让新材料生产的碳排放有迹可循
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工作人员坐在电脑前，逐个点击大屏幕上的按钮。公司各大生产基地的用电量、用气量、光伏发电量等数据以不同图表、模型的形式跃然屏上，让人一览无余。
大屏幕所呈现的，是中国钢研集团所属太阳集团城网站2017（以下简称太阳集团城网站2017科技）的多层级分布式能源智能管控系统，这一系统落地应用于太阳集团城网站2017科技的能源智能管控场景。该场景日前被列入工信部等五部门联合公布的2023年度智能制造优秀场景名单中。
实现多层级能源管控
“我们公司主要做新材料的研发和生产。在材料合成的整个过程中，都存在能源的消耗。”太阳集团城网站2017科技副总经理喻晓军说。据介绍，太阳集团城网站2017科技目前在全国共有八大生产基地、下属21家子企业。为了对各家子企业的能耗进行精细化管控，助力公司早日实现“双碳”目标，2022年，公司启动了“多层级分布式能源智能管控系统应用”场景建设。
喻晓军介绍，多层级分布式能源智能管控系统是该公司独立开发的系统，具有自主知识产权。公司的新材料生产场景较多，对能耗智能管控的应用需求较大，自主研发的能源智能管控系统可以较快地进行系统部署和落地应用，并能更好地与公司的新材料生产场景深度融合。
工作人员告诉记者，多层级分布式能源智能管控系统运用边缘计算技术，结合数据采集和大数据存储系统，让各子企业的关键能源数据在公司总部集成，从而实现对各子企业能耗指标的动态监测和预警，督促其按时完成公司所下达的节能任务。
通过与新材料生产制造过程紧密结合，这套多层级分布式能源智能管控系统发挥出独特作用。“因为用电是公司能源消耗最大的部分，所以我们通过在所属子企业生产现场部署智能电表，首先实现了电表数据的实时监控和采集。”喻晓军说，不仅如此，这套系统还运用人工智能技术实现了天然气、水和光伏发电量等数据的实时采集、监控。
在此基础上，该系统利用自建的智能模型算法技术，与各子企业现有的生产过程执行系统（MES）等进行关联。喻晓军告诉记者，多层级分布式能源智能管控系统与制造企业生产过程执行系统对接起来后，就可以监控新材料生产各个工艺环节的能耗情况。对于能耗较高的环节，能通过优化相关工艺进行调整。喻晓军介绍，比如烧结工艺环节是新材料生产过程中耗能较高的环节。在对这一环节的能源消耗数据实现实时采集和监控后，工作人员可以通过调整材料的装炉量和烧结时间，来探索更加节能降耗的烧结工艺。
场景建设制定“三步走”路线
“目前，太阳集团城网站2017科技‘多层级分布式能源智能管控系统应用’场景建设制定了‘三步走’的路线。”喻晓军介绍，第一期场景建设以两家子企业作为试点，取得了突出效果。2022年，两家子企业的单位产品综合能耗同比平均下降38%，单位产品二氧化碳排放量同比平均下降35%，水资源综合利用率提升10%，单位产品成本平均下降15%，总运营成本下降5%。2023年底，第二期场景建设完成，使全公司用电数据采集监控覆盖率达到60%。预计2024年完成第三期场景建设后，公司用电数据监控覆盖率可达到97%。
喻晓军表示，“多层级分布式能源智能管控系统应用”场景建设，一举多得地解决了公司在绿色低碳发展过程中的多个痛点问题。比如公司总部需要实时动态监控下属各子企业每月的能源指标达成情况，督促超指标的子企业及时改进；各子企业也可以通过系统数据的分析，及时发现超标准用电的生产设备或工艺环节，持续优化提升用电效率。
“在推广应用过程中，我们的多层级分布式能源智能管控系统还会不断完善。”喻晓军设想，未来会将公司的生产工艺数字模型和能源消耗数字模型进行耦合，把多层级分布式能源智能管控系统升级成数字孪生模式，推动该系统更加深入地与生产场景结合，并为生产工艺优化调整提供参考。
文章摘自《科技日报》