国能源部提出的Grid2030计划,最早推出了“智能电网”概念,后来在其国情咨文中,把智能电网、先进核能和先进生物质能作为能源的三大重要引擎。欧洲随后提出了超级电网计划,主要也是侧重解决能源效率和能源结构问题。我们国家在智能电网基础上,进一步提出建设能源互联网、泛在电力物联网,我个人认为在发展理念上与欧美是一脉相承的。这当中同样有两个促进因素起着非常重要的主导作用:第一个因素是可再生能源的发展。由于新增的能源发展种类由传统化石能源转向以风光为代表的可再生能源,从而会导致能源特别是电力的生产方式要发生革命性的变化,所以提出了智慧、灵活和分布等概念;第二个比较大的因素,是互联网理念及云大物智移等技术在能源网络中的应用,尤其是互联网理念对我们整个能源网络产生了非常大的影响和促进作用。 2)了解大背景,立足市场,共同探索。首先,需要说明的是,在这场新的变革环境下,电气制造行业一昧等待用户给出明确需求,比如,现在期待电网公司、发电公司等用户给出明确意见,告诉中国电气制造企业要拿出什么样的产品、什么样的技术,是不够的。这个过程当中,我认为需要供需双方围绕市场、国际技术进步的大趋势共同去探索。之前电网企业提出“再电气化”,所谓再电气化,其本质就是要不断提高终端用能的电气化的比例。目前全世界平均终端用能的电气化比例是19%,中国终端用能电气化比例是22%以上。2018年,我国有45%~50%的一次资源转化成了电力,剩下的一半资源以工业原料和成品燃料形式消费了。所以实现再电气化,进一步扩大终端能源的电力消费比重,我们需要立足两点:第一必须立足于由可再生能源提供电力增量;第二要建设灵活、智慧的能源网络,包括智能电网、泛在电力物联网、能源物联网等。以灵活的能源配送网络来满足多元化的终端市场需求。 3)基于以上环境背景和行业面临的挑战分析,下一步实现电气制造业的高质量发展,我们还有一系列的技术问题需要解决。第一,新一代电气制造企业要弥补自动化、信息化和网络化技术的缺失,特别是包含电力电子、自动控制和计算机网络技术的新能源电力系统自动化技术。很多传统能源电气企业,尤其是原从属于机械制造系统的电气制造企业,在这些方面还要做很多功课。第二是工程化。我们熟悉或者掌控工程技术的电气制造企业不是很多,现在国际上发达的电气制造企业已经不仅仅是一个单纯的制造商,而是提供包括整体规划、设计、运行和维护的集成解决方案服务商。第三,传统电气制造企业要关注、重视和适应新能源发展,要能够掌控新能源,运作新能源,能提供新能源所需要的电气技术、电气产品以及电气化方案,这是传统电气制造企业面临的一个非常重要的挑战。E 我国能源的第三个特点是家底薄。很多人认为中国地大物博,这要相对来看。从能源资源来看,一般用“剩余探明可采储量”这一指标来衡量资源保障能力。目前全球煤、油、气三大化石能源的剩余探明可采储量累计约1.2万亿t标准煤,其中中国不到1000亿t,国家电网公司的《全球能源互联网》一书中列明是890亿t标准煤。我国2018年消费量是46.4亿t标准煤,减掉15%的非化石能源,剩下的煤、油、气约37亿t。在890亿t标准煤的剩余探明可采储量,能让我们支撑多少年?所以说,我们家底并不厚。即使相对丰富的煤炭,其人均资源拥有量也仅是全世界人均煤炭资源拥有量的67%。 第四个特点是能效低。按照我国目前每年约90万亿人民币的GDP计算,约13万亿美元,占全球13%;而我国46.4亿t标准煤的能源消费总量,占全球20%以上。可见,与世界平均水平对比,我国单位GDP的能耗还是比较高的,换言之也就是能效较低。 (本文根据国家能源局监管总监李冶在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的演讲实录进行整理)...
传统的电力系统方案设计或电气设备的产品设计,通常会凭借经验或计算公式来完成,因此受到很大局限。如果能够在设计初期就通过虚拟仿真的方式,推测最优的设计方案或者预测产品的性能和效果,将极大地改善传统的设计模式,加速产品和方案的推陈出新。 COMSOL中国技术总监王刚博士 COMSOL公司开发的多物理场仿真软件专门用来解决这样的问题,它可以基于最底层的物理概念针对多物理场在计算机上进行虚拟试验。具体来说,在加速电气设备的技术创新方面,多物理场仿真软件可以起到以下几方面的作用:①设计方案时,可以大胆创新,利用多物理场仿真软件来验证是否可行;②在方案设计和优化过程中寻求最佳性能;③测试和验证方便快捷,降低时间成本和资金成本;④优化电力产品和输配电设计方案,使电力系统得到更好的运行和维护。 电力设备需要分析的问题通常包括:电磁场分布、电晕放电、电接触、发热和散热、结构变形和振动以及噪声等。多物理场仿真软件通过对以上问题涉及的物理量进行建模分析,可以让电力设备的性能更加优化:通过模拟和优化,得到最合适的电磁场分布;改善放电现象;提高设备雷击防护性能;改善设备发热和散热性能;减小设备对环境的影响;提高设备的安全性、可靠性。 多物理场仿真在电力系统各个环节的应用 多物理场仿真可以广泛应用于发电、输电、配电和用电的各个环节。 以发电机举例来说,对发电机进行建模仿真,可以研究电磁场的分布及变化;还可以研究铁磁性材料会不会达到磁饱和;达到磁饱和后对发电机效率的影响,并且可以分析发电机的工作曲线。对太阳能发电进行仿真可以获得聚光效率、太阳光能量分布、温/湿度分布以及结构可靠性,优化太阳能集热板的结构设计,并且可以预测太阳能发电设备在未来一段时间内的安全性和可靠性。 雷电破坏是风力发电机中的常见问题,雷击大电流可能会击穿内部元件的保护壳,产生破坏影响。通过仿真模拟闪电类型和入射角,以及电流的可能流向来设计出最佳的风力发电机组保护方案。 在电力变压器和并联电抗器的设计过程中,COMSOL多物理场仿真也是大有可为。在COMSOL Multiphysics中创建所需维度的电力变压器和并联电抗器模型,对油浸式变压器的感应加热查找和估算发热点,优化变压器的油路系统,防止在运行过程中过热。还可以根据热流动力学仿真针对变压器进行冷却设计。通过对变压器的电磁-力学耦合进行建模,可以预测变压器在工作时,会不会因为电磁力的作用,导致内部的某些结构发生破坏,进而验证变压器的结构设计是否合理。由于变压器内部通过的是振荡电流,导致其在工作的过程中产生一些噪声,通过仿真计算可以对这些噪声进行分析,进而进行优化设计。对变压器的暂态电磁场进行仿真,可以得到电磁场空间分布、磁饱和效应、瞬态效应和对环境的漏磁现象。 在电缆设计过程中进行仿真,可以得到电容、电感、热效应和热应力。高压直流和高压交流系统中的电磁损耗、温度、额定电流、环境(接触膨胀、降温)、电缆尺寸和布局也可以通过仿真得出,进而设计出适用于不同工况的电缆。分析电缆接头区域的静电场和磁场,可以研究电磁力、焦耳热引起的接触压力、结构变形,优化电缆接头设计。 电缆仿真还能够助力电网的运行和维护。电缆线路状态分析专家系统仿真App可以修改电缆各层属性参数、杂质和水树参数以及网格的尺寸等参数,评估电缆性能。仿真App在电缆维护工作中起到了关键的作用,不仅极大地提高了工作的效率,也给一线员工在电缆故障的判断上带来更多自信。 高压线电晕放电特性分析可以精确分析电力传输线周围的电场分布,得到强场区域的电离程度,评估强放电可能性,在生产测试前提出更合理的设计方案。 对于智能电网分接开关的设计,可以通过仿真计算来考察之前的设计方案是否合理。分接开关两个相邻部件上施加电压时会产生介电应力,如果介电应力过大开关的部件会产生疲劳破坏,通过仿真对原有的设计方案进行一个小的修改,即可有效减小介电应力,进而提高开关的使用寿命。 在新型断路器的设计过程中,需要对电接触进行分析。温度会引起触头材料属性的变化,从而改变接触压力大小。通过模拟两个接触部分的电、热行为,可以计算触头的接触压力、接触电阻和接触热度等,来验证设计思路是否合理。在合理的设计思路基础上,进一步优化设计,得到最终的产品。 在加固型IGBT模块设计过程中,研发人员发现修改焊线的设计方案,获得的循环性能是标准模块的10倍以上,借助仿真验证了机械应力的降低,大幅提高了IGBT模块的可靠性和使用寿命。 COMSOL多物理场仿真软件 多物理仿真软件的技术优势 COMSOL Multiphysics的应用优势包括:①全中文的图形化建模环境以及前/后处理器和求解器于一体的集成环境;②预置各种常用的物理场接口和多物理场耦合特征,统一的建模界面和操作流程,轻松实现跨物理领域建模,通过PDE/ODE、插值等特征进一步拓展建模;③先进的多物理场耦合有限元算法可以对多物理场强耦合求解,对模型的自由度、CPU和内存等无限制,并且支持支持高性能计算;④提供了图形化的App开发工具,方便用户进行定制的多物理场仿真图形化App开发。 多物理场建模仿真平台内置建模需要的所有工具,在统一环境中模拟各类物理、工程问题,易于拓展应用,降低学习成本。仿真平台可以任意耦合多种物理效应,真实再现工程实际问题,并支持为模型快速定制交互界面,开发仿真App。 COMSOL Server®与COMSOL Multiphysics具有相同的计算能力,用于部署、管理和运行仿真App。其支持由多种终端设备远程访问、运行仿真App,内置安全管理工具,包括App管理工具和用户访问权限管理。 COMSOL Compiler™创建独立运行的仿真App,无需许可证文件,编译时可选目标操作系统,包括Windows、Linux和macOS,支持的许可证类型有NSL、CPU和FNL。就产品和方案设计而言,传统以试验为主的思路不再是唯一的选择,现在通过仿真软件,从基本概念出发,能够实现对产品和方案设计的革新性改进。COMSOL多物理场仿真软件为传统的电力系统方案设计或电气设备的产品设计提供了新的路径和方向。 (本文根据COMSOL中国技术总监王刚博士在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
数字孪生产生的背景及本质特征 由美国国家基金委员会提出的信息物理融合系统(CPS)宣告工业数字化进入到新的发展阶段。然而,在后来的实践过程中,人们发现CPS这个概念尚属于科学范畴,在很多层面难以落地。随着人类社会数字化程度的逐渐加深,CPS概念难以构建真正的数字化装备。 易盼软件(上海)有限公司大中华区战略市场总监张俊 后来,美国空军研究实验室提出了数字孪生(Digital Twin)这个概念,并得到了系统工程领域的广泛认同。经过近几年的发展,由数字孪生形成的数字线程(Digital Thread)也开始被人们所接受。因此我们说,由CPS引出了数字孪生,随之生成了数字线程,最终实现了数字制造系统。数字制造系统包含了数字化的产品和数字化的制造两部分内容。 1. 数字孪生 数字孪生是基于物理实体的系统描述,可以实现对跨越整个系统生产周期可信来源的数据、模型和信息进行创建、管理和应用。数字孪生通过强大的端到端的互联系统模型和基于模型的系统工程流程来支撑和支持。 2. 数字线程 数字线程是一种信息交互的框架,能够打通原来多个竖井式的业务视角,连通设备全生命周期数据(也就是其数字孪生模型)的互联数据流和集成视图。数字线程通过强大的端到端的互联系统模型和基于模型的系统工程流程来支撑和支持。物理和虚拟世界并不是孤立的,而是互相嵌入的,形成了端到端的联通。 3. 数字孪生的本质 数字孪生体被定义为在建系统的高保真仿真,同时也是由数字线程驱动的应用。为了解释数字孪生体的本质含义,AFRL的专家给出三个否定的判定标准:大规模定制化的配置生产仅实现了快速配置不一定是数字孪生;基于三维模型的系统不一定是数字孪生;完全基于MDB定义的系统不一定是数字孪生。 4. 数字孪生与世界先进制造格局 德国在物理装备领域处于全球领先地位,但在新工业革命时期,美国的数字化装备后来居上。我认为,无论是美国的先进制造计划,还是德国的“工业4.0”,他们都是在补自己的短板,将重点放在数字化装备,聚焦在数字制造系统和数字化工厂上。 5. 德国“工业4.0”的深化 在2018年,围绕着管理壳,德国“工业4.0”平台及相关单位发布了系列的研究报告,对管理壳的指标进行了详细说明。可以说,这是德国“工业4.0”深化的证据之一。德国电气和电子制造商协会(ZVEI)根据管理壳的管理模型提出了最新的管理壳实施指南,明确指出实现工业4.0必须依靠数字孪生。数字孪生包含两部分内容:构建数字孪生的模型和进行仿真。 ZVEI是德国最大的行业协会之一。它代表了德国电子行业在德国、欧洲和国际层面的经济、技术和环境利益。EPLAN的母公司Friedhelm Loh集团的所有者兼首席执行官Friedhelm Loh长期担任ZVEI德国工业联合会(BDI)的总裁兼副总裁,为德国“工业4.0”做出了巨大贡献。 ZVEI提出的管理壳实施指南,通过管理壳的确定,所有的资产、所有的对应模型,都可在全生命周期中被管理平台识别、交互、实施、验证和维护,能够实现数字化的虚拟产品开发和自动测试,以适应和响应现代制造系统内外部的高度的不确定性(部门协调、客户需求和供应链变化等),优化制造资源配置,同时通过在不同企业的具体化,如西门子等采用数字孪生来实现。 机电一体化系统工程技术解读 1. 机电一体化系统工程的定义 真正的机电一体化是一个多学科的工程领域,包括机械工程、电子、计算机工程、电信工程、系统工程和控制工程。随着技术的进步,工程的子领域成倍增加并适应。机电一体化的目标是统一这些子场的设计过程。最初,机电一体化只包括机械和电子学的结合,因此这个词是机械和电子学的结合;然而,随着技术系统变得越来越复杂,定义已经扩展到包括更多技术领域。 图1 智能、数字化制造背景下的机电一体化 来自伦斯勒理工学院的定义:机电一体化是由计算机技术、信息技术、机械技术、电子技术、电气技术、控制技术以及光学技术等多学科相融合构成的一门独立的交叉学科。图1所示为智能、数字化制造背景下的机电一体化。 2. 机电一体化学系统工程的“跨学科”对象信息 做好产品设计需要的信息很多,包括:几何信息、原理及连接信息、设计BOM以及内外部关联、工艺信息、SBOM、EBOM、MBOM、软件与控制、制造与加工、流程与变更历史、供应链信息、安装与维护、信息安全、跨学科集成和设计知识……通过构建结构化数据模型,打通软硬件边界,实现数据的交互、协同以及跨学科的集成,这是机电一体化系统工程的构建目标及行业需求所在。 3. 机电一体化系统工程的底层信息化基础 任何企业的最终智能制造或数字化建设目标的实现一定是基于企业信息物理系统总线(CPS)的构建,这一构建目标正好与机电一体化的构建目标完全契合。图2所示为机电一体化系统工程的底层信息化基础。 图2 机电一体化系统工程的底层信息化基础 机电一体化系统工程应用技术实践方法论 1. 基于模型的系统工程(MBSE) 1)MBSE的定义:是一种应用建模方法的正式方式,用于支持系统需求、分析、设计、检验与确认活动,这些活动从概念设计阶段开始,贯穿整个开发过程及后续的生产周期阶段。 MBSE是系统工程领域发展的一种基于模型表达和驱动的方法,它可以看成是模型驱动原则、方法、工具和语言的指导规范,是对学科交叉和规模化的复杂系统的实施。 2)MBSE的目的:建立一个系统数据模型,打通系统不同组件、不同学科之间的联系,规范和提高设计准确性,系统设计集成,系统构建的重用,满足系统需求和分配需求到系统的组件,增强系统设计者和开发者之间的联系。 图3 MBSE技术愿景:贯穿全生命周期设计 MBSE最早是用于航空航天领域,后来扩展到了机械制造、自动化和高端装备制造领域。我认为,只有通过MBSE才可以打通不同学科之间的架构,但MBSE里面最核心的是要建立一个系统数据模型——主数据模型。这个数据不仅可用于产品的设计,还可以用于工艺、制造,甚至是产品投入使用后的运维,这个主数据是贯穿到产品全生产周期的业务流程中的。MBSE技术愿景如图3所示。 2. MBSE“双V”流程模型指导研发体系构建 建立系统的不同视角模型为中心,结合“双V”流程模型(如图4所示)。 图4 多学科的MBSE“双V”流程模型指导研发体系 1)驱动仿真、产品设计、实现、测试、综合、验证和确认环节,更容易构建满足用户要求的机电一体化产品。 2)以利益攸关者需求为出发点,通过一系列活动,建立起系统的各项模型,以推进系统验证和确认“双V”流程。 企业只有建立高效的研发体系,才能适应机电一体化产品多样化的市场需求,快速形成企业的创新竞争力。基于模型的系统工程以建立系统的不同视角模型为中心,结合“双V”流程模型,驱动仿真、产品设计、实现、测试、综合、验证和确认环节,从而能够更容易构建满足用户要求的机电一体化产品。 基于MBSE的机电一体化系统工程研发体系系构建从概念设计阶段开始,贯穿整个开发过程及后续的生命周期阶段。目的是打通系统不同组件、不同学科之间的联系,提高设计的准确性,构建能重用的知识系统,实现系统设计的集成。不难看出,机电一体化的本质就是多学科系统工程。图5所示为基于MBSE的真正机电一体化系统工程研发策略。 图5 基于MBSE的真正机电一体化系统工程研发策略 MBSE是唯一一个能够让数字孪生落地的方法学。事实上,MBSE本身还在不断扩展中,在CIMdata于2017年发布的报告中提出了MBSE目前还没有做到跨领域,如何开展机械、电气和软件基于模型的跨领域协同,非常重要,需要我们大家共同努力。此外,CIMdata还在最新的报告中阐述了如何将MBSE、数字线程、PLM和数字孪生构建到一个体系中来。 德国EPLAN公司是全球领先的工程设计制造方案提供商,机电一体化软件领域的行业领导者,引领工程设计自动化云战略。我们的定位是“机电一体化高效工程设计平台”,EPLAN的愿景是“成为机电一体化行业标准”。 如何建立起基于MBSE的机电一体化工程设计,首先必须构建统一的主数据系统,而这正是EPLAN的优势所在。在EPLAN工程设计元器件库中已经包含了超过100万种电子元器件数据,几乎包含了全球所有主流的电子元器件厂商的工程元器件模型数据,即除了图样之外,还包含有生产、安装和制造等信息,用户在设计过程中可随意调用,极大地加速了机电一体化的设计效率。其次,在企业完成基于模型的工程定义过程中,EPLAN提供一系列的设计工具和方法帮助企业高效完成。比如预规则、机械设计、PLC程序开发、流体与电气设计、工艺设计与热分析设计、生产制造以及运行调试和维护等。EPLAN的解决方案可以完整的涵盖从概念设计、基础设计、机械、控制、制造、安装以及交付的整个机电一体化设计过程,实现跨学科的机电一体化基础设计和系统工程设计。图6所示为基于MBSE的EPLAN机电一体化系统工程应用技术。 图6 基于MBSE的EPLAN机电一体化系统工程应用技术 机电一体化系统工程应用技术要点:跨学科基础设计、跨学科系统工程、面向订单、高效研发制造、联通软件/硬件边界、高效研发制造。如图7所示,一个来自汽车涂装车间的真实数例:从产品的立项到多学科的方案、机械设计的分工、电气设计、生产制造、现场安装、软件测试以及最后的全自动验收,包括实现跨多学科基础设计和系统工程设计、跨软件和平台集成、连通软件和硬件边界等。   图7 汽车涂装生产线基于MBSE的EPLAN机电一体化系统工程实例 机电一体化系统工程应用技术未来展望 智能制造的核心是制造,制造的核心是数据的准确性、一致性以及可靠性,为此,我们必须减少过程中发生错误。在设计图样中,每个符号不仅代表了一个元器件,还包含了产品的性能参数以及安装信息,这些信息在整个设计过程中都要保持一致,才能实现生产制造过程中的一致性。也就是说,要实现数字孪生,在设计初期时就要有一个完整且真实的工程数据。因为,大多数的设计都是从填充标准部件开始的,即从元器件到多学科设计,到最终的制造集成一体化。只有依照标准,尽量减少进行人工干涉,尽量减少二次开发,才能确保数据的一致性。 对于未来机电一体化工程设计的趋势,我认为应该重点从服务驱动、数据驱动、AI及机器学习、跨平台和生态系统5个方向进行突破。 (本文根据易盼软件(上海)有限公司大中华区战略市场总监张俊在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
拥有百年历史的德国企业MR,凭借着对有载分接开关这一专利产品的研发、生产和销售,现已发展成为拥有遍布29个国家和地区的49家分公司的跨国企业,被称为电力行业的隐形冠军。MR在全球范围内拥有超过1 500个有效和注册专利,售出了264 769台有载分接开关,这些分布在世界各地的开关产品目前仍有80%坚守在工作岗位上,极大地推动了变压器在全球范围的推广应用。MR将中国视为其重要的市场之一,平均每年售出3 000多台开关产品,营业额达十几亿元人民币。 MR中国变压器组件业务销售总监任佳 变压器一直是现代电力网络建设的主要设备,在发电、输变电和配电各环节都发挥着关键作用。谈及能源互联网时代的变压器组件的发展态势,任佳先生结合全球电网的发展趋势,剖析了我国电网建设对变压器组件的需求特点,并结合MR最新研制的ETOS®嵌入式变压器操作系统,介绍了变压器的智能化解决方案。 全球电网发展趋势 1. 低碳经济与能源多元化 低碳经济是一种以能源的清洁开发与高效利用为基础,以低能耗、低排放为基本经济特征,顺应可持续发展理念和控制温室气体排放要求的社会经济发展模式。在这一发展模式之下,人类社会必须改变对传统化石能源的依赖,大力发展可再生能源。然而,可再生能源所带来的风险监控要远远高于传统的火力发电,对现有电网的安全运行提出了挑战。 2. 新能源引入的微电网普及 新能源的引入带来了微电网甚至是纳米电网的普及,微电网的建设促进了分布式电源与可再生能源的大规模接入。传统电网向智能电网方向发展,主动式配电网的实现将给广大用户带来真正的用电的分时计价。但是,当分布式电网引入的比例超过30%时,将会对我国现有主电网的安全性带来严重危害。 3. 变压器老化引发的故障增加 图1 变压器故障率统计 如图1所示,来自CIGRE的统计数据显示,从全球范围来看,在变压器投入运行的前40年里,由变压器组件老化引发的电网故障呈逐年递增的态势。特别是在25~40年这个区间段内,变压器故障频繁爆发。而过了40年后,经过大修的变压器的故障率呈逐年下降趋势。 我们看到,随着电力需求的不断增长以及输配电基础设施的持续完善,电力变压器的需求也在不断的增大,但其运行的工况却越来越复杂。运维的设备越多,管理的难度就越大,人力资源的投入也就越大。于是,变压器组件的智能化和安全性引起了行业的广泛重视,智能型变压器将成为行业发展的新趋势。 我国电网建设对变压器组件的需求特点 我国电力行业的发展主要经历了四个阶段:第一个阶段从1980年代初至2000年,电力建设主要聚焦于“发电”环节,解决电源侧供给不足的问题;第二阶段从2000年至2010年,电力建设投资重心开始转移至输电线路建设;第三阶段从2011年至2014年,电网投资持续高速增长,输配电环节不断加强。在经历了前三个阶段发电、输电和配电环节的大力建设后,我国大部分电源供给及输电线路骨架已逐步完善,目前正在经历的第四阶段电力建设的重心继续向下延伸,更加侧重于配电和用电两个环节。随之,电力装备也由高速发展向高质量发展而转变。 电网高速的建设和投资拉动了输变电设备的市场需求,电网发展趋势的变化推动了变压器行业向大容量、高电压、高可靠性和技术创新的方向发展。特高压电网的建设对高端变压器产生了大量的需求,对变压器的安全可靠性提出了更高的要求。城乡输电网的建设对配电变压器有着大量的需要,对变压器提出了节能、低噪声的环保要求。新能源电站的建设催生了对发电端变电设备的需求,要求变压设备具有更高的稳定性和可靠性,并能适应恶劣的工作环境。为了适应电网建设发展的诉求,积极响应用户的需求,变压器生产厂家必须对原有产品进行改进,并从单纯的设备供应商向解决方案服务商转型。 在此,从变压器组件这个层面,对泛在电力物联网的落地进行解读。国网提出的坚强电网概念是以特高压为骨干网架,重在电力流的传递、电网效率的提高和供电的可靠性。而泛在电力物联网聚焦于数据流和互联网的结合,从数据流的角度来分析如何提高电网的运营效率,这将激发很多全新的业务模式。满足未来需求的智能变压器到底应该是怎样的?我认为,一定是采用大量传感器接收信号的、集成式的模块化产品,并能够满足分布式电源的接入。从感知层面对变压器组件进行分析,我们要做到的是能够实时地感知到变压器各个组件的运行状况,如热点温度、负载情况以及套管状况,通过网络将信息传送到工作平台,用一台微机实现对数十台变压器的工况进行监控。缩短了时空的距离,不再需要人工进行现场巡视,将大大降低变压器运维的复杂程度。 拥抱智能化的ETOS®嵌入式变压器操作系统 MR在电子电压调节领域和监控领域有着数十年的耕耘,ETOS®嵌入式变压器操作系统正是MR为了应对电力设备智能化这一必然趋势而开发的。 图2 ETOS®嵌入式变压器操作系统 MR的监控解决方案可对变压器及其组件最重要的运行状态进行监控。采用数字式传感器替代传统的机械式仪表,例如,用光纤测温替代传统的机械温度计,直接通过光纤测量绕组热点温度;用在线油中气体监测替代传统的油色谱分析,无需频繁取油样检测,实现数据的实时监测;免维护呼吸器更加安全、环保,出现故障自动报警,其工作原理是通过传感器将信号传递到ETOS®嵌入式变压器操作系统进行分析,当检测到水含量超标了会自动对呼吸器进行加热,来干燥油箱。套管监测的原理则是对相同工况中的3根套管的相关参数进行比对,通过参数的变化判断是否出现异常并进行报警,从而有效规避了套管绝缘击穿引发的变压器火灾和爆炸等安全事故。 ETOS®嵌入式变压器操作系统可以无缝集成或翻新改造到任何环境,可以是一台变压器或者整个变压器机群。除了分接开关,ETOS®嵌入式变压器操作系统还可监控变压器及其所有组件。这些系统采用模块化设计,允许根据对电力变压器进行监控和控制的各类需求进行配置。ETOS®嵌入式变压器操作系统为变压器提供了关键的数字接口。为了满足不同客户的需求,它支持有载分接开关的驱动、控制和监测领域功能的模块化集成。运行状态在浏览器中进行本地显示,并可通过常规的控制系统协议发送到控制室。得益于MR的ISM®直观控制界面(IICI),控制室的工作人员可以通过直观的图形界面快捷方便地进行现场调试。 作为一个比较新的概念,ETOS®嵌入式变压器操作系统在国内尚处于推广阶段。目前,我们正在积极开展培训工作,并对国内已开展的实际应用项目进行跟踪、分析和总结,将使用中的问题及时反馈给研发部门,希望通过不断的优化和改进,使其能适应中国的国情,更好地满足中国广大用户的实际需求。 助力中国电力工业发展 MR拥有大量的产品专利、经验丰富的技术人员以及多年的运维经验,我们可以为客户提供量身定制的解决方案。我们的工作流程以及工作方法,都是围绕着客户的需求来开展的。MR推广的是价值销售,在我们的理念中,产品售出的前提是必须要充分地了解用户的需求,只有这样双方才能达成长久的合作,让我们实现业绩的持续增长。我想,正是这份坚持与执着,让MR成为全球电力变压器使用有载分接开关的首选制造商。 哪需要我们,MR就在哪里! (本文根据MR中国变压器组件业务销售总监任佳在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
德力西电气是由德力西集团和全球能效管理专家施耐德电气两家公司于2007年共同创建的合资企业。自合资以来,公司迅猛发展,“德力西”品牌已经成为家喻户晓的中国品牌。作为低压电器行业的领军者,德力西电气的产品不仅品类全、种类多,更是在技术上实现了一项又一项的突破。 德力西电气战略市场部产品经理苏国华 随着我国进入经济新常态,各行业市场不断被细分,细分行业对关键基础零部件、元器件提出了更为严苛的要求。目前低压电器行业面临产品功能缺失、分断指标偏低、脱扣方式单一及可装附件少等诸多挑战。如何深化以客户为导向的经营理念,为行业市场提供高标准、全方位的产品服务,成为低压电器企业突破重围、提升竞争力的关键所在。德力西电气着眼于电力市场、工业和建筑工程等关键行业的市场需求,能够为客户提供安全可靠、便捷易用和功能完备的低压电器产品。 灵活便捷 安全可靠 首先,以德力西电气高端框架断路器CDB9产品为例,该产品的技术来源于施耐德的MT开关。MT开关最基础的安全性和可靠性能完全体现在德力西电气的CDB9产品上。该框架断路器采用全球最先进的技术平台打造,具有如下优势: 1.主弧触头设计,保证了高寿命 框架断路器中一个很重要的指标就是电气寿命,基于施耐德电气MT开关先进的技术平台,德力西电气框架断路器的电气寿命可以达到5 000~6 000次,这个是远远超出国家标准的。而主弧触头如何保证高寿命呢?这就涉及到关键的设计问题,也就是说,可以通过改良的弧触头保证电弧能够引入到灭弧室里,以保护主触头使其在整个寿命周期中不被磨损,也不会产生任何噪声。这样的设计避免了触头粘连,安全可靠的同时,也极大地提高了断路器的使用寿命。 2.电子脱扣器采用ASIC芯片设计,提高了稳定性 德力西电气高端产品CDB9的电子脱扣器的核心技术也是来自于施耐德电气,采用ASIC技术,减少了元件数目,具有更高的集成水平和更高的防电磁干扰能力。同时,提高脱扣器的可靠性,防止电磁干扰引起误脱扣,保证重要负载连续运行,从而满足用户的需求。 3.真正做到了零飞弧设计,保证了用电的安全和可靠性 德力西电气特殊设计的灭弧罩,是获得专利技术的金属过滤罩,可以减少火星外溢,真正做到零飞狐。零飞狐可以保证断路器在断开极限短路电流时,对周围的铜排、设备等不产生任何影响。如果低压柜中发生短路故障,会在灭弧罩里喷出大量的电弧气体,这就给整个电气系统的安全运行带来很大的问题。德力西电气CDB9产品继承了施耐德的技术,采用零飞狐设计,可以避免灼伤,防止故障进一步扩大,保证了用电的安全和可靠性。 4.快速及灵活接线,实现了便捷高效 旋转母排,可以使接线更灵活;弹簧接线端子,实现了便捷和免维护。 智能升级 创新发展 近年来,电气产品的集成化、数字化、模块化、微型化、定制化和可识别成为了电气产业未来发展的重要标识。同时,低压电器产品应用领域逐渐向智能电网、新能源和绿色建筑等新兴产业领域扩展。面对以创新、智能和绿色为中心的行业发展格局,低压电器企业发展创新技术和产品研发,能够为客户提供全生命周期解决方案显得尤为关键。 智能化电子塑壳断路器是德力西电气的另一明星产品,此款产品完美诠释了信息化技术与制造业的深度融合,为低压电器行业产品转型升级提供了创新典范,在行业客户中口碑颇佳。具体来说有以下几方面的优势: 1)支持本体腔室内安装更多附件,可以通过单独购买通信背包附件实现“三遥”功能,并提供出厂标配的遥控、遥调、遥测和遥信“四遥”功能,真正实现智联互通。 2)产品配备USB接口,支持App人机交互:一方面,用户可以通过同期开发的App实时查看故障记录、开关状态,快速确定故障原因,减少宕机时间;另一方面,App可验证电子脱扣可靠性,获得在线技术支持,给客户带来更加高效的服务体验。 3)增加电子脱扣模块,实现全选择性保护;同时具备过载报警不脱扣功能,完全满足行业内消防设备的保护需求。 值得一提的是,德力西电气具有业界最齐全的塑壳断路器家族矩阵,30多条产品线,可以满足各类应用需求。 另外,还有微型断路器,又称小型断路器,是建筑电气终端配电装置中使用最广泛的一种终端保护电器。德力西电气的微型断路器采取快速闭合的设计,通过触头的快速合闸机构来实现,减少断路器在合闸及分闸过程中电弧的产生,实际上微型断路器的短路和电气寿命都是靠这个来保证的。而谈到中国市场上微型断路器产量的问题时,可以说除了正泰和德力西电气就没有第3家企业了,德力西电气的日生产量是120万极,自2007年合资至今,德力西电气微型断路器在芜湖的自动化工厂累计生产近24亿极,可绕地球5圈。无论从产量还是从自动化生产线来讲,正泰、施耐德和德力西电气三家企业代表了中国的标杆。 故障电弧是电气线路中常见的安全隐患,故障电弧发生在线路绝缘不良或接触不良处,也可能发生在松动的电线连接处,以及老化或破损的线路中和电器线路的连接处。 电弧故障检测装置是一种新的用电线路保护装置,简称AFDD。其主要功能是检测和辨别危险的接地电弧故障、并联电弧故障和串联电弧故障,并及时驱动使电流断开的装置动作避免发生电气火灾。 电弧检测应能有效辨别故障和干扰。电弧发生初期多为时断时续状态,无明显物理特征,不易被发现,而且随时间推移慢慢加剧,最终演变为保障性故障;而干扰是指日常家用电源线上的很多噪声信号,如灯调光器、开关瞬态和无线广播信号等。设备、开关正常操作时产生的电弧可称为“好弧”;线路故障(如老化、破损等)产生的电弧可称为“坏弧”。电弧检测的目的就是躲过“好弧”,识别“坏弧”。 故障电弧保护断路器作为有效防止电弧故障引起电气火灾的终端保护电器,已在北美迅速得到普及和推广,而国内对此产品的研究及应用尚在初始阶段。基于电弧放电产生的各种理化特性以及电弧波形特征,各种新的检测技术应用于电弧的检测和电弧故障的识别,将进一步提升电弧防护水平。完善电弧动态模型,模拟电弧特性,采用新算法提高故障信息处理速度,是电弧故障保护领域一个重要的研究课题。 预防电气火灾 提升防护水平 德力西电气的故障电弧保护断路器提供了高级别的的安全性,可针对火灾的潜在破坏提供保护。 未来,提供令人信赖的产品和服务是德力西电气对客户不变的承诺,也是德力西电气砥砺前行,成为国际化的创新服务型领军企业的动力源泉。德力西电气将继续坚守客户需求导向,将创新理念与本土文化有机结合,为客户提供过硬的产品和服务,满足新时代市场的多样化需求。 (本文根据德力西电气战略市场部产品经理苏国华在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
常熟开关制造有限公司(以下简称“常熟开关”)是一家“小”公司,说它“小”,因为它只做配电产品,专注于断路器;同时它也是一家大公司,现注册资本3.8亿元,总资产26.6亿元,占地26万m2,并且作为国家级技术中心、国家创新型试点企业,两次荣获国家科学技术进步奖二等奖。 常熟开关制造有限公司常务副总经理、总工程师管瑞良 秉持着“精品立企,高端制胜”的发展理念,常熟开关始终致力于做电器元件、智能配电系统和成套电器三位一体的集成方案解决供应商。元器件离不开成套运营,到现在已经离不开系统运营,在这个过程中,常熟开关始终坚持成为行业的技术引领者,目前已经成为外资企业公认竞争对手。继“CW智能型万能式断路器”被国家工信部授予“单项冠军产品”称号之后,2018年,工信部智能制造新模式应用项目针对万能式断路器、塑壳断路器产品的“基于工业互联网平台的用户端电器智能制造系统的研制与应用”顺利通过验收。标志着常熟开关已经抓住智能化机遇,投身智能制造的浪潮当中。 无论是智能电网,还是泛在物联网,最终都要落在产品上。产品首先要有好的市场应用的产品,其次要有好的制造手段,“1+1”就是指智能产品加智能制造。智能制造和智能产品加起来,就是产品高端引领,实现高端替代的重要手段和方法。 常熟开关智能配电解决方案 产品智能化 以前大家认为智能电网就是用智能电度表去做智能化,这不是本质。电力是最有条件成为物联网的,因为电力系统本身就是一张网,这个网当中谁是重要节点?我认为是开关电器,基于开关电器再加上IT,在电力互联网基础上增加感知,也就是电力物联网。任何系统的底层都是具体的设备。对于配电系统来说,底层设备就是各类断路器等元件,断路器本身就具备保护和电能分配的作用,因此基于断路器的智能配电管理具有得天独厚的优势。 目前的断路器已经发展到什么程度呢?第一,完善的保护功能,满足新能源及智能电网发展要求。新一代ACB、MCCB均具有区域选择性联锁技术,双重参数设定,ACB剩余电流保护,变压器中心点接地故障保护,宽频电流保护,过电压漏电保护,BB型剩余电流故障保护,自动重合闸功能,以及方向性保护、电流需用保护、电流卸载功能等高级功能。第二,集成测量和维护功能,保护测量维护一体化设计,即插即用。第三,减少接线,提升可靠性,优化运行综合成本。第四,支持多种通信方式,与各类智能管理系统无缝对接。 目前,常熟开关已经能提供智能化全面解决方案的软硬件产品、智能元件解决方案和智能配电管理平台解决方案。常熟开关对传统的配电监控系统也进行了革新,促成了新一代智能化断路器与物联网的融合。断路器和物联网技术的有机结合,相比传统的配电监控系统有了翻天覆地的变化,断路器物联网平台具有无可比拟的特点和优势。第一,随时随地的设备掌控。断路器和物联网的融合,将原本在底层的封闭设备数据上传到了云服务器上并存储记录下来,这样用户的掌控就不再局限于传统单机系统的主机侧,只要在能够联网的地方,都可以对自己的断路器设备进行实时的掌控。第二,更低的成本,更短的部署时间。使用物联网方案,用户无须再购买监控主机、铺设专门的现场总线网络,以及定制专门的监控软件,由于监控平台软件集中在云服务器上,现场只需要将所有的断路器全部联网即可,无需要进行软件调试等工作。第三,高可靠性,便于维护。传统单机系统中的计算机作为监控的核心平台其实具备一定的可靠性风险。传统单机系统的主机都在各个用户现场,项目越多,维护的压力也越大,而物联网系统的主机维护工作都可以在远程完成,无论是用户要求的更改还是功能升级,都无须前往现场,优势大。第四,提升服务。利用云服务器数据库的优势,为用户提供全方位多功能的能耗分析数据展示,然后通过进一步的数据分析和数据挖掘,为用户提供能耗建议,指导用户做出更好的决策,提升和优化配电系统。通过对设备内部运维参数进行精准分析,产生预防性维护以及周期性维护计划,并提供服务支持,确保设备和用户资产的可靠性。 智能化全面解决方案的软硬件产品 制造智能化 常熟开关以创新、品质、优化、智能为智能制造的工作方针,融合信息技术、工业技术和智能技术,实施面向智能制造的用户端电器制造新模式。作为优秀的民族品牌,常熟开关还承担了2016年度国家工信部智能制造新模式应用专项。 1.信息化管理 首先是ERP企业资源管理系统。常熟开关信息化建设自2000年开始引入PDM系统,开展产品数据管理工作,并同步成立了专门的信息化部门。自主研发公司的管理软件、技术管理系统和销售管理系统最先开发。至今已构成了丰富的企业资源管理平台,覆盖了销售、服务、生产、物流、仓储、车间、管理和财务等各个部门。 其次是PLM全生命周期管理平台。常熟开关多年来不断推进全生命周期的产品管理,近年来重点推进了TCM的导入和建设,实现了设计与工艺的协同,构建了以Teamcenter Engineer和Teamcenter Manufacture的集成化PLM平台。通过统一的平台,公司开发部门在设计阶段可通过数字化三维设计进行产品开发,在TC环境中集成了NX的应用环境,技术人员创建三维设计模型进行相关的产品结构化设计、MOTION运动仿真分析,装配干涉分析和VA分析,并可进行数字化流程审批、EBOM管理和数字化更改管理,创建跨部门协同,组成项目管理小组,如电子与机械的协同开发。 第三个是MES车间制造执行系统。MES系统集成于ERP系统平台之中,使企业管理层和现场生产管理层一体化管控运作,并有诸多优点。首先有利于ERP系统自上而下的数据驱动,包括订单需求、生产需求和库存预警信息等数据,MES系统根据相关资源分配,自动对生产调度进行安排;其次有利于MES系统自下而上的数据驱动,包括完成状态、资源状态和实际在线库存,实时信息反馈,使成本计算、库存状态更可靠;最后有利于订单信息驱动更透明化,管理更有效,执行层管理更精确。 第四个是智能化生产物流。智能化生产物流包括供应商、零部件仓储、装配需求、配送、产品制造过程、成品仓储以及客户等各个流通环节,所有环节都应具备数字化、网络化的基本特征,同时要基本实现系统自分析、自决策功能。常熟开关利用iWMS智能仓储移动物流系统实现了对物料仓储管理和配送的数字化与智能化。 最后是可视化看板系统。常熟开关建立了“公司级、车间级、产线级、工位级”的“全方位、多层次”的可视化体系,使制造过程中原本不可见的各类信息转变成可视化数据,使订单、生产、品质、设备和物流等相关信息形象、直观,实现管理的透明化。 基于数字化设计技术的产品开发流程 2.数字化设计 常熟开关早在1998年就引入国外先进的三维设计软件,2000年引入PDM产品设计管理软件,2005年建立电器仿真研究室。至今,建立了数字化设计、数字化工艺仿真和数字化产线仿真的体系化制造数字模型。由于应用了先进的数字模型仿真分析工具和模型预试验相结合的交互式设计方法,大大提升了产品设计可靠性。目前,公司典型的仿真分析工具有:磁流体电弧仿真、动态动力学分析、应力分析和优化、电磁场仿真分析和可靠性仿真分析。 3.智能化制造 制造智能化是实现智能制造的核心。常熟开关利用新型检测技术研究、精益化生产研究、自动化制造研究、现代制造技术研究和物流管控研究加持的自动化生产线,来打通数据计算分析控制、信息管理集成化、可视化系统和安全网络设施。打造了精益化梳理、自动化制造和信息化互连的塑壳断路器生产新模式。全规格63~800A多条精益化、自动化、数字化的制造流水线,全过程作业标准化。以100A规格为例,结合了机器人技术、现代装配技术、伺服控制技术、传感器定位技术和视觉检测技术,并通过条码线扫协同,实现了参数自适应、生产柔性化和检测自动化的国内首条塑壳断路器自动装配线。出厂检查按规定要求100%自动化检测、自动识别和剔除。 另外,实现了多工艺复合的自动化制造零部件生产新模式。断路器零部件种类众多,形状复杂,涉及的工艺复杂、工序多,为实现关键零部件的智能制造,公司专门成立自动化设备制造部门并联合工艺部门开展了复合工序连续化技术研究、柔性体刚化定位研究、工艺参数自动化监控研究、制造精益化研究和自动化生产规划研究等课题,基本上实现了关键零部件的自动化生产。 “推动中国制造向中国创造转变、中国速度向中国质量转变、中国产品向中国品牌转变”是习近平总书记对中国制造转型升级的重要论述。常熟开关也致力于此,公司正以智能1+1战略在产品开发上创新提升,致力于新一代强智能化产品系统化研究,创造全新的引领行业的产品,在生产制造上不断践行数字化、信息化和智能化战略,实现质量第一、效率优先的目标,努力成为国际一流的民族品牌。 (本文根据常熟开关制造有限公司常务副总经理、总工程师管瑞良在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
石家庄科林电气股份有限公司(以下简称“科林电气”)始创于2000年,总部坐落于河北省石家庄市,是一家提供电力系统一、二次产品完整解决方案,集研发、生产、销售和服务为一体的高新技术企业。通过近20年的不懈努力,科林电气已成为国内知名的智慧电气设备供应商、智慧电力系统方案解决商以及绿色新能源服务商,在全国30个省、直辖市、自治区以及海外均设有分公司或办事处,为电力系统、石油石化、煤炭化工、铁路和钢铁等领域的客户提供优质的产品和服务。2017年4月14日,科林电气正式登陆上交所主板,成为智慧电力事业中的一股中坚力量,继续为建设我国智慧电力事业而不懈努力。 石家庄科林电气股份有限公司研究院副院长常生强 作为创新型企业,目前科林电气拥有近300人的研发团队,全力关注科研投入,积极引进科研人才,不断进行技术创新和产品创新。科林电气先后投入近千万元,建成了完备的电磁兼容实验室,能够完成静放电、快速瞬变脉冲群等型式试验要求的全部试验项目,有力地提升了产品研发质量。 多年来,科林电气立足于多元化的产品研发,追求以技术创新赢得市场,专注于“智能电网”“新能源”和“互联网+”领域的新技术、新产品研发。面向智能电网领域,科林电气可为用户提供智能变电系列产品、智能配电系列产品、智能用电系列产品、高低压开关及成套设备产品,以及各种完整的解决方案;在新能源领域,科林电气在绿色储能及智能微电网、分布式光伏发电系统和电动汽车充电管理系统拥有丰富的产品以及完整的配套解决方案;在“互联网+”领域,科林电气的产品主要包括互联网+智慧园区能源管控平台、互联网+分布式光伏发电监控运维平台、互联网+用电信息采集及费控平台以及互联网+电动汽车充电管理云平台。 科林电气拥有国家级企业技术中心、院士工作站和河北省智能电网配用电工程技术中心等众多科研平台,多位员工先后入选河北省“三三三”人才工程,获得“石家庄市突贡专家、石家庄市管拔尖人才和石家庄市青年拔尖人才”等荣誉称号。此外,科林电气高端智能电力装备制造基地目前正在施工建设中,该基地集创意研发、智能制造、成果转化、教育培训和生活配套为一体,将为科林电气的发展提供新的驱动力。 互联网+智慧园区能源管控平台 当前园区、商业中心和小区住宅等应用场景主要存在以下问题需要解决。 1)电气设备维护管理上监管不到位。线路故障、事故跳闸无法及时获知,缺乏排除故障的能力;重要电气设备(变压器)没有安全运行分析和电能质量评估,设备长期超负荷运转,寿命大幅降低;线路老化,出现漏电流,发生明火隐患而不自知。 2)能效消耗缺乏精细化管理。管理粗放,导致能源消耗缺乏详细的数据报表;能源使用不合理,没有能源优化手段,跑冒滴漏现象不易发现和杜绝;缺少智能化节能策略方法,没有能耗预警预测,能源成本居高不下。 3)住宅商户抄表难、缴费难。水、气、热抄表自动化程度低,上门抄表周期长,效率低,人工成本高;燃气普表轮无法采集、上传,不能远程费控;上门抄表,无法保证住宅私密性,且面对恶意欠费,缺乏管理手段。 智慧园区能源管控平台是科林电气面向能源服务行业,依托云计算的基础上,结合物联网、大数据、人工智能及移动互联网技术的基础上推出的云平台,致力于为能源行业提供专业化的云端服务和专业的技术解决方案,实现水、电、气、热等能源数据集中采集,进行全方位的能耗对比分析和策略,找出用能不合理的设备并提供节能改进方案。帮助客户进行专业化电气管理、科学化能效管理,制订节能降耗方案,减员增效,提高设备运行效率。该平台可以实现物理网数据采集、电气设备监控、能耗分析节能管理、托管运维服务、预测及用能行为分析、智慧园区微电网多能管控以及居民社区/商户四表集中抄表、在线缴费等功能,用户采用科林电气智慧园区能源管控平台,可以降低30%~60%的运维成本,节约5%~15%的能源使用成本,提升5%~20%的设备使用寿命,提升15%~30%的管理效率。 科林电气长期致力于云数据中心,数据采集终端,水、电、气、热计量表及用电安全配套设备等业务领域,可为用户提供完整解决方案和技术服务,科林电气橙色运维团队7×24h随时候命,为用户提供技术支持。 互联网+智慧园区能源管控平台系统结构图 配电监控子系统 安全可靠的供配电系统,是保证企业、园区、医院、学校和商场正常等场所正常活动基础。科林电气的产品及解决方案可实现电气设备的实时监测和安全预警,保障供配电的可靠性和安全性,全程无人或较少人员参与,通过信息化技术实现园区智能运转。基于SCADA调度自动化系统,实现配电SCADA实时监控,满足不同电压等级的配电室实时监控、配电线路安全保护,实时监测电压、电流、有功/无功功率和功率因数等遥测数据,实时监视保护/开关变位、事故跳闸和遥测越限等各类告警。 通信规约支持CDT、MODBUS、IEC376、IEC101、IEC104和IEC61850等国标、行标及IEC标准,符合电力通信安全加密要求。 变压器是众多重要场所提供足够电力的重要设备,其安全性也是不言而喻。一旦出现漏油、短路、线路老化和过负荷等故障,甚至造成严重的爆炸、火灾等后果。科林电气自主研发的变压器安全监测传感器和采集装置,可实时监测变压器运行状态,通过全面进行电压质量评估分析,监测电压偏差、波动、闪变和平衡度等,并以丰富的图形和表格方式呈现,并实时监测变压器安全运行状态,监测三相电压、电流和负载率,全方位保护变压器安全稳定运行。 配电监控子系统结构图 用电安全子系统 科林电气将传统的电气火灾监控装置与物联网技术相结合,采用最新的物联网无线通信技术,简化安装流程,可快速实现既有线路的用电监控改造,做到用电线路的电气火灾预警、防患于“未燃”。 用电安全子系统能够采集被监控线路的电压、电流、剩余电流、线缆温度、计量、功率和功率因数等数据,通过无线上传到监控云平台,使用户和监管单位可随时通过PC端和手机APP(支持iOS APP、Android APP)进行查看各项线路指标,可远程对断路器进行跳闸和合闸。 用电安全子系统结构图 综合能效管理子系统 综合能效管理子系统采用电力载波直采模式,水表、燃气表和温控阀(热量表)LoRa无线采集方式,实现各项数据收集、整理和分析。用户通过能效管理以最经济的管理方式获取最大的效益,实现企业可持续发展的管理方式。该系统可全面采集水、电、气、热等多种能源数据,实现能源消耗动态过程的信息化、可视化和可控化,对企业生产过程中能源消耗的结构、过程及要素进行管理、控制和优化,提高能源使用效率,提升企业科学管理水平。 1)电力载波直采模式。安装带载波功能的电度表,集中器通过载波信道直接采集电能表数据。实现远程控制缴费等功能推荐使用宽带载波通信。其优点为:安装调试简单方便,无需布线,运行稳定,维护成本低。 2)水表、燃气表和温控阀(热量表)LoRa无线采集:智能集中器使用RS 485与现场三表采集器连接,水、气、热表使用LoRa无线方式传输,从而实现对水、气、热表的抄读及远程阀控、实现远程缴费、阶梯水价等功能。其优点为:无线LoRa移动物联网技术,覆盖距离长达5 km,电池寿命大于6年,运行稳定,维护费用低。 此外,该系统可将整个企业园区建筑群体进行用电和用水等分类显示,如用电分类:生产、办公、动力、照明和空调等,并进行能耗趋势分析,通过线状统计图展现日/月/年的水、电、气等能耗的变化趋势,并可同比/环比分析。“能源管家”手机APP客户端可实时掌控企业用能状况,科学有效地制订节能降耗方案,杜绝能源浪费。 1)案例一。邢台市某某生产型企业,通过对配电室变压器的运行分析,发现变压器负荷长期运行在40%以下,通过变压器负荷调整,报停2台容量为800 kV·A的变压器,每年节省电费44.16万元。 2)案例二。科林电气南厂区空调峰谷电价优化,通过对中央空调的耗电运行分析,发现空调每天早运行1 h,早停运1 h,可利用峰谷电价的差值,6台中央空调每年节省电费5.47万元。 3)案例三。科林电气产业园加强了能源使用监测,减少“跑、冒、滴、漏”,提高员工节能意识,减少因照明、设备空载等带来的能源消耗,减少不必要的能源使用成本,帮助管理部门合理利用能源,降低能源消耗,提高经济效益。科林电气产业园目前耗电量排名第一的电子加工中心,其中回流焊、波峰焊的锡炉一天基础耗电为800 kW·h,以前夜间锡炉保温不关机,但耗电量不减少。监控改造通过对高耗能机器增加智能电能表,进行耗电监控分析,根据生产计划合理的调控开机时间段,每月平均节省电量为5 000 kW·h,每年可节省电费4.8万元。 科林电气能源管理系统综合利用能源数据、生产数据和环境数据,重点解决企业能源信息可视性差,缺少对能源数据及其影响因素的综合分析、管理力度偏弱等问题。“能源管家”手机APP客户端基于移动互联网技术,可随时随地接入云数据中心,在线监测企业运行状况,实现实时数据、曲线、棒图和表格等多种形式展示,从而帮助管理者实时掌控企业用能状况,科学有效地制订节能降耗方案,杜绝能源浪费。 “能源管家”手机APP客户端系统 综合能源缴费子系统 科林电气综合能源缴费子系统目前主要的应用场景为商业中心、小区住宅,该系统支持水、电、气、热能源数据采集、算费和在线缴费,提供各种数据分析、财务报表,提高管理效率;无线方式远程抄表,免上门抄表,保证住宅私密性;支持出租房扫码用能,即扫即用。该系统支持远程费控管理,真正地解决了恶意拖欠水、电、气、热费用的痛点。当用户欠费时,可实现自动远程拉闸操作,有效杜绝收费难问题;利用图片识别技术,解决普通燃气表表轮数据无法远程抄录的问题;多种支付方式,方便快捷,轻松使用微信、支付宝等第三方移动支付平台进行在线支付。此外,该系统还具备用能分析和提醒功能,通过建立规则告警模型,按照阈值或规则条件生成告警信息,推送到业主手机上,支持短信、APP推送等方式,自动侦测异常用能情况,及时提醒关停,杜绝跑冒滴漏现象发生。 1)案例一。石家庄碧桂园多表集抄项目。主要应用于元氏碧桂园17栋高层,3个别墅区,涉及3 200余户家庭。每户家庭配置无线冷热水表、无线燃气表和无线温控阀。住户使用定制手机APP,通过微信/支付宝进行缴费。通过微信/支付宝进行网上缴费,方便快捷。通过采集数据和用户使用情况分析,可发现高层精装房中有马桶漏水情况,减少了客户的用能损失。 2)案例二。今麦郎面品有限公司(以下简称“今麦郎”)宿舍区用电管控项目。今麦郎员工宿舍区用电信息采集费控,系统免费使用,由今麦郎物业部统一管理使用,配置单相远程费控智能电能表。目前应用于两个宿舍区,共计240只电能表,采集成功率为100%,使用情况良好,运行稳定。通过电力载波及4G方式把收费站整体用电情况进行远程采集分析。通过远程采集实时监控员工宿舍区用电情况,并对接银行接口使用员工卡网上缴费,提升物业公司的管理水平,方便员工缴费使用体验。 3)案例三。桂林青禾美邦建材城用电管控项目。桂林青禾美邦建材城用电管控项目,系统免费使用,由商城统一管理,配置安装远程费控智能电能表。目前应用于两个建材商城,共计538只电能表,采集成功率为98.6%,使用情况良好,运行稳定。通过电力载波及4G方式把收费站整体用电情况进行远程采集分析。使用手机APP微信支付宝缴费。通过远程监控入驻商户的用电情况,使用网上缴费,提升了商城科学管理水平,方便商铺缴费使用。 4)案例四。河北京石高速机场东收费站用电信息采集监控项目。河北京石机场东收费站位于京港澳高速242 km处,距离石家庄国际机场8 km,为五星级收费站,为石安高速重要连接点。通过对重点用电设备及办公区域配电箱进行升级改造,增加三相智能电能表15只,采集成功率为100%,使用情况良好,运行稳定。通过对用电情况的实时监控,帮助管理者有效清晰的掌控企业用能情况,科学有效地制订节能用电方案。 综合能源缴费子系统结构图 虚拟实现子系统 科林电气虚拟实现子系统可实现园区虚拟3D可视化的展示,通过多维数据可视化,实时、精要掌握场域内的各类关键信息。采用科林电气虚拟实现子系统,用户仿佛置身立体空间,可贯通园区、建筑、楼层和房间全场域。 虚拟实现子系统应用案例 (本文根据石家庄科林电气股份有限公司研究院副院长常生强在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
德国提出“工业4.0”,主要涵盖了三个方面:智能工厂、智能产品、智能服务。同时,在描绘“工业4.0”的愿景时,强调了几个发展方向:灵活的大规模定制、客户零距离、去人力化、全球范围最优资源配置、产品快速迭代、分布离散型制造&众创设计以及产品智能全生命周期追溯管理。不难看出,无论在哪个方向、哪个节点,数字化都贯穿始终,有人把数据形容为“未来的石油”“一切能数字化的都将被数字化”,现在看来,并不夸大。有了数据,之后进行的数据采集、数据整合、数据分析、数据优化和数据上云这一系列工作才有意义,数字化是实现智能制造的重要基础。 菲尼克斯电气中国公司副总裁杨斌 全面数字化改变世界 作为德国“工业4.0”的实践者,菲尼克斯在过去十年中的发展都是围绕数字化的。20世纪70年代末,菲尼克斯推出了现场工业总线技术Ethernet,几乎就是工业互联网的雏形;2000年,左右,大量的无线技术开始应用,2002年菲尼克斯发布了无线控制技术,从传感元器件到网络化。后来,随着工业以太网的大规模应用,工业控制系统的信息安全成为了网络安全的薄弱环节,因此菲尼克斯于2008年全资收购了德国著名的工业网络安全产品和技术提供商Innominate,开始向市场大范围推广PHOENIX CONTACT工控网络安全解决方案FL mGuard。2014年,菲尼克斯推出了业内第一款工控领域的云计算大数据产品“PROFICLOUD technology”,提供从设备端数据采集到云平台,再到PaaS和SaaS服务的完整解决方案。 菲尼克斯过去十年发展的产品,无论从设计软件到电子商务,再到数字化双胞胎等等,几乎都是围绕数字化来进行的。目前,菲尼克斯主要的产品和技术包括:工业以太网网络技术、工业自动化控制系统、无线通信技术、功能安全技术、信息安全技术、软件技术和机械制造设计技术。 融合 实现全面的数字化 未来的智能工厂里面,一定会存在多品牌、多协议的纷繁的系统同时运作的情况,那么这些系统之间如何交互信息?几代变化的自动化工程师养成了不一样的编程习惯,年轻的工程师喜欢用高级语言,2018年就有70%的程序使用高级语言,而老一代的工程师习惯使用梯形图、功能块编程,那么不同年代的工程师如何相互融通,让两代具有不同知识和技能的人在一个平台上工作? 为了解决这些问题,菲尼克斯推出了一款战略性产品“PLCnext technology”全新控制技术平台。基于实时的开放的Linux系统,菲尼克斯电气的专利技术ESM对不同语言和工具开发的程序进行调度和管理,确保满足工业控制的实时性;此外,菲尼克斯电气的专利技术GSD可以确保不同程序之间数据的一致性,以实现真正的智能生产。全球众多的开发者都可以在PLCnext技术平台上自由选择,例如VR、RFID驱动以及AI算法等开源应用程序开发新的应用,并不断提升这些应用的可靠性和性能。此外,PLCnext技术轻松使用PROFINET总线扩展,集成机器人、RFID等设备,最大程度简化开发工作,使系统获得极佳的扩展性。 基于Linux系统,用户可以很便捷地将每个PLCnext设备连接到云端,开放的平台可以轻易扩展并连接更多的通讯协议、驱动和设备,例如EtherCAT、RFID、VR等等。对OPC UA的支持,确保了不同PLCnext应用系统、第三方支持OPC UA的应用系统之间的数据交互,从而实现软硬件之间的互联互通。 采用PLCnext技术,来自不同的年代的开发者可以独立使用不同的编程语言共同在一个控制系统平台上工作。具有不同的背景、经历和经验的多开发人员可以自由选择Eclipse、Visual Studio、MatlabSimulink或PC Worx等偏爱的编程工具和IEC61131、CC+、MATLAB等编程语言,协同开发应用。在此过程中,数据交换实时同步,让协同开发变得简单。 在未来的智能制造或者智能工厂中,全面的数字化这是一个最基本的基础,让系统相互融通是一个非常重要的环节,菲尼克斯正是要创造这样一种共同的语言,让设计者在这个平台上得到充分的信息及技术分享,这是菲尼克斯的初衷,就是要打通数字化的融通纽带。 菲尼克斯(中国)投资有限公司-PLCnext技术 菲尼克斯的“朋友圈” 对现在的智能产业或者是产业变革来说,要实现产业升级、产业的跨越式发展,仅靠一家企业单打独斗是不可能做到的。在未来的智能工厂、智能制造过程里,可能会有更多的技术融合在一起,如果能够实现一种智能生态的建设,那么对各方面的产业都会有很大的促进和发展。在这个方面,菲尼克斯致力于一个多维度生态圈的打造。 从政策层面来说,菲尼克斯打造了智能战略的推进联盟,在这个推进联盟里面,菲尼克斯联合了智能产、学、研、用各阶层、各个领域的人才,有志于智能制造的人才在一起进行思想的碰撞、经验的分享,以及对于未来的探索。这个联盟在大家都对政策感到迷茫的时候,起到了非常好的引导、推动和启蒙的作用。菲尼克斯也希望这个联盟可以作为中德合作的桥梁,把德国一些先进制造技术和手段能够比较快地引入到中国,为中国的产业服务。 菲尼克斯还有一些落地的生态联盟,比如为培养中国本土的隐形冠军或者独角兽企业,以参股、入股的形式参与,用品牌影响力及多年发展起来的经验体系,来支撑这些企业的发展,菲尼克斯称之为生态附能的共创会。 另外一种生态联盟是针对人才培养的,叫做全球智能教育联盟,到现在已经有20年历史。菲尼克斯在中国也成立了中国智能教育联盟,面向智能制造技术、经验和人才培养,中国联盟和全球联盟相互关联,现在中国的智能教育联盟是全球最大的一个群体,已经有20多所学校在这个群体当中。 针对生态的生态,菲尼克斯有国际智能制造生态联盟,每个成员本身就是一个生态型企业,都是一个平台,它可以去影响更多的企业成员,然后再联合形成更大的平台,大家就可以聚力,去发展、推动、分享智能制造相关的信息和经验。此外,菲尼克斯牵头去做的事情还有很多,比如江苏的“世界智能制造大会”等等,都在为业界打造交流的创新平台。 菲尼克斯1993年进入中国,虽然是一家德国企业,却在中国产业的发展和升级中起到了巨大的推动作用。在电气工业从高速发展向高质量发展的转型关键期,菲尼克斯将继续不遗余力地搭建好技术和服务平台,与中国用户携手迎接智能制造的新时代。 (本文根据菲尼克斯电气中国公司副总裁杨斌在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
2017年,中国工程院“制造强国战略研究”项目组工作启动,并在2017年11月,提出《中国智能制造发展战略研究(征求意见稿)》。原机械工业部副部长沈烈初先生在阅读后受到启发,总结和思考了他在机械工业行业60余年的工作经验,筹备出版论著《智能制造——反思与期望》。在第15届中国电气工业发展高峰论坛上,机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松教授结合沈部长书中的主要观点,对我国智能制发展的一些思考进行了阐述。欧阳劲松教授指出,面向“工业4.0”,我们既要“顶天”也要“立地”,打牢智能制造基础,并提出“智能制造,制造为本”的观点。 机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松教授 中国制造业与“工业4.0” 中国制造业大而不强的格局目前尚无根本性改变,纵观世界各工业发达国家,制造业在国民经济中都占有重要地位。各国在迎接新一轮技术革命中,仍把制造业作为主攻方向。 2013年德国颁布“德国工业4.0”战略实施建议;我国智能制造发展战略与“德国工业4.0”都是着眼于以数字化和网络化为支持的智能化生产,迎接新一轮科技和产业革命。但同时两者也有很多不同点:其一,两国制造业基础不同,德国金字塔的企业组织结构有强大的塔基;而我国“四基”不强,专业化社会化大生产方式薄弱。其二,在信息化与工业化融合方面,德国比我国早、广、深;我国与德国差距较大。其三,在人员素质方面,我国与德国相比也有更大差距。其四,“德国工业4.0”是由德国企业讨论提出,政府首肯,自下而上地推进表象明显;而我国智能制造发展战略是中国工程院组织专家教授提出,国家首肯,向下传导推进,具有做法上的区别。 随着新技术的发展,“智能制造”也增加了新的特点。对机械工业来说,需要为各行各业提供数字化、网络化、智能化且节能减排的装备,这样用户才能进行智能制造及绿色制造。在目前,国际权威组织对智能制造尚没有确切定义,沈烈初先生认为:智能制造是一个不断向深度与广度发展的过程,是基于新一代数字与网络信息技术,贯穿用户、设计、工艺、生产、检测、管理、服务及上下游企业等制造活动各个环节,具有信息深度自感知、优化自决策、精准控制自执行等功能的可控并可远程控制的、具有反馈功能的先进制造过程、系统与模式的总称。 数字化+网络化+人工智能到智能化 经过我们几年的全国调研,发现我国在推进制造业发展过程中,一些地方单位在认识上存在几个误区:其一,为了智能制造而智能制造;其二,智能制造就是无人化;其三,自动化+软件就是智能制造;其四,互联网+大数据就是智能制造。同时,我们需要意识到:根据自身的基础,针对于不同的目标,智能制造首要解决的问题和采用的技术手段是不同的;从目前以及今后几年看,机器或“机器人”仅仅是一种自动化或智能化设备,短时间来说其独立满足日益复杂的生产要求还需努力;自动化和软件是实现智能制造的必要条件但不是充分条件;互联网和大数据只是提升智能化的手段之一。 中国工业化发展历史不长,大部分企业还没有实现自动化和数字化,我们应该清楚地认识到,我国尚处在“工业2.0”阶段,只有部分达到“工业3.0”水平。所以,中国在发展工业进程中,“工业2.0补课、工业3.0普及和工业4.0示范”的总体思路需要继续落实。“工业2.0”要解决自动化的问题,“工业3.0”要解决信息化问题。在这个过渡阶段需要采用ERP和MES等信息化管理系统,使用网络化制造设备,以及实现设备与信息系统集成,如建立信息模型,并通过OPC UA实现集成。从“工业3.0”到“工业4.0”初级阶段,是要实现产品全生命周期管理,实现产品和工艺的数字化仿真,实现人、机、物互联互通操作以及大数据分析。例如,MES基于底层上传的生产数据、设备状态、检测数据、设备健康数据及能耗数据等,进行数据分析,实现优化排产、关键质量点改进、故障预测和能效优化等。 补齐自动化与信息化短板,应实现的基本功能要素,也就是基于产品全生命周期管理的11个通用型模块,如上图所示。 “工业3.0”到“工业4.0”的实现过程中,有一个关键问题是要搞清楚CPS(Cyber-Physical Systems)信息物理系统的“C”到底能做什么。德国利用以管理壳技术体系为目标的信息模型来建立数据库平台,通过数据的积累补齐数字化建模技术和模型库的短板。日本将建立客户、生产和供需双方需求模型数据库作为实现“C”的目标。我国也应加快制定自己的网络术语、数据模型体系,建立统一的面向生产服务的数据模型平台;只有这样,才能实现“互联网+”条件下的新的制造模式。同时,需要强调“数据是基础”,如果没有数据来源,我国制造业就无法实现智能制造或者说数字化制造。 智能制造/“工业4.0”面向新的生产模式,实现了跨企业、跨行业、跨地域的信息集成、应用集成和价值集成。它是一个覆盖信息通信(ICT)、自动化、装备和软件等宽泛领域和技术的“超级”系统工程。目前没有一个学科能够完全覆盖智能制造所涉及的方方面面,因此,需要用标准化手段来统一认识和引领发展。目前,普遍的实施方法是通过制定智能制造/“工业4.0”的参考模型来梳理所涉及的相关标准,进而建立智能制造标准体系,国际上有一些经验值得我们借鉴。比如,德国借用智能电网的模块设计,建立了智能制造模型,模型中涉及有产品全生命周期的维度以及制造的维度。在德国,如果产品在使用期间出现质量问题、能耗问题,制造企业需要反复进行修正,进而模型中在产品全生命周期这个维度特别体现了“样机”。另外,为驱动制造资源,以当时产品的数据为目标来调动生产资源,进而强调“协同”,即与上下游企业建立质量数据的连接,随时调整生产的数据。然后才是第三个维度,通过信息建模的方式把设计的维度和制造资源的维度进行建模。 在德国的RAMI4.0模型中,建模手段采用“管理壳”的方式,在生产资源方面从底向上。OPC UA是实现信息建模并提供统一接口的通用方法,然后建立数据库,一直到业务平台和应用平台。产品方面形成从设计、样机的使用/服务、生产到产品的使用/服务的全生命周期仿真制造。这种模型具有很强的服务能力,也是目前我国的缺失。 日本则通过实际问题进行演变,同时形成解决方案。生产过程中出现的问题,将用三个维度进行问题描述,这三个维度分别是资产视角、管理视角和活动视角。用户的成本、质量、周期、能耗和效率需求,都会转化成供应商的解决方案。比如生产计划与控制、质量管理信息、供应链管理、生产工程信息、中小企业一体化信息、预测性维护以及维护服务管理等等。 智能制造/“工业4.0”参考模型的初衷是为了统一认识和梳理标准,但更应该对智能制造的实施提供基本方法与指导。德国RAMI4.0模型可应用于建立数字化工厂的各种资源库,并与OPC UA结合实现制造装备/设备与信息系统之间的互联互通和互操作。日本以工业价值链参考架构IVRA为基础,构建用于匹配供应商解决方案与用户需求的共享服务平台,及时高效地服务于智能制造发展。这两个国家将参考模型以数据平台的形式服务于智能制造的应用经验值得我们深刻地思考与借鉴。 针对数字化、网络化与智能化,沈烈初部长建议“数字化+网络化+人工智能递进到智能化”。数字化是基础,网络化是传输数据的工具,人工智能是一个长期发展的进程;以上三者加起来形成智能制造的技术支撑。智能制造是一个复杂的巨型系统工程,智能制造最后要达到的目的是装备产品的智能化控制、装备产品生产过程智能化管理和产品供给方提供智能化服务。在此基础上,沈烈初先生为我国制造业数字化、网络化、智能化发展提出几点主要建议:①让实践来检验与取舍百家争鸣的理论观点;②数字化、网络化、智能化应该因地制宜,因企制宜;③智能制造是服务供给侧改革的手段;④用PDCA改进产品,同时加速供给侧结构改革。 智能制造发展 数控机床与工具是智能制造的基础条件。①在04专项的支持下,主机厂开发了一批新品种机床,但是04专项支持完成的高端数控机床及功能部件如何加速从样机走向产业化,真正造福于国家与用户。而产业化也必须与用户密切结合,这比样机、样品研发更困难,这涉及到机床企业内部的制造工艺水平与精细化管理,也涉及到后续用户的需求与维保服务。②在现有基础上,数控系统要提高技术水平和质量,尤其是要进一步提高智能化水平;要组织力量,使数控系统的硬件(如CPU)、操作系统及重要的应用软件国产化,这是核心技术,不能受制于人。③功能部件是我国机床行业最大的短板,企业要认真做好每一件产品,积极扩大国产数控系统及功能部件的应用范围,大力推进产业化。有“量”才能保证“质”,才能降低成本,进入良性循环。推动机床厂采用二次开发的数控系统,发挥机床厂的优势与能动性,用自己生产的设备再制造。此外,技术标准要与国外对接,引导其进一步国产化。④主机厂生产的主机问题较多,如何提质增效,要贯彻习近平新时代中国特色社会主义经济思想,以供给侧结构性改革为主线,努力达到“质量第一,效率优先”两个目标。优化生产要素的组合,达到具有市场竞争力与可持续发展的能力,集中攻克用户急需的产品,强调“专、精、强”,不要盲目追求体量。 实体层与各层的互联互通是智能制造基础工作。①普遍存在的两种现象:一个是畏缩不前,认为实施“三化(数字化、网络化、智能化)”过程,需要一大笔资金改造实体层各生产环节;另一个是为“三化”而“三化”。②企业要先搞好科学化的生产管理:即精益生产(LP)及准时化管理(JIS),与搞不搞“三化”分开,这是提高企业生产率与竞争力不可或缺的;反过来说,LP及JIS搞好了,搞“三化”就“水到渠成”了。③实现智能制造的关键在于数据的采集、传输、筛选及建模。数据的种类很多,包括生产、管理、质量、资金和设备等生产全要素的数据,并且还要收集与企业及产品用户需求等数据。要形成所谓条数据与块数据(二维的),这样才能利用实时的数据进行优化与预测。没有数据就没有“三化”,建立多种数据的数据库是第一位的。④关键问题是控制系统中传递数据信息的通信协议版本不同,装备工业“三化”的基础是互联互通和远程标准化接口。 智能制造的技术架构和实践模式。①视角不同,产生的智能制造技术架构不同,实现方法与路径也会不同。要达到智能制造的目的,需结合国情和企业本身的情况,探索出自身实现“三化”的路线图。不强求形式的一致,鼓励创新和探索,创造出适合大中小型企业的架构。②装备工业要培养属于自己的既懂研发、懂工艺,又懂信息化技术的技术团队;特别要培养有能力的软件工程师,以后企业的很多Know How及专家的知识、高级工匠的技艺就可以用软件或AR/VR固化起来并传承与推广。③任何时候,人还是处在智能制造的核心地位。所谓“人在回路中”即“HCPS”,也就是“人+CPS”,这种概念还是十分需要的,同时要创新人机界面HMI。④“智造”不等于“创造”,但“智造”本身就是一种“创造”。因此,还要在虚拟实体系统中紧紧抓住实体的“创造”,推进CPS的高水平发展。“虚拟”是手段,“实体”是目的,“虚拟”搞好了也可促进“实体”的创新,但不要“只在虚拟中打圈圈走不出来”,得不偿失。 结束语 综上所述,在实现智能制造的路上,我们既要“低头看路,脚踏实地”,补齐信息化和自动化的短板;也要“抬头看天,搭好梯子”,推动装备工业智能化发展。努力实现“两提升,三降低”:提升生产效率、资源综合利用率,降低研制周期、运营成本和产品不良品率。政策引导方面:需要统一认识,发挥制度优势,实现国家资源的有效配置和精准发力。具体实施方面:加强制造资源数据平台建设与管理;着重解决软件、传感器与系统集成等问题;做好标准化相关工作;虚拟制造是手段,为实体制造服务;打牢智能制造的基础。我们希望,不是“工业4.0”拥有中国,而是中国拥有“工业4.0”! (本文根据机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松教授在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
2018年,我国电工行业主营业务收入达到4.95万亿元,同比增长6.36%,约占整个机械行业的1/4。特别是以大型发电设备、特高压输变电成套设备为代表的重大技术装备产量位居世界第一,技术性能达到国际领先水平。其中,我国发电设备年产量连续13年超过1亿kW,变压器年产量连续11年超过10亿kV·A,创下世界奇迹。 中国电器工业协会副秘书长、机械工业北京电工技术经济研究所副所长王琨 电工行业发展现状 当前,新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,智能制造、工业互联网、大数据及5G通信等新一代信息技术作为数字化转型的关键支撑力量,正在不断颠覆传统制造模式、生产组织方式和产业形态,推动传统产业加快转型升级、新兴产业加速发展壮大。电工行业正处于由数量和规模扩张向质量和效益提升转变的关键期,支撑发展的要素条件发生了深刻变化,迫切需要加快创新发展步伐,从规模、成本优势转向质量、效益优势,实现高质量发展,构建竞争新优势,抢占未来发展主动权。 近年来,国家电网提出了三型两网(枢纽型、平台型、共享型和坚强智能电网、泛在电力物联网);南方电网提出了智慧电网、新一轮农网改造等;五大发电集团聚焦清洁能源转型、成本领先、资本运营和国际化战略等。市场变化驱动转型升级,资源倒逼推动加之重塑,技术变革带动智能制造,对产业发展提出了结构调整、转型升级和提质增效的新要求。然而,无论是能源互联网,还是泛在电力物联网,它们都是在现有电网基础上逐步演化,并被赋予了新的事物含义而产生的。 电力工业新动向 每一次信息通信技术的重大创新都会为制造业带来新的变革,这一次可能是工业互联网引领的产业变革,推进制造业向智能化和网络化发展。 能源互联网是工业互联网的重要分支。电能是当前最清洁、最方便的能源。电网是国家重要的能源动脉,源端是各种形式的发电厂、新能源电站,网端包括了输电线路、变电站和配网,用户端包括工业用户、居民用户以及各类商业用户,整个链条涵盖了规模庞大的电力装备和终端。电器工业是为电力工业提供基础装备支撑,电力装备技术性能和质量直接关乎到电力工业安全平稳运行。 近年来,电网出现了一些新的动向,先后提出了智能电网、能源互联网、综合能源系统、全球能源互联网、再电气化、泛在电力物联网和透明电网等概念。可以说,这是从另外一个维度表征了我国现在行业面临的发展趋势。我认为,在未来的5~10年内,电力设备本身并不会出现革命性的变化。无论是储能技术、氢能技术的出现,还是新型电力设备的研制,都是在现有的工业基础上发展起来的。但是,新技术的整合将是电力工业未来发展的一个必然趋势。“中国制造2025”中明确指出,未来我国的电力装备将不在是单纯的追求产品的技术性能、参数指标以及容量的提升,而是要综合发展,从行业、企业的层面提质增效和转型升级。从产品本身来讲,则是要提高可靠性和安全性,向智能化和绿色环保的方向发展。 不难看出,电网发展的这些新动向都有着动向下的共同特征:广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控和开放共享。 “中国制造2025”路线图里面对关于智能电网下的关键技术总结如下: 1)发电领域:主要包括常规大电源基地(煤电、水电和核电)、大规模可再生能源和分布式能源等电源的接入和协调运行技术。 2)输电领域:主要包括大电网的规划技术、电力电子技术、输电线路运行维护技术、输电线路状态检修技术和设备全寿命周期管理技术等。 3)调度领域:主要包括大电网安全稳定分析技术、仿真建模技术、经济运行技术、综合预警和辅助决策技术、大电网控制技术、安全防御技术以及运行管理技术等。 4)变电领域:主要包括变电站信息采集技术、智能传感技术、实时检测技术、状态诊断技术、自适应/自优化保护技术、广域保护技术、协调控制技术和站内智能一次设备技术等。 5)配电领域:主要包括配电网经济运行、智能预警、辅助决策、安全控制、设备管理、电能质量、智能配网设备、大规模储电和电动汽车变电站技术等。 6)用电领域:主要包括高级量测技术、双向互动营销技术、用户储能技术和用电仿真技术等。 电工企业的应对 电工行业属于离散型制造,离散型制造业的生产特点主要表现为:按定单生产、按库存生产;多品种、小批量或单件生产;产品的质量和生产率很大程度上依赖于工人的技术水平;自动化主要集中在单元级(如数控机床),自动化水平相对较低;离线状态下检验关键部件、工序的加工质量;产品的工艺过程经常变更。 1.开展智能制造的目标及具体方法 我国开展智能制造试点示范对离散型制造业的目标是:开展智能车间/工厂的集成创新与应用示范,推进数字化设计、装备智能化升级、工艺流程优化、精益生产、可视化管理、质量控制与追溯以及智能物流等试点应用,推动企业全业务流程智能化整合。 开展的具体方法:①推进生产设备(生产线)智能化。通过引进各类符合生产所需的智能装备,建立基于CPS系统的车间级智能生产单元,提高精准制造、敏捷制造能力。②拓展基于产品智能化的增值服务。利用产品的智能装置实现与CPS系统的互联互通,支持产品的远程故障诊断和实时诊断等服务。③推进车间级与企业级系统集成。实现生产和经营的无缝集成和上下游企业间的信息共享,开展基于横向价值网络的协同创新。④推进生产与服务的集成。基于智能工厂实现服务化转型,提高产业效率和核心竞争力。 2.离散型智能制造模式要具有的要素条件 1)车间/工厂的总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型,并进行模拟仿真,实现规划、生产和运营全流程数字化管理。 2)应用数字化三维设计与工艺技术进行产品、工艺设计与仿真,并通过物理检测与试验进行验证与优化;建立产品数据管理系统(PDM),实现产品数据的集成管理。 3)实现高档数控机床与工业机器人、智能传感与控制装备、智能检测与装配装备、智能物流与仓储装备等关键技术装备在生产管控中的互联互通与高度集成。 4)建立生产过程数据采集和分析系统,充分采集生产进度、现场操作、质量检验、设备状态和物料传送等生产现场数据,并实现可视化管理。 5)建立车间制造执行系统(MES),实现计划、调度、质量、设备、生产和能效的全过程闭环管理;建立企业资源计划系统(ERP),实现供应链、物流和成本等企业经营管理的优化。 6)建立工厂内部互联互通网络架构,实现设计、工艺、制造、检验和物流等制造过程各环节之间,以及与制造执行系统(MES)和企业资源计划系统(ERP)的高效协同与集成,建立全生命周期产品信息统一平台。 7)建立工业信息安全管理制度和技术防护体系,具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力;建立功能安全保护系统,采用全生命周期方法有效避免系统失效。 3.智能制造模式 目前,电工企业在智能制造上已形成四大模式:①基于现场连接的智能化生产,实现对生产过程、计划资源和关键设备等的全方位管控与优化;②基于企业互联的网络化协同,借助工业互联网平台,将分布于全球的设计、制造和服务资源有效整合,通过并行组织,大幅缩短产品研制周期;③基于产品联网的服务化延伸,通过基于工业互联网实时监控产品的运行状况,并开展远程运维、健康管理等的服务型制造新模式;④基于供需精准对接的个性化定制,实现用户与企业产品定制服务平台的有效对接,推动用户与企业的深度交互。 未来,随着泛在电力物联网与坚强智能电网的融合发展,在线连接能源生产与消费各环节的人、机和物将实现信息高效处理,还将产生更多新的模式。从创新实践来看,电工行业形成了生产端、产品端和平台端切入的三种类型:生产端主攻智能工厂和生产线,通过集成生产系统获取数据,提升生产效率与产品质量;产品端主攻智能产品,提供智能增值服务,拓展价值空间;平台端主攻第三方工业互联网平台,主要提供运营优化、资源协同和设备连接管理等各类工业互联网创新应用的支撑服务。要以积极的心态去迎合新技术的发展。 智能制造涉及全产业链的各个环节,涵盖电工行业产品全生命周期,从产品规划、产品设计、生产规划、试制到量产到使用和服务。具体模式有:互联设计、互联产品、互联生产、互联物流和远程服务。 对行业发展的影响 1.产品的创新:产品的数字化、智能化 具有智能的产品不断诞生,改变了为用户服务的方式。例如,在传统的电器内植入小型传感器,可将设备运行状态的信息,通过互联网远程传送到制造商的客户服务中心,实现对设备进行破坏性损伤的预警、寿命的预测以及最佳工作状态的监控,不仅使设备智能化,而且改变了产业的形态,使制造商不仅为用户提供智能化的设备,而且可以为用户提供全生命周期的服务,而且服务的收入常常超过了卖设备的收入,从而推动制造商向服务商转型。 2.过程创新:制造过程的智能化 (1)设计过程创新 采用面向产品全生命周期的智能化设计系统,可在虚拟的数字环境里协同实现产品的全数字化设计,结构、性能和功能的模拟仿真与优化,极大地提高了产品设计质量和一次研发成功率。 (2)制造工艺创新 数字化、智能化技术可以实现工艺数据的积累、加工过程的仿真与优化、数字化控制以及状态信息实时检测等智能化技术的全面应用,并使制造工艺得到优化,极大地提高了制造的精度和效率,大幅度提升了制造工艺水平。 (3)制造装备与系统创新 数字化、智能化技术大幅度提升生产系统的功能、性能与自动化程度,同时这些技术的集成进一步形成柔性制造单元、数字化车间乃至数字化工厂,使生产系统的柔性自动化程度不断提高,并向具有信息感知、优化决策和执行控制等功能特征的智能化生产系统方向发展。 3.管理创新:管理智能化 (1)扁平化 一个由人、计算机和网络组成的信息系统,可使传统的金字塔式多层组织结构变成扁平化的组织结构,大大提高了管理效率。 (2)开放性 制造商─生产型服务商─客户在一个平台上,生成一个无边界、开放式协同的创新平台,代替传统的内生、封闭和单打独斗式创新。 (3)柔性 企业可按照用户的需求,通过互联网无缝集成社会资源,重组成一个无围墙的高效运作的、柔性的企业,以便快速响应市场。 4.形态创新:产业形态发生颠覆性变革 (1)个性化的批量定制生产等得以实现 通过互联网,制造企业与客户、市场的联系更为密切,用户可以通过创新设计平台将自己的个性化的需求及时传送给制造商,或直接参与产品的设计,而柔性的制造系统可以高效、经济地满足用户的诉求,一种新的个性化批量定制生产模式将成为一种趋势。 (2)制造业的产业链优化重构 无处不在的信息网络和便捷的物流系统,使得研发、设计、生产、销售和服务活动没有必要在一个企业、甚至在一个国家内独立完成,而被分解、外包或众包到社会和全球,一个企业只专注于自己核心业务的提高。 (3)加速向服务型制造转变 经济活动已由制造为中心日渐转变为创新与服务为中心,产品经济正在向服务经济过渡,制造业也正在由生产型制造向服务型制造转变。 结束语 泛在电力物联网的主战场在配用电侧。随着柔性直流、新能源、分布式发电、智能配电网以及综合能源等方面的快速发展,电网企业对智能化设备需求有了新的变化。 我认为,对于高质量发展目前尚没有一个十分明确的定义,但提质增效是行业发展的永恒主题。如何提质增效,不仅要从企业内部下功夫,更要借助外力来帮助自己改变,促进、缩短这个改进的进程。因此,新的技术给我们提供了一个有力的契机,如果我们这次没有抓住,那么接下来就可能会落后,而抓住的企业则会形成新的比较竞争优势,重塑市场竞争新格局。智能制造、大数据、5G和人工智能等都是技术手段,我们要用好这些手段,而不要盲目跟风。例如,从很多的智能制造实施案例中我们发现,有些时候人的介入恰恰是提高生产质量的一个关键。 电器工业高质量发展的三个重要途径是: 1)理解电工行业智能制造发展战略意义、目标、路径和重点;分析“新能源、新材料、新制造”带来的新机遇;研发能源技术与信息技术深度融合的新产品、新系统;分析“三型两网”转型等下游用户行业新需求带来的机遇与挑战;理清企业发展的目标与路径;制定企业发展的战略与计划。 2)融入智能制造新技术,提供电工智能新产品:先进传感器、控制系统、信息系统软件和互联网技术;电机技术与伺服电动机技术;传动系统技术与智能机器人技术;智能制造的新部件,新系统;智能制造新模式催生的新产业、新企业。 3)应用智能制造新技术,提升电工装备智能化:智能装备新技术;智能工厂新技术;企业软件新技术;能源产品与设备的信息化、网络化和智能化;电力系统与网络的信息化、智能化、大数据和云计算。 (本文根据中国电器工业协会副秘书长、机械工业北京电工技术经济研究所副所长王琨在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
我国实施智能制造将近5年,取得了很大的成效。从最初仅仅是一个概念,到后来的热门话题,再到今天,用徐洪海先生的话说,“已经实实在在的落地了”,以前企业都在关心为什么要做智能制造,而现在是关心怎样来做智能制造,智能制造对企业有什么实际好处。据徐洪海先生介绍,这几年我国连续建立了多项智能制造试点示范,虽然没有正式对外公布数据,但很多统计验证了智能制造卓有成效,例如其中的重要指标“两升三降”,就能达到两位数以上,非常可观。另一方面,这也说明我国实施智能制造基础薄弱,还有巨大的潜力。 上海工业自动化仪表研究院有限公司董事长徐洪海 近年来,我国电力装备产量稳居世界首位,电力装备技术水平不断提高。但长时间的垄断和封闭也导致了电气行业的很多问题。随着智能制造的发展,电气行业又该何去何从?徐洪海先生认为有3个方面值得注意。 首先是电气产品的智能化发展,这也是电气行业发展的前提。电力装备长期面临着产能过剩、低价竞争、无序竞争及利润下降,实际上最大的问题在产品自身的转型升级,也就是智能化产品。比如传统的开关柜只有端子控制元件,而现在智能化的开关柜已经拥有运算功能,带有远程运维等数据,是一个真正智能的产品。事实上电气行业里很多产品就是智能电气产品的终端,发展智能化产品才能最终实现智能制造。 其次,智能产品怎样实现?通过智能制造来实现智能产品的生产是核心问题,如果用智能制造来实现一个淘汰落后的产品,将没有任何价值。智能制造不是一个产业,也不是一个技术,它是高度自动化、网络化、信息化和智能化集成的一个整体的解决方案,来帮助企业在生产过程中突破传统,实现转型升级。 最后,跨界协同,融合创新是电气行业转型升级的必经之路。电气行业是基础工业里最重要的环节,人才济济,技术力量也很强,但是当今时代早已不是单打独斗的时代。层出不穷的新技术驱动着智能制造快速发展,把这些新技术融入到电气行业,也将给电气行业注入新的活力。例如AI技术可以解决电气行业中很多关键的问题,智能设计、智能制造和智能决策等都得以实现;而5G时代的到来将真正实现远程运维、远程检修,工程师只需要在工厂或实验室里,通过虚拟系统就可以解决现场的问题;包括大家都在谈的工业互联网,事实上电气行业是工业互联网最好的应用场景,并且能够率先实现工业互联网的集成应用。 徐洪海先生总结到,构建电气行业智能制造技术发展,打造国际一流高端平台,人工智能是核心技术,智能制造关键是制造,工业互联网是支撑平台。要加强电力装备行业智能制造技术和解决方案的协同研发和产业化能力,促进电气行业转型升级,引导产品向高端智能发展。...
国网能源研究院副总经济师单葆国 互联网与物联网的发展 在互联网发展过程中,互联网对经济社会发展的影响一直在发生深刻变化,从早期的“工具”“渠道”,到“基础设施”“互联网经济体”。 2012年,国内首次提出“互联网+”的概念,政府制定“互联网+”行动计划,推动移动互联网、云计算、大数据和物联网等与现代制造业结合,促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展,引导互联网企业拓展国际市场。 国家发改委在《关于2014年国民经济和社会发展计划执行情况与2015年国民经济和社会发展计划草案的报告》对“互联网+”进行解释。 1)“互联网+”代表一种新的经济动态,即充分发挥互联网在生产要素配置中的优化和集成作用,将互联网的创新成果深度融合于经济社会各领域之中,提升实体经济的创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。 2)“互联网+”行动计划将重点促进云计算、物联网和大数据为代表的新一代信息技术与现代制造业、生产性服务业等的融合创新,发展壮大新型业态,打造新的产业增长点,为大众创业、万众创新提供环境,为产业智能化提供支撑,增强新的经济发展动力,促进国民经济提质增效升级。 在互联网的发展过程中,物联网是一个重要的组成部分。1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心”,提出“万物皆可标识并通过网络互联”,阐明了物联网的基本特征,包括:信息多源、全面感知、可靠传递和智能处理。 物联网(IoT,Internet of Things)是“物物相连”的互联网,是互联网向物理世界的渗透、拓展和延伸,实现物与物、物与人、人与人之间的连接。对工业企业而言,物联网、工业互联网等概念实质上是一致的,主要通过打通工业生产运行与企业经营管理各环节,推动企业内、外部资源共享,构建产业生态,创新业务模式,推动企业转型。 2019年,工业互联网首次被写入政府工作报告:围绕推动制造业高质量发展,强化工业基础和技术创新能力,促进先进制造业和现代服务业融合发展,加快建设制造强国。打造工业互联网平台,拓展“智能+”,为制造业转型升级赋能。 工业物联网是将具有感知、监控能力的各类采集、控制传感器或控制器,以及移动通信、智能分析等技术融入到工业生产过程各个环节,从而大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,最终将传统工业提升到智能化的新阶段。 泛在物联是指任何时间、任何地点、任何人以及任何物之间的信息连接和交互。泛在电力物联网是泛在物联网在电力行业的具体表现形式和应用落地:不仅是技术的变革,更是管理思维的提升和管理理念的创新,对内重点是质效提升,对外重点是融通发展。 “三型两网”战略的提出与推进 随着经济高质量发展、能源转型加快以及电力体制改革的深入推进,国家电网公司生产经营也面临着电网形态发生变化、企业经营遭遇瓶颈和社会经济形态发生变化等风险和挑战。 1)电网形态发生变化。随着大规模清洁能源的开发,大量电力电子元器件进入电网;信息技术的发展,使得接入电网的设备类型和数量越来越多;电网转动惯量下降,运行越来越复杂,电网形态发生变化,电网安全运行压力加大。 2)企业经营遭遇瓶颈。随着电力市场改革进程的加快,电网的盈利模式发生了变化,电网业务面临日趋激烈市场竞争;另外,输配电价下降、售电增速放缓等因素也使得企业经营压力加大。 3)社会经济形态发生变化。互联网经济、数字经济和共享经济等社会经济形态发展迅速,通过平台对接供需双方,打造多边市场,对传统电力行业带来巨大挑战。 “三个领军、三个领先、三个典范”是国资委对国有企业打造世界一流企业的标准。2019年1月,国家电网有限公司被国资委选定作为创建世界一流示范企业之一,力争在三年左右时间取得显著成效。三个领军:国际资源配置占主导地位,引领全球行业技术发展,在全球产业发展中具有话语权和影响力。三个领先:效率领先(全要素生产率和生产率),效益领先(净资产收益率和资本保值增值率),在提供的产品和服务品质上领先。三个典范:践行新发展理念,履行社会责任,拥有全球知名品牌形象。 2019年1月,国家电网有限公司做出全面推进“三型两网”建设,加快打造具有全球竞争力的世界一流能源互联网企业的战略部署:建设“坚强智能电网”与“泛在电力物联网”,承载电网业务和新兴业务,以互联网思维开展新业务、新业态和新模式,推动国网公司从电网企业向世界一流的“枢纽型”“平台型”“共享型”能源互联网企业转型。 “三型”是世界一流能源互联网企业的特征。 1)枢纽型。体现公司产业属性,是指要充分发挥电网在能源汇集传输和转换中利用中的枢纽作用,促进清洁低碳、安全高效的能源体系建设,促进能源生产和消费革命,引领能源行业转型发展。 2)平台型。体现公司网络属性,是指以能源互联网为支撑,汇聚各位资源,打造能源配置平台、综合服务平台与新业务、新业态和新模式培育发展平台,使平台价值开发成为公司核心竞争力的重要途径。 3)共享型。体现公司社会属性,是指树立开放、合作和共赢的理念,积极有序推进投资和市场开放,吸引更多社会资本和各类市场主体参与能源互联网建设和价值挖掘,带动产业链上下游共同发展,打造共建共治共赢的能源互联网生态圈,与全社会共享发展成果。 “两网”是世界一流能源互联网企业的重要物质基础。 1)坚强智能电网是指以特高压、超高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化与互动化为特征和智能响应能力、系统自愈能力的新型现代化电网。 2)泛在电力物联网(SG-eIoT)是指充分利用移动互联、人工智能等现代信息和先进通信技术,实现电力系统各个环节万物互联、人机交互,具有状态全面感知、信息高效处理和应用便捷灵活等特点的智慧服务系统,具有智慧化、多元化和生态化特征。 泛在电力物联网实时连接能源生产、传输、消费各环节设备、客户和数据,与坚强智能电网不可分割、深度融合,共同构成能源互联网,承载电网业务和新兴业务,以互联网思维开展新业务、新业态和新模式,推动公司从电网企业向“三型”能源互联网企业转型。 国家电网公司“三型两网”战略是网络强国战略在公司的具体实践,是落实中央部署、发挥央企带头作用的重要举措,是做强做大做优国有企业的必然选择,是适应内外部形势和挑战的主动作为。 2019—2021年,是“三型两网”战略实施的战略突破期,通过三年攻坚,到2021年初步建成泛在电力物联网;通过三年全面应用,到2024年全面建成泛在电力物联网。 泛在电力物联网的建设重点 泛在电力物联网建设内容包括对内业务、对外业务、数据共享、基础支撑、技术攻关和安全防护等方面。传统配电网管理模式不满足新时期配电网发展需求,迫切需要深入应用“云大物移智”等先进技术,从本质上提升配电网建设、运维和管理水平,实现跨越式发展,满足能源转型需求。通过配电网设备间的全面互联、互通和互操作,实现配电网的全面感知、数据融合和智能应用,满足配电网精益化管理需求。配电网是泛在电力物联网建设的主战场。 海量电动车的车载动力电池充放电行为如果不加以控制,将会对电网产生重大影响,需要通过智慧车联网使这些电动车在正确的时间、正确的地点和正确的充放正确的电量。智慧车联网是电动汽车及其充电设施的互联互通平台,实现汽车、电网和用户的互动。电动汽车是未来能源系统中的一个重要的基本单元;充电设施是重要的基础端口,也是联接新能源与电动车两个万亿级市场的联接器和关键硬件。 由于煤炭、石油等传统化石能源不可再生,加之环境污染问题日益严重,提高能源综合利用效率,积极开发新能源及加强能源智能化利用成为能源发展的必然选择,综合能源系统是关键解决路径。综合能源系统以电力为中心,打破电、气、冷、热等能源供应系统单独规划、设计和运行的既有模式,对各类能源的分配、转化、存储和消费等环节进行有机协调与优化,充分利用可再生能源,大大提高用能效率的新型能源供应系统。 可再生能源已成为未来全球能源发展的主要方向,作为典型代表的风能和太阳能具有显著的间歇性和强随机波动性,必须建设足够灵活的、具有可调节性的电力系统来消纳大规模可再生能源。促进清洁能源消纳应做好以下两方面的工作。 1)全面深度感知源网荷储设备运行、状态和环境信息,用市场办法引导用户参与调峰调频,重点通过虚拟电厂和多能互补提高分布式新能源的友好并网水平和电网可调控容量占比。 2)采用优化调度实现跨区域送受端协调控制,基于电力市场实现集中式新能源省间交易和分布式新能源省内交易,缓解弃风弃光,促进清洁能源消纳。 当前,随着新能源发电、直流输电和电力电子装置等大量使用,电力系统的规模和复杂性日益增加,给电力系统安全稳定运行带来更大的挑战。此外,可再生电源大规模并网,在提供绿色能源的同时,也给电力系统安全、经济运行带来诸多挑战。因此,亟需提升电网安全经济运行水平。 1)构建电网一张图,重点实现输变电、配用电设备广泛互联和信息深度采集,实现故障就地处理、精准主动抢修、三相不平衡治理、营配稽查和区域能源自治。 2)立足交直流大电网一体化安全运行需要,引入互联网思维,建设“物理分布、逻辑统一”的新一代调度自动化系统,全面提升调度控制技术支撑水平。 3)打造“规划、建设、运行”三态联动的“网上电网”,实现电网规划全业务线上作业;开展基建全过程综合数字化管理平台建设,推进数字化移交,提升基建数字化管理水平。 电网资产数量庞大分散、类型众多及所处环境复杂。随着电网资产规模的不断扩大,为进一步降低生产成本,保障设备安全运行,需要建立一套完善的设备资产管理机制。以资产身份唯一编码为基础,以资产状态全面感知为手段,实现资产管理过程中的多码联动和信息贯通,在重要资产管理、资产全生命周期跟踪及设备巡检与维护中发挥重要作用,真正实现电网资产在线感知可视,打造资产-资产、资产-人员以及资产-环境紧密结合的电力资产物联网。 结束语 信息技术和人工智能的发展为传统产业转型升级提供了重大机遇。泛在电力物联网的建设将带来电力系统的技术变革、运行模式和增长方式等变革,从而推动能源和电力行业转型升级,具有广阔的应用前景。电力转型是能源革命的中心环节,能源互联网是解决我国能源问题的根本途径。 (本文根据国网能源研究院副总经济师单葆国在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
能源转型与新一代电力系统 党的“十九大”报告进一步提出推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,为我国能源发展改革指明了方向。当前,我国能源转型与革命的核心战略目标应是:大力推动能源转型,构建清洁低碳、安全高效的新一代能源系统,以实现最大限度地开发利用可再生能源、最高程度地提高能源利用效率,服务于国家“两个100年”建成社会主义现代化强国的经济社会发展战略目标,并为应对全球气候变化做出贡献。 中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信 我国新一代能源系统的主要特征包括如下几个方面:实现可再生能源优先、因地制宜的多元能源结构;集中分布并举、相互协同的可靠能源生产和供应模式;各类能源综合利用,供需互动、节约高效的用能方式;面向全社会的平台性、商业性和用户服务性。新一代能源系统的关键指标为:非化石能源在一次能源消费中比重;能源系统总体利用效率;能源系统CO2排放总量;电能在终端能源消费中比重;非化石能源发电量在全部发电量中比重。 国家发展改革委、国家能源局于2016—2017年先后发布了《电力发展“十三五”规划》《能源发展“十三五”规划》和《能源生产和消费革命战略(2016~2030)》,其中明确提出了我国能源发展和电力发展的总体目标。到2020年,我国能源消费总量将实现50亿t标准煤以内,非化石能源占一次能源消费15%以上,天然气消费比重力争达到10%,煤炭消费比重降低到58%以下,全社会用电量预期为6.8~7.2万亿kW·h,全国发电装机达到20亿kW,非化石能源装机为7.7亿kW,占39%燃煤发电供电煤耗少于310g/kW·h,煤电发电装机控制在11亿kW,西电东送规模由1.3亿kW增加到2.7亿kW。《能源生产和消费革命战略(2016~2030)》中提出,2021~2030年,我国能源消费总量将控制在60亿t标准煤以内,非化石能源占比达到20%左右,新增能源需求主要依靠清洁能源满足,初步构建现代能源体系,非化石能源发电量占全部发电量的比重力争达到50%。预计2050年,能源消费总量基本稳定,非化石能源占比超过一半,现代能源体系基本建成。 图1 我国2010~2050年一次能源消费结构演化趋势   图2 我国2015~2050年能源系统CO2排放演化趋势   图3 我国2010~2050年能源系统效率演化趋势 图4 为我国2015~2050年终端消费电能占比演化趋势  未来,我国一次能源消费总量和结构演化趋势将进一步实现低碳高效和电气化。图1为我国2010~2050年一次能源消费结构演化趋势,图2为我国2015~2050年能源系统CO2排放演化趋势,从图2中可以看出,目前我国CO2年排放总量还处于上升阶段,大概于2025年左右达峰值,此后持续下降。此外,我国能源系统总能效将不断提高,2050年整体效率预计超过45%,用电量稳步上升,终端消费中电能占比不断提高,2050年达43%。图3为我国2010~2050年能源系统效率演化趋势,图4为我国2015~2050年终端消费电能占比演化趋势。 总而言之,非化石能源在一次能源消费中占比是我国能源转型的主要指标,一次能源消费中非化石能源主要来自一次电力(可再生能源发电及核电等)。因此,大力开发利用可再生能源,形成以非化石能源为主的电源结构,构建新一代电力系统,是实现能源转型,建设新一代能源系统的主要途径。下表为2015~2018我国非化石能源在一次能源消费中占比情况。 表 2015~2018我国非化石能源在一次能源消费中占比情况 新一代电力系统的技术特征 1.高比例可再生能源电力系统 高比例可再生能源电力系统是构建新一代电力系统实现能源转型的核心。近年来,我国可再生能源产业实现了快速发展,各项技术不断突破,风光发电成本持续降低。近10年来,我国光伏组件价格从每瓦近50元左右降到2~2.2元左右,光伏逆变器价格从2元/W左右降到0.2元左右,整个光伏系统成本从每60元/W左右降到5元/W左右;2007年到2018年,光伏度电成本累计下降约90%,光伏领跑基地最低中标电价已降低至0.31元/kW·h(青海格尔木),低于当地0.3247元/kW·h的脱硫煤标杆电价;全球陆上风电加权平均LCOE成本近35年下降了85%,由1983年的0.4美元/kW·h下降至2017年的0.06美元/kW·h。 近几年,为满足可再生能源产业与技术发展的需要,更好地实现可在生能源发电的安全可靠接入与运行,化学电池储能应用快速发展。储能技术的应用主要实现的功能可分为以下三个方面:发展用户侧储能,依托用电高峰低谷电价差和容量电价政策,实现用电移峰填谷;建设电网侧储能,满足区域电网调峰、调频、调压、应急响应和黑启动等应用需求,配合特高压直流运行,提高受端电网安全稳定水平;运用电源侧储能,实现风光储电源协调互补,提高风光发电效益,有助电网消纳,实现常规火电与储能协调运行,提高快速调节辅助服务能力。目前,储能技术应用主要面临着技术突破和的商业运营模式两方面问题,还需要进一步研究。 2.高比例电力电子装备电力系统 当前,我国大量的新能源发电系统、储能系统接入电网以及特高压直流输电的快速发展,大容量直流密集馈入,这些都导致电力电子装备的大量应用,且未来电力电子装备的应用比例会逐渐升高,电力系统的安全稳定运行将面临巨大的挑战。2010年以来,我国已先后投运13个±800 kV及以上特高压直流工程。截止2019年1月,在运±800 kV直流输电线路总长为21 885 km。 3.多能互补的综合能源电力系统 所谓多能互补的综合能源电力系统,包括源端基地和终端消费综合能源电力系统。 源端基地综合能源电力系统:水电、风电、太阳能发电和灵活煤电等能源基地和储能通过直流输电网实现多能互补向中东部输电;电力供热制冷、产业耗电,多种途径就地消纳;电解制氢、制甲烷就地利用或通过天然气管道东送。 终端消费综合能源电力系统:基于各类清洁能源满足用户多元需求的区域综合能源系统和清洁能源微网;主动配电网架构下直接面向各类用户的分布式能源加各类储能和新能源微电网;基于天然气和清洁电力的分布式冷热电联产系统,为终端用户提供各种所需的能源形式,不仅仅是电。 另一方面,氢能生产储运和应用技术,P2G技术(Power to Gas)可再生能源电力制氢、甲烷(CH4)和甲醇(CH3OH),也是当前研究的热点问题,如图5所示。 图5 P2G系统示意图 4.信息物理融合的智慧能源电力系统 通过学习和运用当前的信息通信技术、互联网技术和新一代人工智能技术,来审视和改造当前我国的电力系统,使之成为更为互联网化、更好地满足用户需求的智慧能源电力系统。 能源互联网的内涵与认知 1.从智能电网到能源互联网 智能电网是信息技术与物理电网高度集成的智能电力系统;能源互联网是互联网思维理念和技术与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的智能能源系统和能源产业发展新形态。总体上可以理解为:能源互联网=智能电网+多能互补→能源产业形态的“互联网化”,能源互联网是以智能电网为基础再发展、再扩展的,两者是一脉相承的。 2.能源互联网与能源物联网 用一个公式来概括,能源物联网=能源互联网+能源“万物互联”+数据驱动的智能化→支持能源系统更高水平的价值创造。能源互联网三个层级的基本框架如图6所示。 图6 能源互联网三个层级的基本框架 对于能源互联网核心目标的认识包括以下几个方面。 1)最大幅度提高能源综合利用效率。以电力为中心,多能源互联互通,提高一次和二次能源的综合利用效率。 2)最大限度开发利用可再生能源。互联网技术与智能电网为主干的能源网络深度融合,采用即插即用、能量路由器、大数据和云计算等技术,支持集中和分布式可再生能源的规模化系统接入。 3)为终端用户提供便捷可靠优质的综合能源服务。以用户为中心,催生能源服务的新业态和商业模式,拓展用户服务范围,提升服务水平。 4)推动技术装备产业发展。推动电力电子和微电子、储能及传感材料器件装备等新兴产业的发展。 以互联网思维审视传统电力系统 国家电网公司近期提出了建设“三型两网,世界一流”能源互联网企业的战略目标。 “三型”即枢纽型、平台型和共享型。枢纽型:体现了公司的产业属性,发挥电网的枢纽作用,保障能源安全可靠供应和清洁低碳发展;平台型:体现了公司的网络属性,搭建新平台,促进传统业务转型升级和新兴业务提速发展;共享型:体现了公司的社会属性,坚持共建共治共赢,发挥引领带动促进作用。 “两网”即坚强的智能电网和泛在电力物联网。坚强智能电网:提升资源配置能力和智能化水平,保障电力供应;泛在电力物联网:推动电力系统各个环节万物互联、人机交互,实现状态全面感知、信息高效处理,支撑管理创新、业务创新、业态创新和更高水平的价值创造,构成能源流、业务流、信息流三流合一的能源互联网。 1.传统电力系统的互联网特征 传统电力系统中各类一次能源发电和分散化布局的电源结构(骨干电源为主)通过大规模互联的输配电网络,连接千家万户使用,具有天然的网络化基本特征。此外,传统电力系统终端用户用电早已实现“即插即用”,具有典型的开放和分享的互联网特征。这是计算机信息系统多年奋斗才得以实现的理念(大规模科学计算用的网格计算、互联网和云计算)。 2.传统电力系统局限性 电力系统单一的电能生产、传输配送和使用的传统模式不能实现多能协同互补,以高效满足用户多种能源需求,综合能源服务能力和能源利用效率的提高受限;传统电力系统的用户服务目标单一,以用户为中心的服务理念和信息对称、双向互动的能力欠缺;传统电力系统的集中统一的管理、调度和控制系统不适应大量分布式新能源发电,及发电、用电与用能高效一体化系统接入等综合能源电力系统供需分散、系统扁平的发展趋势;传统电力系统集中模式的市场支持功能,不能适应分散化布局用户能源电力的市场化运作。 结束语 1)建设清洁低碳、安全高效的新一代能源系统,实现能源转型,是我国新一轮能源革命的核心目标。 2)大力开发利用可再生能源,形成以非化石能源为主的电源结构,构建新一代电力系统,是实现能源转型,建设新一代能源系统的主要途径。 3)以互联网思维理念和技术改造传统电力系统,建设能源互联网,是进一步发展智能电网、建设新一代能源和电力系统的关键步骤。 (本文根据中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
2019年年初,国家电网有限公司提出建设泛在电力物联网,这一概念一度成为行业的焦点话题,可以说,泛在电力物联网是2019年整个电力行业的一件大事,将原来的电力发展方向进行了重新定位,给电气制造行业带来了新的产业链的变化。泛在电力物联网助力电网企业寻找新的业务增长点,是深化国有企业改革的重要举措。 北京北开电气股份有限公司副总经理高寒 推动泛在电力物联网建设,会颠覆整个电力行业的传统生态。泛在电力物联网通过现代网络技术,将电力系统各环节的信息包括人和物的信息连接起来,利用数据共享和大数据分析等先进手段,实现电网与人机状态信息全面感知、人机交互便捷灵活高效、电网运维高度数据化和智能化。 作为有着67年历史的国有开关制造企业,北开电气副总经理高寒表示:“我们是为电网服务的企业,要确保给电网和电力客户提供的产品满足和适应电网提出的要求,从产品本身的智能和互联,包括产品和客户之间的探测感知和安全可靠的把握都需要在技术设计上满足和国家电网提出的政策方向一致性的要求”。 泛在电力物联网也是能源互联网一个重要的方面,泛在物联网做好后,有利于能源互联网的建设,也可以为国家互联网转型带来深远的影响。而且对于电力行业来说,会使能源行业和电网行业进行积极的交互,使国网这个大的电网平台和电力客户之间实现多维的互动,这给电网企业方向的改变带来了很大的影响。对于企业来说,将产品向可靠性、智能互联、产品运行的探测和感知方向进行研发和设计,对客户新的需求进行解读,在泛在电力物联网方向上研究新的产品路线,在企业战略上也带来新的影响。 在谈及可靠性方面,高总介绍说:“安全可靠性是第一位的因素,系统的安全要有产品的安全可靠性做基础,只有产品可靠性提高了,电网才是安全的,运行才是安全的,系统才是安全的。产品的可靠性是从研发端到整个生产制造过程到品质控制过程都是按照零缺陷进行管理的,产品控制过程中质量的控制和技术研发的投入都是提高产品可靠性的重要基础”。 泛在电力物联网体现了以客户为中心的思维方式的转变。虽然短时间内泛在电力物联网很难带来重大改变,但从长远来看,它与能源互联网、智慧能源等新技术的结合,将极大地提升电网运维水平,提高能源利用效率,泛在电力物联网都有可能发挥积极作用。...
伴随“工业4.0”、智能制造的热潮在全球范围内的逐步推进,作为制造业大国,中国众多相关企业也正在积极探索适合自身业务特点的智能化升级之路。倍福中国在执行董事、总经理梁力强先生的带领下,积极响应国家智能制造发展战略,始终致力于自动化技术与IT技术的完美融合,成为践行工业4.0核心理念的先驱者。 德国倍福自动化有限公司中国区总经理梁力强 梁总介绍说:“智能制造技术是自动化技术融合了工业互联网、大数据和人工智能,这些结合起来构成了智能制造的基础。要实现智能化首先需要数字化,就自动化行业来讲,数字化的工作一直在做,比如倍福推出的现场总线模块把模拟信号转成数字信号,实际上是数字化的一部分。” 为什么要实施智能制造?智能制造会给企业带来什么好处?这是自动化行业的从业者需要想清楚的一个问题。如果泛泛地搞智能制造的形象工程显然是不够的,应该通过智能制造来解决企业的实际问题,同时帮助企业提高竞争力。因此,智能制造给整个自动化行业提出了挑战。 梁总提到,“智能制造可以有效缩短产品研制的周期,降低运营成本,提高生产效率,提升产品质量,降低能源和资源的消耗,这为发展智能制造技术指明了方向,对于自动化企业来说,也是我们努力的方向。” 当今的自动化技术除了设备生产线按编好的程序自动执行指令外,智能制造还对自动化技术提出了更高的要求,比如状态监测、运行维护、测量测控、图形化处理、机器人协同控制和人工智能等都可以通过新的自动化技术来实现。自动化新技术是融合了当今科技成果的先进技术,倍福有很多这方面的产品和解决方案,可以帮助企业提质增效。 梁总最后总结说,“我认为,国内很多企业,尤其是中小型企业还需要补‘工业3.0’的课,即从自动化、数字化和信息化做起,以问题为导向,对现有工厂进行持续改造升级,这是一条经济有效的路径。智能制造也给倍福提出了挑战,但我们有能力应对这个挑战,在这个压力下,倍福可以开发出更多的新产品和新技术,给企业创造效益,帮助企业提高竞争能力。”...
在电气时代杂志社4月25日举办的第十五届“中国电气工业发展高峰论坛”上,受邀出席的原机械工业部副部长陆燕荪为大家重点分析了中国电气工业发展的现状、问题和思考。在国家强调高质量发展的大背景下,陆部长就国家电网公司提出的“三型两网打造世界一流智能电网”新战略,结合中国电气工业发展的现状和特点,对电气装备制造企业的产品质量和企业发展方向提出了明确指导意见。 国家制造强国建设战略咨询委员会委员、原机械工业部副部长、中国电器工业协会终身名誉会长陆燕荪 第一,发展战略要转型。2019年,国网公司提出了三型两网战略,在原来能源互联网战略基础上做了进一步补充。三型两网是通过坚强智能电网和泛在电力物联网两个手段,实现枢纽型、平台型、共享型这一目标。在前几届论坛上陆部长曾多次强调:“乡村建设的电气化,是我们走向小康社会目标不可逾越的进程。我曾经提过,列宁说‘苏维埃政权加电气化就是共产主义’,我认为以习近平为核心的党中央的领导加上电气化,就是我们2025年实现小康社会的奋斗目标。现在我们具备一个有利的条件,就是配电网是三型两网建设的主战场,需求侧提供了广阔的应用市场。供应侧企业的整体经营战略要向这方面转型并做好相关工作,包括相关行业媒体,都要为实现小康社会这个大目标来更好地满足需求侧发展的要求。”面对国网公司新提出并且在行业引起热议的“泛在电力物联网”话题,陆部长也给出了他的理解:“我理解物联网是一种实现的方式,物联网的发展必然会带动一些产品的发展,物联网的信息传输是物对物,同时传感器和芯片是产业安全的一个重要环节。随着时代的渐进和市场的变化,电气装备企业要满足需求侧的需要,理解三型两网发展战略的新变化,从而实现产品和企业战略转型。” 第二,要向榜样尤其是隐形冠军企业多学习,多交流,共同发展。“德国的菲尼克斯,厦门的宏发股份,宁夏的共享集团,我们不仅要学习他们在管理方面的经验,还要学习先进的数字化工厂的建设和运营。”陆部长不仅举出具体的隐形冠军企业发展案例,同时表示:“我们现在薄弱的是某些关键环节还受制于人,整个产业链还不是很完整。我们不能盲目的奢谈智能制造,而是要把‘工业1.0、2.0、3.0’的基础工作做扎实,并且要做出我们自己的特色。” 陆部长认为,对于国家提出的高质量发展战略,电气装备制造企业需要坚守初心,以做好产品质量的可靠性为前提,而不是过度追逐行业热词和概念。质量可靠,安全性提高,是实现高质量发展最基础的工作。 第三,产业链要协调发展,并能经得起考验。“我们不怕外国人对我们的封锁,响应习近平主席提倡的:我们不能受制于人啊。要想使中国的电气产业真正强大起来,做到满足国家发展的需要,夯实前进道路的基础,这份责任在我们每一个企业身上。”陆部长对电气装备企业的建议说的语重心长,“我建议大家学习国网公司的《泛载物联网建设的大纲》,需求侧的进步和改变,供给侧要如何去适应它?现在强调供给侧的结构性改革,要满足需求侧改革的需要。高质量发展的重点在每个行业是不一样的,高质量发展的创新、协调、绿色、开放、共享几条原则中,我认为在电气领域最重要的一条就是协调发展,包括需求侧、供给侧之间的协调;供给侧之间,企业之间,行业之间,产业链之间的协调发展。产业发展需要政府给予指导和支持,行业的龙头企业、大企业也要反馈给政府在自己产业链里需要进行怎样的协调发展,从而壮大产业综合实力,这是振兴中国电气行业的关键。” 从大背景的解读,到企业的发展,直至全产业链的完善,陆部长始终强调回归制造本质,脚踏实地,同时强调对于无处不在的电力应用,安全运行是重中之重。从国家战略角度,陆部长表示:“认真贯彻党的十九大精神,实现乡村建设战略,电力要走在前面,而电力先行现在要应用物联网来实现现代化的目标,让中国14亿人真正拥有获得感、幸福感、安全感,我们需要继续努力发展。” (本文根据原机械工业部副部长陆燕荪在2019年中国电气工业发展高峰论坛上的发言整理)...
“互联网+”时代的到来,众多企业都在寻求自己的转型之路,企业在发展的过程中,不仅要保持自己在行业中的竞争优势,还要抓创新、谋创新,坚定不移走创新驱动发展之路。 平高集团有限公司配网技术中心王海燕 近年来,平高集团紧抓市场发展机遇,密切跟踪电气领域前瞻技术,积极开展环保气体应用技术、直流配电网、电动机驱动技术和大容量真空开断等关键技术和产品研究,同时拓展公司在新能源、储能等新领域技术的研究,提升企业核心竞争力。 随着产业结构的变革,电力市场需求特征也在发生着本质性的转型,差异化的发展不仅是企业发展的基本要求,同时也是企业长期战略谋划和未来发展的必经之路。在企业差异化发展方面,平高集团配网技术中心王海燕说:“差异化发展是平高集团实现飞跃发展之必然选择,探索新发展方向、持续保持公司在开关制造、绿色环保和智能制造等方面的核心优势,并通过产品持续创新和服务改制来获取更大的竞争优势和利润空间,创造需求、突破竞争,努力为用户提供一流的产品和全新的服务体验。” 传统企业在智能制造转型升级的过程中,不仅有机遇,同时也面临巨大的挑战。王海燕说:“如何将一个规模化的大公司发展成为一个制造强企,是平高集团需要面临的挑战,同时也是公司提高产品质量、激活自主创新能力以及推动产业快速发展的一个机遇。”平高集团一方面致力于自主创新,一方面重点突破核心零部件自主制造。目前在高压开关方面已具备明显的技术优势。在配网领域,天津产业基地是平高集团战略布局当中一个非常重要的环节,其目标定位是作为智能、环保和节能的高端配电设备生产制造基地。 国内有2 000多家开关制造企业参与竞争,谈到如何在激烈的竞争中取得一席之地时,王海燕说:“平高集团要走的是高端化产品路线,直流断路器和真空发电机出口断路器在相关应用领域一直都是被国外公司所垄断,在这些高端产品的研发上,我们也进行了精心布局并取得了一定的成绩,这是公司差异化发展的基本思路及策略。”无论是智能制造还是多元化发展,不管是产品还是服务,平高集团都做了全面的布局。同时,平高集团以天津产业基地为试点,加快战略部署智能制造,培育企业发展新动能。通过智能制造可以大规模地推动产业快速发展,但产业规模化发展会造成产能过剩,从而带来更加激烈的竞争。为了维持生存,部分企业会为了市场而牺牲产品质量,给电力系统安全可靠稳定运行造成严重影响。只有既注重产品技术的创新,同时提升产品质量、保障产品可靠性运行,才是智能制造在制造业应用的目标。 下一步,平高集团将坚持高端引领,发挥协同优势,深耕细作,不断做强做优开关装备制造,为电网建设提供坚强保障。...
北京英博电气股份有限公司(简称“英博电气”)成立于2004年,十余年来,在行业内深耕细作,依托领先的核心技术、良好的产品质量及优异的服务口碑,已然成为“中国最专业的电能质量系统解决方案”提供商。本刊记者有幸采访了魏岱学总经理,与他共同探讨英博电气的成功之道和未来发展。 北京英博电气股份有限公司电能质量事业部总经理魏岱学 从我国电气工业的转型,到目前的高质量发展,行业也在不断的变革之中,英博电气如何调整自己以适应行业的发展?魏总介绍了三大战略。首先在行业选择上紧跟国家步伐。我国是一个制造大国,但并不是制造强国,所以国家提出了分三步走的“中国制造2025”,优先选择了10大重点领域作为中国制造的突破口。英博电气也围绕这10个领域做自己的研发投入和资源投入,包括通信、5G、人工智能、电力装备以及包含储能的新能源等,在行业的储备和发力上,也是以这10个领域为中心,并精耕细作其最核心的电能质量与储能业务。其次是人才战略。人力资源是公司发展的核心资源,英博电气从成立至今一直以人力发展为主,目前已经有包括种子班在内的几个层次的训练营,从精英到骨干,再到继任计划,选拔公司未来发展的核心力量,完善的培训体系和优秀的一对一的导师团队,使每一个人都有广阔的发展空间。英博电气认为组织能力要优先于业务的发展。第三方面是企业文化层面,英博电气坚持务实诚信、进取创新、协同分享、共担共赢的企业价值观,不但成就公司的发展,同时也成就个人的发展,以及合作伙伴的共同发展。魏总补充说,要保持发展,还是要从人才、技术创新和效率这些方面来提升自己。 针对差异化竞争,魏总总结就是以客户需求为导向,深刻理解客户的需求。英博电气核心业务的主要方向,就是在电能质量和储能,实际上就是电力电子技术平台的应用科学领域,围绕比较重要的领域,包括数据中心、轨道交通、配电网和半导体等,这些行业不同的客户有不同的应用场景,英博电气根据客户的应用场景,与客户共同做产品的研发和定型,保证做出的产品是客户真正需要的。另一方面,英博电气还根据核心客户现在的需求,以及预测到的未来需求,做产品的优化,包括性能的优化和成本的优化等,例如混合滤波就是英博电气最早提出来的。这样既能解决客户的痛点,又能降低其投资预算,形成双赢局面。 传统电力装备制造业近年的发展主要得益于我国的高速发展,但是经济发展进入新常态以后,所有的企业又到了一个新的起跑点。魏总介绍,比如现在的热点智能制造,面临的机遇就是从客户端引导出来的需求倒逼企业二次发展。对所有企业来说,从客户端需求出发,挖掘自己的存量市场,把自己的生产设备、生产流程和生产工艺进行信息化和数字化升级,让客户得到更好的体验,同时实现自身的破茧重生。...
2019年成立60周年的中国西电集团有限公司(以下简称“中国西电集团”),是以我国“一五”计划期间156项重点建设工程中的5个项目为基础发展形成的大型输变电成套制造企业,是国务院国有资产监督管理委员会监管的我国输配电行业中的一家大型中央企业。经过不懈的努力,中国西电集团现已发展成为我国输配电设备领域产品电压等级最高、产品品种最全、自主开发能力最强、测试技术和制造水平最先进的企业集团,已成为代表中国参与全球输变电市场竞争的重要力量。 中国西电电气股份有限公司总经理助理朱安珂 中国西电集团紧跟时代步伐,积极响应国家提出的高质量发展的要求,提出了打造成为世界一流的智慧电气系统解决方案服务商的发展目标。中国西电集团以市场为导向,按照制造型、服务型的企业发展定位和发展主线,通过智能化制造、打造智能化产品、形成智慧电气系统解决方案的能力,不断朝着战略目标迈进。作为国家鼓励发展的制造型企业,中国西电充分发挥积累了60多年的制造优势,在产业链和价值链的中高端深挖,进一步提升企业的核心竞争力;积极拓展产品运维服务、工程成套技术、海外市场拓展以及技术服务和科研检测等业务,向现代服务业领域进军。 国家制造强国战略和“中国制造2025”的主攻方向是智能制造。传统的制造企业如何实现智能制造,朱安珂先生认为,要根据各自的实际情况和发展的阶段来制定具体实施路径,补短板、强基础是重点,有目标、有计划、有步骤的逐步推进。对于中国西电集团,“十二五”期间重点抓两化融化,“十三五”前期全面抓精益管理,在这两个牢靠的基础上开展智能制造和数字化工厂建设,循序渐进。如今,中国西电集团根据依据产业特点和企业特点,从设计的模块化、制造过程的自动化和信息化结合方面着手,建成了一套数字平台系统,实现了制造生产环境的信息化与数字化。同时,中国西电集团还积极地参与到国家的智能制造试点示范项目中,根据自己的经验形成了标准化的创新模式,成为可以在全行业推广的范本。对外,中国西电集团正逐步向用户端延伸,加快制造业向服务化的转型。今后,中国配电输出给用户的不仅有产品,还有数字化的信息、数字化的服务以及数字化的管理系统。 朱安珂先生说:“我认为,国网提出的‘三型两网’其核心是泛在电力物联网。作为电力设备制造商,如何去拥抱、投身到泛在电力物联网的建设中去,首先是实现一次设备的智能化,实现在线的设备监测和信息传输;第二,实现信息数据的共享,这是电力设备制造商实现业务延伸,为用户提供增值服务的关键;第三,泛在电力物联网不仅仅是一个技术概念,更是一场从理念到技术、管理的彻底变革,其中蕴含着巨大的商机,在微电网的运营或维护方面有着很大的市场空间,对于中国西电集团这样的输变电制造企业来讲,这将是一个全新的业务支撑点。事实上,中国西电集团已经在这方面做出了不少实践,并取得了很好的成效。” 中国西电集团正积极地投身到我国电力工业的转型升级过程中,继往开来,积极进取,谱写行业发展新篇章。...
  国家电气论坛暨第15届中国电气工业发展高峰论坛现场  2019年4月25日,由机工传媒·电气时代杂志社主办,中国机械工业联合会、机械工业信息研究院、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所为指导单位,中国电器工业协会、中国电力科学研究院为协办单位,以“智无限·创未来”为主题的机工传媒·国家电气论坛暨第15届中国电气工业发展高峰论坛在北京隆重举行。  机械工业信息研究院院长李奇  中国电气工业发展高峰论坛成功举办了十五年,已成为深植中国、服务行业,广受好评的电气领域行业盛会。本届论坛受到各级领导、行业专家及社会各界人士的高度关注。此次,出席论坛的领导和嘉宾有:国家制造强国建设战略咨询委员会委员、原机械工业部副部长、中国电器工业协会终身名誉会长陆燕荪;中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信;国家能源局监管总监李冶;机械工业信息研究院院长李奇;机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松;上海工业自动化仪表研究院有限公司董事长徐洪海;机械工业信息研究院党委副书记周宝东;国网能源研究院副总经济师、经济与能源供需研究所所长单葆国;中国电器工业协会副秘书长、机械工业北京电工技术经济研究所副所长王琨;白云电气集团有限公司董事长胡德良;菲尼克斯电气中国公司副总裁杨斌;石家庄科林电气股份有限公司副总裁王永;常熟开关制造有限公司常务副总经理、总工程师管瑞良等。论坛由机工传媒·电气时代杂志社常务副社长宗颖主持。  国家制造强国建设战略咨询委员会委员、原机械工业部副部长、  中国电器工业协会终身名誉会长陆燕荪  中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信  国家能源局监管总监李冶  机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松  以智能制造驱动产业变革,以创新技术引领行业发展。第15届中国电气工业发展高峰论坛从当前行业热点话题切入,深刻解读了“智能制造”给电气产业带来的积极影响和实践思考,探讨企业产品创新、技术应用的落地解决方案,推动电气产业从高速发展向高质量发展的转型升级,携手创造美好未来。来自国家电网、中国科学院等部门的相关领导、专家,相关行业组织(协会、学会)的领导和代表,科研院所、咨询公司、设计院所及各大高校的专家和代表,以及电气领域国内外知名企业和获奖企业代表逾350人共聚一堂,共飨电气领域行业盛宴。此外,本届论坛还进行了全程在线直播,近万名场外观众收看了论坛直播,并与场内嘉宾和观众进行了热烈的互动。  机械工业信息研究院党委副书记周宝东  论坛由机工传媒·电气时代杂志社常务副社长宗颖主持  解构热点,会议内容精准定位电气产业高质量发展“立足点”  随着中国工业转型升级的不断深化,中国电气工业面临着质量提升、效率升级、降本降耗等诸多现实问题。《中国制造2025》提出以智能制造为核心的强国战略,不仅为电气企业的创新发展指明了方向,更让电气产业再次站到了转型升级、创新驱动的风口上。智能领域涌现的一些颠覆性技术创新,正在创造新产业新业态,信息技术、制造技术、新材料技术和新能源技术广泛渗透到各个领域,带动了以绿色、智能、融合为特征的群体性重大技术变革。其中,以大数据、云计算、人工智能和虚拟现实等为代表的新一代信息通信技术与制造技术融合持续深入,给生产方式和发展模式带来了巨大变革。在电气领域,从生产过程到电气产品迭代升级,智能化都扮演着重要的角色。电气产品的集成化、数字化、模块化、微型化、定制化、可识别,成为了电气产业未来发展的重要标识。而在5G时代即将来临之时,电气厂商对产品的更新和融入速度还在不断加快。  机械工业信息研究院院长李奇在致辞中阐述了当前中国电气工业面临的问题,表达了助力行业发展的迫切愿望,同时肯定了电气时代杂志社为助力行业发展所做的工作。他提出,“中国电气工业高质量发展,解决质量提升、效率提升、降本降耗等现实问题,首先要从中国电气装备制造业等产业支撑体系入手。”  在上午的主论坛,重磅嘉宾发表主题演讲:中国工业领域泰斗级人物陆燕荪部长发表的主题演讲,解读了新时代下中国电气工业的发展机遇及企业的责任和使命;中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信发表了“以互联网思维审视和改变传统电力系统”的主题演讲,为电力系统的未来指明了方向;国家能源局监管总监李冶的演讲主题是“我国能源转型面临的机遇与挑战”,从能源转型的变化中梳理出电气产业的未来走势;机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松针对目前炙手可热的“智能”话题,带来了“智能制造‘制造’为本”的主题演讲。同时,来自企业的代表——白云电气集团有限公司董事长胡德良和菲尼克斯电气中国公司副总裁杨斌分别与大家分享了“电力装备制造企业的数字化重塑探索”和“I4.0/智能制造——数字化引领下的产业变革”两个行业热点主题。  白云电气集团有限公司董事长胡德良  菲尼克斯电气中国公司副总裁杨斌        把脉行业,聚焦产业发展“着眼点”  为了更贴近观众的需求,切实解决行业的痛点,本届论坛还特别设立了两个分论坛,供参会观众选择,主题分别是“供配电系统的智能与节能”和“电气制造与工业互联”。  “供配电系统的智能与节能”分论坛由机械工业信息研究院党委副书记周宝东主持。围绕主题,国网能源研究院副总经济师、经济与能源供需研究所所长单葆国发表了题为“泛在电力物联网发展前景”的演讲;常熟开关制造有限公司常务副总经理、总工程师管瑞良的演讲主题是“智能1+1”;COMSOL中国技术总监王刚博士的演讲主题是“多物理场仿真在电力行业中的应用”;德力西电气战略市场部产品经理苏国华的演讲主题是“低压配电产品及AFDD弧保护断路器应用”;MR中国变压器组件业务销售总监任佳的演讲主题是“能源互联网时代的智能变压器组件”。  国网能源研究院副总经济师、经济与能源供需研究所所长单葆国  常熟开关制造有限公司常务副总经理、总工程师管瑞良  COMSOL中国技术总监王刚博士  德力西电气战略市场部产品经理苏国华  MR中国变压器组件业务销售总监任佳  “电气制造与工业互联”分论坛由中国电器工业协会副秘书长、机械工业北京电工技术经济研究所副所长王琨主持,他还发表了题为“顺应‘三型两网’发展需求的电器工业高质量发展途径”的演讲。企业代表中,上海工业自动化仪表研究院有限公司董事长徐洪海的演讲主题是“电力装备行业智能制造发展趋势与实践”;石家庄科林电气股份有限公司研究院副院长常生强的演讲主题是“智慧园区能源物联网发展模式”;阿里云工业互联网行业经理韦志平的演讲主题是“工业互联网助力企业数字化转型”;易盼软件(上海)有限公司大中华区战略市场总监张俊的演讲主题是“数字孪生与机电一体化系统工程”。  中国电器工业协会副秘书长、机械工业北京电工技术经济研究所副所长王琨  上海工业自动化仪表研究院有限公司董事长徐洪海  石家庄科林电气股份有限公司研究院副院长常生强  阿里云工业互联网行业经理韦志平  易盼软件(上海)有限公司大中华区战略市场总监张俊  本次论坛还设立了高端对话环节,由电气时代杂志社常务副社长宗颖主持,参与对话的嘉宾有:原机械工业部副部长陆燕荪、上海工业自动化仪表研究院有限公司董事长徐洪海、白云电气集团有限公司董事长胡德良、菲尼克斯电气中国公司副总裁杨斌、中国电器工业协会副秘书长王琨。众位嘉宾就“响应‘三型两网’,推动电气工业高质量发展”的主题展开讨论,官方权威解读、企业真实反馈、用户端最迫切的需求通过这一环节融会贯通,现场观众都表示获益匪浅。  与会观众纷纷表示,在短短的一天当中就能有这么丰富的内容,确实不虚此行。  继往开来,为持续解决行业发展“关键点”和“突破点”作注  论坛期间,备受关注的第19届中国电气工业100强研究结果正式发布。中国电气工业100强研究报告立足中国电气装备制造业,以转变发展方式为出发点,以客观调查、独立研究的力量,不断提升在形势与分析、战略与对策、企业与产品、管理与组织等多个方面的价值和功能,是研究中国电气装备制造业与中国电力、电网工业和基础设施四大领域协调发展的重要参考。研究过程公正权威,旨在全面反映中国电气工业发展现状的《中国电气工业100强研究报告》也已成为中国电气工业发展的年度盘点和参考坐标,深受业内企业的重视和认可。  电气时代杂志社《电气应用》编辑部主任史海疆为大家解读报告之后,上榜企业代表登上主席台领奖,并与颁奖嘉宾合影留念。最后,“电气工业杰出人物”、“电气工业领军企业”、“电气工业创新产品”三项大奖也隆重揭晓。当前,结合科技创新出现新态势,技术融合呈现新特征,制造方式发生新变化,在产业发展孕育新形势的大背景下,如何突破增长速度换挡,结构调整阵痛,前期刺激政策消化的叠加影响,下大力气着力解决价值取向、发展战略及内生动力等问题,引领和持续深入研究电气及相关产业的中坚力量,是中国电气行业发展的落脚点和有力抓手。长期以来,中国电气工业特别是100强的上榜企业和优秀带头人的开拓创新、奋发有为,引领了电气行业的发展。  电气时代杂志社作为能源、电力领域的品牌媒体,2019年也进入到全新变革时期,将运用新的传播手段,新的发展思路,更多的资源整合,全面服务中国电气工业。围绕“智能制造、高质量发展、中国制造2025”等主题,力求在实施创新驱动发展战略、在以全球视野谋划和推动创新过程中,凝聚专家建议、用户需求和行业智慧,为不断探索、总结和推广中国电气工业转型升级的新思路、新经验和新方法贡献力量。  颁奖典礼现场  “2019中国电气工业领军企业”(排名不分先后)  常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂)  北京四方继保自动化股份有限公司  北京ABB电气传动系统有限公司  菲尼克斯(中国)投资有限公司  德力西电气有限公司  南京国电南自自动化有限公司  广州白云电器设备股份有限公司  浙江天正电气股份有限公司  西门子股份公司  河南平高电气股份有限公司  “2019中国电气工业杰出人物” (排名不分先后)  魏德米勒电联接有限公司-亚洲区执行副总裁赵鸿钧  菲尼克斯(中国)投资有限公司-总裁顾建党  研华科技-工业物联网事业群中国区总经理蔡奇男  德国倍福自动化有限公司-中国执行董事、总经理梁力强  河南森源集团有限公司-副总裁曹宏  德国EPLAN软件及服务公司-大中华区总裁覃政  北京英博电气股份有限公司-英博电气事业部总经理魏岱学  贝加莱工业自动化(中国)有限公司-大中华区总裁肖维荣  北京双杰电气股份有限公司-董事长赵志宏  “2019中国电气工业创新产品” (排名不分先后)  企业名称   产品名称   常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂)   CM5(Z)系列塑料外壳式断路器  南京南瑞继保电气有限公司  PCS-8100直流配电网成套设备  上海海得控制系统股份有限公司  H&i Server海啸系列容错服务器  北京东土科技股份有限公司  高性能高度集成控制平台  COMSOL中国  COMSOL多物理场仿真软件  菲尼克斯(中国)投资有限公司  PLCnext Technology  三菱电机自动化(中国)有限公司  工业用PC MELIPC  史陶比尔(杭州)精密机械电子有限公司    QCC快速充电连接器  德力西电气有限公司  自复式过欠压保护器  维谛技术有限公司(Vertiv)  Vertiv Liebert®ITA2全新一代小功率UPS  易福门电子有限公司  MVQ智能阀门传感器  易盼软件上海有限公司  EPLAN Harness proD  北京和利时系统工程有限公司  高铁自动驾驶系统  上海良信电器股份有限公司  万能式断路器-NDW3  北京英博电气股份有限公司  INPPCS变流器  石家庄科林电气股份有限公司  互联网+智慧园区能源管控平台  北京ABB四方电力系统有限公司  高压直流换流阀  广州白云电器设备股份有限公司  基于大数据的城市轨道交通供电系统全寿命周期管理系统  威图电子机械技术(上海)有限公司  IoT通讯模块  上海友邦电气(集团)股份有限公司  UJ6系列快插式接线端子  西门子股份公司  开放式物联网操作系统MindSphere  开德贸易(上海)有限公司(MR中国)  ETOS® 嵌入式变压器操作系统  厦门ABB高压开关有限公司  1000千伏GIL气体绝缘金属封闭输电线路  西安ABB电力电容器有限公司  新一代有源滤波变流器平台  台达集团  高速变频器C2000-HS系列    2019年中国电气工业100强排行榜 ...
罗克韦尔自动化电力&水行业销售经理匡晓川 智能制造是通向数字化转型的必由之路。互联智能设备为实现过程可视化带来了新的可能。数据和分析有助于更快速地制定更明智的决策。无缝连接可将协作推向新的水平。互联企业让这一切变为可能,它可将工厂级和企业级网络相互融合,并且将人员、过程和技术安全地连接起来。 罗克韦尔自动化2017年11月在北美的自动化博览会上发布了最新的基于人工智能机器学习的大数据分析平台,FactoryTalkAnalyticsPlatform,2018年1月开始在中国推广,目前在跟国内的一些领先的行业的公司在合作,重点在食品、饮料、制药、汽车轮胎、基础设施、以及传统的像冶金、矿山这块来做拓展。结合中国的实际情况,罗克韦尔自动化帮用户从最初的基础自动化,到中间的MES以及上层的大数据、云技术的管理,同时跟一些相关的协会,以及NGO的组织,利用上述一些技术用在传统的节能、能源管理方面。罗克韦尔自动化正通过全球的资源来为客户提供好的产品和服务。为达成目标,还和集成商或原始设备制造商等客户及终端用户进行合作,也会投资其他行业伙伴来帮助其加快在中国的发展。 目前对罗克韦尔自动化来说,在中国的客户里面,现在在谈的全是基于行业的大数据的解决方案,以及一些生产管理系统。罗克韦尔自动化的产品非常契合现在的发展趋势,因为从最底层的感知原件,罗克韦尔自动化在中国市场都推智能型的。所以对于罗克韦尔自动化来说,中国的发展为其提供了很多的机会,包括感知层,到中间的信息处理,到控制的优化,再到上层的私有云或者混合云的技术,再结合大数据分析的平台,以及一些工业的平台软件、实时数据库,和基于移动终端,移动化、可视化的要求,客户端以及虚拟化的解决方案,同时公司采用收购手段,收购了很多,这几年比较大的收购都是在工业互联以及大数据、云计算、人工智能方面,相信这些收购会使后面的产品解决方案能够给用户带来更多。(编辑整理/朱金凤)...
  长园深瑞继保自动化有限公司副总经理丁晓松 长园深瑞继保自动化有限公司作为专业的电力系统自动化和智能化知名品牌,一直致力于全球能源技术创新与优质服务。1994年由中国电力部电力自动化研究所元件保护与变电站综合自动化研究室改制成立。丁总表示,目前,长园深瑞的业务已经覆盖全球60多个国家,在国内,长园深瑞是国家电网、南方电网及各大能源公司的主要合作伙伴。通过不断技术创新,长园深瑞已经形成了一系列拥有自主知识产权和历经时间检验的电力系统自动化技术体系,赢得了市场和客户的高度认可。近年来,国际能源形势日趋紧张,新能源技术持续发展,长园深瑞通过在新能源领域内的精耕细作,取得了令人瞩目的成就和长足的发展。目前,长园深瑞已经多次参与电动汽车充电设施行业标准的制定,并在国家电网、南方电网等高端客户市场中标份额领先,其新能源领域技术与集成服务经过快速发展,累计服务装机容量已超过50GW。丁总表示,长园深瑞整合全球资源,已形成电力系统全产业链布局,并对战略结构进行延展和优化,为用户提供电力行业二次设备和系统集成解决方案以及一体化工程项目服务。同时长园深瑞目前还在深入海外市场布局,现已成功参与多项国际重点项目及“一带一路战略重点工程”。(编辑整理/刘群垚)...
北京博电新力电气股份有限公司董事长陈卫 陈卫董事长认为,在中国制造2025的大背景下,检测及监测技术对于实现智能制造非常重要。像数字化工厂、产品全生命周期的管理等,以及“再电气化”以后,电气化设备在未来所有的设备里面占的比重会越来越大,电气试验也会越来越重要,这为北京博电打开了发展的一扇窗,公司在研多款产品,致力于将电气检测和监测技术更完美的融入智能制造体系里面。 博电携手美国国家仪器公司(NI),推出基于NIPXI和博电模块化功率测试平台研发的电动汽车测试系统,通过功率模块可以轻松、高效的搭建各种功率等级的硬件在环仿真系统。博电四项限功率仿真放大器可进行数字化变电站整站仿真、舰船仿真和多电飞机仿真试验,大大提高了设计的水平,便于查找设计中出现的缺陷和错误。 大数据和深度学习是电网发展重点关注的方向。检测设备是智能检测数据终端,积累检测数据,为未来整个产品生命周期的服务打下基础。博电电气和百度联合推出的充电桩智能运维新方案,博电搭建了多种运维模型,包括设备监测,故障诊断,到预测性维保。该方案通过对系统产生的数据进行学习,实现故障提前预警,减少电网设备运维成本,提升电网运行效率。 陈卫表示,随着新能源、新材料、智能制造和电动汽车等战略性新兴产业蓬勃发展,博电电气将不断满足全球能源互联网建设对电力检测设备的需求,成为世界一流的电气检测方案、设备和服务提供商。(编辑整理/白文亭)...
  德力西电气有限公司产品研发部配电产品线总监王砚波 作为中国低压电气行业的大型合资企业,“德力西”品牌已经成为家喻户晓的中国品牌,德力西电气也成为了一家杰出的针对低压配电以及工业自动化领域全面解决方案的供应商,产品广泛应用于电力、能源、建筑、工业、基础设施、冶金和航天等行业的各项重点工程。以全系列高质量的产品和卓越的服务助力中国经济腾飞。 领军2020——“新.智.能” 从2014年6月开始德力西电气引领了国内低压电气行业,率先推出了全系列、全类别的低压电气升级换代产品——“领航者系列”的产品线。从这个产品线成功推向市场之日起,德力西就在思考新的发展方向,下一步产品开发应该向何处进发。于是在2017年初德力西电气研发系统提出了领军2020——新.智.能的发展口号。 什么是新智能?“新”代表着新的跨越式的通用设计平台,“智”代表着电子化、智能化产品的开发方向,而“能”则代表着与国家新能源政策配套用电、配电设备。德力西的目标就是要领军2020,加速智能电网配套元器件的开发和升级。在低压配电元器件层面全面融入智能电网。当然这一切都离不开智能电网的开发和建设。 广义的智能电网 当我们把用电的时间,用电的节点设备,用电需求及系统进行管理之后,电就变得聪明了。在需要的时间,需要的地点,起到关键的作用。从传统的发电设备到分布式电源,智能化的配电系统、电能质量管理系统,到储能设备和智能用电,人类的智慧让我们把电的能量管理进一步进化到了能源效率的管理中去。而这所有的一切都离不开最基础的低压元器件。 所谓的智能电网不仅仅是我们想到的智能配电系统,智能发电、智能输变电、智能用电到智能调度,所有的这些范围内的发电、输电、配电和用电设备都可以是智能电网的组成部分。包括了光伏发电、风力发电设备、智能配电系统、电能质量管理系统、充电站、充电桩以及智能楼宇、智能家居等,广义上这些都属于智能电网。 如果把智能电网的层级进行分类,可以从智能控制的可实现层面进行分级:物理层包含了电力元器件、发电以及用电设备,实现数据采集;通信协议层通过规定的通信协议(常用的Modbus、Profibus)实现信息统一的传输和读取,最终由终端管理层在软件支持下实现电能的监测、调度和管理。也可以把智能电网从应用服务提供商的角度来分级,划分为元器件层、子系统层、系统解决方案的提供层。对于德力西电气来说,更关注的是元器件层级对于智能电网的未来发展的助力。 低压元器件 德力西电气在2017年底推出了适合远程通信的电子式塑壳断路器。谈到智能电网大家都会谈远程通信控制。谈到远程通信控制就要说说遥测、遥信、遥控、遥调的概念。实现远程四遥,其实就是在普通的电子式塑壳断路器的基础上通过增加支持Modbus通信协议的通信模块以及相关的操作机构和传感附件。对用电现场的电参数,断路器的保护状态进行记录和传输。当然,还有人提出第五遥,遥视的概念,也就是在用电现场通过视频设备联接到主控制室的方式进行现场的实时监控。当作为智能电网的元器件有了这些基础的数据收集以及传输的功能,智能电网也就自然应运而生了。 当然,除了远程控制功能,在智能通信的平台上,HMI现场的人机界面也非常的重要。传统意义上的HMI大都会使用柜门显示单元去实现。换一个角度去思考,大多数人都在使用智能手机,手机的显示屏其实就是一个典型的HMI设备。用手机对用电设备进行监测、操控、升级会不会是应用的趋势?目前德力西提供新的电子式塑壳断路器,把Micro-USB接口集成到产品上,用一台安装了新智能APP软件的手机,通过OTG的数据通信线实现了手机对产品状态的监控,对设定参数的检测和调节以及对故障发生后可能的故障原因进行调取。用手机作为HMI设备所带来的便捷性优势目前来看绝对是无与伦比的。无线网络技术和蓝牙技术的应用,脱离连接线进行无线控制,技术上并不特别困难,最大的风险是无线技术的加密和对于操作用户的识别方式。电网系统非常的看重安全性,而有线设备必须在用电现场进行操控,这样的连线方式其实是对于电网安全的考虑。手机可无线联接云端的属性,让产品通过手机进行软件和系统的离线升级也变得具备非常大的可行性。 结束语 回到传统的配电系统,当我们为它注入具备通信功能的产品之后,一切都变得美好起来,对于电网的远程控制,监测,切换变得轻而易举。智能时代早已经向我们走来,对我们来说能够做的、需要做的就是做好准备,好好拥抱它。(编辑整理/朱金凤)...
  厦门科华恒盛股份有限公司工业市场总监周喜 厦门科华恒盛股份有限公司前身创立于1988年,30年来专注电力电子技术研发与设备制造,是行业首批“国家认定企业技术中心”“国家火炬计划重点项目”承担单位、国家重点高新技术企业、国家技术创新示范企业和全国首批“两化融合管理体系”贯标企业。 于2010年深圳A股上市的科华恒盛,目前拥有智慧电能、云服务和新能源三大业务体系。在谈到上市八年来科华恒盛的变化时,周喜表示:“上市之后给我最大的感受就是技术与资本的融合。在技术层面,经过上市以来这八年的加速度发展,我们在高端电源、云技术和新能源这三大领域都取得了很大的突破;资本层面,现在我们已经在做一些自有投资的项目,也并购了一些企业,目前在行业内已经达到领先地位。”电能强基成为高端制造的关键,科华恒盛以高端电源为核心的智慧电能业务可为多行业用户提供“端到端”和按需定制的全方位解决方案。周喜表示:“我们将继续保持高端定位,拓展、融合不同领域的、系统性的电源系统解决方案,通过向服务型企业深化转型,在行业内保持领先地位。我们现在已经很好地结合硬件、软件,实现集智能监控、管理于一身的工业智能化工厂。同时,随着‘中国制造2025’的提出,我们把云平台、云技术这一块业务与传统的工业制造这一块业务相结合,实现电能的远端维护、远端监控和远端智能调配。(编辑整理/刘群垚)...
 德国倍福自动化有限公司风电技术部经理王宁强 无论是工业4.0,还是《中国制造2025》国家战略,都需要强大的技术作支撑,而这,正是倍福的强项。倍福基于PC的控制技术具有良好的开放性,它支持所有主流的工业通信协议,不仅在过去和现在、也为未来的工业自动化解决方案提供了最佳的系统架构。 作为一家技术和用户需求驱动型公司,倍福始终以“让我们的客户更有竞争力”作为自己的使命,创新产品和解决方案广泛应用于众多领域。尤其在风电行业,倍福基于PC的嵌入式系统已成为国内兆瓦级风力发电机组的主流控制器,市场占有率超过50%。谈到新能源领域的快速发展给倍福带来的机遇和挑战时,倍福中国公司的风电技术部经理王宁强先生认为:新能源产业当前发展非常快,倍福在新能源方面保持了持续的投入。比如在风电控制领域,传统PLC的性能和开放性不能满足现代风机控制的需求,倍福基于PC和EtherCAT的控制技术可满足通讯接口、大数据处理以及性能服务方面的更高要求,所以基于PC的控制技术已成为风机控制的主流控制技术。另外,在光伏设备、智能微电网、储能和PCS系统等方面,倍福提早做了规划布局和技术储备,现在国内很多的微电网示范项目都采用了倍福的解决方案。随着技术的进步以及在新兴领域的广泛应用,倍福在新能源领域前期的付出和努力将为公司带来新的增长点。(编辑整理/白文亭)...
研华科技(中国)公司工业物联网事业群行业开发经理韦志平 能源,是所有国家关注的重点,尤其是在科技迅猛发展的当下,如何将能源进行智能管理、有效分配及合理使用,都是我们面临的重大课题。对能源可持续发展的深度剖析,不仅能让这个行业向着更健康的方向发展,也对人们赖以生存的环境大有裨益。近些年,能源的市场化、去中心化、智能化和物联化等发展趋势日益明显,新的能源体系逐步完善,能源互联网的出现加速了这一进程。 在中国制造2025和能源互联网的大背景下,研华科技作为绿能新时代的推手,因应发电、输变电以及用电的市场需求,提供了新能源、智能电网以及节能系统的能源解决方案,将边缘计算、数据采集以及通信等物联网技术应用到能源领域,为电力、光伏和燃气等细分能源行业注入数字智慧。同时积极响应国家绿色发展、可持续发展的倡议,打造绿色、节能和环保型社会。 能源互联网的发展过程中,物联是基础。能源互联网用先进的传感器、控制和软件应用程序,将能源生产端、能源传输端、能源消费端的数以亿计的设备、机器和系统连接起来,形成了能源互联网的“物联基础”。从工业物联网出现到今天,研华科技一直扮演着推动者的角色。 为迎接物联网(IoT)和云端运算时代的到来,研华科技以智能地球推手(EnablinganIntelligentPlanet)作为公司的全新企业形象及愿景。研华科技除了深化既有产品的应用之外,也针对公司的经营策略进行相应地调整,未来将以推动整合型IoT解决方案为发展主线。此外,研华科技也将投入大量的资源和人力来强化在垂直市场的能见度,并透过跨产业服务平台的支持体系,充分运用进阶的网络软件技术,来发展以IoT为中心的智能应用。 “研华科技是物联网领域较早提供整体解决方案的供应商,目前,研华科技在物联网领域里提供从传统的工业底层边缘计算和数据采集服务,到物联网通信上层的工业云平台的整体解决方案。通过‘云+端’的解决方案,给客户提供一个完整的物联网方案,从而推动能源互联网的发展。”韦经理介绍道。 在工业现场,面临各种复杂、多样的数据采集和通信场合,研华科技针对不同的场景提供多样化的通信方案。从传统的工业现场总线,到现在流行的工业以太网,再到未来专门为物联网应用而生的LoRa、NB-loT,研华科技都有完整的解决方案。 自1983年起,研华科技就一直在高质量以及高效能运算平台的发展和制造上,扮演创新者的角色。目前,研华科技提供了全面性的软硬件系统整合、以顾客为导向的设计服务、全球后勤支持以及领先同业的IT信息化系统等种种无限可能的应用服务。 在应用方面,研华科技在以下几个细分行业进展比较迅速,首先是智能制造,研华科技协助客户做设备联网、设备自动化和产线工业互联等,这是研华科技增长最快的一个领域。其他如在能源互联网领域,尤其在配电领域,传统能源设置正在跟互联网进行结合,其中重要的技术支撑是物联网和云平台。 在工业物联网的构建过程中,很多中小型企业,在购买边缘层产品后,需要借助第三方厂商或平台来实现PaaS平台的构建,这一过程往往因大量互联互通、兼容等问题,而产生各种各样的麻烦,增加传统企业向数字化企业转型的难度。针对这一现状,研华科技于2018年推出了WISE-PaaS2.0平台,以搭建好的基础架构来让用户只需进行简单的配置和参数设定,就能将物联网层所涉及的信息转移到PaaS平台上。借助WISE-PaaS2.0平台,客户可以更加专注于自己的业务,不用花大量的时间去部署平台,客户可以基于这一平台,快速地开发基于业务层面的SaaS软件,结合一些新技术让数据增值,这与研华科技的初衷完全吻合。(编辑整理/刘群垚、乔宇)...
  施耐德电气工业业务部高端自动化产品市场经理贾德胜 施耐德电气看智造 从工业1.0开始,机器代替人类,是工业化进程的起端,到了工业2.0,其中最关键的因素是电力技术带来了大规模流水线生产,结合施耐德电气最知名的配电产品,引入到后期的能源管理,施耐德电气积累了多年的经验,这段时间很漫长。到了3.0时代,施耐德电气的创新精神一直都在,3.0迈入自动化时代,里面最关键的元素PLC出现。到现在的工业4.0,用户更多的关注精益化和高效化管理,更多的是要求互联互通,通过人工智能等各种手段让效益得以提高。 施耐德电气作为一家拥有创新基因的公司,在很多年前就开始做这个事情了,现在,随着工业互联网的发展,我们要考虑如何将过去IT层的分析计算软件结合到后台运营中来,助力工厂提效。在这个过程中,大量的公司用IT的角度从上往下看这个事情,而忽略了一点就是我们工业基础的问题,这些都要基于工业基础稳定之上。 施耐德电气认为,工业互联网的落地需要更多的IT和OT人才合作,共同来搭建更加生态、更加理性的网络。《工业互联网白皮书》里有三句话:网络是基础,数据是核心,安全是保障。我觉得这对于大家是很有帮助的,网络是智能制造的基础,其中的核心是数据,随着工业互联网的普及,如何用好这些数据、保护好这些数据,网络安全是保障。 智能制造工厂典型构架 施耐德电气在1995年推出的网络架构依然适用于现在的工厂网络,但这个网络跟过去的网络越来越不一样,因为我们从上到下开始考虑以太网,开始考虑运用这些技术来帮助我们实现不同厂商产品间的兼容。在这种基础上,如何让各个行业的产品和技术发挥最大的优势,是我们在自动化过程中必须要考虑的问题。 施耐德电气能做些什么呢?在工业领域,施耐德电气拥有很长时间的资深专家和经验积累,包括能源、配电和自动化等。第二,施耐德电气拥有多年沉淀的传统、创新的专家型产品,不管是现场的配电设备还是软件,都有很多先进的产品来提供产品上的支持。同时施耐德电气有很多想法和思路,能满足不同层面的需求,提出最佳的解决方案。这是多数外企的优势,也希望中国的公司能更好的利用好这一点,从而在升级改造或者新建厂房过程中,去向智能化迈进的时候,风险能够降到最低,从而让整个价值的转化变得更加高效。 EcoStruxure赋能工业智能化进程 互联互通、功能安全和信息安全、灵活易用、节能增效已经在显著改变自动化领域,自动化也在提供显而易见的业务产出。例如,通过移动设备、可穿戴设备和无线,操作人员高效获取信息,实现效率提升,获得用户为中心的经验,为长远规划做准备。通过分析、继发性监测、云数据、预防性和预测性维护,优化设备使用,使得宕机时间降低,维护费用减少,并节省能源消耗。通过本地运营(OT)自治,全局信息化(IT)连通,实现企业级控制,使生产率提升,并能快速响应市场需求,降低投资。 各个控制层级的创新也展开,包括应用、分析和服务;边缘控制;连接的产品/设备。例如,智能化的数据出现后如何来收集,过去的PLC和自动化主要是为了完成整个生产线上的逻辑处理,并没有关注例如生产排序、设备检修等。而边缘控制的出现就解决了这个问题,使得生产率提升,管理运营风险下降。 在控制层,EcoStruxure有三大特色。首先,具备连续、开放的以太网通信骨干网。第二,全以太网架构,可是实现简化系统架构和节省成本。第三,原生信息安全防护。施耐德电气目前推出了全球首款以太网可编程自动化控制器,架构并没有太大的变化,只是更多的引入了以太网,实现了强大的以太网架构,实现了实时管理,对于数据的保护、效率提升都有帮助,并且对于各种连接方式提供了更好的支持,工程费用也随之降低。此外,关于安全问题,控制器原生安全设计可以让您确保无忧享用工业互联网,通过密码防护的通信和以太网背板隔离、多级密码防护、加固的存取控制等手段,使其从透明通信的以太网可编程自动化控制器到网络加固型以太网可编程自动化控制器。 EcoStruxure希望为客户提供完整的创新工业控制方案,通过基于降低资源消耗的全生命周期业务保障使其兼具信息安全、功能安全、高可用性、节能和保障未来(兼容性)的优秀技艺;通过便捷信息读取、经验知识、强有力的工具和可移动设备支持等提升工作效率,让智能互联技术确保高效的运维和管理;通过更快进行的系统恢复、管理和项目交付支持确保收益提升,使创新技术确保采购、设计集成、运维和更新等各个阶段更简单便捷。(编辑整理/白文亭)...
皮尔磁工业自动化(上海)有限公司华北区域销售经理姜涛 皮尔磁是一家成功独立运营的家族企业,迄今为止已经有65年历史,延续性与独立性是其赖以成功发展的基石,长期以来,创新的企业精神造就了皮尔磁的成功,创新的基础在于延续性以及对于安全的持续关注。皮尔磁在1987年发明了全球第一款安全继电器PNOZ,后来又发明了全球第一款安全PLC,以及第一个可用于安全通信的总线协议SafeBUS p,所有这些产品在当时都引领了安全技术发展的潮流。现在皮尔磁研发了集安全和标准控制功能于一体的PSS 4000类产品。创新也离不开对研发的投入,皮尔磁每年将收入的20%投入到研发中,随着以皮尔磁奠基人命名的新的物流和生产中心投入使用,皮尔磁计划将之前的生产中心改变为研发中心,届时将会有超过1 000 名工程师在那里工作,为未来的自动化研发出新的技术和产品。 安全是皮尔磁的核心竞争力,也是皮尔磁所有产品研发的质量保证和技术。现在,皮尔磁是以安全为核心竞争力的自动化技术专家,皮尔磁可以提供从安全传感器、安全控制器和安全执行机构包括在内的一体化解决方案,以及可以提供与其相关的软件和可视化产品。皮尔磁拥有业内最丰富安全相关的控制块。同时,皮尔磁积极参与到了国内和国际关于安全标准的制定和实施当中,正式基于对标准的理解,皮尔磁除了可以提供硬件产品之外,也可以为客户提供设备的安全评估检查,帮助客户打造一个安全的智能工厂。 作为自动化专家,姜经理,在安全领域工作了十几年,基本见证了工业安全在国内的快速发展,这不光体现在销售额的快速增加,也体现在我们的同行会越来越多。当然,安全离国际的要求还是有很大的差距,在平时跟客户的接触过程中,还是会发现很多设备、很多现场的安全防护做的并不到位,使用者和企业主会处于潜在的风险当中。所以姜经理希望国家、企业等能够增加对于安全的意识和考虑。 随着工业4.0和中国制造2025 的提出,未来的设备会更加的网络化和智能化,对于安全会有更高的要求以及需求,皮尔磁作为工业 4.0小组的成员,会针对这些新的需求研发出新的产品,为客户打造一个安全的自动化和智能化的工厂。(编辑整理/白文亭)...
国家制造强国建设战略咨询委员会委员、原机械工业部副部长、 中国电器工业协会终身名誉会长陆燕荪 响应时代明确方向 十九大报告提出,中国特色社会主义进入新时代,我国社会主要矛盾已经转变为人民日益增长的美好生活的需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。中国电气工业也处于转型、变革的新时期,当下和未来一段时间,电气行业需要通过持续调整和发展来服务这一总体战略。举例来说,电气化服务乡村振兴战略就是更好满足人民日益增长的美好生活需要的重要举措,诸如一些机井式电机的应用等,乡村建设的电气需求非常多。就全国范围而言,在2020年之前实现脱贫致富,乃至实现人民的满足感,从乡村建设即农业发展这个方新时代下中国电气工业发展的思考和建议——第14届中国电气工业发展高峰论坛发言整理向来说,我们面临的任务仍然是很艰巨的。 目前,我们在电力供应能力和装备制造能力方面很强,煤电的清洁高效利用、核电和新能源发展都在积极推进,但在个别领域还需进一步改进,如冬季采暖散煤燃烧的替代问题。我国的重工业——冶金、煤炭、水泥和建材等行业产能都在削减,供电量随之下降,导致电力装备产能过剩,世界其他发达国家都经历过这个过程。在产业转型发展过程中,我们也需要参考国际上其他国家的工业发展规律。美国多年的老牌企业西屋公司销声匿迹,GE公司调整了发展领域,阿尔斯通转向了交通行业,日本三菱、日立均出现经营危机。这许多变化背后无不体现其内在规律性。 我们可以看到,中央现在倡导发展的重点不再是GDP指标增长多少,而是追求人与自然和谐、经济与社会和谐,既要金山银山,更要绿水青山。我个人理解的是,当年列宁提出苏维埃政权加电气化就是共产主义;现在以习近平为核心的党中央领导加上电气化就是小康社会。当前,中国电工行业面临着转型以及如何转型的发展过程。如能源局提出的耦合燃烧技术,并确定了试点项目,通过在电厂增加一套针对垃圾、污泥等燃料的燃烧系统,使燃烧过程无污染,可实现有效的闭式循环。对于我们来说,企业发展要贯彻中央提出的:人民日益增长的美好生活的要求,进而更好地提升小康社会水平。无论是到2025或2050年,十九大还有二十大,我们要始终落实国家发展的前景目标。 聚焦装备提升品质 中国制造2025提出选择十大优势和战略产业作为突破点,力争到2025年达到国际领先地位或国际先进水平。目前来看电力装备要优先达到目标,例如,二次超临界发电煤耗已降到世界最低,处于国际先进水平。但我们依然有弱点,我个人判断,电气产业的弱点不完全在燃汽轮机、核电方面,毕竟燃汽轮 机受天然气气源的限制主要应用于电网调峰设备和分布式供电系统。我们需要思考的是电气产业的内部结构:资金从哪来以及如何投入的问题。以农网改造为例,各大行业主流报纸长篇累牍讲乡村发展,这要靠电来保证,而且需要大量的资金投入,那么我们如何用金融的手段来实现投入和发展?同时,我们还需要思考:制造什么样的装备满足什么样的需求?智能电网还需时日发展,但数字化远程控制电网是目前应积极推进的方向。 在电气装备方面,我们应该聚焦技术的先进性以及设备的重要性,要思考产业链如何完善,到处开花、低水平的建设是不需要的,需要的是真正的数字化、智能化先进装备等等。时下美国调查中兴、华为事件是行业热点讨论的问题,反映出的是产业链的不完整导致我国企业被卡住命脉,这一点要引起大家的重视,吸取教训,产业链的核心部件一定要自己开拓。另一方面,我们要重视知识产权保护问题。习近平同志提出,“改革不停顿、开放不止步”,同时强调“凡是在我国境内注册的企业,都要一视同仁、平等对待”。凡是在中国已经建厂的外资企业生产高新技术产品,如果我们都视同国内企业一样保护其知识产权,那么将有利于促进产业的良性循环。以西门子为例,其变压器中的许多部件都是就地采购组装的,所以,电气行业中的许多问题可以通过产业结构调整、企业结构调整,进而实现转型升级。 除了强调电气装备的技术先进性,质量可靠性更是企业生存的命脉。与大家分享一个案例:以生产继电器等电气产品为主的厦门宏发电声股份有限公司,历经30年发展拥有27家子公司,年生产规模达到18亿只。其成功的秘籍就是:可靠的质量。其企业特点在于:第一,生产线的自动化、数字化设备完全自主生产,并且产品更适用于国内生产的需要;第二,企业建立了一个完整的可靠性实验室,全部产品均通过可靠性认证。目前,大家都在提倡:智能化、信息化和互联网+,但我们要清晰牢记的是:产品是制造出来的,用户要求的是质量的可靠性。无论是我们强调产品升级,还是技术创新,通过不断试验,提升质量,才能最终实现我们的目标,保持竞争优势。总之,实现产业链的完善,全产品试验、检验,才能保证整体结构优化,创建自己的品牌。 突破瓶颈开放共赢 《中国制造2025》提出电力装备技术路线图,并且不断在对这份路线图进行修改修正。从中我们也清晰地看到产业存在的薄弱环节,从现状来看,解决这些薄弱环节靠美国、德国提供关键技术是不可能的,尤其还涉及一些国防尖端技术。我对一些外资企业提出倡议,建议你们在中国的工厂放开技术保护,我们会提供知识产权保护,保护这些企业在中国市场的利益,这也是在中国建厂配合中央决策,共享市场红利的体现。 解读十九大精神,并将其转化为电工行业要做的事,形成指导意见,集中力量,真正提升行业的制造水平,是我与大家分享此次发言的主要目的;而不是仅仅关注企业有多少产值、多少营利,这固然是企业生存的要点,但是真正涉及到国家实力,涉及未来人民的梦想,实现世界第一的愿望,电工行业负有不可推卸的责任,没有电气化一切皆枉然,所以我们应该清楚肩上的重担,随着行业和市场需求升级,我们的责任也越来越重。电工行业一定要走向世界,我们有基础达到世界一流水平,有一部分产品技术已经做到了,个别产品技术还需要持续努力突破,希望大家坚定信心,为产业发展不懈努力!(编辑整理/宗颖)...
中国电器工业协会副会长兼秘书长、机械工业北京电工技术经济研究所所长郭振岩 电工行业发展目标 电器工业是国民经济发展的重要支柱产业。在全面实施国家“十三五”规划的这三年里,我们面临着现阶段供给侧改革、“一带一路”、智慧能源和智能制造等多元化的发展形势。中国电器工业协会以振兴和发展我国电器工业为宗旨,为了更好地助力行业发展,协会提出了以发展数字化、网络化和智能化制造为主线,以发展资源节约、环境友好型绿色制造为重要方向,率先实现重点领域、重大产品和重大制造技术的突破,用高新技术提升传统电工装备制造水平,发展战略性新兴产业和先进制造业,推动行业尽快走上创新驱动轨道,全面推行行业转型升级的电工行业发展目标。 近年来,依托国内外电力项目的开展,我国的电力科技和输变电装备制造水平大幅提升,改变了我国输变电行业长期跟随西方发达国家发展的被动局面,我们在特高压领域取得的优异成绩,进一步确立了我国在电力技术领域的国际领先地位。“十三五”期间,百万伏级交流的骨干网架已经基本形成,±800kV直流输电技术日益成熟,±1100kV直流输电项目已经开始起动。高可靠性、绿色、高效和智能成为我们下一阶段努力的目标。 一带一路,基建先行 目前,国内有相当一部分的电工企业的研发技术已达到世界先进水平,产品质优价廉,但由于国内市场逐渐趋于饱和,严重阻碍了这些企业的发展。 电力设备建设是基础设施建设的重中之重,这为我国电器工业提质增效、由大变强提供了历史机遇和广阔的平台。在“一带一路”重大工程的合作中,我国大力推进“中国技术+中国标准+中国装备+中国建设”的全链条走出去,为国内电工企业走出国门提供了大好机会。我们欣喜地看到,目前国内已有相当一部分的输变电龙头企业拥有了一定规模的产品出口,甚至还拥有了海外电网工程的总承包经验。 但是,我们也要清醒地认识到,走出去只是第一步,更重要的是如何在国际市场上站稳脚跟,如何扩大市场份额。我认为,电工企业要拿到进军国际市场的通行证必须打造自己的品牌。 技术引领市场 《中国制造2025》中提出,通过政府资金引导、整合资源,推动实施国家制造业创新中心建设、智能制造、工业强基、绿色制造和高端装备创新等5项重大工程,对未来中国装备制造业的健康发展、由制造大国向制造强国迈进具有深远的意义。 高端装备创新是打造我国装备制造业品牌建设的必经之路,也是我国“走出去”战略能否顺利实施的关键。多年的实践摸索证明,我们的电工企业要真正从“技术追随者”转变为“技术引领者”,就必须把握未来发展的主动权,夯实自己的创新能力。也就是说,谁能在创新上先行一步,那么,谁就能拥有引领发展的主动权。此外,企业的发展离不开团队的建设,人才的培养也不容忽视。 我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,对于装备制造企业来说,应该改变原来那种订单多了萝卜不洗泥的情况,把质量放在首位,把企业的信誉、知名度和影响力有效地发挥出来。只有这样做才能为建成百年老店打下坚实的基础,让我们的企业长久地发展下去。 农网改造意义深远 实施农村电网改造的关键是,对现阶段农村电网中存在的问题进行总结和分析,做到有的放矢地去解决问题。同时,我们还要用发展的眼光去进行农村电网的改造和规划,以改变疲于应付的现状。 “十三五”电力发展规划将“升级改造配电网,推进智能电网建设”作为重要任务,提出加大城乡电网建设改造力度,基本建成城乡统筹、安全可靠、经济高效、技术先进、环境友好以及与小康社会相适应的现代配电网,适应电力系统智能化要求,全面增强电源与用户双向互动,支持高效智能电力系统建设。因此,实施农网改造具有重大的现实意义和深远的历史意义,必将对从事配电网建设的电气设备产业链上的相关企业产生拉动效应,配电企业、电工企业和自动化企业均将从中受益。(编辑整理/孙彬)...
智能·互联·高效·安全 赋能中国工业领域,助力电气产业转型升级 ——机工传媒·国家电气论坛暨第14届中国电气工业发展高峰论坛成功召开 2018年4月26日,由机工传媒·电气时代杂志社主办,中国机械工业联合会、机械工业信息研究院、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所作为指导单位,中国电器工业协会、中国电力科学研究院作为协办单位,以“智能·互联·高效·安全”为主题的“机工传媒·国家电气论坛暨第14届中国电气工业发展高峰论坛”在北京隆重举行。 260余人齐聚一堂,共同分享了围绕“智能•互联•高效•安全”主题的前沿技术及创新应用 中国电气工业发展高峰论坛历经十余年发展,已成为业内瞩目的年度盛会。本届论坛受到各级领导、行业专家及社会各界人士的高度关注。此次,出席本届论坛的领导和嘉宾有:国家制造强国建设战略咨询委员会委员、原机械工业部副部长、中国电器工业协会终身名誉会长陆燕荪,中国机械科学研究总院原副院长屈贤明,中国电器工业协会副会长兼秘书长、机械工业北京电工技术经济研究所所长郭振岩,机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松,国家电网科技部沈江主任,机械工业信息研究院党委副书记周宝东,机械工业信息研究院副总工程师、中国科技期刊编辑学会副理事长栗延文。同时,还有外交和金融领域的特别嘉宾:中国国际友好文化节组委会执行秘书长、正和汇安文化传播有限公司执行董事崔凡迪女士,中科招商投资集团常务副总裁张小鹏,昆仑银行库尔勒分行行长陈彬,昆仑银行库尔勒分行副行长范文轩。论坛由机工传媒·电气时代杂志社常务副社长宗颖主持。 机工传媒·电气时代杂志社常务副社长宗颖主持会议 本届论坛围绕电气领域的关键话题:智能、互联、高效、安全,阐述了新时代下中国电气工业发展的机遇和挑战,与大家共同探索了中国电气工业发展的新思路。来自国家电网、中国科学院等部门的相关领导、专家和代表,相关行业组织(协会、学会和商会)的领导和代表,科研院所、咨询公司、设计院所及各大高校的专家和代表,以及ABB、菲尼克斯、西门子、德力西、正泰、霍尼韦尔、罗克韦尔、魏德米勒、维谛、研华科技和达索系统等国内外知名企业及获奖企业代表共计260余人齐聚一堂,共同分享了围绕“智能·互联·高效·安全”主题的前沿技术及创新应用。此外,本届论坛还进行了网上直播,近万名业内专业观众在线观看了大会实况。 把脉行业热点 在中国“一带一路”国际合作倡议的创新驱动下,中国经济增长不仅呈现出新的增长动力,中国企业更面临着新的发展机遇。讲好中国电气企业故事,将优秀企业的先进产品、技术和生产建设方案等传播给世界,服务国际市场,将推动中国电气企业的国际化转型,进而带动产业的持续发展。在此背景下,“国家电气论坛暨第14届中国电气工业发展高峰论坛”在北京召开。 菲尼克斯电气副总裁缪竞红 中国工业领域泰斗级人物陆燕荪部长发表的主题演讲,解读了新时代下中国电气工业的发展方向及企业的责任和使命。国家电网科技部沈江主任为大家送出了“再电气化——中国电力发展的深刻变革”的主题演讲,对电力发展的再电气化为做了全面分析。机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松与大家分享了智能工厂建设的思考与建议。中国机械科学研究总院原副院长屈贤明发表了题为“中国制造2025与智能制造”的主题演讲。专家们的演讲主题紧扣行业热点,深度剖析产业痛点,直面转型挑战,与会观众纷纷表示收获颇丰,好评如潮。 施耐德电气工业事业部产品市场经理贾德胜 本届论坛得到了ABB、德力西电气、菲尼克斯、研华科技和电能(北京)认证中心有限公司的大力支持。来自国内外的行业知名企业代表与大家分享了其创新技术以及最新应用成果。菲尼克斯电气带来的是“面向中国制造2025的智造观”;施耐德电气的演讲主题是“EcoStruxure平台助力工业智能化”;电能(北京)认证中心有限公司介绍了“电能认证助推电力发展”;德力西电气解读了“新·智·能拥抱中国智造”;达索公司分享的主题是“借力3DEXPERIENCE平台,促进能源行业数字化智能研制转型”。 德力西电气有限公司产品研发部配电产品线总监王砚波 用智慧赋能工业领域 随着中国制造2025战略的提出和持续推进,中国电气工业迎来了突破发展、跨越式转型升级的关键期。自动化、数字化和智能化等不仅成为电气领域新的热词标签,更让发电、输电、变电和配电直至用电整个产业链产生了深刻变革。另一方面,随着国家“节能降耗”政策的不断深入,更加高效、节能、安全和低噪音,且具有智能化等特质的电气及相关产品得到广泛推广应用。使用“清洁”电能、保证数据和用电安全、推动能源互联网发展等话题成为了目前电气行业创新发展的主要方向。 电能(北京)认证中心有限公司计划经营部经理姚天一 宗社长介绍到,电气工业的发展离不开领军企业的贡献,只有科技进步才能推动产业发展。供给侧改革、智慧能源、智能制造,给传统的电工产业带来了巨大变革。而“中国制造2025”战略和“一带一路”倡议的实施,以及国家加大农网改造力度等利好政策,又让我国的电气工业迎来了前所未有的市场机遇期。“我们欣喜地看到,电气化的巨大进步不仅推动了中国经济的进步,同时也提升了中国工业的核心竞争力。机工传媒·电气时代杂志社以机械工业信息研究院电气刊群为主体,旗下拥有《电气时代》、《电气应用》和《电气工程学报》中文版,以及《中国电气工程学报》英文版等品牌。我们始终关注电气领域全产业链,从新产品、新技术到产业的转型升级发展,电气时代杂志社肩负着服务企业推动行业发展的责任和使命。在传统媒体发生深刻变革的今天,我们也在重新思考自身作为媒体属性的价值所在。从单一纸媒向全媒体传播平台,再到智库型综合服务平台发展,电气时代杂志社将汇聚全球优势资源,升级服务能力,助力企业在新时代下开启转型发展的新篇章。” 达索公司高级战略业务经理赵文功 论坛上,宗社长先后为大家送出了电气时代杂志社团队赋能中国工业领域的五个锦囊。 第一个锦囊:大鹏一日同风起,扶摇直上九万里。“新时代,首先要洞穿并立足需求点,需求在哪,我们的资源就要配置到哪。聚焦到本次论坛,今天我们聚焦电气领域的关键话题:智能、互联、高效和安全,解读新时代下中国电气工业发展的新挑战、新机遇,同时为大家打开国际市场需求的‘国际瞭望’专栏隆重发布。” 第二个锦囊:山一程,水一程,身向榆关那畔行,夜深千帐灯。这是纳兰词长相思中的一句,那么千帐灯下愁何事呢,必然少不了远行的不安。随之的第三个锦囊是:无边光景祥云起,金穗迎来万里霞。“对当下的解读是,面对一带一路倡议和中国制造2025产生的巨大机遇,我们企业无论是走出去还是立足当下首先要明确了解自己的产品和服务将通过一个什么样的价值体去跟另一个什么样的价值体做链接。在链接过程中,双边以及多边的国际协作、行业协作将成为新常态。在这个过程中,金融活水,在当下更显得重要。” 第四个锦囊:卷轻浪、沈沈千里。江畔何人初见月,江月何年初照人。上半句摘自周邦彦的《夜游宫·叶下斜阳照水》,下半句摘自古诗《春江花月夜》。两句古诗的引用暗藏了演讲专家沈江主任的名字,宗颖女士表示,这个锦囊的灵感来自于她对这位业内重量级人物多次接触的感悟,理解了他惜字如金背后的专注工作,以及他对时光飞逝,只争朝夕的解读。 第五个锦囊:过了沙头渐有村,地平江阔气清温。暗潮已到无人会,只有篙师识水痕。摘自《过沙头》(杨万里·宋)。这首诗蕴含的哲理是实践决定认识。聚焦中国制造2025,认知和实践同等关键。面对扑面而来的智能制造热浪,中国企业需要加快智能制造的转型升级,但更要认清自己的不足,结合企业的实际来开展和实施。 机械工业信息研究院党委副书记周宝东给获奖企业颁奖 第18届中国电气工业100强颁奖盛典 电气工业100强隆重发布 论坛期间,备受关注的第18届中国电气工业100强研究结果正式发布。获奖企业纷纷登上主席台领取奖牌和奖杯,并与颁奖嘉宾合影留念。随后,“中国电气工业竞争力10强”、“中国电气工业创新力10强”、“中国电气工业成长力10强”、“中国电气工业贡献力10强”、“中国电气工业生产力10强”及“中国电气工业服务力10强”奖项也新鲜出炉。      ...