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能源高效管理——迈向“智慧船厂”的坚实一步

2015-01-30

能源作为“工业的血液”,在国民经济中所拥有的重要地位不言而喻。然而,成也能源,败也能源。当资源不足、能源短缺的现实制约横亘在前,包括船舶建造、矿产开发、公共建筑等在内的高能耗行业无一例外地面临着前所未有的压力与挑战。于是,如何用系统的管理手段来降低能源消耗、提高能源利用效率,成为造船行业企业不得不直接面对并设法解决的一个问题。 

所幸,我们正在迎来船舶工业4.0的浪潮,它带给整个造船行业的重大启示是,在设计、生产、管理等诸多领域,将物联网、大数据等新兴信息技术与传统造船生产相融合,将成为解决这一问题的必要手段。作为中国造船行业的领军企业,中国船舶工业集团公司日前召开了物联网先行先试工作汇报会。会议强调的一个重点,就是建设能源综控管理系统,推动能源管理精益化变革,实现造船企业降本增效、节能减排的综合管理目标。

新挑战扑面而来——能源管理,势在必行

2014年11月19日,国务院发布《能源发展战略行动计划(2014-2020)》,明确了今后一段时期我国能源发展的总体方略和行动纲领。在推进能源消费革命方面,该计划提出,要调整优化经济结构,转变能源消费理念,强化工业、交通、建筑节能和需求管理,重视生活节能,严格控制能源消费总量过快增长,切实扭转粗放用能方式,不断提高能源使用效率。有业界专家指出,国家着力打造能源战略升级版,对包括船企在内的工业企业提出了严格要求,对此,广大船企必须加以正视。

事实上,节能降耗不仅是国家可持续发展战略的要求,更是船企降本增效的迫切需要。据了解,我国船企的能耗成本占总生产成本的2%-3%,因此加强能源管理,对船企而言具有重要意义。然而目前在船企当中,能源管理任务紧迫与管理水平低下的矛盾较为突出。如何实现能源计划、生产、输配、平衡调度和集中管控与生产业务的协调统一?如何提高基础自动化水平,使生产作业精确化?如何减少能源、原材料的消耗和污染排放,提高能源利用效率?对这些问题,身处激烈船市竞争中的船企,需要尽快拿出解决办法。

针对船企的需求,中船集团旗下的北京中船信息科技有限公司自主研发了“船信”企业能源综控管理系统。该系统支持决策层、管控层和操作层能源管理应用,通过进行企业能源综合管控一体化管理,建立“科学规划——实时管控——精细考核——优化提升”的闭环管理模式。其特点是,有助于企业清晰掌握企业能耗结构、进行能耗数据行业对标,以及合理分解节能指标;集中智能监控能耗运行状况,减少浪费,实时报警,保障生产设施及运行安全;基于能耗历史数据的分析,分区域、分系统建立能效考核指标,完善企业考核体系;为企业领导者提供数据支持,持续提升企业能源管理水平。

记者在此次中船集团物联网先行先试工作汇报会上了解到,“船信”企业能源综控管理系统在某船企试点项目建设及应用过程中,取得了良好成效。据介绍,该系统采用信息化和工业化融合的一体化系统架构,可降低建设和维护成本,内置分析工具可提供分析、计算模型,分布式数据处理方式实现可扩展性和高稳定性,并且支持无线应用和多操作系统,体现先进智能控制优化技术。中船信息相关负责人表示,采用有效的能源管理“工具”,将为企业减轻能源短缺与成本压力,显著提升能源管理水平和效率,以及实现降本增效、过程管控、持续优化提供有力支撑。

新模式重塑管理——有效监控,统一管理

“船舶工业4.0不是数据的堆积和处理,也不是传统思维的固步自封,更不是买卖独立的固有盈利模式,而是新的工业变革,这需要我们有新观念、新模式、新价值的创造。”中国船舶工业系统工程研究院院长张宏军曾这样阐述这股新的发展浪潮的内涵。记者发现,无论是新模式,还是新观念、新价值,在中船信息开发的企业能源综控管理系统身上,都有所体现。

每周,造船企业物资管理部门要进行重点电表、气表的数据抄录;每月,要为厂区内全部的数以百计的电表、气表抄录,汇总统计之后上报。明明是造船企业,却要配备为数不少的“抄表员”;即使配备了众多的物资管理人员,想要知道能源的即时使用情况,也只能找到上周,甚至是上月的数据。这就是船企能源管理的现状。与此同时,能源“跑、冒、滴、漏”是让几乎所有船舶企业头疼不已的“老问题”。它不仅造成能源的浪费,增加造船生产成本,更带来了极大的安全隐患。投入大量人力物力,用尽安装压力表、加强现场巡查等办法,但大部分船企还是没能有效地消除隐患。

对此,中船信息拿出了全新的解决方案,那就是系统采用该公司自主研发的能源管理软件,通过利用船企现有计量监控仪表以及新增部分仪表,构建数据采集监控基础,在此基础上对数据进行整理、分析、利用,在实现对现场生产工况实时监控的同时,给出各类管理应用建议,实时指导生产。现在,对采用了该系统的船企来说,“手工抄表,电话报送”已经成为过去式。在船舶企业能源调度中心,相关人员通过大屏幕可以即时查看动能源的使用情况,保障用能质量和安全;登录船舶企业能源管控平台,可以随时随地查看能源使用数据,及时优化动能调度;用能数据自动归档,企业可根据需要详查动能源使用过程数据。船企在能源管理和数据采集方面逐步实现规范化、标准化,能源管理体系也不断完善。

此外,企业能源综控管理系统集成了能源远程监控、实时报警、系统遥控、快速分析等功能,可提高船企处理能源异常情况的反应速度。系统将海量的能源数据与预置的报警策略、预警策略进行实时比对,当发生电表通讯中断、储气罐液位超高限和超低限等能源数据异常情况时,会自动报警,以多种方式快速提示企业能源运行部门或负责人,确保能源调度中心根据报警情况,及时调整能源运行策略。监控人员还能对能源传输观望的能量损耗和质量损耗分析,及时排查原因,发现和处理其他能源异常情况,提出相应的解决措施。由此,止住“跑、冒、滴、漏”不再是难题。

新观念充分体现——信息时代,数据当先

运用企业能源综控管理系统来实现能源高效管理,这一新模式所体现的,正是符合信息化潮流的新观念。在造船生产争分夺秒、降本增效毫厘必争的今天,传统的能源管理模式阻碍了船舶建造水平的提升。而改变传统的管理方法,通过信息技术实现对动能源的集中、实时监控,就成为对船企极为有利的选择。

据了解,在原有的计量监控仪表基础上,根据监控需要新增部分仪表,船企就可以通过中船信息自主研发的能源管理软件,构建动能源数据采集监控基础。系统采用分布式实时服务器作为硬件采集设备,不仅满足采集系统的稳定性、实时性与可靠性,同时采用分布式结构,可以更好的适应船舶企业离散制造、工厂区域大、采集环境多样的特点,确保能源数据准确、稳定、实时的进行采集与发布。

中船信息相关负责人介绍说,整个系统采用以太网络技术及现场总线,实时采集计量监控仪表上的用电量、用气量以及电力和气体用能工况,记录过程值,数据以数字信号通过光纤传输,数据可通过管理软件集中管理,大大减少了现场各种接口的数量,系统的抗干扰能力和信息交换速度都十分稳定可靠。

同时,企业能源综控管理系统能够根据不同用户岗位职责的实际需求与登录权限,设置个性化的能源看板,展示企业能源公告、能源消费金额计划与实绩分析、能源介质消费金额分析、作业区能耗量对比、用能计划与实际对比等,进行综合能耗分析、单耗分析、作业区能耗分析、同比环比分析、重点能耗单元分析、重点耗能设备分析、自定义分析等多种分析维度的交叉统计分析,计算企业各用能单位的需量,分级实现各用能部门的需量预测。这些数据可有效支持企业领导层和各部门管理人员制定相应的能源决策,协助企业建立先进的能源管控模型,实现能耗利用率持续性优化提升,促进船企节能减排工作的有序进行。

新价值惊艳船企——降本增效,管理提升

对船企而言,应用信息化系统,最重要的,是要见到实实在在的效益,或者说价值。据中船信息介绍,“船信”企业能源综控管理系统有助于提升船企的能源管理水平,进而为企业带来节约能源、降低费用、节省人工的综合效果。在分布式采集、集中监控、改进管理、促进企业自主节能等方面,系统都能有效提升船企节能的“硬实力”与“软实力”,从而增强船企在变幻莫测的船市中的综合竞争力。

能源综控管理系统最关键的是效果,是切实降低企业能耗。系统中大量的能源原始数据、结果数据、管理数据不仅能帮助船企更准确地寻找节能点,而且可以更准确地测算节能效果,为企业进行节能分析提供了有力支持。据估算,其每年可使企业的总能耗降低约1%。

自动化采集的方式,在降低人工成本的同时,也提高了工作效率。具体到能源数据管理方面,传统的人工抄录方式,耗费大量人力物力,还不能保证数据的准确和完整。通过实现自动化的动能源数据采集和集中的动能源监控调度,企业能源综控管理系统在采集大量原始数据的同时,大大减少了人工抄录的工作量,而数据的准确度、完整度则远超人工采集。

对船企而言,更长远的影响在于能源管理水平的提升。作为船企综合能源管理办公平台,企业内与能源管理有关的工作都可以在能源综控管理系统中完成,各类数据的高效互通有效避免了企业能源管理工作中的信息孤岛、重复操作等现象。系统中大量过程数据展示了员工的工作过程,企业管理层能以此为依据进行整理分析和利用,实行过程管理,完善管理流程、排查工作问题。

在价值体现方面,数字或许更有说服力。据了解,在已经开展的船企试点项目建设及应用过程中,与传统方案相比,能源综控管理系统的应用能够帮助船企降低20%的技改投资、减少50%的能源浪费、降低10%的运营维护成本,并且使保障巡检人员工作总量减少20%。如果能对其加以推广,整个造船行业在节能降耗等方面所取得的效果将是惊人的,转型升级的工作也有望得到有力推动。

新目标志在高远——完善系统,广泛应用

时下热词“工业4.0”,是一个现实系统与虚拟系统进行深度融合和交汇的概念。包括船舶行业在内的传统装备制造业要转型升级,实现高度集成化、智能化、自动化的设计、生产及管理,就需要通过信息技术的有效应用,把生产设施、生产现场等现实系统中的实际数据提取出来,在虚拟系统中进行模拟、仿真、优化,再在现实系统中执行。

能源综控管理系统正是能够实现这种功用的关键性系统。该系统扩展性强、兼容性好,支持多种通信协议,并可根据用户要求定制开发各种通信规约,提供多种总线接口,连接各种智能设备,将任何开放设备纳入监控系统。系统软件采用模块化的设计理念,各功能管理模块互不影响,具有很高的灵活性和可靠性。此外,该系统还为上级管理系统预留了通讯接口,可以进行相关数据信息的转发和远传,从而可实现资源信息共享,完成系统间组网。

实现能源管理的信息化,是船舶企业打造“智慧船厂”的重要一步,是船企提高生产现场管理水平的有力手段。中船信息表示,将不断完善和增强系统功能,通过系统内的数据分析进一步挖掘船企节能潜力,实施节能改造,并通过系统检验节能效果。同时,该公司将扩大系统的能源管理范围,进一步试点三级计量,将企业能源综控管理系统覆盖到燃料油、乙炔、氧气等能源介质,使能源介质消耗与生产计划相匹配,让系统更好地服务于生产成本控制和绩效考核。

目前,“船信”企业能源管理系统已经在船舶行业得到了很好的应用,并已逐渐应用到智能楼宇、智慧园区的能源综合管控工作中,且初见成效。不久前,中船信息刚刚承建了北京市政府某单位的企业能源综控管理系统项目,这一良好开端为“船信”企业能源管理系统新市场领域的开拓奠定了坚实基础,描绘出具有广泛应用空间和巨大发展潜力的未来蓝图!

注:文中使用所有图片数据均为模拟数据