淺談在節能服務領域建立“節能醫生”的思維模型

袁 瑋，金 巍，李會元，蔡 兵，李 辛

（1.北京中競國際能源科技有限公司，北京，100071；2.中國通用機械工業協會壓縮機分會，北京，100044）

1 引言

在節能服務領域，通常有這樣的說法：綜合類節能服務公司被類比為“全科醫院”，專業類節能服務公司被類比為“專科醫院”，而節能公司的技術專家和工程師則被類比為“節能醫生”。

有一位醫學專家在“醫學思維決策課”中講到：醫生看病的過程，實際上是“發現問題—驗證問題—解決問題”的臨床思維模式的體現，醫學決策思維的本質，就是要在有限時間和有限信息的條件下，以最快速度、最高效率做出錯誤率最低的決策。可見，醫生的臨床思維模式同樣可以應用到節能服務領域，唯一不同的是，“節能醫生”的“患者”是“用能系統”。

“節能醫生”的工作內容同醫生一樣，也是三件事：發現問題、驗證問題和解決問題。

以我們做壓縮空氣系統節能為例。

2 發現問題

發現問題，即診斷壓縮空氣系統—“產氣→輸氣→用氣”存在能效低的“癥狀”，可以分為兩步：

第一步，先明確“癥狀”是否為“疾病”。“癥狀”是問題的表象，“疾病”才是問題的本質。

第二步，如何識別？以管網壓力波動范圍大為例，壓力波動范圍大是“癥狀”，識別造成波動大的原因是緩沖能力不足或是有其他問題。在識別的過程中，“節能醫生”的思維要先發散、再收斂，即從3個環節：站房、管網、用氣端，逐一列出可能引起壓力波動大的所有“疾病”，目的是在有限的時間內避免遺漏。發散環節的重點在于盡可能不要有遺漏，以免帶來之后的“漏診”；接下來就要盡快從3個環節去獲得“疾病”的信息和證據，找出概率最大的那個問題，識別出真偽，這個過程就是思維的收斂。而這個過程恰恰是考察“節能醫生”的基本功，就是把常見的幾大癥狀和相對應的各種可能的“疾病”記在大腦里，面對“患者”時才能隨時從記憶中調取出來。經驗豐富的“節能醫生”之所以能夠看到“患者”便立刻做出診斷，就是因為他對于這些知識反復調用，已經完全融化到自己的思維習慣里去了。

總之發散思維，是將所有可能的“疾病”都擺在面前了，收斂思維就是在有限的時間段內，通過上述3個環節獲得“疾病”的信息和證據，匯總后去粗取精得出“疾病”可能發生的原因。

3 驗證問題

雖然經過第一步，我們發現并明確了問題，但不能百分百地保證得出的診斷結論是正確的，因為我們有2個需要警惕的“坑”：一是獲取的信息可能是錯的；比如我們在調查某汽車廠壓縮空氣系統年能耗數據時，客戶給出的空壓機組的運行工況與其對應的年耗電總量匹配不上，經再三確認發現信息是錯的；二是自己“先入為主”的思維陷阱，即直覺以為是這樣，但事實上并不是這樣。所以，為了避開2個“坑”，還要利用正確的方法進行驗證。

第一步，帶著假設收集信息

在時間有限的情況下，要先對問題形成預判，然后按先排除后證實的方式獲取信息，對應有三個關鍵點。

關鍵點一：尋找可以定性的信息，即這個信息必須能排除什么，或者能證實是什么。

例如壓縮空氣系統能效監測管理平臺（以下簡稱“監管平臺”），相當于先進的體檢儀器，監管平臺將壓縮空氣系統的相關數據進行采集并上傳至云端，實現對大量的歷史數據長期存儲，數據鏈形成趨勢曲線，“節能醫生”將其現場考察階段的“望、聞、問、切”得出的初步結論，作為輔佐對監管平臺的數據變化趨勢的分析。以管網壓力波動范圍大來分析判斷，一是“突發癥狀”導致的問題，如短時間大流量用氣或用戶產量變化等問題；二是“先天癥狀”導致的問題，如設計的緩沖能力不足或管網設計不合理等問題；或是其他“疾病”的引起的并發癥（如瞬間大的用氣設備突然啟停等），確定引起“疾病”現象的病根，查找從站房、管網到末端整個系統的根源問題，排除或證實導致管網壓力波動大的原因，同時避免“頭痛醫頭腳痛醫腳”。這里需要說明一點，管網壓力的變化反映了氣量的變化，也就是說壓力變化是氣量供求變化的反映，壓力變化是現象，氣量變化是本質。當供氣量大于需求量時，管網壓力上升，供氣量小于需求量時管網壓力下降。

譬如某工廠的生產車間，為安全起見，通常供氣壓力大于需求壓力，尤其是為了保證波谷時間段內全系統正常用氣，企業不得不提高了系統整體的供給壓力，造成大部分車間產生壓力過度供應的現象。但壓力設定多少才能既保證生產安全又不浪費能源？能夠幫助“節能醫生”初步確認該企業真實的壓縮空氣使用需求，是車間反饋的低壓報警。車間由于用氣波動產生的報警，特別是在壓縮空氣供應波谷時間段的低壓報警，是幫助“節能醫生”找出真實需求與假性需求之間的度的關鍵點。

關鍵點二：保留盡可能少的同類信息。

為了保證迅速得到診斷結論，同類型的可定性的信息，留下的盡可能少。

例如通過監管平臺得到實時真實數據，以及現場考察階段取得的數據進行比較，剔除錯誤數據，排除由于儀表設備老化或不準等原因引起的數據偏差及錯誤，利用先進的計量手段避免因錯誤數據或經驗局限引起的“誤診”。

通過對企業壓縮空氣系統的歷史運行狀況的分析，“節能醫生”得到了對壓力供給要求較高的車間的信息，為了能夠更為精確地確認用氣環節實際用氣狀況，需要加裝相應的數據采集設備以對系統運行狀態進行監測，但是在同一現場，可能存在多條生產線或用氣設備，如果完全監測各設備實際用氣狀況，會存在大量的重復數據，對后續判斷產生干擾，因此需要在現場實際運行狀況的基礎上，結合“節能醫生”自身經驗，確定關鍵位置，安裝相應儀表，保證數據的準確性和可靠性。

關鍵點三：獲取影響后續決策的信息。

例如通過對監管平臺采集數據的分析，得出相對較長時間段內數據與數據之間的相互影響及規律，比如壓力和流量變化的關系、壓力與干燥機處理量的關系等，確定最終影響“疾病”（管網壓力波動大）的主要因素，為后續解決方案的設計、決策提供精準信息。

得到系統運行數據后，需要對數據進行綜合性處理，不僅僅需要查看單一數據的變化波幅，也要將多類型數據變化組合分析，找出系統各項參數變化之間的關系和演化過程中對設備運行的影響規律。如在某汽車廠，一套供氣系統覆蓋整個工廠所有用氣環節，通過現場走訪摸排，企業除噴涂車間外，工作壓力要求在5.5 bar左右，而噴涂車間工作壓力要求較高，在6.5 bar以上，為保證各車間正常運行，不得不按照噴涂車間的最高工作壓力要求供應壓縮空氣，經“節能醫生”的實際勘查后發現，由于噴涂車間噴涂機器人和器件表面吹掃清理所用壓縮空氣管道為同一管網。當吹掃工作開始時，瞬時消耗大量的壓縮空氣，造成管網壓力下降，而管網壓力的大幅度波動將帶來機器人宕機的風險；壓力波動的“波幅”亦是后續制定優化方案的關鍵信息之一。

第二步，對于不能明確診斷情況的需采用行動干預—用“診斷性治療”來明確問題

診斷性治療有3個環節：

（1）設立有依據的假設

例如某工廠使用壓縮空氣時通常存在產用分離情況，往往生產端為保證生產安全，對空壓站提出高于需求工作壓力的要求，導致“供大于需”的情況為常態；但空壓站供給多大的工作壓力既能保證安全生產又能按需供氣？這個“度”的問題需要通過“診斷性治療”來給出答案。

首先，先假設末端生產設備報警的工作壓力值為管網壓力波動的最低值；其次，通過技術人員對空壓站內部各臺空壓機運行狀態，結合壓力傳感器、流量計等儀表記錄的數據進行判斷，再利用便攜式測試工具進行關鍵數據的復核，進一步了解系統總管網壓力波幅情況、空壓站內部管網壓降情況、各臺空壓機負荷匹配情況、干燥機實際運行情況等，找到空壓站供給壓力波動的合適值，從而找到降低輸出壓力的最大值；既能解決報警設備的用氣壓力問題，又可以使整個壓縮空氣系統管網壓力維持在較低水平運行。

（2）選擇“患者”代價最小的方案

需要盡可能列出所有的診斷性治療方案，從代價最小的那個開始。

壓縮空氣系統節能手段很多，以提高空壓機組能效為例，常見的有幾種：以“新”換“舊”，即用能效高的空壓機換掉能效低的空壓機；空壓機組改為變頻、增加智能控制系統等。究竟是采用哪種措施提高空壓機組能效？通過診斷性治療，即通過測試各臺空壓機組的效率來找出代價最小的治療方案，而非目前市場上常見的簡單的“以新換舊”的方式。雖然能創造一定的節能量，但未必是最優的做法，甚至可能因采用“過度治療”而造成“二次浪費”的現象。

（3）對干預的結果要有正確、清晰的驗收指標和基于指標的下一步處理方案

針對上述情況，根據“診斷性治療”的結果，形成包含能效和投資效率兩個方面“治療”前后的數據對比，再據此給出針對性的解決方案。

4 解決問題

前兩步完成后，進入到解決問題階段，提出“治療方案”，即制定節能改造方案。對于“患者”來說，每種“治療”都有相應的風險和收益，因此，在選擇最終治療方案時，“節能醫生”要從2個方面來確定最終的“治療方案”。

（1）優劣評估：依照證據等級評判治療方案，也就是評估不同的節能方案的優劣。在醫學上有一個很重要的方法論原則，叫循證醫學，就是遵循證據，即對獲取的證據按可靠程度進行等級劃分。將該方法論應用在節能服務領域，就是依據搜集的信息按可靠程度進行節能方案的等級劃分，來評估其優劣。

（2）方案選擇：找到風險與收益的最佳節點，即針對用能單位的具體情況，找到既風險可控又避免“過度治療”和投資收益比最好的最佳節點，確定最終節能改造方案。

總而言之，節能醫生制定“治療方案”即節能改造方案的思路，可以分為四步：

（1）窮舉，即列出所有可能的治療方案—在產氣、輸氣、用氣的系統各環節，找出節能改造的各種措施；

（2）概率賦值，即對每種節能改造措施的風險和收益進行概率賦值；

（3）評價，即對各環節被查出所患“病情”的危急程度進行評價；

（4）選定方案，結合以上情況，考慮客戶需求和經濟條件選出安全、投資性價比最優的節能方案。

當節能醫生按照“治療方案”實施一個“療程”后，節能基礎改造完成，但不代表節能工作結束，而是讓“患者”進入到“康養”階段，即對壓縮空氣用電系統進行“持續性優化和滾動式改造”，從管理學的角度講，就是將PDCA（Plan-Do-Check-Act）引入，提出計劃和預測，然后根據計劃執行，最后對結果進行復盤驗收，并根據復盤結果，提出下一步計劃和預測，如此循環往復，使壓縮空氣系統的能效達到并保持最優狀態。

“節能醫生”及節能服務公司真正的價值，不僅在于有先進的、獨特性的節能知識、技術、工具和產品，更在于如何建立正確的思維模型并運用其做出最佳決策，解決用能系統這個“患者”的“臨床問題”，為用能單位創造最大的節能效益。