工业互联网

赛迪宋颖昌:工业互联网平台+工业设备上云系列研究(六)大型空压机

2025China.cn   2021年07月01日

  工业设备上云是工业互联网平台建设和应用的重点、难点,也是切入点,意义十分重大。2018年7月工信部发布的《工业互联网平台建设及推广指南》,提出要“实施工业设备上云‘领跑者’计划”,并明确了四类十大重点工业设备,即以炼铁高炉、工业锅炉、石化设备为代表的高能耗设备,以柴油发动机、大中型电机、大型空压机为代表的高通用设备,以工程机械、数控机床为代表的高价值设备和以风电、光伏为表的新能源设备。

  三年来,工业设备上云取得了重大进展,全国重点工业互联网平台连接的工业设备数量超过7300万台套,上云深度从状态监测、故障诊断向预测预警、精准运维演进。为帮助业界进一步明确不同工业设备上云面临的痛点问题、应用场景、实施路径和推广前景,赛迪智库信息化与软件产业研究所工业互联网研究室在调研40余家企业的基础上,编制形成了“工业互联网平台+工业设备上云”系列研究报告。

  协同有待提升等痛点问题。以东方国信、树根互联、奥立信等为代表的解决方案企业积极探索基于工业互联网平台推动大型空压机上云,并开展运维管控、设备节能优化、后服务市场运维和产业链协同等新型应用服务,降低大型空压机运行成本,提高大型空压机运维效率。

 

痛点问题

  01运行监控及时性弱

  大型空压机一般用于机械加工、化工生产、管道输送等领域,具有设备价值高、应用范围广、工作环境杂等特性。现有企业对设备通常采取事后维护或定期维护方式,无法动态监测设备关键运行数据并及时反馈,设备运维管理大多依赖经验管理,数据采集及时性相对较弱,对人员技能要求、物料及时性准确性要求较高,容易出现设备停机、设备欠修或过修等问题。

  02设备能耗管理粗放

  目前国内部分企业的能耗监测仍停留在人工抽样检测的阶段,而产气端、输气端、用气端都会影响到空压机的整体能效,有时难免出现以偏概全。在空压机组能源效率的强制性国家标准实施后,单机节能的空间已经缩小,亟需基于平台对空压机系统进行统筹考虑,优化整体运行参数,及时根据实际运行情况动态调整,加快空压机整站能效提升。

  03运营服务效率不高

  空压机承担着提供动力、通风通气、机器启动等重要功能,一旦发生事故将对企业生产经营产生较大影响。同时,空压机设备数据对企业生产、管理、经营等具有重要指标性意义,数据泄露隐患严重影响企业管理者设备上云信心,更关系到行业信息安全和企业生产安全等重要领域,亟需有可靠的数据传输安全机制保障数据的安全、可靠传输。

  04产业协同有待提升

  空压机产业链涉及设备制造、设备代理/服务、设备使用等多类企业,目前各方存在数据共享不足、信息交流缺失等问题,业务协同水平普遍不高。例如,设备制造企业不知道空压机在哪种工况下运行,设备代理/服务企业不知道客户使用过程中有什么问题,设备使用企业不知如何提升空压机效率。各方缺乏一体化协同服务管理体系,无法形成空压机“制造-使用-运维-设计”闭环服务,难以形成多方共赢局面。

应用场景

  01运维管控

  推动大型空压机上云有利于采集设备的实时运行数据,结合设备故障诊断模型,自动预警设备故障并确定最优设备维护方案,实现设备智能管理。一是设备状态监测。企业通过空压机设备上云实时采集主机温度、油温、储气罐压力、出口压力、水管温度等工作状态数据,增强设备状态监测的可靠程度,有效解决空压机监测难问题。二是运行状态分析。通过对不同空压机和同一空压机不同时期的历史数据进行系统全面的分析,供用户及时查看运营数据,帮助企业优化方案,增加企业效益。三是设备预测维护。综合利用采集的设备数据,通过大数据分析,结合管线漏气等设备故障诊断模型,将空压机实时运行数据与标准参数对比分析开展预测性维护,减少生产停滞和安全问题。

  例如,河南通过新奥数能泛能网平台推送的空压机运行管理策略,改变了以往各站房人工线下抄表、人工录入的传统工作模式,降低了易损件更换频率,延长了设备使用寿命,使空压机启停次数减少了75%,系统能效提高到80%以上。紫光集团建立了空压机智能运维平台,通过物联网技术实现数据在线采集分析,有效缓解空压机管理和运营效率低下等问题。惠州亿纬锂能股份有限公司使用云智控节能管理系统,实现装备故障智能预警,减少停产损失近530万元。

  江苏奥立信数字科技有限公司“空压在线”系统,通过对空气滤芯、机油滤芯、油分等空压机易损耗零部件的实时检测和大数据分析,结合压差、功率、气量等约束条件,智能分析剩余使用寿命,实现易损件更换的最佳经济性。

  02设备节能优化

  空压机行业的能耗问题极为突出,往往耗费大量企业财力,不利于企业盈利水平与能力的提升。上云有利于管理者提高能源消耗水平认知,实现精细化设备能耗管控优化。一是分配式优化。在实时采集能效数据的基础上建立设备用气、产气模型,通过设备整体效率和综合能耗分析,合理分配设备运行负载。二是互补式优化。利用整站效能提升的数据分析模型,为空压机动态互补调配提供支持,减少整体资源浪费。三是升级式优化。通过对空压机的横向数据对比与纵向历史分析,为空压机制造单位和使用单位进行产品升级换代提供数据支撑,提升企业核心竞争力。

  例如,广东蒙泰依托树根互联的空压机机组云平台,在同一工况下实现单位能耗降低10%,每年节约至少77万元能耗成本。江苏极熵物联科技有限公司推动空压机上云超过1万台,为社会减少碳排放10万吨标准煤/年。特备电工蘑菇物联合作部署云智控系统,根据母管压力变化建立智能控制模型并控制设备启停,企业节能收益达到10%。

  江苏奥立信数字科技有限公司“空压在线”系统,通过状态感知、实时分析、科学决策、精准执行等策略实现大型空压站的健康运行和节能优化。据空压机上云前后的实时单耗及故障对比,客户平均节能率达12.3%,最高节能率达25.3%,计划外故障减少52.5%,维护和服务成本降低16.7%,设备完好率提升5.7%。

  03后服务市场运维

  空压机上云有利于设备制造商、设备代理/服务商、设备使用企业等主体建立后服务市场维护管理体系,提炼工单管理服务,形成自动化服务模式,加速企业新市场开拓。一是打造智能工单。通过对设备的实时监控实现自诊断、自决策、自适应,自动推送空压机故障、推送维修工单,并在平台上实现服务派工、维修报告、服务验收、工单存档等。二是主动式销售。空压机选型过大容易造成资源浪费,选型太小则容易造成用气不够、压力不足等问题。通过上云有利于汇聚压力、排气量、空气质量、场地等参数,为过滤器、储气罐等选型提供数据支撑,增加空压机制造企业潜在收入。

  例如,无锡市大众压缩机有限公司因为使用蘑菇物联的蘑菇圈ICRM系统,提高了售后运维的协同效率,减少终端用户流失率8%,并通过压缩空气分析套件的使用,增加了空压机销售量,合计增收180万/年。

  04产业链协同

  通过上云可以为大数据、人工智能等技术应用提供数据支持,加强空压机产业链相关主体的数据协同,助力空压机产业链向“产品+服务”转型。一是反馈式研发。基于平台助力帮助设备制造企业可以实时监测设备数据,依托海量的数据尤其是空压机运维数据,缩短新品研发迭代周期。二是风向标指数。根据工况数据比较不同厂商空压机性能,探索商业模式创新,基于上云数据计算形成行业创新指标体系,为检测行业发展情况提供实时数据支撑。三是整链式服务。通过上云打通产业链各环节流程数据,降低环节间沟通成本,助力企业实现空压站低成本运营的发展目标。

  例如,东方国信通过数据分析打造“空压机指数”,梳理分析区域工业发展、工业企业活跃度等情况,为政府、行业、企业经济发展决策提供有效的数据支撑。南网能源公司推出高效空压站投资、设计、施工、智慧运维一体化的一条龙式服务,使美芝工厂综合运营节能效益达到30%以上。

推广前景

  作为通用工业设备,空压机的使用场景复杂多样,在中国约85%的工厂都配备有空压站,广泛覆盖医药、食品、电子、塑胶、纺织、电力、建材等各行业。空压机在行业内又被称为“电老虎”,在我国空压机的耗电量约占全国工业耗电量的9-15%,能耗改造潜力巨大。如果推动一半的设备进行上云推广,并按照预计能耗整体降低5%的标准,全年节约成本将有望超过170亿元,减少碳排放有望超过2400万吨。

  文 | 赛迪智库信软所工业互联网研究室副主任 宋颖昌

  大型空压机面临着运行监控及时性弱、设备能耗管理粗放、运营服务效率不高和产业

标签:工业互联网平台 工业设备上云 我要反馈 
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