11月17日,兼任國(guó)家能源委員會(huì)主任的李克強(qiáng)總理主持召開(kāi)國(guó)家能源委員會(huì)會(huì)議,審議通過(guò)《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,給能源行業(yè)的調(diào)整升級(jí)吹響了號(hào)角。在這號(hào)角聲里,一個(gè)看起來(lái)不為人所熟悉的新興行業(yè)——邊緣計(jì)算,已然聆聽(tīng)到了機(jī)遇的召喚。未來(lái)它在行業(yè)數(shù)字化中的應(yīng)用,將使能源產(chǎn)業(yè)變得更“智慧”。
《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》明確,“十三五”前三年原則上不上新的煤炭、煉油項(xiàng)目,而煤電、煤化工的核準(zhǔn)“冰凍期”則是前兩年,全國(guó)煤電裝機(jī)規(guī)模力爭(zhēng)控制在11億千瓦以?xún)?nèi)。同時(shí)優(yōu)化風(fēng)電、光伏的布局,力爭(zhēng)用兩年時(shí)間將棄風(fēng)、棄光率控制在5%左右的合理水平。在此之下,水電、核電成為補(bǔ)齊結(jié)構(gòu)短板的新發(fā)力點(diǎn),將超前規(guī)劃、適度加大開(kāi)工規(guī)模。
李克強(qiáng)指出,能源生產(chǎn)既要優(yōu)存量,也要拓增量。能源消費(fèi)要抓好總量和強(qiáng)度雙控制,聚焦工業(yè)、建筑、交通等重點(diǎn)領(lǐng)域切實(shí)推進(jìn)節(jié)能減排,通過(guò)淘汰落后產(chǎn)能、加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造和培育新動(dòng)能,提高能源效率,推動(dòng)形成注重節(jié)能的生活方式和社會(huì)風(fēng)尚。
企業(yè)如何能在新一輪大浪淘沙中巋然不動(dòng)甚至逆流而上,主要看三點(diǎn):是否夠快,是否夠省,是否夠安全。也即企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率是否夠高,成本節(jié)約是否夠多,本質(zhì)安全能否得到保障。這三個(gè)方面要實(shí)現(xiàn),數(shù)字化轉(zhuǎn)型是必經(jīng)之路。而數(shù)字化轉(zhuǎn)型要實(shí)現(xiàn),邊緣計(jì)算是不可或缺的一環(huán)。
產(chǎn)業(yè)升級(jí)路在何方:數(shù)字化轉(zhuǎn)型
2014年以前,傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)一片安樂(lè)景象。雖然新能源產(chǎn)業(yè)已然嶄露頭角、兩化融合的概念也不時(shí)被提起,但是表面上的繁花似錦掩蓋了一切隱疾。然而,從2014年6月開(kāi)始,國(guó)際原油價(jià)格一路下跌,像導(dǎo)火索一樣引燃了產(chǎn)業(yè)變革風(fēng)暴,僅僅數(shù)月便重創(chuàng)了傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)格局。許多人在問(wèn):傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)的出路在哪里?
我們不妨先看兩個(gè)案例。
甲:九江石化是一個(gè)有著35年歷史的老廠,也曾是中石化集團(tuán)中效益排名倒數(shù)的“差生”。上世紀(jì)90年代后期大化肥項(xiàng)目投產(chǎn)后就連年虧損,最多的一年虧損19億元。這樣一個(gè)1噸原油只能煉出75%的成品油、檢測(cè)人員判斷設(shè)備溫度都要憑經(jīng)驗(yàn)用手摸的企業(yè),如何扭虧為盈呢?
乙:非洲第一大經(jīng)濟(jì)體尼日利亞近年來(lái)在能源發(fā)電、輸電、配電和可再生能源四個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)投資。作為該國(guó)主要電力服務(wù)商,配電公司IKEJA Electric卻時(shí)常面臨著竊電監(jiān)管難(20%用戶(hù)曾竊電)、線損高(達(dá)40%以上, 遠(yuǎn)高于歐美8%)、電費(fèi)收繳難(繳費(fèi)周期長(zhǎng)達(dá)3~4個(gè)月)、拖欠嚴(yán)重等挑戰(zhàn),且主要依賴(lài)人工抄表,難以處理核算、報(bào)障、投訴等業(yè)務(wù)。如何強(qiáng)化監(jiān)管呢?
實(shí)際上,上述兩個(gè)案例的問(wèn)題都得到了較好的解決。
九江石化通過(guò)智能工廠建設(shè),勞動(dòng)生產(chǎn)率提高10%以上,操作平穩(wěn)率提高5.3%,操作合格率從90.7%提升至100%。噸原油除成品油率提高到82%,產(chǎn)出率提升7個(gè)百分點(diǎn)。管理效率也大幅提升,與2010年比,在裝置不斷增加、煉油能力翻番的情況下,員工總數(shù)、班組數(shù)量、外操室數(shù)量分別下降12%、13%和35%。如今的九江石化已經(jīng)躍升為中石化沿江企業(yè)的第一名,2015年利潤(rùn)108億,實(shí)現(xiàn)了突破百億的目標(biāo)。
而IKEJA Electric通過(guò)部署華為的智能抄表(AMI:Advanced Metering Infrastructure)解決方案來(lái)提升能源使用效益問(wèn)題。方案部署后,日抄表成功率達(dá)到100%,實(shí)現(xiàn)抄表業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)雙向通信;線損從45%降低到14%,繳費(fèi)用戶(hù)增加,電費(fèi)回收大幅提升,資金回籠周期從3~4個(gè)月降為0個(gè)月;用戶(hù)滿(mǎn)意度也大幅提高。
能源行業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力在哪兒呢?答案呼之欲出:數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
云時(shí)代的新問(wèn)題:分擔(dān)大數(shù)據(jù)
目前,互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息化技術(shù)正與工業(yè)化深度融合,新的商業(yè)模式也在不斷興起,帶來(lái)生產(chǎn)效率的大幅提升。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)品已進(jìn)入數(shù)字油田、智能電網(wǎng)、工業(yè)監(jiān)測(cè)等多個(gè)能源領(lǐng)域,使能源行業(yè)的發(fā)展變得越來(lái)越“智慧化”,從而大大提高效率。
以油氣行業(yè)為例,通過(guò)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對(duì)油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化采集,可以大幅減少人力,實(shí)現(xiàn)油氣田智慧化運(yùn)營(yíng)。通過(guò)傳感網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋,油氣井與管網(wǎng)設(shè)備的自動(dòng)化控制,可以實(shí)現(xiàn)天然氣全網(wǎng)自動(dòng)平衡與智能調(diào)峰。利用信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)煉化、配送、油庫(kù)管理、加油站管理的最優(yōu)方案,提升煉化的智慧化水平。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)+銷(xiāo)售+便捷支付,可以大幅度提升銷(xiāo)售效率。
然而,新的問(wèn)題出現(xiàn)了。在大數(shù)據(jù)時(shí)代,所有數(shù)據(jù)都依靠云數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一處理的話,會(huì)給云端帶來(lái)很大的壓力。誰(shuí)來(lái)分擔(dān)大數(shù)據(jù)呢?邊緣計(jì)算的概念由此提出。
想象一下這樣一個(gè)場(chǎng)景:一個(gè)智能工廠,它的許多生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到云平臺(tái),通過(guò)云平臺(tái)的調(diào)度和指揮,按照優(yōu)化后的指令進(jìn)行生產(chǎn)??墒牵绻麛嗑W(wǎng)斷電了怎么辦呢?實(shí)際上,當(dāng)工廠里很多設(shè)備組成網(wǎng)絡(luò)之后,有些功能是通過(guò)云平臺(tái)控制,有些功能則是在本地設(shè)備就可以自動(dòng)決策的。本地決策設(shè)備所執(zhí)行的,就是邊緣計(jì)算的功能。
舉個(gè)通俗一點(diǎn)的例子:手如果碰到了燃燒的火焰,會(huì)立刻下意識(shí)地縮回,然后大腦才意識(shí)到手碰到了火,產(chǎn)生后續(xù)應(yīng)對(duì)這個(gè)事件的應(yīng)對(duì)。邊緣計(jì)算功能就類(lèi)似于這種“下意識(shí)”的存在。而按照目前的云計(jì)算模式,整個(gè)過(guò)程則是:手碰到火,將灼痛感傳到大腦,大腦做出縮手的反饋并將指令傳達(dá)到手,最后手縮回。這個(gè)處理過(guò)程,顯然要比人體實(shí)際的反應(yīng)要慢,還會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的滯后造成更大的灼傷。
對(duì)物聯(lián)網(wǎng)而言,如果邊緣計(jì)算技術(shù)取得突破,那么許多控制將通過(guò)本地設(shè)備實(shí)現(xiàn)而無(wú)需交由云端處理反饋,其處理過(guò)程也將在本地邊緣計(jì)算層完成。這無(wú)疑將大大提升處理效率,同時(shí)大大減輕云端的負(fù)荷,由于更加靠近用戶(hù),還可為用戶(hù)提供更快的響應(yīng),將用戶(hù)需求解決在邊緣。
邊緣計(jì)算的應(yīng)用:從效率到安全
IDC在日前發(fā)布的《中國(guó)制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)預(yù)測(cè)2016-2020》報(bào)告中預(yù)計(jì),未來(lái)兩年,中國(guó)制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)將日趨激烈,邊緣計(jì)算將成為下一熱點(diǎn)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)終端的大量部署,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)幾何式的增長(zhǎng),通過(guò)分散的終端設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾和處理,將是制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要發(fā)展方向。同時(shí),數(shù)據(jù)將逐漸成為企業(yè)的重要資產(chǎn),邊緣的智能化,將在網(wǎng)絡(luò)或者數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)異常時(shí),保證數(shù)據(jù)的安全,幫助企業(yè)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。有理由相信,邊緣計(jì)算的興起,將為能源行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型插上更強(qiáng)有力的翅膀。
目前,邊緣計(jì)算已經(jīng)在公共基礎(chǔ)設(shè)施能效管理、智慧能源、智能制造等領(lǐng)域有了成功應(yīng)用的案例。以路燈為例,全球有3.52億盞路燈,傳統(tǒng)照明能耗巨大,運(yùn)維管理成本高,能源浪費(fèi)嚴(yán)重,不符合智慧城市的建設(shè)潮流。而在華為承接的捷克路燈改造項(xiàng)目中,邊緣計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用,使節(jié)能效率達(dá)到80%,運(yùn)營(yíng)成本降低90%。
在能源裝備智能化過(guò)程中,邊緣計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用也不可或缺,不僅可以提高生產(chǎn)效率,而且有助于裝備維護(hù)。有數(shù)據(jù)顯示,如果全球油氣行業(yè)應(yīng)用IT技術(shù)將泵的性能提高1%,原油產(chǎn)量每天就能增加50萬(wàn)桶,從而每年為行業(yè)增加190億美元的額外收益。依靠預(yù)測(cè)性維護(hù),企業(yè)還可避免不必要的事故,確保生產(chǎn)正常進(jìn)行。油氣勘探和生產(chǎn)企業(yè)阿帕奇公司正以此預(yù)測(cè)油泵故障,以最大程度減少生產(chǎn)損失。
邊緣計(jì)算不僅能夠帶來(lái)效率的提升,還有望幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全。過(guò)去,企業(yè)在安全上更多強(qiáng)調(diào)的是強(qiáng)化管理和責(zé)任。但在智能工廠時(shí)代,自動(dòng)化水平越高,安全風(fēng)險(xiǎn)也就越大,單純倚重人的責(zé)任意識(shí)和管理是無(wú)法保證本質(zhì)安全的。企業(yè)必須把安全對(duì)責(zé)任、管理的依賴(lài)轉(zhuǎn)向?qū)夹g(shù)的信任。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在油氣管道的安全管理上發(fā)揮了重要作用,將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于油氣管道設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)和管理的全過(guò)程,有利于促進(jìn)管道的完整性管理和失效控制,提高管道運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。而通過(guò)邊緣計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用,能夠使各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的反應(yīng)速度相比單一云端控制更快。
以九江石化為例,其各種煉化設(shè)備和管道布局復(fù)雜,管道一旦破裂將造成有毒物質(zhì)泄漏甚至爆炸。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行智能化改造后,監(jiān)控中心通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,進(jìn)行預(yù)防性維護(hù),可有效降低工作量,提升反應(yīng)速度。專(zhuān)業(yè)終端集成模組可以自檢測(cè),保障安全。
技術(shù)推廣的需要:概念、伙伴和組織
目前,邊緣計(jì)算正在逐步興起,人們對(duì)邊緣計(jì)算的理解和認(rèn)識(shí)還有待進(jìn)一步深入和拓展,邊緣計(jì)算的大規(guī)模應(yīng)用尚未展開(kāi)。對(duì)能源行業(yè)而言,一方面,概念的普及需要加強(qiáng);另一方面,企業(yè)要懂得如何尋找一個(gè)好的合作伙伴。
就筆者近年來(lái)的走訪情況來(lái)看,許多企業(yè)雖然希望搭乘信息技術(shù)的快車(chē),通過(guò)數(shù)字化改造實(shí)現(xiàn)效益的提升,但是他們既不清楚數(shù)字化包括什么,也不清楚怎樣才能達(dá)到數(shù)字化的目的,更不知道該如何具體實(shí)施。
這從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明,我國(guó)能源行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)之路剛剛起步,包括邊緣計(jì)算在內(nèi)的一些概念的普及和理念的推廣尤為重要。企業(yè)老總畢竟不是信息技術(shù)專(zhuān)家,他們對(duì)成熟技術(shù)的應(yīng)用或許比較熱衷,但對(duì)前沿信息技術(shù)的理解和接受常常要慢半拍。這就需要政府、規(guī)劃部門(mén)、解決方案提供商、專(zhuān)家學(xué)者以及能源企業(yè)一起搭建邊緣計(jì)算在能源行業(yè)的一體化應(yīng)用對(duì)接平臺(tái),為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供新動(dòng)力。
同時(shí),數(shù)字化轉(zhuǎn)型無(wú)法一蹴而就,任何一套系統(tǒng)建成后都需要持續(xù)不斷地優(yōu)化和完善。因此企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程中,在明確戰(zhàn)略目標(biāo)后,首先要在解決方案提供商中選擇一個(gè)志同道合的戰(zhàn)略合作伙伴。這一點(diǎn)是許多在智能化建設(shè)方面有經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)老總的共同心聲。
一個(gè)優(yōu)秀的合作伙伴有哪些特質(zhì)呢?一位企業(yè)老總曾說(shuō)過(guò):“我們對(duì)合作伙伴的期待是,他不僅要有自主核心技術(shù)、好的產(chǎn)品和服務(wù),還要有可持續(xù)發(fā)展能力,更重要的是要與我們有相同或相似的企業(yè)文化與發(fā)展理念,可以與我們結(jié)成長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,而不應(yīng)僅是一個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)商。”
另外,對(duì)邊緣計(jì)算本身而言,目前業(yè)內(nèi)在技術(shù)領(lǐng)域需要更多的交流,未來(lái)也勢(shì)必需要統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。而這些東西目前仍然缺失,如果沒(méi)有這些,邊緣計(jì)算就很難形成一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)。同時(shí),邊緣計(jì)算技術(shù)的迅猛發(fā)展,也迫切需要一個(gè)行業(yè)組織來(lái)承擔(dān)這些工作,并在邊緣計(jì)算技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用推廣中扮演組織者的角色,在業(yè)內(nèi)政產(chǎn)學(xué)研合作中充當(dāng)橋梁和紐帶。
據(jù)悉,華為、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、中國(guó)信息通信研究院、英特爾、ARM和軟通動(dòng)力六家單位聯(lián)合倡議,即將成立邊緣計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(Edge Computing Consortium,ECC),以全面促進(jìn)產(chǎn)業(yè)深度協(xié)同,加速邊緣計(jì)算在各行業(yè)的數(shù)字化創(chuàng)新和行業(yè)應(yīng)用落地。有理由相信,在不遠(yuǎn)的將來(lái),能源企業(yè)將有更多的好伙伴出現(xiàn)。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要抓手,邊緣計(jì)算將在打造“智慧能源”的道路上畫(huà)出動(dòng)人的風(fēng)景。
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