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1、20242024年第六届广州国际新能源汽车智能制造展览会及高峰论坛年第六届广州国际新能源汽车智能制造展览会及高峰论坛李冠苇李冠苇 一汽一汽-大众汽车有限公司佛山分公司大众汽车有限公司佛山分公司公司简介ChangchunChengduFoshanTianjinQingdaoMEBMEBMQBMQB厂区分布公司使命造价值经典汽车,创卓越出行服务,促人、车、社会 和谐经营方针市场导向、管理创新质量至上、技术领先一汽-大众佛山分公司于2013年投产,总投资388亿,主要生产ID系列电动车、G8、奥迪Q2、TROC等车型。是华南地区首个5G+汽车智慧工厂、绿色工厂目录CONTENTS01项目背景02应对
2、策略03应用场景分享04未来展望01项目背景项目背景01 项目背景国家双碳公约可持续发展集团、公司 集团战略 架构布局 绿色资源能源 中央讲话精神 2030碳达峰 2060碳中和双碳政策联合国气候变化框架公约(UNFCCC)的宗旨是通过国际合作和合理分配责任、促进全球应对气候变化的努力党的二十大提出“推动绿色发展绿色发展,促进人与自然和谐共生”;第75届联合国大会期间,中国提出“碳达峰、碳中和碳达峰、碳中和”政策一汽-大众全生命周期碳排放目标2030年-29%(基准年2018年),其中生产制造端在不增加成本前提下规划了零碳工厂技术方向联合国 气候变化 保护生态 管理体系 基础设施外部外部:国家
3、、行业市场的低碳竞争压力,工厂碳排放来自生产制造用能。国家、行业市场的低碳竞争压力,工厂碳排放来自生产制造用能。01 项目背景 内部内部:能源优化压力大,现有的能源管理模式存在弊端:能源优化压力大,现有的能源管理模式存在弊端基础建设1、能源计量缺乏顶层设计、碎片化严重,建成即落后;2、网络、数据中心基础设施老化、僵尸系统多;3、计量仪表缺失,重点能耗设备计量未实现联网;管理支撑1、2023年了,还在手工抄表,费时费力,存在运营成本;2、数据颗粒度(每天),数据准确性(计量仪表准确性、抄表时间、抄表的准确性)无法保证;3、人工转录,工作量大,不利于分析数据支撑1、数据孤岛,各类信息系统数据无法关
4、联共享2、不能有效分析和监控能源消耗,及时消除能耗异常;3、节能降耗工作“一关了之”,无工作方法,设备差异复杂性下如何探寻最佳实践。01-项目背景AS IS 能源指标结构单一,指标核算边界太广;TO BE 缺少能源信息管理系统支持,无法实时获取能源数据;策划系列能源指标,分解各场景下用能,制定用能标准;1.万元产值能耗 2.总能耗 3.单车能耗 4.总能源费 5.单车能源费 能源计量配备滞后,无法实现能耗数据在线传输;20%17%0%公司级系统工厂级系统车间级系统1.公用:单位面积采暖能耗;2.冲压:伺服压机线单冲程电耗;3.焊装:单车单位焊接当量电耗;4.涂装:电泳单车单位面积水耗;5.总装
5、:高空照明单位面积电耗;等等 统一能源计量配备标准,逐渐完善计量配备;利用各工厂数字化团队自研开发能源信息管理系统,实现如下功能;三级计量冲压领域焊装领域涂装领域总装领域共用动力动力总成办公建筑一级计量二级计量标准完成,实施中标准完成,策划实施标准策划中一级计量二级计量三级计量配备率 100%、联网率 62%配备率 92%、联网率 58%无标准、未统筹92.0%84.7%83.6%78.6%77.9%76.8%71.3%66.9%64.6%30.5%TJ_PACC_Q5PAQD_PAFS_MQBPAFS_MEBPACD_EastPACD_WestPACC_T88PACC_T99PACC_CP2
6、 PA涂装车间计量配备率A能耗分析C指标管理D能效分析E工作平台数据管理B组织碳管理分析展示组织碳足迹清洁能源指标拉通潜力挖掘能效对比用能审批重点子系统能源费管理能源信息管理系统:在能源管理中,能源数据及指标是能源节省与浪费的直接体现,为深度挖掘隐形浪费及满足高效管理,需开发能源信息系统,利用数字化手段实现对能源数据采集分析及指标管理。02应对策略应对策略02 应对策略-总体框架“能源管理IOT系统平台”基于IOT物联网技术,集中管理各生产基地能源数据,实现各生产基地能耗数据纵向挖掘监管,横向深度对标;且基于大数据分析和优化,实现能源管理透明化和精细化,并为能源节省及指标逐级分解提供支撑,为节
7、能减排、碳核算工作提供数据保障;02 应对策略-能源管理IOT系统平台平台描述目标:能源领域数据显性化、管理精准化、决策智能化。功能:能源管理平台包含3部分功能,即数据采集、统计分析、控制/决策。系统:能源管理平台包含2个系统,能源数据采集分析系统、智能控制/决策系统。长春CP1CP2成都CP3佛山CP4青岛CP5天津CP6动力总成事业部 T-D公司级公司级 FAW-VW工厂级工厂级 Plant冲压车间PW焊装车间KB涂装车间LA总装车间MO动力站房UES机房IT发动机车间ES车间级车间级 Shop 冷却塔空压机制冷机组工艺设备公用动力设备空调照明系统烘干炉系统工艺空调工艺照明焊接机器人Coo
8、ling tower Drying furnace system Process air conditioning Process Lighting welding robot Air compressorrefrigeration unit air conditioner lighting 一汽一汽-大众能源管理大众能源管理IOT系统系统分公司能源管理系统分公司能源管理系统车间级能源管理系统车间级能源管理系统生产单元(控制对象)生产单元(控制对象)重点耗能设备能源数据、生产数据各工厂能源数据采集展示控制控制/决策决策统计分析统计分析数据采集数据采集各车间能源数据、生产数据、天气数据采集展示能
9、源对比分析机器学习算法产量关联分析天气相关性分析设备运行数据分析能耗异常、对比、预测分析、能效分析公司级生产计划和班次安排、用能预测、节能潜力点挖掘自动控制系统实现设备智能启停、变频控制,达到供需联控。工厂级生产计划和班次安排、用能预测、节能潜力点挖掘能源数据采集分析系统智能控制/决策系统系统名称系统名称能耗异常、对比、预测分析、能效分析车间管理,节能潜力点挖掘运行数据、环境数据采集展示02 应对策略-能源管理IOT系统平台 公司级驾驶舱 分公司级驾驶舱 车间级驾驶舱 Quick BI自定义功能月度及年度(单车)费用、综合能耗、能源介质消耗总览日、月、年度总能耗、单车能耗监视;日能源消耗趋势;
10、指标预警单月累计费用;单车能耗;单车水耗(分公司年度累计、各部门年度累计、各部门)各级用能单位各级介质月度耗量汇总展示及导出各工厂车间单车能耗横向对比(日月年)02 项目实施-能源管理IOT系统平台一汽一汽-大众能源管理大众能源管理IOT平台平台应用层能源展示能源展示能耗分析及预测能耗分析及预测能耗统计能耗统计能源费用统计能源费用统计碳排放核算碳排放核算公司整体能公司整体能耗统计耗统计五地六厂能五地六厂能耗统计耗统计各车间能耗各车间能耗统计统计各能源介质各能源介质能耗统计能耗统计公司整体能公司整体能源费统计源费统计五地六厂能五地六厂能源费统计源费统计各车间能源各车间能源费统计费统计各能源介质各
11、能源介质能源费统计能源费统计碳排放核算碳排放核算(公司级公司级)公司能耗、公司能耗、能源费对能源费对比比工厂能耗、工厂能耗、能源费对能源费对比比车间能耗、车间能耗、能源费对能源费对比比能耗与温能耗与温度关联对度关联对比比能耗与生产能耗与生产班次关联对班次关联对比比各车间能源各车间能源费统计费统计各能源介质各能源介质能源费统计能源费统计能耗异常标记能耗异常标记能源预测能源预测能耗预测能耗预测能源费预测能源费预测能耗对比分析能耗对比分析能耗关联分析能耗关联分析能耗异常分析能耗异常分析重点监管重点监管空压机效率空压机效率分析分析制冷机效率制冷机效率分析分析循环水效率循环水效率分析分析变压器负载变压器
12、负载率分析率分析数据层网络层现场层数据处理数据处理数据存储数据存储数据交互数据交互数据规范数据规范数据检查数据检查数据清洗数据清洗数据运算数据运算数据质量分析数据质量分析MySQL、MangoDB、DISC、MindsphereMQTTOPCRabbitMQ智能网关、交换机智能网关、交换机智能电表智能电表水流量表水流量表天然气流量表天然气流量表压缩空气气流量表压缩空气气流量表高温水热量表高温水热量表制冷水冷量表制冷水冷量表决策智能化决策智能化管控立体化管控立体化数据共享化数据共享化02 项目实施-能源管理IOT系统平台-网络层企业服务器MQTT服务器lOT系统管理平台*传输协议根据具体工况进行
13、选择,市面上主流的如5G、NB-IoT、Lora、Zigbee或有明确协议规则的都可实现02 项目实施-能源管理IOT系统平台-数据层8张数据规范基础表,保证数据格式内容统一规范,标准一致,数据规范数据采用层级树形结构,可根据需求逐级查看信息,方便进行延伸扩展。仪表信息成本中心电费计算逻辑 仪表小时数据消耗系数介质价格班次小时目标实际设定数据湖数据湖02 项目实施-能源管理IOT系统平台-应用层-公司级驾驶舱能耗信息统计1公司级能耗信息分析2KPI跟踪预警3能源消耗预测4待更新02 项目实施-能源管理IOT系统平台-应用层-分公司级驾驶舱能耗信息统计1站房能耗信息分析2KPI日跟踪3能耗对标4
14、节能潜力挖掘5分公司级项目实施-能源管理IOT系统平台-应用层-车间级驾驶舱各设备能耗信息统计1车间及站房级各设备能耗信息分析2管理对标3节能潜力挖掘4项目实施-能源管理IOT系统平台-应用层-个性化定制区域个性化定制能源数据入湖+QUICK BI数字引擎1打通数据孤岛,实现关联分析2支撑能源管理者业务自助分析3成熟的行业模板和行业最佳实践403应用场景分享应用场景分享03 应用场景案例1-针对用能系统及设备的能源管理4E评审体系有价值的能源消耗设备启停停产怠机价格波动性 尖峰平谷能源替代性E2:能源成本生产/怠机连续性节拍E3:生产效率E4:工艺要求缺件故障停机能效等级调控技术设备检修模具调
15、试功率因素能源品质采购价格次品率返修率分时分区原则工艺参数过程参数有效控制能源梯级利用余热回收持续改进(EnPI 能源指标提升)目标(EnPI 能源指标达成)E1:运行能耗03 应用场景案例1-针对用能系统及设备的能源管理4E评审体系假期怠机能耗计算模型+调试/检修+假期怠机能耗管控策略夜班时长/天能耗5基础能耗分级能耗调试/检修能耗项目能耗理论计算4E持续改进平衡优化费用申请锁定基础能耗分级能耗探底调试/检修能耗平衡项目能耗申请出于安全环保法规、工艺材料特性等导致的能耗五地六厂同步对标,必要性的深度评估关键举措分级能耗分层打开,研究创新节能逐步探底,分级能耗逐次压低提前三天完成用能需求收集,
16、多轮平衡清单管理,额外用能费用扣除03 应用场景案例2-压缩空气管网优化焊装车间待机压缩空气功耗高达每小时压缩空气焊装车间待机压缩空气功耗高达每小时压缩空气3000m3000m。现状1、焊装车间MEB,根据夜班、周末短期以及无生产期间精准供能,控制车间压缩空气阀门开闭,减少无生产期间泄漏,可节约 10%耗量。2、焊装车间MEB,长假期切断车间主管路压缩空气阀门,可大幅度减少压缩空气浪费03 应用场景案例3-基于边缘控制算法的节能基于工业边缘计算的解决方案基于西门子工业边缘系统搭建一套烘房升温预测系统,通过机器学习来分析预测烘房升温趋势和升温时间长度,通过归档数据创建训练集和测试集。通过烘房温度
17、、风机频率、天然气流量、环境温度、烘房压力等参数来创建并训练AI模型,优化升温模式。优势亮点烘房各区域温度实时监控烘房温度曲线实时展示实时预测升温趋势和升温剩余时长03 应用场景案例4-涂装全域自适应温湿度控制ABCDEFGH序号序号控制过程控制过程控制条件控制条件A降温+除湿+加热25,75%RHB仅加热75%RH(温度随机)C仅加热21(湿度随机)D加热+加湿21,60%RHE加湿60%RH(温度随机)F加湿25(湿度随机)G降温+加湿25(湿度随机)H阀门全部关闭不控制空调空调名称(名称(air conditioner)新风风量(新风风量(m3/h)冷冷量(量(KW/h)一次热量(一次热
18、量(KW/h)二次二次热量(热量(KW/h)控制控制方式(方式(control mode)喷漆室送风100000 xxxxxxxxxxxxPoint to Point controlxxxxxxxxxxxxWindow control 节能比Energy saving ratioxxxxxxxxxxxx节能量 Energy savingxxxxxxxxxxxx年运行小时数 Hoursxxxxxxxxxxxx年节约费 Saving xxxxxxxxxxxx单台工艺空调器年节约数十万(单班),佛山工厂(4台)仅喷房新风空调即可年节约超百万自适应窗口PID调节04未来展望未来展望02OPTIONOPTION数据融合化01OPTIONOPTION技术组件化03OPTIONOPTION能力服务化04OPTION应用场景化BIGBIGDATADATA04 未来展望易扩展、易引入新技术数据同源、基于清洁数据经营支持业务敏捷与创新提升用户体验