印染行業(yè)度能美欣達(dá)
案例概述
當(dāng)代社會(huì)，能源緊缺和環(huán)境惡化已經(jīng)成為全球面臨的最大問題。我國(guó)近年來經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的同時(shí)也引發(fā)了能源供應(yīng)危機(jī)及環(huán)境嚴(yán)重污染等問題。同時(shí)，溫室氣體排放引起全球氣候變暖，備受國(guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注。習(xí)近平總書記向世界宣示了我國(guó)“3060”碳達(dá)峰與碳中和的目標(biāo)與愿景。節(jié)能減排、低碳環(huán)保、能源轉(zhuǎn)型不再只是一個(gè)社會(huì)的熱點(diǎn)話題，更是我們未來的必經(jīng)之路。在可持續(xù)發(fā)展的理念指導(dǎo)下，通過云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的助力，結(jié)合新能源開發(fā)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等多種手段，降低能源消耗，達(dá)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境雙贏的目的。推廣使用能碳數(shù)智化平臺(tái)是能源管理科學(xué)化、信息化、規(guī)范化的重要舉措，在提高能源管理效率的同時(shí)，是能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求。
印染行業(yè)是我國(guó)的傳統(tǒng)行業(yè)，主要分布在我國(guó)浙江、江蘇、廣東等地區(qū)。已經(jīng)形成了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展規(guī)模，全國(guó)規(guī)模以上印染企業(yè)有1600-1700家，總產(chǎn)能長(zhǎng)期保持500億米以上，但是印染的工藝流程導(dǎo)致了此過程必將是一個(gè)能耗高，污染高的行業(yè)。近年來，國(guó)家愈加重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，印染行業(yè)的環(huán)保監(jiān)管進(jìn)一步趨嚴(yán)。相關(guān)部門相繼出臺(tái)多項(xiàng)政策，加快印染行業(yè)在節(jié)能、減排、降碳方面的同時(shí)通過產(chǎn)業(yè)政策的制定和調(diào)控，繼續(xù)引導(dǎo)和推動(dòng)印染行業(yè)的健康有序發(fā)展。通過推進(jìn)行業(yè)智能制造，提高裝備的生產(chǎn)效率、性能、自動(dòng)化、數(shù)字化水平，逐步提升了印染行業(yè)的清潔生產(chǎn)和綠色制造水平。目前，全國(guó)多地區(qū)都在進(jìn)行限電限產(chǎn)和節(jié)能減排的舉措，多數(shù)印染廠紡織廠都在面臨不同程度的停產(chǎn)困境。
來源：北京百度網(wǎng)訊科技有限公司
在雙碳、雙控大背景下，印染生產(chǎn)企業(yè)面臨幾大挑戰(zhàn)：第一方面，在雙碳的背景下，政府及有關(guān)部門對(duì)企業(yè)的碳排核查出臺(tái)了一系列政策和管理辦法，企業(yè)如不能履行碳排目標(biāo)，將會(huì)面臨購(gòu)買碳配額的經(jīng)濟(jì)損失，以及國(guó)際上的綠色貿(mào)易壁壘；第二方面企業(yè)的利潤(rùn)普遍呈下降趨勢(shì)，企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲取利潤(rùn)越來越難；第三方面，隨著能源階梯價(jià)格機(jī)制的逐步形成，水、電、氣等能源價(jià)格逐步走高，能源費(fèi)用占企業(yè)總體成本的比例也隨之水漲船高。因此，企業(yè)對(duì)節(jié)能、降碳，壓縮能源費(fèi)用等成本有著強(qiáng)烈的愿望。
印染行業(yè)作為傳統(tǒng)行業(yè)在消費(fèi)升級(jí)、綠色發(fā)展的新形勢(shì)下，迫切需要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，通過數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)已成為必由之路。浙江美欣達(dá)印染科技有限公司作為印染行業(yè)中堅(jiān)力量在積極探索轉(zhuǎn)型升級(jí)之路，希望通過信息技術(shù)促進(jìn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，節(jié)能降碳，降低企業(yè)成本的同時(shí)，滿足雙碳政策要求，提高競(jìng)爭(zhēng)力。
百度智能云度能-能碳數(shù)智化平臺(tái)是為企業(yè)生產(chǎn)過程把脈的數(shù)字化工具軟件，終極目標(biāo)希望企業(yè)通過使用能源服務(wù)平臺(tái)一方面監(jiān)測(cè)能源使用量、碳排放量、用能行為，為企業(yè)安全用能、精準(zhǔn)用能提供能源管理服務(wù)。系統(tǒng)依據(jù)多維度業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析，將能源質(zhì)量、生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)融合分析，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)反哺工藝的閉環(huán)數(shù)據(jù)應(yīng)用。最終實(shí)現(xiàn)，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)型、精細(xì)化智能工廠運(yùn)轉(zhuǎn)，建立長(zhǎng)期、可持續(xù)化的管理體系，最終實(shí)現(xiàn)全廠保質(zhì)保量交付產(chǎn)品，優(yōu)化能源構(gòu)成及應(yīng)用，逐步創(chuàng)建清潔優(yōu)化能源構(gòu)成及應(yīng)用，逐步創(chuàng)建清潔能源生產(chǎn)為導(dǎo)向的節(jié)能型綠色企業(yè)。
應(yīng)用場(chǎng)景
場(chǎng)景1：采上來：打通數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)全面、精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)接入
解決問題：能耗數(shù)據(jù)監(jiān)視點(diǎn)位不全，無法做到能耗數(shù)據(jù)的完整精確監(jiān)視與控制；數(shù)據(jù)分散在各個(gè)系統(tǒng)，形成數(shù)據(jù)孤島，難以統(tǒng)一進(jìn)行能耗和碳管理；數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性、及時(shí)性難以保證。
解決方案：
設(shè)備層：設(shè)備層涵蓋了廠內(nèi)能源儀表、邊緣智能網(wǎng)關(guān)、傳感器、控制器等設(shè)備。智能邊緣網(wǎng)關(guān)是設(shè)備層核心，是連接智能儀表和平臺(tái)系統(tǒng)的中間件，其具有強(qiáng)大的邊緣計(jì)算能力，能夠?qū)χ悄軆x表的數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、存儲(chǔ)、上傳等一系列自動(dòng)化操作，并能夠執(zhí)行平臺(tái)對(duì)其下發(fā)的指令，反饋執(zhí)行結(jié)果。
網(wǎng)關(guān)配置：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況以及傳輸頻率的要求配備網(wǎng)關(guān)，在同一強(qiáng)電間的儀表，通過一臺(tái)網(wǎng)關(guān)上傳；配電室集中的條件下，網(wǎng)關(guān)單485串口接入電表≤8只，單網(wǎng)關(guān)接入儀表不超過32只。保證數(shù)采頻率不低于60S。
通訊線路搭建：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，位置集中的電表，表具與表具之間手拉手連接，然后接入每個(gè)區(qū)域的網(wǎng)關(guān)。
平臺(tái)層：百度天工AIoT平臺(tái)層主要提供安全穩(wěn)定的IoT數(shù)據(jù)接入、及時(shí)有效的數(shù)據(jù)處理及聚合計(jì)算，它具有高可靠數(shù)據(jù)庫服務(wù)，豐富的平臺(tái)數(shù)據(jù)接口支持，是保障能源管理服務(wù)的技術(shù)基石。AIoT接入服務(wù)為設(shè)備提供安全可靠的連接通信能力，向下連接海量設(shè)備，支撐設(shè)備數(shù)據(jù)采集上云；向上提供云端API，指令數(shù)據(jù)通過API調(diào)用下發(fā)至設(shè)備端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
基礎(chǔ)能源平臺(tái)：基礎(chǔ)能源平臺(tái)是支撐能源接入的基礎(chǔ)，為能源管理應(yīng)用的實(shí)例化構(gòu)建、穩(wěn)健物聯(lián)接入、數(shù)據(jù)方法抽取、邊云模型計(jì)算等搭建基礎(chǔ)底座。按照功能劃分為企業(yè)信息管理、物聯(lián)模型管理、設(shè)備儀表管理三個(gè)模塊。企業(yè)信息管理，完成企業(yè)基礎(chǔ)畫像的描繪，主要進(jìn)行組織機(jī)構(gòu)、建筑信息、人員信息、基礎(chǔ)用能信息的管理。支撐業(yè)務(wù)核算在各種維度的靈活編排。物聯(lián)模型管理，對(duì)能源場(chǎng)景的物聯(lián)設(shè)備，進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)字化點(diǎn)表創(chuàng)建，完成解析點(diǎn)表、運(yùn)算屬性、閾值上下限設(shè)置等功能。儀表設(shè)備管理，對(duì)設(shè)備模型的實(shí)例化，并進(jìn)行儀表與設(shè)備的臺(tái)賬信息匹配，完成物理世界與數(shù)字世界的對(duì)照映射。核算分析模型管理，定義企業(yè)的核算時(shí)間、成本模型、核算分析單元、核算公式信息。通過配置，明確企業(yè)的核算時(shí)間、班組時(shí)間段、各能源類型的成本核算方式、分析的維度、分析的單元以及各分析單元的能耗計(jì)量公式和成本核算公式。
實(shí)施成果：
物聯(lián)接入改造：實(shí)現(xiàn)存量205臺(tái)儀表的統(tǒng)一入口采集（通訊采集、系統(tǒng)對(duì)接、移動(dòng)手抄）；采集過程對(duì)接10+通訊協(xié)議（儀表老舊、通訊協(xié)議缺失，通過報(bào)文監(jiān)聽方式破解）；預(yù)期實(shí)現(xiàn)全廠無線方式數(shù)據(jù)穩(wěn)定上傳（丟包率＜0.38％）；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)遠(yuǎn)程固件升級(jí)與調(diào)試配置。
度能基礎(chǔ)能源管理平臺(tái)全功能上線：實(shí)現(xiàn)企業(yè)組織機(jī)構(gòu)、角色權(quán)限、用戶配置等業(yè)務(wù)配置功能；實(shí)現(xiàn) mizudany.com/login?bcia 的專屬域名訪問；實(shí)現(xiàn)能源類型、設(shè)備模型的數(shù)字化孿生；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)、儀表、印染設(shè)備的業(yè)務(wù)臺(tái)賬管理；實(shí)現(xiàn)靈活的能源數(shù)據(jù)核算編排。
場(chǎng)景2：管起來：改變手抄筆錄，建立完整能源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用能精細(xì)化管理
解決問題：缺乏統(tǒng)一能管系統(tǒng)，企業(yè)大部分都是傳統(tǒng)的手抄筆錄，目前沒有進(jìn)行能源數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化管理，沒有實(shí)現(xiàn)能源的在線監(jiān)測(cè)，也就無法對(duì)能源使用情況進(jìn)行分析，無法有效推進(jìn)節(jié)能降碳；目前大多數(shù)能源管理系統(tǒng)，只關(guān)注能源數(shù)據(jù)本身，沒有結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)和設(shè)備情況進(jìn)行綜合分析，無法幫助企業(yè)對(duì)生產(chǎn)和設(shè)備進(jìn)行有效管理，也無法達(dá)到實(shí)際節(jié)能降碳的效果。
解決方案：
綜合能源管理系統(tǒng)是企業(yè)為生產(chǎn)過程把脈的數(shù)字化工具軟件，根據(jù)企業(yè)能源使用量、用能行為，為企業(yè)安全用能、精準(zhǔn)用能提供能源管理服務(wù)。根據(jù)對(duì)能源運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，對(duì)后續(xù)接入生產(chǎn)、控制等多維度系統(tǒng)，打通信息孤島，提供數(shù)據(jù)支撐及業(yè)務(wù)支撐。依據(jù)詳盡而準(zhǔn)確的能耗數(shù)據(jù)幫助用戶掌握詳細(xì)的能耗分布狀況和能效水平，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)型、精細(xì)型的能源管理，以便建立長(zhǎng)期、可持續(xù)化的能源管理體系，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效的目標(biāo)。系統(tǒng)主要包括能源管控、能源分析、生產(chǎn)分析、計(jì)劃管理等功能模塊。
能源管控：能源管控模塊是用能用戶實(shí)現(xiàn)能源管理職能的基礎(chǔ)模塊，用戶可以通過能源管控模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)各類能源進(jìn)行基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)、分析、監(jiān)視、報(bào)警處理工作。
能源分析：能源分析是在企業(yè)明確能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并且接入大量?jī)x表傳感器數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)企業(yè)能源系統(tǒng)、能源消耗進(jìn)行深入的監(jiān)視分析，分析的維度包括平衡維度、質(zhì)量維度、安全維度、用能成本維度等。
生產(chǎn)分析：生產(chǎn)分析是企業(yè)用戶對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)情況以及生產(chǎn)中的各個(gè)基本要素（企業(yè)、工區(qū)、工序、設(shè)備、班組）的耗能情況進(jìn)行的分析。
生產(chǎn)分析主要包括：工藝分析：對(duì)企業(yè)各生產(chǎn)單元的產(chǎn)量、能耗、生產(chǎn)計(jì)劃完成率進(jìn)行分析評(píng)價(jià)；設(shè)備分析：對(duì)各產(chǎn)線的生產(chǎn)類設(shè)備的能耗、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)；單耗分析：對(duì)各能源類型涉及的考核設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)量、能耗、單耗的統(tǒng)計(jì)，并結(jié)合工單數(shù)據(jù)，分析產(chǎn)品類型、工單產(chǎn)量、工序、克重對(duì)單耗的影響。
實(shí)施成果：智慧能源管理服務(wù)幫助企業(yè)搭建了完整的能源管理體系，從能源使用量、用能行為，為企業(yè)安全用能、精準(zhǔn)用能等各方面提供能源管理服務(wù)，預(yù)期平均能幫助企業(yè)能源成本降低5%-10%。
場(chǎng)景3：算出來：基于標(biāo)準(zhǔn)碳排核算模型，進(jìn)行碳排放可信核算、監(jiān)測(cè)
解決問題：核算標(biāo)準(zhǔn)繁多、復(fù)雜，用戶沒有專業(yè)的能力去做碳排評(píng)估和核算；數(shù)據(jù)分散、難收集，數(shù)據(jù)分散在各個(gè)系統(tǒng)，通過人工分別線下搜集統(tǒng)計(jì)，工作量大，準(zhǔn)確性難以保證；傳統(tǒng)服務(wù)時(shí)間集中、不及時(shí)、工作量大d) 傳統(tǒng)的線下核算方式，一年進(jìn)行一次，無法及時(shí)了解碳排情況支持企業(yè)進(jìn)行減排干預(yù)，且人力成本都比較高。
解決方案：度能提供碳管理應(yīng)用，幫助企業(yè)快速進(jìn)行碳排放可信核算，碳數(shù)據(jù)及時(shí)監(jiān)測(cè)。
內(nèi)置國(guó)標(biāo)各行業(yè)的核算指南及推薦參數(shù)：依據(jù)國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)，定義碳盤查模板，用戶可直接零門檻使用；整合國(guó)內(nèi)外多種碳排放參數(shù)推薦值、排放因子庫參與碳排放的計(jì)算。
多種方式的排放源數(shù)據(jù)靈活采集：具備硬件層和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的能力，可進(jìn)行排放源數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集；可以將分散在多個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，也支持人工錄入與配置數(shù)據(jù)。
碳排放可信核算與及時(shí)監(jiān)控：系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出的碳排數(shù)據(jù)，并可從不同時(shí)間周期、排放源類型等多種維度進(jìn)行展現(xiàn)、統(tǒng)計(jì)分析，幫助用戶快速洞察碳排情況，幫助企業(yè)做到“摸清家底” “精細(xì)管理”。
實(shí)施成果：幫助企業(yè)從0到1建設(shè)雙碳管理，完成了對(duì)企業(yè)的電力、熱力、廢水等全方位的排放源數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)碳排可信核算與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為企業(yè)后續(xù)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)提供重要支撐。
場(chǎng)景4：降下來：提供AIoT節(jié)能方案，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)節(jié)能
解決問題：企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)行中，存在一些高能耗環(huán)節(jié)，企業(yè)想進(jìn)行節(jié)能，沒有建模調(diào)優(yōu)的技術(shù)能力，掌握最優(yōu)能耗及其工況；在生產(chǎn)工藝中，工藝人員制定工藝參數(shù)，但是缺少數(shù)字化手段監(jiān)管實(shí)際是否按照工藝執(zhí)行，其間能源浪費(fèi)現(xiàn)象無法及時(shí)識(shí)別，阻礙企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減碳的目標(biāo)。
解決方案：美欣達(dá)印染產(chǎn)線采用典型的長(zhǎng)車染色工藝，設(shè)備繁多，工藝復(fù)雜，產(chǎn)線長(zhǎng)達(dá)幾百米，度能系統(tǒng)為給企業(yè)提供了基于模型的高級(jí)節(jié)能分析模塊。深入長(zhǎng)車印染產(chǎn)線與工藝，基于能耗數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)，多維數(shù)據(jù)建立模型，找到最優(yōu)能耗，反饋優(yōu)化參數(shù)建議，識(shí)別能源偏差與浪費(fèi)，幫助企業(yè)透明化生產(chǎn)管理，及時(shí)調(diào)優(yōu)控制，達(dá)到精準(zhǔn)化節(jié)能降碳。
實(shí)施路徑：
PHASE-I 算法策略—多系統(tǒng)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)：完成MES報(bào)工數(shù)據(jù)與染色機(jī)中控工藝數(shù)據(jù)接入。生產(chǎn)過程可視化：對(duì)重點(diǎn)生產(chǎn)機(jī)臺(tái)，監(jiān)測(cè)當(dāng)前生產(chǎn)情況及工作狀態(tài)。異常用能推報(bào)警：小流量跑冒、靜置與空轉(zhuǎn)異常耗能、設(shè)定不合理等。生產(chǎn)效率清晰化：實(shí)時(shí)計(jì)算整機(jī)單耗，某合約單耗，以及歷史均值單耗。
PHASE-II 算法模型—定標(biāo)：針對(duì)1#PD染色機(jī)，核定基準(zhǔn)用能（蒸汽）單耗。建模：基于數(shù)學(xué)規(guī)劃或強(qiáng)化學(xué)習(xí)的（全局/局部）最優(yōu)工況值推薦。優(yōu)化：提煉高性能模型庫，支持多工況自適應(yīng)能力。調(diào)控：對(duì)執(zhí)行偏差，做進(jìn)一步自動(dòng)化優(yōu)化控制改進(jìn)。泛化：針對(duì)單機(jī)臺(tái)沉淀模型定式，并泛化到其他重點(diǎn)設(shè)備上。
實(shí)施成果：通過多系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)聚合，找到訂單級(jí)生產(chǎn)最佳工況，用AIoT建模。預(yù)期重點(diǎn)用能設(shè)備萬米單耗降低10%以上，蒸汽年度賬單可降低約100萬以上。
案例總結(jié)
節(jié)約企業(yè)用能成本，提升工藝流程穩(wěn)定性。通過接入度能平臺(tái)，企業(yè)可建立基礎(chǔ)能源數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)，通過對(duì)能源數(shù)據(jù)及過程數(shù)據(jù)的高頻采集和分析，基礎(chǔ)能源管理模塊預(yù)期平均能幫助企業(yè)能源成本降低5%-10%，用能高級(jí)分析模塊對(duì)于規(guī)上印染企業(yè)，每年預(yù)計(jì)可降低約100萬元的蒸汽費(fèi)用。同時(shí)，通過對(duì)生產(chǎn)流程的智慧優(yōu)化，保證了工藝穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了“智能制造”。
助力印染行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，支持行業(yè)節(jié)能減排。全國(guó)規(guī)模以上印染企業(yè)有1600-1700家，行業(yè)整體的自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化的水平較低，行業(yè)傳統(tǒng)的系統(tǒng)服務(wù)商無法解決目前行業(yè)所遇到的能耗高、碳排高、流程差、成本壓力日益嚴(yán)重的問題。本案例整套系統(tǒng)和方案對(duì)整個(gè)印染行業(yè)節(jié)能降碳的建設(shè)起到非常重要的意義，將賦能印染高能耗、高排放的產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳綠色建設(shè)，達(dá)成產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)。
支持國(guó)家雙碳戰(zhàn)略落地，助推構(gòu)建資源友好型社會(huì)。在3060雙碳目標(biāo)的時(shí)代背景下，節(jié)能環(huán)保、減排降碳、能源經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型已經(jīng)是必須要走的發(fā)展道路。能碳數(shù)智化平臺(tái)，幫助企業(yè)、政府園區(qū)建立起能源管理體系，實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降碳，政府更好監(jiān)管，能夠顯著地降低能耗、污染物排放以及碳排放，從而降低產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，助力雙碳目標(biāo)和生態(tài)友好的發(fā)展方向。
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