應用

賽迪宋穎昌:工業互聯網平臺+工業設備上云系列研究(六)大型空壓機

2025China.cn   2021年07月01日

  工業設備上云是工業互聯網平臺建設和應用的重點、難點,也是切入點,意義十分重大。2018年7月工信部發布的《工業互聯網平臺建設及推廣指南》,提出要“實施工業設備上云‘領跑者’計劃”,并明確了四類十大重點工業設備,即以煉鐵高爐、工業鍋爐、石化設備為代表的高能耗設備,以柴油發動機、大中型電機、大型空壓機為代表的高通用設備,以工程機械、數控機床為代表的高價值設備和以風電、光伏為表的新能源設備。

  三年來,工業設備上云取得了重大進展,全國重點工業互聯網平臺連接的工業設備數量超過7300萬臺套,上云深度從狀態監測、故障診斷向預測預警、精準運維演進。為幫助業界進一步明確不同工業設備上云面臨的痛點問題、應用場景、實施路徑和推廣前景,賽迪智庫信息化與軟件產業研究所工業互聯網研究室在調研40余家企業的基礎上,編制形成了“工業互聯網平臺+工業設備上云”系列研究報告。

  協同有待提升等痛點問題。以東方國信、樹根互聯、奧立信等為代表的解決方案企業積極探索基于工業互聯網平臺推動大型空壓機上云,并開展運維管控、設備節能優化、后服務市場運維和產業鏈協同等新型應用服務,降低大型空壓機運行成本,提高大型空壓機運維效率。

 

痛點問題

  01運行監控及時性弱

  大型空壓機一般用于機械加工、化工生產、管道輸送等領域,具有設備價值高、應用范圍廣、工作環境雜等特性。現有企業對設備通常采取事后維護或定期維護方式,無法動態監測設備關鍵運行數據并及時反饋,設備運維管理大多依賴經驗管理,數據采集及時性相對較弱,對人員技能要求、物料及時性準確性要求較高,容易出現設備停機、設備欠修或過修等問題。

  02設備能耗管理粗放

  目前國內部分企業的能耗監測仍停留在人工抽樣檢測的階段,而產氣端、輸氣端、用氣端都會影響到空壓機的整體能效,有時難免出現以偏概全。在空壓機組能源效率的強制性國家標準實施后,單機節能的空間已經縮小,亟需基于平臺對空壓機系統進行統籌考慮,優化整體運行參數,及時根據實際運行情況動態調整,加快空壓機整站能效提升。

  03運營服務效率不高

  空壓機承擔著提供動力、通風通氣、機器啟動等重要功能,一旦發生事故將對企業生產經營產生較大影響。同時,空壓機設備數據對企業生產、管理、經營等具有重要指標性意義,數據泄露隱患嚴重影響企業管理者設備上云信心,更關系到行業信息安全和企業生產安全等重要領域,亟需有可靠的數據傳輸安全機制保障數據的安全、可靠傳輸。

  04產業協同有待提升

  空壓機產業鏈涉及設備制造、設備代理/服務、設備使用等多類企業,目前各方存在數據共享不足、信息交流缺失等問題,業務協同水平普遍不高。例如,設備制造企業不知道空壓機在哪種工況下運行,設備代理/服務企業不知道客戶使用過程中有什么問題,設備使用企業不知如何提升空壓機效率。各方缺乏一體化協同服務管理體系,無法形成空壓機“制造-使用-運維-設計”閉環服務,難以形成多方共贏局面。

應用場景

  01運維管控

  推動大型空壓機上云有利于采集設備的實時運行數據,結合設備故障診斷模型,自動預警設備故障并確定最優設備維護方案,實現設備智能管理。一是設備狀態監測。企業通過空壓機設備上云實時采集主機溫度、油溫、儲氣罐壓力、出口壓力、水管溫度等工作狀態數據,增強設備狀態監測的可靠程度,有效解決空壓機監測難問題。二是運行狀態分析。通過對不同空壓機和同一空壓機不同時期的歷史數據進行系統全面的分析,供用戶及時查看運營數據,幫助企業優化方案,增加企業效益。三是設備預測維護。綜合利用采集的設備數據,通過大數據分析,結合管線漏氣等設備故障診斷模型,將空壓機實時運行數據與標準參數對比分析開展預測性維護,減少生產停滯和安全問題。

  例如,河南通過新奧數能泛能網平臺推送的空壓機運行管理策略,改變了以往各站房人工線下抄表、人工錄入的傳統工作模式,降低了易損件更換頻率,延長了設備使用壽命,使空壓機啟停次數減少了75%,系統能效提高到80%以上。紫光集團建立了空壓機智能運維平臺,通過物聯網技術實現數據在線采集分析,有效緩解空壓機管理和運營效率低下等問題。惠州億緯鋰能股份有限公司使用云智控節能管理系統,實現裝備故障智能預警,減少停產損失近530萬元。

  江蘇奧立信數字科技有限公司“空壓在線”系統,通過對空氣濾芯、機油濾芯、油分等空壓機易損耗零部件的實時檢測和大數據分析,結合壓差、功率、氣量等約束條件,智能分析剩余使用壽命,實現易損件更換的最佳經濟性。

  02設備節能優化

  空壓機行業的能耗問題極為突出,往往耗費大量企業財力,不利于企業盈利水平與能力的提升。上云有利于管理者提高能源消耗水平認知,實現精細化設備能耗管控優化。一是分配式優化。在實時采集能效數據的基礎上建立設備用氣、產氣模型,通過設備整體效率和綜合能耗分析,合理分配設備運行負載。二是互補式優化。利用整站效能提升的數據分析模型,為空壓機動態互補調配提供支持,減少整體資源浪費。三是升級式優化。通過對空壓機的橫向數據對比與縱向歷史分析,為空壓機制造單位和使用單位進行產品升級換代提供數據支撐,提升企業核心競爭力。

  例如,廣東蒙泰依托樹根互聯的空壓機機組云平臺,在同一工況下實現單位能耗降低10%,每年節約至少77萬元能耗成本。江蘇極熵物聯科技有限公司推動空壓機上云超過1萬臺,為社會減少碳排放10萬噸標準煤/年。特備電工蘑菇物聯合作部署云智控系統,根據母管壓力變化建立智能控制模型并控制設備啟停,企業節能收益達到10%。

  江蘇奧立信數字科技有限公司“空壓在線”系統,通過狀態感知、實時分析、科學決策、精準執行等策略實現大型空壓站的健康運行和節能優化。據空壓機上云前后的實時單耗及故障對比,客戶平均節能率達12.3%,最高節能率達25.3%,計劃外故障減少52.5%,維護和服務成本降低16.7%,設備完好率提升5.7%。

  03后服務市場運維

  空壓機上云有利于設備制造商、設備代理/服務商、設備使用企業等主體建立后服務市場維護管理體系,提煉工單管理服務,形成自動化服務模式,加速企業新市場開拓。一是打造智能工單。通過對設備的實時監控實現自診斷、自決策、自適應,自動推送空壓機故障、推送維修工單,并在平臺上實現服務派工、維修報告、服務驗收、工單存檔等。二是主動式銷售。空壓機選型過大容易造成資源浪費,選型太小則容易造成用氣不夠、壓力不足等問題。通過上云有利于匯聚壓力、排氣量、空氣質量、場地等參數,為過濾器、儲氣罐等選型提供數據支撐,增加空壓機制造企業潛在收入。

  例如,無錫市大眾壓縮機有限公司因為使用蘑菇物聯的蘑菇圈ICRM系統,提高了售后運維的協同效率,減少終端用戶流失率8%,并通過壓縮空氣分析套件的使用,增加了空壓機銷售量,合計增收180萬/年。

  04產業鏈協同

  通過上云可以為大數據、人工智能等技術應用提供數據支持,加強空壓機產業鏈相關主體的數據協同,助力空壓機產業鏈向“產品+服務”轉型。一是反饋式研發。基于平臺助力幫助設備制造企業可以實時監測設備數據,依托海量的數據尤其是空壓機運維數據,縮短新品研發迭代周期。二是風向標指數。根據工況數據比較不同廠商空壓機性能,探索商業模式創新,基于上云數據計算形成行業創新指標體系,為檢測行業發展情況提供實時數據支撐。三是整鏈式服務。通過上云打通產業鏈各環節流程數據,降低環節間溝通成本,助力企業實現空壓站低成本運營的發展目標。

  例如,東方國信通過數據分析打造“空壓機指數”,梳理分析區域工業發展、工業企業活躍度等情況,為政府、行業、企業經濟發展決策提供有效的數據支撐。南網能源公司推出高效空壓站投資、設計、施工、智慧運維一體化的一條龍式服務,使美芝工廠綜合運營節能效益達到30%以上。

推廣前景

  作為通用工業設備,空壓機的使用場景復雜多樣,在中國約85%的工廠都配備有空壓站,廣泛覆蓋醫藥、食品、電子、塑膠、紡織、電力、建材等各行業。空壓機在行業內又被稱為“電老虎”,在我國空壓機的耗電量約占全國工業耗電量的9-15%,能耗改造潛力巨大。如果推動一半的設備進行上云推廣,并按照預計能耗整體降低5%的標準,全年節約成本將有望超過170億元,減少碳排放有望超過2400萬噸。

  文 | 賽迪智庫信軟所工業互聯網研究室副主任 宋穎昌

  大型空壓機面臨著運行監控及時性弱、設備能耗管理粗放、運營服務效率不高和產業

標簽:工業互聯網平臺 工業設備上云 我要反饋 
ABB云展車
世強
工廠MRO間接材使用及管理調研
專題報道
數字化轉型 – 數據賦能——2021西門子化工及玻璃行業客戶日
數字化轉型 – 數據賦能——2021西門子化工及玻璃行業客戶日

西門子作為全球領先的電氣化、自動化和數字化解決方案供應商,始終是中國化工及玻璃光伏企業數字化轉型的忠實合作伙伴。值此之際

大族機器人 MAiRA 多感知智能機器人助手
大族機器人 MAiRA 多感知智能機器人助手

MAiRA高度集成了最新型的傳感器,在控制系統和應用中完美實現前所未有的人工智能集成,引領協作機器人步入智能時代。耐用而

TeSys Giga 系列電動機控制與保護
TeSys Giga 系列電動機控制與保護

作為本地化研發的最新結晶,TeSys Giga系列電動機控制與保護產品通過融入多項自主創新專利技術,以更簡約的創新設計,

加勒比hezyo无码专区