近年來,為推進企業數字化轉型,湖南中煙長沙卷煙廠在智能制造的浪潮中,聚焦智慧能源管控目標,以數據監測、動能調度、能源定額“三條線”,編織出一個能源“數智網”,進一步優化能源分配。
構建數據監測線,創新數據呈現
“在日常能源數據分析業務上,以前依賴文字與表格來分析能源數據,我們常常需要花費大量的時間對比、整理數據,這種方式不僅效率低,還很難直觀地發現能耗數據中的規律和問題。”在長沙卷煙廠能源專員傅平偉看來,如果能打造一款集圖形化展示、智能化分析和高效化管理的多功能能源可視化看板,對于車間能源數據管理是錦上添花。
為實現這一目標,長沙卷煙廠成立了數據監測與可視化團隊,團隊成員們不斷優化算法、調整設計,利用S7通訊技術將卷煙廠內的各種能源數據采集并傳輸到看板上,保證了看板數據的實時性。同時,通過創新性地引入機器學習和人工智能技術,利用神經網絡算法對能源使用數據進行深度訓練和分析,為看板增加了一系列如預警提示、數據分析報告的實用功能。此外,團隊基于SMARTBI設計開發了一款美觀的用戶界面,使數據的呈現更加直觀便捷。最終,智慧能源可視化看板成功運營。
“現在,我可以利用看板深入挖掘能源使用規律,制定更加科學合理的能源管理策略;輪班長和操作工可以迅速發現能源使用中的異常情況,并及時采取措施進行調整和優化。”傅平偉說。
圖為團隊正在討論智慧能源可視化看板設計(羅臣豐攝)
構建動能調度線,優化能源分配
“空調風柜光及時啟停還不夠,空調風柜處在運行狀態時,供能和用能的匹配度不高,在能源供需之間存在很大的節能空間。傳統控制技術只關注車間溫濕度控制,忽略了某幾種能源同時使用所造成的內耗,并且空調風機頻率始終運行在一個固定頻率,沒有考慮機組的最小風量,未實現變風量節能控制。”空調操作工舒向東說。
在明確了空調風柜傳統控制技術的調整方向后,動能調度線成員對廠內各生產區域的空調風柜進行了深入調研與分析,最后決定以卷包生產八區兩臺空調風柜為試點研制一套空調智能控制系統。團隊依據中央空調熱濕負荷理論,再結合能效優化機理、歷史能耗數據分析、節能操作經驗,制定一套系統的空調節能控制策略。根據所制定的節能控制策略,設計了空調控制模型與能量模型,在空調能量模型與空調控制模型的共同作用下即可實現空調機組的自動節能運行。
空調智能控制系統上線運行后,很大程度減少了空調內耗,初步實現了能源的供需平衡。據統計,2023年廠區空調單箱耗電同比下降1.84度/箱,單箱卷煙耗蒸汽同比下降3.8公斤/箱,為全年單箱卷煙綜合能耗下降提供了有效支撐。
圖為團隊成員對生產區域風柜進行調研(羅臣豐攝)
構建能耗定額線,規范能源標準
能耗定額是實現能源精細化管理的重要手段之一。以往單箱煙的能耗標準都是根據往年數據簡單估算,沒有適配的數學模型給能耗制定標準。最初,團隊通過分析歷史產量與耗電量之間的數學關系建立制絲和卷包的耗電模型,但初始階段模型的準確率并不理想,因此定額標準的科學性與合理性也缺乏保障。在參考行業標準和先進經驗后,團隊成員自主學習編程語言,創新性地采用定額水平法,通過置信區間的方式定額標準,成功提高了模型的準確率。
“目前,我們已通過數學建模的方式為制絲一線和卷包生產七區制定了科學合理的能耗定額標準。”數據監測與可視化團隊成員周超說。
據悉,在數字化轉型過程中,長沙卷煙廠充分釋放數據要素價值,實現數字化能源管控,為推動社會經濟發展綠色轉型貢獻力量。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察