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對智能電廠“智”體系的探索與思考
發(fā)布時間：2017-08-07 00:47:52
發(fā)電企業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)運營模式可描述為“發(fā)電生產(chǎn)+發(fā)電管理”，智能電廠將是在此基礎(chǔ)上以電力大數(shù)據(jù)為核心驅(qū)動力，形成智能發(fā)電生產(chǎn)與智能發(fā)電管理相融合的有機體。
作者：神華國華電力研究中心：劉魯京 白利光 劉勝軍
何為“智”？
《新華字典》中將“智”定義為聰明、見識、智力，引申有智慧、智商、智謀、智能等含義，可以理解為“智”是人發(fā)揮主觀能動性認知、把握客觀事物規(guī)律的能力。
以色列年輕歷史學(xué)家尤瓦爾·赫拉利在《人類簡史》（又名：從動物到上帝）中，對人類與世間萬物根本性的區(qū)別歸結(jié)于“智”，認為正是這種區(qū)別使得人類不斷的自我革新與進步，創(chuàng)建了人類社會的一個又一個文明。
在人工智能擊敗了人類頂尖棋手、自動駕駛汽車悄然上路，機器人在生產(chǎn)線上大規(guī)模取代工人、服務(wù)機器人開始走進千門萬戶的今天，在“云大物移”概念不斷轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的時代，發(fā)電企業(yè)也面臨著深刻的發(fā)展變革機遇，“智能電廠”便是熱詞之一。
鑒于目前“智能電廠”尚無全面、準確、權(quán)威的定義，本文擬對智能電廠從“智”的體系入手，就智能電廠的概念、核心要素、體系及架構(gòu)進行探索研究，拋磚引玉以供從事發(fā)電企業(yè)智能化研究的同仁借鑒。
一、 智能電廠的組成、定義與特征
發(fā)電企業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)運營模式可描述為“發(fā)電生產(chǎn)+發(fā)電管理”，智能電廠將是在此基礎(chǔ)上以電力大數(shù)據(jù)為核心驅(qū)動力，形成智能發(fā)電生產(chǎn)與智能發(fā)電管理相融合的有機體。
舉一個形象的比喻，如果將智能電廠比作一個富有生機活力的人，那么智能的管理體系就是人的大腦，智能的發(fā)電生產(chǎn)就是人的身體，而電力大數(shù)據(jù)就是將大腦與身體有機融合的細胞體和神經(jīng)元，三者相輔相成，共同形成智能電廠的有機整體。
智能電廠“智”的組成
由此，我們對智能電廠的功能性定義是：智能電廠是綜合了智能設(shè)備、現(xiàn)場總線、云平臺、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，在傳統(tǒng)電站的基礎(chǔ)上，進一步強化提升系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)挖掘及價值分析應(yīng)用能力，以更可靠、更安全、更敏捷、更高效、更人性化、更環(huán)保為目標，具備生產(chǎn)高度自動化、管理高度智慧化的新型電廠。
智能電廠應(yīng)該具備或逐步具備以下五種特征能力，包括：（1）智能的資產(chǎn)全生命周期管理能力，（2）智能化的電站安全生產(chǎn)管理能力（3）高效、低成本的發(fā)電站運營能力，（4）節(jié)能環(huán)保人性化的綠色發(fā)展能力，（5）基于大數(shù)據(jù)的智能經(jīng)營決策能力。
二、 智能電廠“智”體系的框架設(shè)計
1、理論體系的建立
準確把握、提煉智能電廠“智”的體系，就不能拋開發(fā)電行業(yè)的固有屬性。發(fā)電企業(yè)作為制造行業(yè)的重要組成部分，其最核心的宗旨就是通過提供服務(wù)于社會發(fā)展需要的能源供應(yīng)以實現(xiàn)價值創(chuàng)造。圍繞價值創(chuàng)造，智能電站將進一步加快新一代信息技術(shù)與發(fā)電運營深度融合，推動綠色發(fā)電和智能化運營，實現(xiàn)“企業(yè)、社會、人”共贏發(fā)展，構(gòu)建融入智慧社會的全新“智能電廠”企業(yè)模式。圖1是“價值創(chuàng)造”為宗旨、“企業(yè)、社會、人”共贏的“智”理論體系設(shè)計。
圖1
區(qū)別于傳統(tǒng)的發(fā)電廠，一個開放的平臺將是智能電廠的核心競爭力所在。智能電站不再將全部創(chuàng)造力歸結(jié)于閉環(huán)的生產(chǎn)過程，而是以通過與上下游之間數(shù)據(jù)的和信息的共享，形成環(huán)狀、網(wǎng)狀的縱橫結(jié)構(gòu)，從而改變原有單一價值鏈的關(guān)系，優(yōu)化資源配置，優(yōu)化利益結(jié)構(gòu)，以降低生產(chǎn)成本，敏捷、高效的運營模式創(chuàng)造價值。
由此，智能電廠不僅直接促進企業(yè)價值的提升，同時推動“企業(yè)、社會、人”協(xié)同發(fā)展的社會價值提升。“企業(yè)、社會、人”形成密不可分的共同體，形成構(gòu)建融合、共贏生態(tài)圈的基礎(chǔ)。
從發(fā)電企業(yè)內(nèi)部來看，智能電廠需要形成有利于智能化生產(chǎn)與管理的內(nèi)部運營機制。為此，治理機制模式從“立法”主線和“執(zhí)法”主線兩個角度出發(fā)----圍繞機制建設(shè)的“立法”主線，通過“制度信息化、組織虛擬化和營運社會化”，來推進發(fā)電企業(yè)的體制、組織、機制的創(chuàng)新。圍繞業(yè)務(wù)運營的執(zhí)“法”主線，通過“資源共享化、業(yè)務(wù)智能化、決策分散化”，來推進業(yè)務(wù)、技術(shù)、管理的創(chuàng)新，來構(gòu)建新型的業(yè)務(wù)運營模式。這個“六維一云”的模式，既適用于獨立的發(fā)電公司運營管理，更適用于集團性的發(fā)電企業(yè)管理。圖2是上述模式的體系設(shè)計。
綜上，我們對智能電廠的體系內(nèi)涵可以表述為：以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，推進“互聯(lián)網(wǎng)+能源”；以創(chuàng)新、互聯(lián)、融合為路徑，推進“兩化融合”；以企業(yè)、社會、員工共同發(fā)展、協(xié)同共贏、持續(xù)創(chuàng)造價值為宗旨，成為能源-信息-互聯(lián)互通的智能化企業(yè)。
2、“智”體系應(yīng)用框架設(shè)想
按照智能電廠“智”體系與“智”功能的思路，智能電廠的框架包含三層：
智能設(shè)備、智能生產(chǎn)、智能決策。同時，以云平臺作為三層架構(gòu)的信息化基礎(chǔ)支撐，利用大數(shù)據(jù)貫穿智能電廠的整個價值鏈，提升價值創(chuàng)造能力。
智能電廠的框架設(shè)計
智能設(shè)備：通過物理信息系統(tǒng)貫通設(shè)備、自動化和信息化基礎(chǔ)設(shè)施并不斷提升設(shè)備智能水平，構(gòu)建一個統(tǒng)一的、數(shù)字的、虛擬與現(xiàn)實相結(jié)合的電廠，為實現(xiàn)智能生產(chǎn)、智能決策奠定“智體”基礎(chǔ)。通過智能設(shè)備在發(fā)電生產(chǎn)中以設(shè)備的智能化、生產(chǎn)監(jiān)控的自動化、生產(chǎn)狀態(tài)的感知能力的持續(xù)提升來強化信息感知的能力，更多地體現(xiàn)為作為“智”基礎(chǔ)的“能”的提升，是智能電廠的物理基礎(chǔ)。
智能生產(chǎn)： 在常規(guī)信息化建設(shè)（如EAM、ERP、SIS 等）應(yīng)用基礎(chǔ)上，以價值創(chuàng)造為集成主線，集約強化業(yè)務(wù)協(xié)同能力、可視化能力、智能作業(yè)能力，形成共享、智慧的作業(yè)管理。強化了信息應(yīng)用的能力，是智能電廠的關(guān)鍵要素。
智能決策：基于決策分散化原則，深度并不斷深化運用電力大數(shù)據(jù)，圍繞設(shè)備全壽命周期管理和能量全過程轉(zhuǎn)換效率兩條主線，形成并不斷提升大數(shù)據(jù)支持下的分析學(xué)習(xí)能力、預(yù)測仿真能力、動態(tài)決策能力，強調(diào)橫向協(xié)同、深度學(xué)習(xí)和動態(tài)決策，實施全面監(jiān)測的運營分析和在線管控。智能決策分析的智能化是衡量智能電廠智能化水平的核心要素。
云平臺：未來的智能電廠，在適應(yīng)“企業(yè)、社會、人”三要素要求下，其大數(shù)據(jù)應(yīng)用環(huán)境必然是“云化”的。因此，構(gòu)建符合IT發(fā)展趨勢、適合智能電廠要求的信息服務(wù)平臺，以完整的IT基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用支撐、業(yè)務(wù)應(yīng)用和展示交互服務(wù)形成“一平臺、多站點、云服務(wù)”的信息業(yè)務(wù)構(gòu)架，為智能電廠提供技術(shù)業(yè)務(wù)應(yīng)用和基礎(chǔ)技術(shù)的“智腦”支撐，是智能電廠未來發(fā)展的必然要求，也是智能電廠“智”的特點的具體體現(xiàn)。
三、 智能電廠的未來發(fā)展-超智能技術(shù)
圍繞“價值創(chuàng)造”主題，未來的智能電廠的發(fā)展目標必然是對內(nèi)優(yōu)化管理策略，對外豐富增值業(yè)務(wù)。從智能發(fā)展角度來看，就是要讓電廠“更”智能，依托于智能技術(shù)的發(fā)展，可以說是智慧空間可以無限拓展，價值創(chuàng)造能夠永恒不息。
為此，我們對未來的智能電廠由“智能”走向“超智能”有以下構(gòu)想：
一是“超智能技術(shù)”會得到廣泛研究和應(yīng)用。
可以理解的是，智能方面只有“更智能”，不會有“超智能”，智能水平會隨著智能技術(shù)的發(fā)展而提高。
二是“超智能”只可以是“技術(shù)”而非具體產(chǎn)品或作品。
從“智”的角度看，能夠提升“智”水平的技術(shù)是“更智能”的內(nèi)生動力，我們把能夠促進智能技術(shù)發(fā)展的技術(shù)可稱之為“超智能技術(shù)”。當前最為典型的“超智能技術(shù)”就是大數(shù)據(jù)技術(shù)對智能設(shè)備、智能系統(tǒng)、智能管理向“更”智能發(fā)展的促進和支撐。
三是由此我們定義了時下環(huán)境下的“超智能電廠”的定義，以饗同行：
“以大數(shù)據(jù)技術(shù)促進電廠智能化的提升，形成了基于大數(shù)據(jù)分析的超智能電站關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，并藉以使得電廠更安全、更環(huán)保、更高效并融入了智慧社會的電站模式”可稱之為“超智能電廠”。
