全應科技：瞄準熱電產業智能化

郭仁賢

霧霾來了，工業互聯網能做些什么？

全應科技是一家聚焦熱電生產過程智能化的工業互聯網創新型企業，全應科技CEO夏建濤表示，其自主研發的工業互聯網平臺“全應熱電云”能夠為熱電生產企業提供實時在線的端到端生產工藝的優化與控制，并能夠有效提升熱電企業生產效率，減少污染排放。

相比眾多工業互聯網平臺企業專注于家電、石油化工、服裝制造等領域的賦能，全應科技獨辟蹊徑地選擇了熱電生產過程智能化。

大氣污染的來源：熱電廠

談到熱電生產過程智能化，就不得不提到熱電廠。熱電廠由于既發電又供熱，鍋爐容量大于同規模火電廠，必須比一般火電廠多增設鍋爐容量以備用，水處理量也大。據公開信息，今年一季度，大唐延安熱電廠緊盯年度任務目標，發電量完成全年計劃的32%，完成供熱21萬吉焦，實現了自2017年投產以來生產經營最優成績。

疫情期間，大唐延安熱電廠一手抓疫情防控，一手抓生產經營，全力做好疫情期間燃煤和生產防疫物資保障。然而，熱電廠作為人們保供電、保供熱的核心，也不可避免地帶來了一定程度的大氣污染。

去年7月，位于山東省聊城市的兩座熱電企業——聊城藍天熱電和山東泉林集團熱電，因大氣污染物超標問題，向全市人民公開道歉。

首先是聊城藍天熱電，他們表示：“因生產需要，2#爐于7月22日點火啟動。在鍋爐啟動初期，鍋爐負荷較低，煙塵排放數據不穩定，造成了8時、9時煙塵排放數據超標，經過生產負荷調整后運行穩定，監測數據已恢復正常。今后盡最大努力控制污染物排放指標，為改善環境空氣質量做出積極貢獻。”

再者，山東泉林集團熱電則聲稱：“公司因生產需要，將備用鍋爐啟動運行，因存煤量較少，煤炭濕度大，造成鍋爐“堵管”運行狀態不穩定，致使污染物監測數據波動較大，出現幾次小時均值超標現象。經過生產負荷調整后已經運行穩定，監測數據已恢復正常。今后將加強環保與生產部門協調，確保各項污染物穩定達標排放。”

燃煤熱電的體系構成十分復雜，包括鍋爐系統、汽機系統、管網系統及用戶用能系統在內涉及上百套設備。但不可否認的是，如此龐大的系統更多依靠有經驗的工程技術人員來進行動態控制，在這種情況下，響應反饋慢、控制不精確等問題幾乎是不可避免的，也造成了我國熱電廠能效低、污染大的現狀。

工業互聯網作為工業數字化、智能化的支撐底座，在節能降耗、提質增效方面有著至關重要的作用，它在治理大氣污染時，如何優化熱電生產過程？

熱電云的三大場景

夏建濤表示：“熱電生產過程智能化，是采用人工智能技術去實現在線生產過程智能優化，最終實現提質增效、節能降耗。由于產品是非常標準化的，對所有的熱電生產過程都能夠全面覆蓋，以標準化產品、標準化服務，去給客戶提供價值。”

全應熱電云的結構上是云加端的體系，通過在工業現場安裝的智能控制器，實現對邊緣端的數據采集和智能計算、模型實時計算;云端做的則是大數據、人工智能引擎的模型構建。

全應熱電云的云端，其PaaS（平臺及服務）層是工業物聯網相關數據的高速處理，里面封裝了很多標準化的算法和標準化的計算引擎;在PaaS層之上，全應科技構建了面向熱電應用的專業SaaS（軟件即服務）應用，比如包括智能監盤、智能告警、經營分析等熱電廠智能化管理APP，以及智能調度機器人、智能司機機器人和智能司爐機器人等一系列面向生產過程的智能控制機器人。此外，全應熱電云還有智能熱網控制、管網平衡、智能邊緣控制器等產品。

全應熱電云將熱電行業拆分成三個主要的場景，分別是工業熱電聯產、民用集中供暖以及火力發電。

目前，全應科技聚焦的重點是工業熱電聯產，同時這方面的落地案例也是最多的，其次是城市供熱，最后是火力發電。這三個場景都是通過燃料燃燒產生熱能，然后熱能分發到三個場景中去：一是熱能推動汽輪機發電，二是把熱能直接通過管道輸送給客戶，三是變成熱水循環輸送到每家每戶實現供熱。

2019年，全應科技針對這三大場景總共開發了6套工藝數字孿生模型體系，實現了對這些生產場景的全覆蓋。下一步，公司將繼續加強技術研發，進一步提高數字孿生模型的計算精度，去為熱電生產提供更好的節能降耗的效果;另外，全應熱電云平臺目前已經很成熟了，因此2020年將在全國更大范圍內尋求更多的業務覆蓋，讓客戶能夠應用到全應熱電云這樣的一個產品。

熱電生產過程的智能化

“2010年起，我國就已經成為制造業大國，但我國制造業總體上大而不強，創新能力依然薄弱，高端供給明顯不足，產業總體上屬于價值鏈的中低端，發展不平衡不充分的問題突出。”在2018中國制造業創新大會上，工業和信息化部部長苗圩強調。

面對這種局面，當前國內制造業企業正在向智能化生產轉型升級。很多通用型的工業互聯網平臺在對垂直行業賦能時，大都選擇了多個方向。比如施耐德電氣EcoStruxure平臺涵蓋了四大市場，包括住宅、基礎設施、數據中心以及工業;海爾COSMOPlat平臺對家電、電子、服裝、農業、化工、模具、機械、房車、建陶等15個垂直行業提供全場景工業互聯網解決方案。而全應科技則選擇了單一的熱電生產過程領域。

“全應科技作為目前國內唯一一家可以對熱電產業智能化實施落地的企業，也會對未來其他企業形成市場壁壘。”夏建濤表示，熱電產業本身具有很高的技術壁壘，需要對產業結構、生產工藝、熱動機理等方面具有很深刻的了解，同時也需要從業人員對工業大數據、人工智能和智能控制技術有深度的研究才能做好熱電生產過程智能化升級的工作。

傳統流程型產業的智能化升級最重要的工作是要做生產工藝的智能化在線控制優化，這就意味著需要將工業機理、專家知識、數據統計模型和人工智能模型結合到一個點上。

“對于工業機理、專家知識的掌握情況，傳統工業雖然不存在問題，但是所有的流程工業都是動態的，需要將這些動態過程在數據上進行體現，因此必須疊加數據統計模型和人工智能模型，而這兩種模型是傳統工業的人員難以完成的。”

傳統工業解決的問題是用工業機理和專業知識，也就是工業3.0的技術。但經過40年的發展，這個方法已經做到了極致，很難有效解決流程型工業動態工藝的最優控制問題。因此，只有在線用機器學習的方法，用大數據模型的方法，才能實現實時的數字與生產過程的精準匹配;才能實現端到端的整個生產過程控制、工藝參數的優化計算;才能實現整個生產工藝的智能化提升。

全應科技在用智能化技術服務生產過程，實現提質增效、節能降耗時，主要考慮到三方面因素：

首先是底層的數字化技術水平。流程型制造業，因為其流程的變化過程非常快，需要用到高層次的控制器，包括DCS、PLC等這些高速的計算機自動化控制系統去實現管控，才能實現產品的正常生產，因此他們底層數字化技術基礎大多數原本就非常好。

其次是，這個行業要夠大。因為做一個大的行業是比較有價值的。

最后是，這種技術是否能產生真正的價值。工業客戶都是理性決策的客戶，他們采購任何一個產品，不管是軟件、硬件或者某種服務，最終都是要算投資回報比。因此，技術產品服務是否能夠給客戶帶來清晰的、可計算的投資回報，這對于用戶做決策很關鍵。

“這幾個方面，熱電行業都滿足，”夏建濤表示，“我們做的是用標準的產品去覆蓋一個產業，因此我們選擇了一個適度分散的產業——熱電。”

實際上，熱電是高溫高壓下能源的生產和轉化過程，對它進行智能化控制的難度還是非常高的，因此如何實現熱電生產過程的在線優化控制，實施熱電生產過程的最高效率和節能降耗，這對技術的要求和挑戰將非常大。

（編輯 宦菁 huanjing0511@sohu.com）